城市居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征

方治國(guó) ,歐陽(yáng)志云 ,劉 芃,孫 力,王小勇 (1.浙江工商大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 1001；.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085；.北京寶潔技術(shù)有限公司舒膚佳家庭衛(wèi)生研究院,北京 100086)

城市居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征

方治國(guó)1*,歐陽(yáng)志云2,劉 芃3,孫 力3,王小勇3(1.浙江工商大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310012；2.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085；3.北京寶潔技術(shù)有限公司舒膚佳家庭衛(wèi)生研究院,北京 100086)

在北京市5個(gè)方向(東南西北中)共選取31戶(hù)有小孩的家庭于2009年11月至2010年10月研究了城市居家環(huán)境空氣細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)特征.結(jié)果表明,從分離的632株空氣細(xì)菌中共鑒定出43屬細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌32屬,革蘭氏陰性菌11屬.優(yōu)勢(shì)菌屬依次為微球菌屬(Micrococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)和庫(kù)克氏菌屬(Kocuria), 分別占 25%～31%,12%～17%,10%～15%,9%～18%,4屬細(xì)菌百分比約占 63%～71%.在北京市取樣的 31戶(hù)家庭中,空氣細(xì)菌濃度范圍為 47～12341cfu/m3,平均值為1821cfu/m3.總體上,春季和夏季空氣細(xì)菌濃度分別為 2967cfu/m3和 1742cfu/m3,明顯高于秋季和冬季的 1334cfu/m3和 1242cfu/m3(P<0.05).北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度男孩家庭(2123cfu/m3)明顯高于女孩家庭(1511cfu/m3)(P<0.01).

居家環(huán)境；空氣細(xì)菌；生物氣溶膠；微球菌屬；芽孢桿菌屬

室內(nèi)空氣質(zhì)量能夠直接或間接影響到人體健康,其對(duì)人體健康的影響主要包括生物性污染和非生物性污染[1].空氣環(huán)境中生物性污染物主要是由霉菌、細(xì)菌、病毒、花粉及副產(chǎn)物如內(nèi)毒素、毒枝菌素等組成的混合物質(zhì),其比非生物性污染物更加難以預(yù)防和控制[2].長(zhǎng)期暴露在這些微生物及代謝產(chǎn)物中可能對(duì)人體產(chǎn)生不利的影響[3-4],空氣中細(xì)菌濃度的增加與流行性疾病及食品污染的發(fā)生頻率密切相關(guān),并且能夠引起人體毒害、過(guò)敏、呼吸道疾病、皮膚感染及相關(guān)疾病[5].室內(nèi)空氣細(xì)菌主要來(lái)源于室外或者是以人類(lèi)為中心如房屋的擁有者及他們的活動(dòng)而導(dǎo)致的[6],現(xiàn)代城市人們的生活越來(lái)越離不開(kāi)空調(diào),由于人體、房間和空調(diào)機(jī)會(huì)在室內(nèi)形成了一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng),容易使細(xì)菌、霉菌和病毒等微生物大量繁衍[7-8].室內(nèi)環(huán)境如居家、學(xué)校、醫(yī)院和日托中心空氣細(xì)菌濃度的增加是人們面臨的一個(gè)重要問(wèn)題.由于暴露在空氣細(xì)菌的環(huán)境中,在工作間和居住區(qū)人們潛在的健康危險(xiǎn)性隨時(shí)可能發(fā)生[9].研究表明,細(xì)菌感染的發(fā)生概率與年齡密切相關(guān),兒童比成年人更加容易遭受空氣細(xì)菌潛在的健康危險(xiǎn)性,3歲以下的兒童更加容易發(fā)生感染[10].因此,研究家有兒童的居住家庭空氣細(xì)菌群落組成及濃度分布特征具有重要的實(shí)際意義,可為兒童細(xì)菌性疾病的預(yù)防和控制提供科學(xué)依據(jù).本文在北京市不同方向選取31戶(hù)有1～10歲兒童的家庭進(jìn)行空氣細(xì)菌取樣,系統(tǒng)研究了室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及濃度變化特征,對(duì)兒童成長(zhǎng)過(guò)程中在細(xì)菌氣溶膠暴露下的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要的意義.

