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【摘要】 目的 探索广州市细菌气溶胶的分布情况。 方法 选择灰霾天气期间，采用分粒径采样对广州市普通住宅小区室内外细菌气溶胶进行连续检测，时间为2005年10月19～28日。结果 不同楼层、一天中不同时间段，室内细菌气溶胶总数介于204～2 530 cfu·m-3（几何平均2.72±0.32 cfu·m-3），室外细菌气溶胶总数介于95～1 717 cfu·m-3（几何平均2.53±0.31 cfu·m-3）。室内外空气细菌气溶胶粒径分布基本一致，呈偏态分布，其中69.8%～72.9%的细菌气溶胶颗粒沉降在3～6级。结论 室内空气细菌总数虽然低于国家标准，但其中约70%的细菌可沉降于人体下呼吸道，空气质量不容乐观。
【关键词】 住宅小区；细菌气溶胶；粒径；室内；室外
Bacterium aerosol grain-size distribution characteristics indoor and outdoor Guangzhou ordinary residential district room.
CHEN Xin-yu, BI Xin-hui, SHENG Guo-ying, et al.
1.Department of Pathogenic Biology,Guangzhou Medical College,Guangzhou 510182, Guangdong, P. R. China;
2.State Key Laboratory of Organic Geochemistry,Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640, Guangdong, P. R. China.
Abstract：Objective To Survey the distribution of bacterium aerosol granules indoors and outdoors in Guangzhou City. Methods In haze weather period between October 19, and 28 2005, the bacterium aerosol granules of various sizes was continuously sampled indoors and outdoors in residential district in Guangzhou using samplers of different particle size. Results The total distribution of bacterium aerosol granules on different floors indoors and outdoors was consistent at different periods of time in a day. The quantity of bacterium aerosol granules indoors were in the range of 204～2530 cfu·m-3 (geometry average 2.72±0.32 cfu·m-3), and that of outdoors was in the range of 95～1717 cfu·m-3 (geometry average 2.53±0.31 cfu·m-3). The bacterium aerosol grain-size distribution inddors and outdoors was consistent in skewed distribution, with 69.8%～72.9% bacteriumaerosol settling in from grade 3 to grade 6, the granule size was similar to the human lower respiratory tract. Conclusion Although the total count of bacterium indoors is lower than that of the national standard, approximately 70% of the bacteria subsided in human lower respiratory tract. Thus the air quality is far from being satisfactory.
Key words：Residential district；Bacterium aerosol；Size of granule; Indoor；Outdoor
空气细菌是生物气溶胶的一个重要组成部分，在大气中扩散、传播会引发人类的急慢性疾病以及动植物疾病［1～3］ ，同时影响大气冰核和云凝结核，而间接影响全球气候变化。细菌在空气中以气溶胶的形式存在，单个细菌的直径一般在0.3～10μm之间，与其它气溶胶成分结合组成细菌气溶胶，粒径范围0.3～100μm［4］；细菌气溶胶致病不仅与数量、种类有关，而且与其粒径大小有关。有研究表明，粒径大于10μm的粒子一般被阻留在鼻腔内，5～10μm的粒子可到达支气管，5μm以下的可进入细支气管和肺泡。气溶胶粒子越小，进入的部位就越深［5］。
广州作为呼吸道疾病的高发区，呼吸道传染性疾病呈上升趋势，同时还存在不明原因重症肺炎(如SARS、高致病性禽流感)发生的潜在危险，但作为传播呼吸道疾病的介质——细菌气溶胶，其分布特性目前缺乏系统的调查研究。本研究于2005年10月19～28日的灰霾天气期间，在广州市东部城区高速路旁一中型普通住宅小区的10户住户作为研究对象，连续观测数据，分析大气中细菌气溶胶的总数、粒径分布特征，以便了解广州市室内外空气质量状况与人体呼吸道疾病发生的关系，有助于了解城市大气污染的变化规律，可为制定有效的环境空气质量预报系统提供合理的参数。
1 材料和方法
1.1 采样仪器和试剂
空气微生物采样器 FA- 1型撞击式空气微生物采样器（辽阳市应用技术研究所），模拟人类呼吸道的解剖结构和空气动力学生理特性，采用惯性撞击原理设计制造，由6级带有微孔的金属撞击筛盘组成，盘下放置盛有采样介质的平皿。该采样器的第1～2级类似于人的上呼吸道捕获大颗粒，第3～6级类似于人的下呼吸道捕获小颗粒，模拟了这些粒子在呼吸道的穿透作用和沉着部位。每一级的筛盘上都均匀分布有400个尺寸精确的圆形喷孔，各筛盘上的圆形喷孔孔径、捕获粒子大小范围见表1。表1 FA- 1型采样器各级的孔径和捕获粒子范围（略）
