某高校室內空氣微生物調查及分析

耿彤彤，沈城輝，艾佐佐，梁 磊，陸海燕，高 箐，馬幕娟

（南昌師范學院生物系，江西 南昌 330032）

空氣微生物是指空氣中懸浮的細菌、真菌、放線菌等生物粒子，主要以微生物氣溶膠的形式存在，粒徑一般為0.01-30 μm[1].空氣微生物具有來源多樣性、種類多樣性、活性易變性、播散三維性、沉積的再生性和感染的廣泛性六大特性[2].空氣微生物作為自然生態(tài)系統(tǒng)的重要生物組成部分具有極其重要的生態(tài)功能，然而其濃度過高導致潛在的環(huán)境和健康風險增加，如霧霾的頻繁發(fā)生和疾病的傳播（流感、哮喘等）[3-4].因此空氣微生物的檢測和研究越來越受到人們的關注.

空氣微生物濃度是衡量空氣質量優(yōu)劣的一個重要評價指標.高校校園作為人員活動密集程度高的公共場所，其空氣質量直接影響教師和大學生的身體健康.師生們越來越多的時間在室內活動，據(jù)統(tǒng)計人們約80%-90%的時間在室內環(huán)境活動[5].此外相比于室外環(huán)境，室內環(huán)境相對密封，空氣流通相對緩慢，太陽輻射弱，其中的空氣微生物濃度容易偏高造成污染.室內空氣污染往往比室外的危害更為嚴重，因而室內空氣質量更加值得關注[6].

目前已經(jīng)開展了許多關于校園室內空氣微生物污染的研究[7-10]，但是垃圾填埋場周邊地區(qū)空氣微生物的研究并不多[11].垃圾填埋場的垃圾中含有大量致病菌，其懸浮到空氣中給周邊地區(qū)造成空氣污染[12].本研究選擇的學校距離垃圾填埋場＜3 km，其空氣質量問題一直受到師生的廣泛關注.因此本研究以評價高校室內場所中的空氣微生物的環(huán)境風險為目標，采用自然沉降法檢測不同功能活動場所空氣微生物的狀況，分析室內空氣質量情況，為改善校園空氣質量和保障在校師生的身體健康提供科學依據(jù)，同時為垃圾填埋場周邊地區(qū)環(huán)境治理提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣點選擇和設置

本研究選取南昌市某高校的教學樓、實驗樓、男生宿舍、女生宿舍、食堂、超市等人員較集中的典型功能區(qū)采樣地點.2017年2月-3月選擇晴天和雨天分別進行采樣，每天的采樣時間分為上午（8:00～11:00）和下午（14:00～17:00）兩個時間段.采樣方法依據(jù)《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002），采樣時避開通風口處，離墻壁距離大于0.5 m，高度為約1.2 m（呼吸帶高度）.每個室內場所設置5個采樣點，呈梅花狀分布，中央1個采樣點，中央與四角連線的中點各設置1個采樣.

1.2 空氣微生物的檢測

根據(jù)自然沉降法，將牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（牛肉膏3.0 g，蛋白胨10.0 g，NaCl 5.0 g，瓊脂15.0 g，水1000 mL，pH為7.4～7.6）平板打開靜置10 min，使空氣中的微生物顆粒沉降到培養(yǎng)基表面上，采樣完成后，蓋上培養(yǎng)皿，放入培養(yǎng)箱中28℃培養(yǎng)72 h，統(tǒng)計每個平板上的菌落數(shù)，再根據(jù)奧氏公式計算出各采樣點每立方米微生物濃度：

C＝1000*50 N/A*t，

公式中，C為單位體積內總微生物濃度（CFU/m3），N為培養(yǎng)皿上的菌落個數(shù)（個），A為平皿面積（cm2），t為暴露時間（min）.

1.3 空氣質量評價

檢測的結果依據(jù)我國《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002），并參考中國科學院生態(tài)中心推薦使用的空氣微生物評價標準，對校園室內空氣質量狀況做出評價.

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013軟件進行處理，使用Origin 8.0軟件進行T檢驗和方差分析，其中p＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義.