1 材料與方法

1.1 研究樣點(diǎn)概況

在北京市5個(gè)方向(東南西北中)選取 31戶(hù)家庭于2009年11月至2010年10月進(jìn)行取樣,系統(tǒng)研究北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落特征.取樣 31戶(hù)家庭的選擇標(biāo)準(zhǔn):每戶(hù)家庭都有年齡在1～10歲之間的兒童;居家室內(nèi)沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的霉菌;沒(méi)有明顯能夠聞到的霉味;以前和現(xiàn)在的房屋建筑都沒(méi)有受到濕度的破壞;所選取樣家庭位于北京市東南西北中的不同區(qū)域;房屋的建筑年齡和窗戶(hù)類(lèi)型各不相同.在選擇的 31戶(hù)家庭當(dāng)中,東邊 3戶(hù),南邊 3戶(hù),西邊 4戶(hù),北邊 9戶(hù),中間 4戶(hù),南邊學(xué)校社區(qū)3戶(hù),北邊學(xué)校社區(qū)5戶(hù).因?yàn)楸本┍边吘奂姸嗟母咝?是經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常活躍的區(qū)域,也是人口比較密集和人口流動(dòng)較多的地方,所以在北京市的北邊選取了 9戶(hù)家庭進(jìn)行取樣.所選家庭最大面積約為 125m2,最小面積約為40m2;16戶(hù)家庭兒童為男孩,15戶(hù)家庭為女孩,最大年齡10歲,最小年齡2歲;建筑戶(hù)型21戶(hù)為板樓,10戶(hù)為塔樓.

1.2 空氣微生物取樣器

采用國(guó)產(chǎn) Andersen生物粒子取樣器(FA-1,遼陽(yáng)應(yīng)用技術(shù)研究所)進(jìn)行取樣測(cè)定.它是模擬人呼吸道的解剖結(jié)構(gòu)和空氣動(dòng)力學(xué)生理特征,采用慣性撞擊原理設(shè)計(jì)制造的.該取樣器分為6級(jí),每級(jí) 400個(gè)孔,從Ⅰ-Ⅵ級(jí)孔的直徑逐漸縮小,空氣流量為 28.3L/min,每一級(jí)的空氣流速逐次增大,從而把空氣中的帶菌粒子按大小不同分別捕獲在各級(jí)培養(yǎng)皿上.

1.3 取樣和培養(yǎng)方法

選擇相同的天氣條件進(jìn)行室內(nèi)家庭環(huán)境空氣細(xì)菌的取樣工作,每戶(hù)家庭每個(gè)季節(jié)取樣1次,每次連續(xù)取樣3d,每d取樣1次,每次3個(gè)重復(fù),一年四季中31戶(hù)家庭空氣細(xì)菌取樣工作都是在3d內(nèi)完成.空氣細(xì)菌的取樣高度為人呼吸帶,距離地面約1.5m處.取樣空氣流量為28.3L/min,采樣器各層的孔眼至采樣面的距離(即撞擊距離)為 2mm,室內(nèi)空氣細(xì)菌的取樣時(shí)間為 3min.取樣采用直徑為 90mm的一次性塑料培養(yǎng)皿,預(yù)先在無(wú)菌條件下加入20～25mL已滅菌的細(xì)菌培養(yǎng)基,操作時(shí)盡量控制培養(yǎng)皿內(nèi)培養(yǎng)基厚度的一致性,以減少試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差.空氣細(xì)菌取樣采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(牛肉膏 3～5g,蛋白胨 10g,氯化鈉 5g,瓊脂,13～17g,蒸餾水 1000ml),采集的樣品在 37℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng) 48h,然后分別在各級(jí)取樣培養(yǎng)皿上對(duì)細(xì)菌菌落進(jìn)行記數(shù)、分離和純化.

1.4 空氣細(xì)菌濃度計(jì)算方法

由于通過(guò)Andersen采樣器各篩孔的微生物粒子,超過(guò)一定數(shù)量后,會(huì)出現(xiàn)微生物粒子通過(guò)同一篩孔撞擊在同一點(diǎn)上的重疊現(xiàn)象,故各級(jí)采集的菌落數(shù)需經(jīng)下式校正:

式中: Pr為校正后的菌落數(shù); N為采樣器各級(jí)采樣孔數(shù); r為實(shí)際菌落數(shù).