1.2 采样现场
采样点在广州东郊某住宅小区10户住户，以家庭常住成员日常居住的房间作为监测点进行室内空气检测,在监测点外环境设立相应对照点，共计10个监测点做为本次调查对象。该小区地处广州市东郊，在广园高速公路旁向北面内进200m，东面北面与另一高尚住宅小区比邻，西面与一高校相邻，居民区在东面，办公区在西面，居民区由南向北成坡度升高，每栋楼房均为南北座向、栋与栋之间的楼间距8～10m，每栋楼之间均有2～3m的绿化带，小区内部环境感官清洁。每栋楼楼层为10层，室内每层楼高约2.8～3m。此次采样的住户近两周未患呼吸道疾病。（见表2）表2 住宅小区居室采样点概况（略）
1.3 实验方法
空气样品的采集 采用FA- 1型撞击式空气微生物采样器，采集时按照标准流量28.3 L·min-1,采用培养基平板,驱动时间10min,收集器置于客厅中央,放置高度1.5 m，模拟人群呼吸带高度。共采集空气样品120份。采样后的平皿同时置于同一台恒温箱内 37℃倒置培养，24h后计数。
1.3.1 菌落数计算
空气细菌菌落数以每立方米菌落形成单位（cfu·m-3）表示。
撞击法FA-1型采样器菌落数计算公式
P= N×1000/Q×T
式中，P为空气菌落数（cfu·m-3）；N为所有平皿菌落数；T为采样时间（min）； Q为空气流量（28.3 L·min-1）。
1.3.2 各级细菌粒子百分比P=100%×n/T式中，P为各级带菌粒子百分比（%）；n为各级菌落数；T为6级总菌落数。
1.4 质量控制
采样器的流量校正 FA- 1型撞击式空气微生物采样器的标准采样流量是28.3 L·m-3，采样前校正好流量。采样器使用前并以用中性洗涤剂温水清洗，并检查喷孔通畅，采样器使用前以70%酒精擦拭消毒。
将血平板倒置放入37℃恒温箱培养24h，选无菌的培养基作试验用。根据检测结果数据分布特点和性质，选用spss13.0统计分析软件进行数据处理，P>0.05认为差异无统计学意义，P<0.05认为差异具有统计学意义，P<0.01认为差异具有显著统计学意义。
2 结果
2.1 室内外细菌气溶胶总数的分布
室内外细菌气溶胶总数经K-S检验空气细菌呈对数正态分布(Z=0.634,P=0.817),其后的一系列统计分析中的有关数据均使用对数变换值；室内细菌气溶胶总数介于204～2 530 cfu·m-3（几何平均2.72±0.32 cfu·m-3），室外细菌气溶胶总数介于95～1 717 cfu·m-3(几何平均2.53±0.31)cfu·m-3。空气中细菌含量可作为空气污染程度的主要指标，我国（GB/T17093-1997）室内空气细菌总数卫生标准规定的细菌总数≤4 000 cfu·m-3（撞击法）。如图-1 所示，本次监测10户居室室内空气中的细菌含量与相关国家标准相比，均符合国家标准。且室外环境微生物总数均低于室内微生物总数。
2.2 空气细菌气溶胶总数与楼层的关系
该小区10住户分布在不同的六栋1-9层的楼房内，其细菌总数随楼层高度的增加变化不明显（F=2.305，P=0.106，P>0.05）。见图1。
2.3 空气细菌气溶胶总数与时间及室外环境的关系
此次采样时间为上午10：00和下午15：00，共10d，在10：00和15：00细菌总数基本一致（t=0.201,P=0.843, P>0.05）。对于不同的室外环境，室内空气质量均不同。因此，讨论室内空气质量，应该同步考虑室外环境及其影响。由图2显示住宅小区居室微生物总数有很好的室内与室外的线形关系，rs=0.733,P=0.016。
2.4 室内外细菌气溶胶粒径分布特征
室内外细菌气溶胶粒子在1～6粒级上的分布室内外细菌气溶胶粒径分布基本一致，呈偏态分布，气溶胶粒子主要集中在第3～5粒级上：19.9% ～21.1%的气溶胶颗粒分布在第3层级上；21.1%～22.4%的气溶胶颗粒分布在第4层级上8%～24.3%的气溶胶颗粒分布在第5层级上。室内外空气中有69.8%～72.9%的细菌气溶胶颗粒可沉降在3～6级（小于6.0μm，图3）。
3 讨论
3.1 不同楼层、一天中不同时间段室内外空气细菌气溶胶总数分布基本一致；室内细菌气溶胶总数介于204～2530 cfu·m-3（几何平均2.72±0.32 cfu·m-3），室外细菌气溶胶总数介于95～1 717 cfu·m-3（几何平均2.53±0.31 cfu·m-3）。该小区室内空气细菌总数低于国家标准。
3.2 室内外空气细菌气溶胶粒径分布基本一致，呈偏态分布，其中69.8%～72.9%的细菌气溶胶颗粒沉降在3～6级，该段粒径类似于人体的下呼吸道。同时其中致病或条件致病微生物气溶胶的含量太高，使免疫系统的负荷过重，免疫效力难以发挥，导致机体抗感染能力下降，易感性升高。国内调查室内空气细菌总数与降尘量变动曲线呈平行关系［6］，可吸入颗粒物与细菌总数呈明显相关［7～8］。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5μm直径的可进入呼吸道的深部，2μm以下的可100%深入到细支气管和肺泡。采样期间，广州市大气污染的主要原因为可吸入颗粒物。据报道广州市室内外颗粒物浓度超标严重，尤其是细颗粒物PM2.5，室内PM2.5的颗粒物占所有颗粒物的70%～83%［9］，这与本次调查广州市空气微生物气溶胶富集于下呼吸道有关一致。虽然该小区空气细菌总数低于国家标准，但空气中细菌富积于下呼吸道，广州市空气质量不容乐观，这与天气预报质量良或优，但市民的主观感受却并非如此相一致。居室细菌大量存在对健康造成的危害是公共卫生的重大问题,为此,各国制定了相应标准。我国对不同公共场所亦制定了标准,对居室及写字楼制订的卫生标准仅仅在细菌数量上,建议卫生行政部门及有关部门应尽快制订居室的卫生标准并将其细化,将室内空气清洁程度通过粒径相关的微生物总数可能更能反映对健康的影响。
【参考文献】
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［9］Xinhua Wang. Chemical composition and sources of PM10 and PM2.5 aerosols in Guangzhou, China［J］. Environmental monitoring and assessment，2005，18（6）258～263.
作者单位：1.广州医学院病原生物学教研室，广东 广州 510182； 1.广州医学院病原生物学教研室，广东 广州 510182；3. 广州医学院实验医学研究中心，广东 广州 510182.