室内空气中致病微生物的种类及检测技术概述

生物气溶胶是存在于空气中的微小生物组分,主要包含各类真菌、细菌及其代谢产物、病毒、花粉等.室内空气中生物气溶胶含有丰富的致病成分,并且这些致病成分已经引发了各种健康问题,因此受到了人们的广泛关注.各类流行性疾病的发生也促使研究者更加致力于生物气溶胶的相关研究工作.探究室内空气中的致病微生物的种类分布、可能的释放源头以及有效的检测方法,对降低生物气溶胶危害风险、实现室内致病性生物气溶胶的有效控制有重要意义.本文将从室内空气生物气溶胶可引发的疾病角度对其种类和危害展开概述,同时,也对室内生物气溶胶的可能来源以及检测方法进行了详细的讨论,旨在帮助人们了解室内生物气溶胶与人类健康之间的关系,同时为相关微生物的重点检测和防治提供有价值的信息.     

生物气溶胶的昨天、今天和明天

生物气溶胶在环境与健康、大气环境、生物反恐、传染病、公共卫生、生态环境、气候变化以及食品安全等方面均有重要影响.过去10年,国内外生物气溶胶领域研究方向、研究对象、研究人员发生了巨大变化.例如,从事大气化学研究专家学者也陆续开展生物气溶胶研究等.生物气溶胶的研究手段也日新月异,其中新型生物气溶胶监测技术、捕获系统、各种生物传感器、微流控技术以及高通量测序等技术使得科学界对空气中的微生物有了更多新的认识.人体生物气溶胶排放与室内微生物健康效应等成为了当前研究热点之一,包括对大气颗粒物的氧化潜势的影响.由气溶胶传播导致的呼吸系统感染仍然是危害人类生命的一大杀手,特别是对于低龄儿童.呼吸道病原体的快速高通量筛查目前已取得了重要进展,然而病原体在空气中的传播致病机理、大气污染对其活性的影响、有效传播距离等依然存在争议.局部地区军事冲突风险加剧,生物气溶胶形式的大规模杀伤性武器的使用风险也在升高.此外,空气中耐药基因成为新一类生物污染物,其传播也得到了广泛的关注.通过集成空气采集、微流控以及多种生物传感器,科学界在生物气溶胶的实时在线甄别、生物预警方面迈出了重要的一步.呼出气生物气溶胶也越来越被用来研究疾病的早期诊断筛查,其中在医院环境中传播导致的感染受到特别关注.在生物防护与灭活控制方面,如低温等离子体与纳米材料滤膜的研究,科学界也取得了进步.该综述对生物气溶胶的过去、现在以及未来发展态势和前沿研究方向进一步凝练、讨论,指出存在的科学问题与技术挑战.未来通过进一步加强多学科的交叉合作,包括军民融合,有望使得生物气溶胶的研究迈上新的台阶.     

面向人因工程学的公共建筑空气环境安全运维与控制

公共建筑空间人员密集、人流量大,空气污染种类多并呈现非均匀动态的分布特性,给新冠肺炎疫情常态化空气安全保障带来了巨大挑战.采用过量送风不仅可能造成较大能源浪费,同时也可能导致交叉污染.从人因工程学的核心理念和基本方法出发,围绕室内空气污染水平(特别是人员散发的飞沫污染物)这一重要人因环境变量,发展了一套建筑空气环境安全运维控制系统.该系统基于室内空气污染和人员流动的动态监测,由快速预测模型以及计算机视觉处理得到室内污染与人员的非均匀动态分布,进一步通过环境控制决策系统输出最优通风参数设定,实现通风智能化调控;同时,在通风环境营造基础上构建空气净化消杀系统,对空气环境安全运维形成有力的辅助保障.最后,通过实际案例(某国际会议中心前厅)详细展示了该系统的工作流程和设计效果.设计结果显示,实施智能化通风可将人员感染风险降低至4%以内,其通风节能率可达44.9%;负氧离子的空间可达性较好且空间消杀率计算值超过99%,可进一步降低感染风险.     

中央空调复合净化除病毒技术实验研究

对一种高压静电场与紫外线照射相结合的复合净化除病毒技术进行了实验研究, 旨在寻找有效杀死空气中的病毒, 特别是SARS病毒的方法, 为空调系统空气净化处理提供配套技术. 建立了中央空调室内环境模拟系统, 利用超声雾化噬菌体储备液形成稳定的病毒气溶胶源, 用明胶与素琼脂双层平板通过气流冲击法回收噬菌体, 以检测净化装置除尘、杀病毒效果. 结果表明, 采用该技术在实际应用中对PM₁₀的过滤系数在86%以上, 在试验系统中的除病毒效率可达95%. 通过本课题研究建立了试验平台, 并获得了工程应用验证.     