最后根據(jù)校正后各級(jí)空氣帶菌粒子的數(shù)量,計(jì)算空氣細(xì)菌的濃度,計(jì)算方法如下:

式中: C為空氣細(xì)菌濃度; T為六級(jí)總菌落數(shù); t為采樣時(shí)間; F為空氣流量.

1.5 空氣細(xì)菌菌落挑取和鑒定

在北京市東南西北中 5個(gè)方向每個(gè)區(qū)域各選取 1戶(hù)家庭,于春夏秋冬每季所采取的空氣細(xì)菌樣品中,挑選1組 (6級(jí)共6個(gè)培養(yǎng)皿)挑取細(xì)菌單菌落,分離和純化,每個(gè)培養(yǎng)皿分離菌落數(shù)不少于6個(gè),也不多于8個(gè),每個(gè)區(qū)域每個(gè)季節(jié)共鑒定細(xì)菌菌落 36～48個(gè),每個(gè)區(qū)域春夏秋冬四季共鑒定144～184個(gè),北京的5個(gè)區(qū)域共鑒定細(xì)菌菌落 632個(gè).分離純化后的室內(nèi)空氣細(xì)菌采用分子生物學(xué)方法進(jìn)行鑒定,采用細(xì)菌 16S rRNA基因通用引物 PCR擴(kuò)增,純化、送公司測(cè)序,再與NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)獲得細(xì)菌相關(guān)菌種的信息,引物序列為:

27F: 5′-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3′,

1492R: 5′-GGT TAC CTT GTT ACG ACT T-3′.

1.6 統(tǒng)計(jì)分析和圖表制作方法

數(shù)據(jù)分析和圖表繪制用 SPSS Version 17.0和Microsoft Excel 2007進(jìn)行.

2 結(jié)果分析

2.1 居家環(huán)境空氣細(xì)菌種類(lèi)組成與群落結(jié)構(gòu)

2.1.1 居家環(huán)境空氣細(xì)菌種類(lèi)組成 居家環(huán)境空氣中球菌的數(shù)量明顯多于桿菌(P<0.01),在分離鑒定的 632株細(xì)菌樣品中,球菌有 383株,占60.6%,桿菌有249株,占39.4.此外,室內(nèi)空氣環(huán)境中革蘭氏陽(yáng)性菌(G+)明顯多于革蘭氏陰性菌(G－)(P<0.001),在分離鑒定的632株細(xì)菌樣品中,革蘭氏陽(yáng)性菌有573株,占90.7%,革蘭氏陰性菌有59 株,占 9.3%.

2.1.2 居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征 由表1可知,在31戶(hù)家庭共分離純化的632株細(xì)菌樣品中,共鑒定出 43屬空氣細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌32屬,革蘭氏陰性菌11屬.從鑒定出現(xiàn)的頻率來(lái)看,優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬依次為微球菌屬(Micrococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)和庫(kù)克氏菌屬 (Kocuria),4屬細(xì)菌百分比約占 63%～71%.在優(yōu)勢(shì)菌屬中,微球菌屬約占總數(shù)的 25%～31%,芽孢桿菌屬占12%～17%,葡萄球菌屬占10%～ 15%,庫(kù)克氏菌屬占9%～18%(表1).

表1 居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征Table 1 Community composition of airborne bacteria in family homes