2 結果

2.1 校園室內空氣微生物濃度

本研究對高校室內典型功能區(qū)進行空氣微生物檢測，研究結果表明空氣中微生物動態(tài)變化幅度很大，即使是同一個采樣點由于采樣時間不同，其室內空氣微生物濃度變化差異大.從整體情況來看（表1），高校室內所有空氣樣本中微生物檢出率達到100%，最低濃度為17.22 CFU/m3，最高濃度為1 860.19 CFU/m3，其中平均值為375.00 CFU/m3.在不同的功能區(qū)（表1，圖1），室內空氣微生物濃度水平依次為：女生宿舍734.89±239.63 CFU/m3，男生宿舍485.14±263.43 CFU/m3，食堂318.64±55.14 CFU/m3，教學樓 297.81±81 CFU/m3，超市 292.81±127.15 CFU/m3，實驗室109.09±61.30 CFU/m3.方差分析表明不同功能區(qū)的空氣微生物存在差異，其中女生宿舍的空氣微生物濃度顯著高于實驗室（p＞0.05）.

表1 校園室內空氣微生物濃度 CFU/m3

圖1 不同功能區(qū)空氣微生物濃度

2.2 校園室內空氣質量評價

空氣微生物與人類健康息息相關，因此其濃度是評價室內空氣質量的重要指標.大部分研究者采用《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002）中規(guī)定≤2 500 CFU/m3為合格來評價空氣質量[10，13]，此外中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心（以下簡稱“中科院生態(tài)中心”）制定的空氣微生物評價標準也是評價的常用方法[9，14].所有樣品的總平均值為375.00 CFU/m3依據(jù)兩種評價方法分別達到合格和清潔的標準.本研究結合兩種評價方法對各個樣品進行評價，如表2所示.由表可知按照《室內空氣質量標準》，所用樣本均達到100%合格的標準，說明該高校室內空氣質量合格.按照中科院生態(tài)中心的標準，從整體來看所有的功能區(qū)總清潔率為90%，從功能區(qū)分布的情況看其中男生宿舍和女生宿舍的清潔率分別為91.67%和75%，而其他功能區(qū)的清潔率均為100%.

表2 校園室內空氣質量評價 %

2.3 不同時間段微生物濃度

各功能區(qū)不同時間段（上午和下午）空氣微生物濃度以及變化趨勢如圖2所示.空氣微生物濃度的不同時間段的變化表現(xiàn)為上午和下午相近，其中統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)總體上午和下午的差異無統(tǒng)計學意義（p＞0.05）（圖2-B）.在同一個功能區(qū)不同時間段的比較，其中教學樓上午（533.94±258.01 CFU/m3）的空氣微生物濃度要顯著高于下午（60.28±34.01 CFU/m3）具有統(tǒng)計學意義（p＜0.05）（圖2-A），而其他功能區(qū)上下午的均無統(tǒng)計學意義（p＞0.05）（圖 2-A）.

圖2 不同時間段空氣微生物濃度

2.4 不同天氣微生物濃度（晴天和雨天）

校園室內不同功能區(qū)不同天氣狀況下空氣微生物濃度變化情況如圖3所示.由圖3-B可知不同天氣即晴天和雨天之間空氣微生物濃度差異不顯著（p＞0.05）；由圖3-A可知在同一功能區(qū)不同天氣之間空氣微生物濃度差異不顯著（p＞0.05）.本研究結果說明晴天和雨天對空氣微生物造成的影響不大.

圖3 不同天氣空氣微生物濃度

3 討論

校園室內環(huán)境尤其是人員活動密集的場所如教室、宿舍和食堂等是教師和學生活動的主要場所，其空氣質量與健康密切相關.空氣微生物濃度是衡量空氣質量的重要指標.空氣微生物檢測的方法有很多，而本研究采用的自然沉降法只能沉降到空氣中大顆粒的氣溶膠（＞8 μm），檢測結果有一定的偏差無法完全反映空氣微生物的真實情況，但是該方法即經(jīng)典又簡單方便[15]，其結果對空氣質量的評價仍具有一定的實用價值.

