空氣微生物污染的監測及研究進展

黃偉國

摘要：指出了隨著人類社會的發展，空氣微生物的含量或者說其中對人類有害的微生物含量急劇上升，對人類的健康造成了重大影響。從空氣微生物污染現狀出發，對微生物的采集方式以及檢測方法的研究進展作了相關綜述。

關鍵詞：空氣微生物；微生物污染；微生物監測

中圖分類號：X831

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8009102

1引言

人類的生存離不開大氣，空氣作為人類生存的必須條件以及重要物質，它保證了人類進行生產等活動，但是，從另一個角度來看，有污染的也會威脅到人類健康。特別在現代社會中，隨著人口數量的急劇增長，大地植被覆蓋面積減少，加上一些不正規的動物養殖場和垃圾處理廠，如果沒有做到有效的衛生防治措施，會造成十分嚴重的空氣污染。空氣中的微生物數量急劇上升，并且這些微生物中包含了大量威脅到人類健康的病原微生物，這些微生物會隨著人類的呼吸，通過呼吸道進入人體肺部，可能造成呼吸道疾病或者肺部感染。所以，空氣微生物的監測對于保護人類健康是十分有意義的。

2空氣微生物污染及其污染現狀

雖然空氣微生物不能被人類的肉眼所看到，但是其作為生態系統的一個組成部分，也是不可被忽視的。空氣微生物一般由一些細菌、病毒、放線菌等細微生命體構成，在不同的地方其組成濃度一般不同，空氣微生物的數量也是空氣質量的重要標準。空氣微生物的種類繁多，目前的研究表明，空氣中的真菌種類多達4萬多種，而細菌和放線菌的也有上千種。這些空氣微生物來自于地球表面的各個地方，如土壤，湖面等，并且人類的活動也是空氣微生物的來源，其中，需要特別注意的是一些養殖場、垃圾處理廠等地方，由于有大量的動植物，會導致空氣中出現大量微生物。這些空氣微生物并不會直接在大氣中存在，雖然一部分空氣微生物對于這種較干燥的環境以及紫外線有一定的抗性，但是空氣微生物在空氣中還是多以微生物氣溶膠的形式存在，此外，真菌會以單個孢子的形式存在于大氣中。微生物氣溶膠，簡單的來說，就是存在于空氣中的一個分散體系，其實質是一些固態或者液態的微粒，在這些微粒上依附著微生物。根據不同的空氣微生物種類，這些微生物氣溶膠顆粒的大小也是不同的，較小的微生物氣溶膠顆粒粒徑只有0.1μm，而較大的生物氣溶膠顆粒例如花粉的粒徑可以達到100μm。這些微生物氣溶膠在大氣中停留的時間不會太久，根據當地的氣候情況，都會帶動微生物氣溶膠的運動，它們最終會在氣流的運動或者其它原因向下落到地表或者動植物的表面。

近幾年，對空氣微生物的研究已經取得了一定的發展，但是就目前國內的傳染病狀況而言，情況不容樂觀。禽流感病毒依然在進行大范圍的傳播，就如幾年前的肺炎一樣，席卷這片大地。如今，禽流感病毒從一個地區，通過大氣，傳播到另一個地方，對國內甚至是全球都造成了較大的影響。因此，必須加大對空氣微生物的研究，減小空氣微生物污染的程度，并且需要將環境監測和公共衛生管理進行相適應的結合，保障人類的健康。

3基于微生物生長的空氣采樣器

隨著社會的進步，利用一些現代化的技術手段，經過不同研究者的設計，目前已經有了多種基于微生物生長的空氣采樣器。最基本的有通過自然沉降的方法進行采樣，這種方法即利用微生物自身的重力，讓空氣中的微生物顆粒緩慢的自然沉降，通過一段時間的采集，空氣中大部分微生物已經落到下面帶有培養介質的裝置上，即完成采集，同時進行后續的培養。但是這種方法的缺點很明顯，一些懸浮在空氣中的小顆粒的微生物，不能被此方法檢測到，同時，外界空氣的流動也會對此采樣方法的結果造成較大的影響，所以，這種方法一般僅僅作為一些菌粒子沉著的研究。為了避免上述采樣方法的缺陷，研究人員發明了通過靜電進行采集的方法，并制造出了靜電沉著采樣器。這個儀器通過制造高壓靜電場，讓空氣中的微生物帶上一定量的電荷，這時，這些微生物就會被同時帶有相反電荷的采集面吸引，這樣就完成了空氣中微生物的采集工作。但是，有一個問題依然沒有得到解決，那就是采集器的采集范圍過小。這時候，動力類的采集器便應運而生了，其實質就是在動力類空氣微生物采集器內部設置了抽氣泵，對于動力類空氣微生物采集器，可以進行現場空氣抽取采集，相較于傳統的利用重力或者靜電力的采集器，動力類空氣微生物采集器的采集范圍更大，并且采集過程更加快速，采集效率得到了質的提升。

經過采集器采集到的微生物，需要進行進一步的培養，一般來講，利用一些常規的培養基即可進行。但是空氣的情況比較復雜，所以在微生物的培養過程中，需要根據實際情況添加適當的抑制劑或者其它選用試劑，同時，空氣微生物的培養條件也是必須注意的。

4無需培養的快速微生物檢測方法

4.1需輔助試劑類

傳統的微生物檢測方法因為要進行培養等操作，耗費時間長，且結果誤差較大，已經不能滿足現代市場的需求。隨著微生物實時熒光光電檢測技術的出現，便得到了社會廣泛的認可，已經在醫藥等行業得到普遍應用。這項技術將傳統的微生物檢測技術與現代化的計算機技術相結合，將微生物的檢測時間大幅度縮短，并且由于自動化技術的應用，對于人力資源的投資也大大減少。其最根本的技術就是利用三磷酸腺苷與其他試劑的反應，一般是與三磷酸腺苷酶進行酶促反應，通過添加熒光素來顯示反應的信號，因為三磷酸腺苷存在于所有的生物中，通過檢測這種反應放出的信號，確定微生物的含量。這項微生物檢測技術在發達國家如美國以及日本已經得到發展和應用，相應的此類產品也比較成熟。在國內，此項技術也被應用于食品的檢測以及衛生監督。

4.2無需輔助試劑類

雖然熒光檢測技術有其先進性，但是在使用上，仍然不能避開較為高昂的試劑費用，相較于此，一種新型的檢測方法優勢更加明顯。這種新的檢測方法是通過分析生物體的代謝產物以及核黃酸，最終確定微生物的含量，雖然這種方法利用的原理仍然為熒光檢測原理，但是相較于傳統的熒光檢測技術，此方法不用等待酶促反應的時間，能夠在瞬間得到數據。此外，這種方法與計算機科學以及自動化技術相結合，發展成為一個實時監控系統，能夠實時的提供檢測數據，這種設備普遍應用于醫藥行業，特別是藥品制造行業。因為自動化技術的應用，不僅做到了對微生物的監測，從另一個角度看，藥品的生產過程沒有了人員的參與，也減少了由于人員參與制藥過程帶來的污染。

5結語

近年來，關于空氣污染話題的討論越演越烈，引起人們的極大關注，要想對此問題作出有效的解決方案，就要對空氣中微生物的含量進行準確的監測，瞬時檢測系統的使用必然會成為將來的主流檢測方法，并且通過對其成因分析，進行有效的治理，保障人類的健康。

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