從一年中不同季節(jié)來(lái)看,春季共發(fā)現(xiàn)27屬空氣細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌24屬,革蘭氏陰性菌3屬.優(yōu)勢(shì)菌屬依次為微球菌屬、庫(kù)克氏菌屬、芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬、皮生球菌屬(Dermacoccus)和短桿菌屬(Brevibacterium),分別占26.4%、18.2%、12.6%、10.1%、5.0%、3.8%;夏季共發(fā)現(xiàn) 26屬空氣細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌18屬,革蘭氏陰性菌8屬.優(yōu)勢(shì)菌屬依次為微球菌屬、葡萄球菌屬、芽孢桿菌屬、庫(kù)克氏菌屬、短波單胞菌屬(Brevundimonas)和大單胞菌屬(Macromonas),分別占 25.0%、14.3%、14.3%、9.5%、8.3%和3.0%;秋季共發(fā)現(xiàn)24屬空氣細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌18屬,革蘭氏陰性菌6屬.優(yōu)勢(shì)菌屬分別為微球菌屬、芽孢桿菌屬、庫(kù)克氏菌屬、葡萄球菌屬、短波單胞菌屬、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter),分別占 25.5%、14.7%、12.1%、10.8%、3.8%和3.8%;冬季共發(fā)現(xiàn)24屬空氣細(xì)菌,其中革蘭氏陽(yáng)性菌21屬,革蘭氏陰性菌3屬.優(yōu)勢(shì)菌屬依次為微球菌屬、葡萄球菌屬、庫(kù)克氏菌屬、節(jié)桿菌屬和動(dòng)性球菌屬(Planococcus),分別占30.4%、16.9%、12.8%、10.8%、5.4%和4.7%.

2.1.3 居家環(huán)境空氣細(xì)菌群落物種組成 在31戶(hù)家庭共分離純化的 632株細(xì)菌樣品中,共鑒定出43屬136種空氣細(xì)菌. 從鑒定出現(xiàn)的頻率來(lái)看,室內(nèi)空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌依次為藤黃微球菌(Micrococcus luteus)、玫瑰色庫(kù)克菌(Kocuria rosea)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)、科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)、里拉微球菌(Micrococcus lylae)、黃色微球菌(Micrococcus flavus)、蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus),分別占14.56%,8.39%,4.75%,3.64%,3.01%,2.69%,2.53%.

2.2 居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度變化特征

2.2.1 居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度背景值 在北京市不同方向取樣的31戶(hù)家庭中,空氣細(xì)菌濃度最低值為 47cfu/m3,最高值為 12341cfu/m3,算術(shù)平均值為 1821cfu/m3,中值為 877cfu/m3,幾何平均值為742cfu/m3.

2.2.2 居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度的季節(jié)變化 居家環(huán)境春季和夏季空氣細(xì)菌濃度明顯高于秋季和冬季(P<0.05),春季細(xì)菌濃度最高,其次為夏季,濃度最低的秋季和冬季沒(méi)有顯著差異(圖1).北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度春夏秋冬四季分別約為2967,1742,1334,1242cfu/m3.

圖1 居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度季節(jié)變化特征Fig.1 Seasonal variation patterns of airborne bacterial concentrations in family homes

2.2.3 居住家庭兒童性別對(duì)空氣細(xì)菌濃度的影響 由圖2可見(jiàn),一年中春夏秋3個(gè)季節(jié)男孩家庭的空氣細(xì)菌濃度明顯高于女孩家庭(P<0.01),冬季男女孩家庭則沒(méi)有顯著差異(P>0.05).總體上,北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度男孩家庭明顯高于女孩家庭(P<0.01),男孩家庭為 2123cfu/m3,女孩家庭為1511cfu/m3.

圖2 居住家庭兒童性別對(duì)居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度的影響Fig.2 Effects of child’s gender on airborne bacterial concentrations in family homes

2.2.4 居住家庭房屋結(jié)構(gòu)對(duì)空氣細(xì)菌濃度的影響 房屋結(jié)構(gòu)對(duì)居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度的影響如圖3.春季空氣細(xì)菌濃度塔樓高于板樓(P<0.05),夏季、秋季和冬季板樓和塔樓內(nèi)的空氣細(xì)菌濃度沒(méi)有顯著差異(P>0.05).總體上,房屋結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌濃度沒(méi)有顯著的影響,板樓室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌濃度的平均值為 1806cfu/m3,塔樓則為1853cfu/m3,兩者沒(méi)有顯著差異(P>0.05).

