空氣霉菌總數測定方法分析

劉劍，劉艷芳，楊玉萍，王沖文，戈帆

（國營第二九八廠，昆明 650114）

霉菌在武器裝備上生長時，新陳代謝分泌的有機酸會腐蝕紅外材料、金屬、橡膠等，分泌的水分會增加機殼內濕度，從而影響裝備的力學性能和外觀、導致電子裝置短路、光學裝置精度降低等。紅外光學薄膜中的碳膜還為霉菌提供了豐富的碳源，為霉菌腐蝕創造了條件[1]。目前，霉菌腐蝕已成為武器裝備常見的腐蝕之一，更是光學儀器三害之一，尤其在高溫高濕環境中，霉菌生長條件適宜，繁殖速度快，空氣霉菌含量高，武器裝備長霉的概率也相應增加，加速了霉菌對武器裝備的腐蝕。由于紅外材料及其涂鍍件對霉菌腐蝕較為敏感，因此在高溫高濕、適宜霉菌生長的環境中，檢測空氣霉菌總數可以監測空氣霉菌數量變化情況，評估武器裝備（尤其是紅外產品）在貯存和使用過程中的長霉概率。同時也是空氣霉菌采集、鑒定的基礎，為防霉技術研究提供數據支撐。

西雙版納熱帶雨林自然環境試驗站屬于高溫、高濕環境，霉菌生長旺盛，對站內貯存的武器裝備試驗樣品腐蝕較為明顯。對此，筆者進行了較長時間的空氣霉菌總數監測和防霉研究。

GB/T 18204.3—2013《公共場所衛生檢驗方法第3部分：空氣微生物》規定兩種空氣真菌總數測定方法——自然沉降法和撞擊法[2]，最初采用自然沉降法進行空氣霉菌總數測定。經過幾次測定以及對相關文獻的查閱，發現自然沉降法測定結果在定性和定量上缺乏準確性，通過奧梅梁斯基換算方程式（1）換算的結果沒有體現 Stokes定律中相關因素對測定結果的影響。

式中：C為活菌粒子數，cfu/m3；N為經培養后平板上生長的菌落數；A為所用平板的面積，cm2；t為平板暴露時間，min。

為了更準確測定空氣霉菌總數，購置了六級篩孔撞擊式空氣微生物采樣器，用撞擊法測定空氣霉菌總數。目前對自然沉降法和撞擊法的研究大多在室內進行，但文中開展的空氣霉菌相關研究還涉及室外空氣霉菌采集。文中將對兩種采樣方法在空氣霉菌總數測定中的應用及測定結果進行比較，選擇穩定性更高的方法進行測量，為防霉技術研究提供更為可靠的數據。

1 材料與方法

1.1 培養基和器材

試驗以沙氏培養基作為空氣霉菌采集載體，用到的主要器材有φ90 mm玻璃平板（購自云南新茂科研器材開發公司）、六級篩孔撞擊式空氣微生物采樣器（購自美國 SKC公司）、高溫高壓滅菌鍋（購自上海博訊實業有限公司醫療設備廠）、霉菌培養箱等（購自常州普天儀器制造有限公司）。

1.2 采樣原理

自然沉降法是在地心引力作用下，空氣中懸浮的帶菌顆粒會隨時間的延長逐漸沉降[3]，降落在自然沉降法采樣使用的營養瓊脂平板表面上。撞擊法是采用撞擊式空氣微生物采樣器采樣，通過抽氣動力作用，使空氣通過狹縫或小孔而產生高速氣流，使懸浮在空氣中的帶菌粒子撞擊到營養瓊脂平板上。

1.3 采樣

在昆明室內、室外，西雙版納室外各選擇一個采樣點，分別標記為1#，2#，3#，在同一采樣點的同一時間段，用自然沉降法和撞擊法測定空氣霉菌總數。由于撞擊式空氣微生物采樣器產生高速氣流能更快地收集空氣微生物，采樣時間設計時撞擊法多一個梯度。在昆明用自然沉降法測定空氣霉菌總數的空氣采集時間以5，10，15 min為梯度，撞擊法以2，5，10，15 min為梯度進行采樣。西雙版納屬于典型熱帶雨林氣候，霉菌生長旺盛，只能進行短時間的采樣，所以自然沉降法以1 min為空氣采集時間，撞擊法以0.5，1 min為梯度進行采樣。兩種采樣方法均以1.5 m為采樣高度。在同一采樣點用同一種方法按同一采樣時間采集的樣品為一組，每組設置三個平行樣品。采集了空氣霉菌的平板倒置在（28±1）℃的恒溫培養箱中培養。

