空气微生物污染的监测及研究进展

黄伟国

摘要：指出了随着人类社会的发展，空气微生物的含量或者说其中对人类有害的微生物含量急剧上升，对人类的健康造成了重大影响。从空气微生物污染现状出发，对微生物的采集方式以及检测方法的研究进展作了相关综述。

关键词：空气微生物；微生物污染；微生物监测

中图分类号：X831

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8009102

1引言

人类的生存离不开大气，空气作为人类生存的必须条件以及重要物质，它保证了人类进行生产等活动，但是，从另一个角度来看，有污染的也会威胁到人类健康。特别在现代社会中，随着人口数量的急剧增长，大地植被覆盖面积减少，加上一些不正规的动物养殖场和垃圾处理厂，如果没有做到有效的卫生防治措施，会造成十分严重的空气污染。空气中的微生物数量急剧上升，并且这些微生物中包含了大量威胁到人类健康的病原微生物，这些微生物会随着人类的呼吸，通过呼吸道进入人体肺部，可能造成呼吸道疾病或者肺部感染。所以，空气微生物的监测对于保护人类健康是十分有意义的。

2空气微生物污染及其污染现状

虽然空气微生物不能被人类的肉眼所看到，但是其作为生态系统的一个组成部分，也是不可被忽视的。空气微生物一般由一些细菌、病毒、放线菌等细微生命体构成，在不同的地方其组成浓度一般不同，空气微生物的数量也是空气质量的重要标准。空气微生物的种类繁多，目前的研究表明，空气中的真菌种类多达4万多种，而细菌和放线菌的也有上千种。这些空气微生物来自于地球表面的各个地方，如土壤，湖面等，并且人类的活动也是空气微生物的来源，其中，需要特别注意的是一些养殖场、垃圾处理厂等地方，由于有大量的动植物，会导致空气中出现大量微生物。这些空气微生物并不会直接在大气中存在，虽然一部分空气微生物对于这种较干燥的环境以及紫外线有一定的抗性，但是空气微生物在空气中还是多以微生物气溶胶的形式存在，此外，真菌会以单个孢子的形式存在于大气中。微生物气溶胶，简单的来说，就是存在于空气中的一个分散体系，其实质是一些固态或者液态的微粒，在这些微粒上依附着微生物。根据不同的空气微生物种类，这些微生物气溶胶颗粒的大小也是不同的，较小的微生物气溶胶颗粒粒径只有0.1μm，而较大的生物气溶胶颗粒例如花粉的粒径可以达到100μm。这些微生物气溶胶在大气中停留的时间不会太久，根据当地的气候情况，都会带动微生物气溶胶的运动，它们最终会在气流的运动或者其它原因向下落到地表或者动植物的表面。

近几年，对空气微生物的研究已经取得了一定的发展，但是就目前国内的传染病状况而言，情况不容乐观。禽流感病毒依然在进行大范围的传播，就如几年前的肺炎一样，席卷这片大地。如今，禽流感病毒从一个地区，通过大气，传播到另一个地方，对国内甚至是全球都造成了较大的影响。因此，必须加大对空气微生物的研究，减小空气微生物污染的程度，并且需要将环境监测和公共卫生管理进行相适应的结合，保障人类的健康。

3基于微生物生长的空气采样器

随着社会的进步，利用一些现代化的技术手段，经过不同研究者的设计，目前已经有了多种基于微生物生长的空气采样器。最基本的有通过自然沉降的方法进行采样，这种方法即利用微生物自身的重力，让空气中的微生物颗粒缓慢的自然沉降，通过一段时间的采集，空气中大部分微生物已经落到下面带有培养介质的装置上，即完成采集，同时进行后续的培养。但是这种方法的缺点很明显，一些悬浮在空气中的小颗粒的微生物，不能被此方法检测到，同时，外界空气的流动也会对此采样方法的结果造成较大的影响，所以，这种方法一般仅仅作为一些菌粒子沉着的研究。为了避免上述采样方法的缺陷，研究人员发明了通过静电进行采集的方法，并制造出了静电沉着采样器。这个仪器通过制造高压静电场，让空气中的微生物带上一定量的电荷，这时，这些微生物就会被同时带有相反电荷的采集面吸引，这样就完成了空气中微生物的采集工作。但是，有一个问题依然没有得到解决，那就是采集器的采集范围过小。这时候，动力类的采集器便应运而生了，其实质就是在动力类空气微生物采集器内部设置了抽气泵，对于动力类空气微生物采集器，可以进行现场空气抽取采集，相较于传统的利用重力或者静电力的采集器，动力类空气微生物采集器的采集范围更大，并且采集过程更加快速，采集效率得到了质的提升。

经过采集器采集到的微生物，需要进行进一步的培养，一般来讲，利用一些常规的培养基即可进行。但是空气的情况比较复杂，所以在微生物的培养过程中，需要根据实际情况添加适当的抑制剂或者其它选用试剂，同时，空气微生物的培养条件也是必须注意的。

4无需培养的快速微生物检测方法

4.1需辅助试剂类

传统的微生物检测方法因为要进行培养等操作，耗费时间长，且结果误差较大，已经不能满足现代市场的需求。随着微生物实时荧光光电检测技术的出现，便得到了社会广泛的认可，已经在医药等行业得到普遍应用。这项技术将传统的微生物检测技术与现代化的计算机技术相结合，将微生物的检测时间大幅度缩短，并且由于自动化技术的应用，对于人力资源的投资也大大减少。其最根本的技术就是利用三磷酸腺苷与其他试剂的反应，一般是与三磷酸腺苷酶进行酶促反应，通过添加荧光素来显示反应的信号，因为三磷酸腺苷存在于所有的生物中，通过检测这种反应放出的信号，确定微生物的含量。这项微生物检测技术在发达国家如美国以及日本已经得到发展和应用，相应的此类产品也比较成熟。在国内，此项技术也被应用于食品的检测以及卫生监督。

4.2无需辅助试剂类

虽然荧光检测技术有其先进性，但是在使用上，仍然不能避开较为高昂的试剂费用，相较于此，一种新型的检测方法优势更加明显。这种新的检测方法是通过分析生物体的代谢产物以及核黄酸，最终确定微生物的含量，虽然这种方法利用的原理仍然为荧光检测原理，但是相较于传统的荧光检测技术，此方法不用等待酶促反应的时间，能够在瞬间得到数据。此外，这种方法与计算机科学以及自动化技术相结合，发展成为一个实时監控系统，能够实时的提供检测数据，这种设备普遍应用于医药行业，特别是药品制造行业。因为自动化技术的应用，不仅做到了对微生物的监测，从另一个角度看，药品的生产过程没有了人员的参与，也减少了由于人员参与制药过程带来的污染。

5结语

近年来，关于空气污染话题的讨论越演越烈，引起人们的极大关注，要想对此问题作出有效的解决方案，就要对空气中微生物的含量进行准确的监测，瞬时检测系统的使用必然会成为将来的主流检测方法，并且通过对其成因分析，进行有效的治理，保障人类的健康。

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