圖3 房屋結(jié)構(gòu)對(duì)室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌濃度的影響Fig.3 Effects of apartment’s structure on airborne bacterial concentrations in indoor environment

3 討論

在北京市不同方向選取了31戶(hù)有1～10歲兒童的家庭,于2009年11月至2010年10月進(jìn)行了空氣細(xì)菌取樣,系統(tǒng)研究了室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及濃度變化特征.結(jié)果表明居家環(huán)境空氣中細(xì)菌類(lèi)型 G+多于 G－(P<0.001),前者占90.7%,后者僅占 9.3%,這與國(guó)內(nèi)外學(xué)者在室內(nèi)外環(huán)境中的研究結(jié)果基本一致[2,11-12],但是在室內(nèi)外不同環(huán)境條件下,G+和 G－百分比含量明顯不同[13-14].Aydogdu等[2]在土耳其 Edirne市兒童日托中心室內(nèi)外研究空氣細(xì)菌時(shí)發(fā)現(xiàn),室內(nèi)外G+分別占97.16%和95.04%,G－分別占2.84%和4.96%;Shaffer等[13]用相同的培養(yǎng)基和接種條件在森林、海岸、城市和鄉(xiāng)村的研究表明,4個(gè)生態(tài)系統(tǒng)空氣環(huán)境中 G+和 G－分別占 70.0%～85.0%和15.0%～30.0%[13].研究表明,G+特別是陽(yáng)性球菌在自然界中分布廣泛,能夠從自然環(huán)境或者人類(lèi)和動(dòng)物皮膚、粘膜和其他部位分離到[15].有兒童的家庭居住者活動(dòng)較多,從而導(dǎo)致陽(yáng)性球菌從小孩身體的各個(gè)部位傳遞到空氣中,引起室內(nèi)空氣中G+濃度增加.2007年,在研究北京市室外環(huán)境空氣細(xì)菌組成時(shí)發(fā)現(xiàn),G+約占 80%～85%,G-約占15%～20%[14],比較結(jié)果表明,室內(nèi)環(huán)境 G+數(shù)量高于室外,而 G-則低于室外,進(jìn)一步說(shuō)明室內(nèi)外不同環(huán)境空氣細(xì)菌來(lái)源不同,其 G+和 G－的百分含量差異較大.

北京市居家環(huán)境空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬依次為微球菌屬、芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬和庫(kù)克氏菌屬,其中微球菌屬是最為優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬,占總數(shù)的25%～31%.這與國(guó)內(nèi)外不同學(xué)者對(duì)室內(nèi)外不同環(huán)境中空氣細(xì)菌組成的研究結(jié)果基本相似,但也存在一定的差異性[2,9,16-20].Aydogdu等[2]研究發(fā)現(xiàn),土耳其 Edirne市兒童日托中心室內(nèi)優(yōu)勢(shì)空氣細(xì)菌屬依次為葡萄球菌屬(58.67%)、微球菌屬(10.88%)、棒桿菌屬(Corynebacterium)(6.90%)和芽孢桿菌屬(6.61%),室外則依次為芽孢桿菌屬(28.18%)、棒桿菌屬(23.92%)、葡萄球菌屬(17.74%)和微球菌屬(4.2%); Seino等[16]在東京擁擠的地下公共場(chǎng)所研究時(shí)發(fā)現(xiàn),在11屬空氣細(xì)菌中,優(yōu)勢(shì)菌屬為葡萄球菌屬和微球菌屬; 韓國(guó)醫(yī)院優(yōu)勢(shì)空氣細(xì)菌屬依次為葡萄球菌屬(50%)、微球菌屬(15%～20%)、棒桿菌屬(5%～25%)和芽孢桿菌屬(5%～15%)[17];在其他的室內(nèi)環(huán)境如學(xué)校[18]、家庭[19]、大學(xué)醫(yī)務(wù)所[20]、辦公室[21]、公共建筑[9]、圖書(shū)館和檔案室[22],葡萄球菌屬和微球菌屬也是其空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬.這些優(yōu)勢(shì)菌屬主要來(lái)源于自然環(huán)境或以人類(lèi)為中心,微球菌屬來(lái)源于自然環(huán)境,并且能夠短暫滯留在人類(lèi)和其他哺乳動(dòng)物的皮膚,葡萄球菌屬能夠在人類(lèi)和其他哺乳動(dòng)物的皮膚和粘膜中發(fā)現(xiàn).這樣微球菌屬和葡萄球菌屬的細(xì)菌能夠從人們及寵物的皮膚、口腔、鼻子和頭發(fā)傳播到周?chē)諝庵?從而導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境微球菌屬和葡萄球菌屬數(shù)量的增加[2].與以上研究結(jié)果不盡相同的是,本研究中芽孢桿菌屬是緊隨著微球菌屬之后室內(nèi)家庭的第二大優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬,約占總數(shù)的 12%～17%,而在Aydogdu等[2]的研究結(jié)果中,土耳其 Edirne市兒童日托中心室內(nèi)空氣中芽孢桿菌屬是第四大優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬,約占總數(shù)的 6.61%,這種差異的出現(xiàn)可能與室內(nèi)家庭和兒童日托中心不同的人群組成及環(huán)境條件密切相關(guān).北京市室外環(huán)境優(yōu)勢(shì)細(xì)菌屬依次為微球菌屬、葡萄球菌屬、芽孢桿菌屬、棒桿菌屬和假單胞菌屬(Pseudomonas)[14],與室內(nèi)家庭空氣細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌屬既有相似性又有差異性,相似性主要是因?yàn)槭覂?nèi)空氣微生物有一部分來(lái)源于室外環(huán)境,而差異性主要?dú)w因于室內(nèi)外的環(huán)境特點(diǎn)及人們活動(dòng)特征的不同.