表1 采樣計劃

1.4 計數與計算

隨培養時間延長，采樣平板上的霉菌逐漸長大，形成菌落，如圖2所示。培養至第3，5，7天時進行計數，獲得各皿平板霉菌菌落總數。通過格魯布斯檢驗式（2）求出Gi，取置信區間為99%，臨界值G99（3）=1.15，即Gi＞1.15，則判定為離群值，應舍去；Gi＜1.15，則判定為正常值。平行樣品的平均值即為最終平板生長的霉菌菌落數，自然沉降法按奧梅梁斯基公式換算成空氣霉菌總數，撞擊法按式（3）計算，以cfu/m3表示計算結果。

式中：Xi為樣本中的可疑值；X為樣本平均值；S為樣本標準差。

式中：N 為經培養后平板上生長的菌落數；t為采樣時間。

2 結果與討論

2.1 平板計數結果

按表1采集17組空氣樣本，每組3個平行樣，共獲得51皿采集了空氣樣本的平板。經過三次計數，獲得平板上生長的霉菌菌落數，自然沉降法采樣計數結果見表2，撞擊法采樣計數結果見表 3，并計算各組霉菌菌落數的變異系數CV。

由表2可以看出，用自然沉降法采樣的7組試驗最大變異系數1.14，最小0.458，平均0.704。由表3可以看出，用撞擊法采樣的10組試驗最大變異系數0.948，最小 0.093，平均 0.375。可見撞擊法采樣計數結果的變異系數比沉降法小。

1#為室內采樣，2#為室外采樣。由圖3可以看出，在室內用沉降法采樣時，計數結果的變異系數基本不受采樣時間影響，但在室外，隨采樣時間的增加，變異系數在逐漸減小。用撞擊法在室內外采樣計數結果的變異系數均隨采樣時間的增加呈下降趨勢，但在室內采樣的變化較小。變異系數反應了數據的離散程度，由于室外空氣流動較快，致使采樣結果較分散，但根據環境條件適當增加采樣時間，有利于降低數據的離散程度。

表2 自然沉降法采樣計數結果

表3 撞擊法法采樣計數結果

2.2 格魯布斯驗證

為了剔除離群值，用格魯布斯檢驗法對平板計數結果進行檢驗，三個平行樣品中與平均值偏差最大的值視為可疑值，用式（2）檢驗是否屬于離群值。檢驗結果見表4和表5。

經檢驗，自然沉降法在1#采樣點采樣5 min的數據有一個離群值，撞擊法在2#采樣點采樣2 min的數據有一個離群值，剔除這兩個數據后再計算空氣中霉菌總數。兩個離群值均是在較短采樣時間產生的，而較長時間的采樣均未出現離群值，故適當增加采樣時間能降低瞬時環境因素對采樣結果的影響。

表4 自然沉降法采樣檢驗結果

表5 撞擊法法采樣檢驗結果

2.3 空氣霉菌總數計算

將自然沉降法和撞擊法采樣計數結果換算成每立方米的空氣霉菌總數。由圖4可看出，沉降法在室內采樣計算結果比撞擊法高出許多，但在室外，兩種采樣方法比較接近。在室內，隨采樣時間的增加，兩種方法采樣結果都呈下降趨勢，沉降法減少量更大。在室外，沉降法采樣結果隨時間增加有略微上升，而撞擊法的變化量很小。3#采樣點用撞擊法采樣0.5 min和1 min的結果差異較大，是因為1 min采集到霉菌太多，生長慢的霉菌在第二次計數時已被覆蓋，所以結果偏小。

總體來說，無論在室內還是室外采樣，在15 min的采樣時間內，撞擊法受采樣時間的影響較小。兩種方法在室外采樣結果也比較接近，所以撞擊法也是可以用于室外空氣霉菌采樣的。3#采樣點空氣霉菌數量較多，用撞擊法只能進行0.5 min的采樣。

3 結論

通過對比自然沉降法和撞擊法采樣結果，撞擊法計數結果的變異系數較小，平行樣相對離散程度較低，重復試驗的結果較穩定。

適當增加采樣時間，有利于降低數據的離散程度，但在空氣霉菌總數未知的環境中，只能憑經驗選定采樣時間。撞擊法采樣結果受采樣時間影響較小，可以降低因選擇的采樣時間較短引起的試驗誤差。

兩種方法在室外測定空氣霉菌總數的結果比較接近，但撞擊法采樣的計數結果變異系數小，受采樣時間影響小。說明撞擊法測定空氣霉菌總數穩定性更好，測定空氣霉菌總數可以盡量選用撞擊法。

參考文獻：

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