本研究檢測南昌市某高校教學樓、實驗樓、男生宿舍、女生宿舍、食堂、超市等不同功能區(qū)的室內活動場所的空氣微生物情況.本次檢測的結果依據(jù)《室內空氣質量標準》所有樣品都達到合格標準，同時參考中科院生態(tài)中心的空氣微生物評價標準90%樣品達到了清潔級別，只有10%樣品為較清潔級別，說明校園室內空氣質量好.李瑩等對廈門大學嘉庚學院的6個室內空氣微生物進行評價，發(fā)現(xiàn)除男生宿舍為較清潔水平其他均達到清潔水平[9].雖然這兩種評價標準空氣微生物達到要求，但是截止到目前尚未制定統(tǒng)一的空氣微生物標準.本檢測的結果和其他的空氣微生物標準相比較.根據(jù)世界衛(wèi)生組織的要求當空氣細菌濃度為700～1800 CFU/m3時有發(fā)生空氣干擾的明顯威脅[16].本次檢測結果仍然有部分功能區(qū)具有潛在的安全風險，應當加強對空氣微生物的監(jiān)測.

國內外大量研究發(fā)現(xiàn)空氣微生物受到多種環(huán)境因素影響包括人員活動、通風情況，采光條件、微生物來源、相對濕度、空氣溫度等[1，4，17].本研究通過檢測校園室內空氣微生物分析不同功能區(qū)、不同時間段和不同天氣條件下空氣微生物的差異.不同功能區(qū)室內空氣微生物濃度由多到少順序為：女生宿舍＞男生宿舍＞食堂＞教學樓＞超市＞實驗樓.在所有的功能區(qū)中學生宿舍的微生物濃度最高，其中女生宿舍微生物濃度比男生宿舍高.這一結果與其他大學宿舍空氣微生物的檢測結果一致.劉婷等發(fā)現(xiàn)湖北某大學女生宿舍微生物濃度高于男生宿舍[10].相比于其他功能區(qū)，宿舍的空間較小，通風條件有限，有利于微生物積累.女生宿舍微生物濃度相對高，主要是由于女生生活用品多不利于空氣流通，且室內晾曬物品多導致空氣相對濕度變大，為微生物生長提供了條件.在所有的功能區(qū)中實驗室的微生物濃度最低，其原因一方面實驗室本身的環(huán)境不利于微生物生長，如存放了大量的實驗物品，實驗室日常維護中的消毒措施等；另一方面實驗室只有在做實驗的時候人員聚集，其他時間人員活動較少，因而使得人員活動來源的微生物較少.

不同時間段空氣微生物相比較，只有教學樓上午的濃度顯著高于下午，其他功能區(qū)不同時間段的變化并不明顯.教學樓是高校進行教學活動的主要場所，一般情況上午課程安排更多，教室內的人員流動大，室內空氣微生物含量會相應增加；與上午相比較下午太陽輻射的時間長，微生物數(shù)量會因此而減少.不同天氣（晴天和雨天）相比較，微生物的變化并不顯著沒有統(tǒng)計學意義.路瑞等研究發(fā)現(xiàn)不同天氣狀況下空氣微生物濃度變化為晴天＜雨天＜陰云天＜霾天，但是僅在霾天大于其他3種天氣具有顯著差異（P＜0.05），而其他三種天氣的差異并不顯著（p＞0.05）[18].霾天比其他3種天氣有顯著增加可能是霧霾的顆粒為微生物生長提供條件.有研究發(fā)現(xiàn)在雨天空氣微生物濃度的變化為雨前＞雨中＞雨后，在降雨從開始到結束的過程中伴隨著空氣微生物濃度的降低[19]，有可能是降雨對顆粒物具有沖刷作用[20]，導致微生物沒有生長的條件.本研究發(fā)現(xiàn)晴天和雨天的空氣微生物并沒有沒有顯著差異，可能是因為采樣點均為室內場所在雨天并不會受到降雨沖刷的影響，也有可能室內環(huán)境中并沒有一些提供或減少微生物生長的條件，因而并沒有引起顯著的差異.

4 結論

該校園室內空氣微生物整體變化幅度大呈現(xiàn)明顯不同功能區(qū)差異，但是不同時間段（上午和下午）和不同天氣（晴天和雨天）差異不顯著，其濃度變化依次為：女生宿舍＞男生宿舍＞食堂＞教學樓＞超市＞實驗室.本次檢測的所有樣品的總平均值為375.00 CFU/m3，說明校園室內空氣質量整體好，但是并不排除存在安全隱患的可能.因此建議個人增強健康意識，注意個人衛(wèi)生，經(jīng)常通風開窗；學校應當繼續(xù)加強公共衛(wèi)生工作，改善通風條件，在人員聚集的場所進行定期的空氣質量監(jiān)測，為廣大師生營造良好的生活環(huán)境.