北京市居家空氣中的優(yōu)勢(shì)菌種,藤黃微球菌占14.56%,主要分布于空氣、土壤、水以及動(dòng)植物體表,可為條件致病菌,能引起傷口等局部組織感染,也能引起嚴(yán)重感染,如心內(nèi)膜炎等疾病; 蠟樣芽孢桿菌占 2.53%,它會(huì)引起食物中毒,中毒者癥狀為腹痛、嘔吐腹瀉.分離的菌株中,溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)占 1.90%,其多數(shù)為非致病菌,少數(shù)可導(dǎo)致疾病;表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)占 1.74%,它是滋生于生物體表皮上的一種細(xì)菌,在人體的皮膚等部位寄生,屬正常菌群類(lèi)型.葡萄球菌多數(shù)為非致病菌,少數(shù)可導(dǎo)致疾病.它是最常見(jiàn)的化膿性球菌,是醫(yī)院交叉感染的重要來(lái)源.

北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌的濃度范圍為47～12341cfu/m3,算術(shù)平均值為 1821cfu/m3,中值為877cfu/m3,這個(gè)研究結(jié)果明顯高于世界上其他國(guó)家和地區(qū)室內(nèi)環(huán)境空氣細(xì)菌的濃度.研究表明,波蘭圖書(shū)館和檔案館空氣細(xì)菌濃度分別為628cfu/m3和 444cfu/m3[22];土耳其 Edirne市兒童日托中心教室、臥室、吃飯的房間空氣細(xì)菌濃度分別為 520cfu/m3、496cfu/m3和 390cfu/m3[2];日本東京擁擠的地下公共場(chǎng)所空氣細(xì)菌濃度在PCA(營(yíng)養(yǎng)瓊脂)培養(yǎng)基上為 512cfu/m3,在CAN(血平板)培養(yǎng)基上為345cfu/m3[16];韓國(guó)醫(yī)院休息室、重癥監(jiān)護(hù)室、手術(shù)室和治療室空氣細(xì)菌濃度分別為 372,202,293,218cfu/m3[17];在敦煌莫高窟封閉洞穴、開(kāi)放洞穴、半封閉洞穴和入口空氣細(xì)菌濃度分別為 1300,1100,440,440cfu/m3[23].研究發(fā)現(xiàn),北京市室外空氣細(xì)菌的濃度明顯高于世界上其他國(guó)家和地區(qū)[14].雖然取樣過(guò)程、方法和時(shí)間的不同,能夠引起空氣中細(xì)菌濃度的差異,但總體而言,北京市空氣微生物污染的情況明顯嚴(yán)重于其它國(guó)家和地區(qū).此外,北京市室外空氣細(xì)菌濃度范圍為 71～22100cfu/m3,均值為2217cfu/m3,明顯高于室內(nèi)家庭的 1821cfu/m3,這與其他科研人員的研究結(jié)果基本相同.Zhu等[12]研究發(fā)現(xiàn),美國(guó)亞利桑那州Tempe市辦公樓室內(nèi)外空氣細(xì)菌分別為1987cfu/m3和2332cfu/m3.

北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度春季最高,夏季次之,秋季和冬季最低,這與國(guó)內(nèi)外其它的研究結(jié)果不盡相同.研究表明,土耳其Edirne市兒童日托中心室內(nèi)空氣細(xì)菌濃度沒(méi)有明顯的季節(jié)變化特征;敦煌莫高窟半封閉洞穴和入口空氣細(xì)菌濃度夏季高于冬季.

此外,北京市居家環(huán)境男孩家庭空氣細(xì)菌濃度明顯高于女孩家庭.據(jù)報(bào)道,在10歲之前女孩總體的活動(dòng)量只有男孩的一半[24].在室外,男孩會(huì)開(kāi)展一些對(duì)地面擾動(dòng)較大的活動(dòng)如快速奔跑和地面打滾等,這樣就會(huì)有很多的帶菌粒子會(huì)被傳到室內(nèi)家庭;在室內(nèi),男孩對(duì)地面的擾動(dòng)也明顯強(qiáng)于女孩.并且相對(duì)而言,男孩的衛(wèi)生狀況要差于女孩,這就是男孩家庭空氣細(xì)菌濃度較高的主要原因.

4 結(jié)論

4.1 北京市居家環(huán)境空氣中細(xì)菌種類(lèi)呈現(xiàn)較高的多樣性,從分離的 632株空氣細(xì)菌中共鑒定出43屬細(xì)菌,優(yōu)勢(shì)均屬依次為微球菌屬、芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬和庫(kù)克氏菌屬,總和約占 63%～71%.

4.2 北京市居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度受到時(shí)間和空間的影響變化范圍較大,最低值為 47cfu/m3,最高值為cfu/m3,算術(shù)平均值為cfu/m3.

4.3 居家環(huán)境空氣細(xì)菌濃度季節(jié)變化特征明顯,春季和夏季明顯高于秋季和冬季,且空氣細(xì)菌濃度受到兒童性別的顯著影響,男孩家庭細(xì)菌濃度明顯高于女孩家庭.

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Airborne bacterial community composition in family homes in Beijing.

FANG Zhi-guo1*, OUYANG Zhi-yun2, LIU Peng3, SUN Li3, WANG Xiao-yong3(1.School of Environmental Science and Engineering, Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310012, China；2.State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China；3.Safeguard Research Institute, Procter and Gamble (Beijing)Technology, Beijing 100086, China). China Environmental Science, 2014,34(10)：2669～2675

The community composition and concentration variation pattern of airborne bacteria were conducted from Nov.2009 to Oct. 2010 in 31 households with children in Beijing. Results showed that 43 genera (32 genera of Gram-positive and 11genera of Gram-negative bacteria)airborne bacteria was identified from 632 isolates. The most common bacterias were members of genera Micrococcus, Bacillus, Staphylococcus, Kocuria, and contributed to 5%～31%, 12%～17%,10%～15%, 9%～18% of the total bacterias, respectively. In the selected 31 households, the bacterial concentration in the air ranged from 47～12341cfu/m3, and the mean concentration was 1821cfu/m3. As for the seasonal variation pattern of airborne bacteria, higher bacterial concentration was observed in spring (2967cfu/m3), followed by summer (1742cfu/m3)and autumn (1334cfu/m3), and the lowest in winter (1242cfu/m3). Finally, we also discovered bacterial concentration in households with boys (2123cfu/m3)was higher than households with girls (1511cfu/m3).

family homes；airborne bacteria；bioaerosols；Micrococcus；Bacillus

X513;X712

A

1000-6923 (2014)10-2669-07

2013-12-09

國(guó)家自然科學(xué)青年基金資助項(xiàng)目(41005085);北京寶潔技術(shù)有限公司舒膚佳家庭衛(wèi)生研究院科技資助項(xiàng)目;中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程方向性項(xiàng)目(KZCX2-YW-422);教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金

* 責(zé)任作者, 副教授, zhgfang77@zjgsu.edu.cn

方治國(guó)(1977-),男,安徽黃山人,副教授,博士,主要從事空氣環(huán)境微生物學(xué)特征研究.發(fā)表論文40余篇.