晋臻泰:让居家生活更安心

<正>2016年入冬以来,全国多地遭遇雾霾袭击,PM2.5及可吸入颗粒物等空气污染物指数多次爆表,"出门戴口罩,回家关窗户"成为一种生活习惯。可雾霾最令人感到畏惧的地方在于它几乎无孔不入,居留在室内也同样不可避免受其影响,家已不再是一个安全的港湾。除此之外,室内装修、燃气燃烧、厨房油烟、室内抽烟、空调取暖等日常活动也是造成室内空气污染的主要原因。追求舒适、智能、自然、健康的室内环境,"让房子会呼吸",已成为很多人的健康新诉求。在此背景下,     

空气湿度对人员可接受热环境的影响及评价

室内温湿度对人员舒适健康有着显著影响,尤其在偏热和偏冷环境下.如何评价较大空气湿度范围内温湿度耦合作用及其影响尚缺乏系统认识.我们在人工气候室分别开展了冬夏季涵盖偏冷到偏热(16～32℃)、低湿到高湿(15%～85%)共40个工况的人体热舒适实验,累计800余人次.结果显示,相对湿度对人员热舒适的影响随温度升高逐渐显著(夏季32℃/冬季28℃),湿感觉随相对湿度增加而显著增加;低温下空气绝对含湿量低,人体各部位刺激感比例随相对湿度降低而增加;低温下人员感知空气品质随暴露时间增加而降低,高温下人员适应性提高了人员对空气品质感知.研究计算了不同工况下人体呼吸总热损失,并建立其与人员热感觉(thermal sensation vote,TSV)和可感知空气品质(air quality vote,AQV)的关系:随着呼吸总损失增加,人员热感觉线性降低(回归系数:-0.66),感知空气品质升高(回归系数:0.2).基于TSV∈(-0.5,+0.5)和TSV∈(-0.75,+0.75),得到了冬夏季满足90%和80%人员满意率的标准有效温度(standard effective temperature,SET)上下限值,和等SET条件下温度-相对湿度(30%～70%)舒适区间,且大于国际标准ASHRAE 55推荐的温度区间.研究量化了空气湿度对人员热感觉的影响,揭示了低湿和高湿通过影响皮肤表面散热和呼吸蒸发热损失影响人员可接受温度区间,研究结果可为提出合理室内空气湿度设计参数、保障室内热环境舒适健康营造提供一定参考.     

大型工业建筑中高温含尘气流的流动规律及控制方法

在工业生产中,粉尘是最主要的有害物形式,对建筑空气环境质量和作业工人健康的危害最大,尘肺病近年来一直呈现非常高的增长率,且占新增职业病病例总数的80%以上.在大型工业建筑中,室内粉尘释放量大,强污染源与强热源经常并存,室内气流流动影响因素复杂.为提高大型工业建筑室内环境质量并降低工业建筑能耗,必须依据高温含尘气流流动特性,进一步提高工业通风系统对粉尘的控制能效.本文介绍了模型实验和数值模拟两类研究手段用于工业建筑高温含尘气流研究的基本方法,分析了两者在不同研究内容方面的适用性以及相互补充关系.以大型冶金钢铁企业厂房为例,分别通过模型实验和数值模拟手段,针对大型工业建筑的典型源项特点和限制条件,阐明了高温含尘气流流动的基本特性,揭示了通风系统风量与捕集效率之间的非线性规律,分析了两类研究手段的相互补充关系,提出了提高含尘气流捕集效率的途径.通过案例分析表明,利用不断发展的实验测试条件和数值模拟技术,将有助于完善精细化设计的基础理论,并推动相应的高效通风技术应用于工程实际.     

当心高温“蒸”出室内污染

夏季:室内污染最严重室内环境调查证明,与其他季节相比,夏季室内空气污染指标会高出20%左右。造成这种情况的原因首先是由于高温改变了人们的生活习惯。在高温季节,人们普遍会减少室外活动,由于空调设备的普遍使用,室内的空气往往形成一个密闭系统,缺乏通风换气的环境,使得室内空气污染物明显增加。     

建筑相变蓄热及夜间通风技术研究进展

被动式建筑节能策略通过提升建筑物自身性能及充分利用自然能源来营造舒适的室内热环境,是实现建筑可持续发展的有力途径.相变蓄热技术及夜间通风技术是被动式建筑节能的有效措施,两者有机结合的复合降温技术更能显著改善夏季建筑物室内热环境,降低空调制冷能耗.该技术在利用相变蓄热大幅提升建筑物热稳定性的同时,充分利用了夜间通风携带的自然冷量资源,达到了节能和舒适性并举.通过对相变蓄热、夜间通风以及其二者复合降温技术主要研究领域文献的深入调研,从技术原理、实验研究、节能降温效果等方面对该技术的研究现状进行了分析,综述了相变蓄热及夜间通风技术的研究进展.分析表明,合理应用相变蓄热结合夜间通风复合降温技术可以获得舒适的夏季室内热环境,有效节约空调制冷能耗.通过综合分析该复合降温技术各构成要素之间的相互影响关系,指出该技术应用方式多样,需要综合考虑到气候条件、相变蓄热使用方式以及夜间通风策略等诸多因素.最后,对该技术的复合降温机理及热工设计策略的进一步研究做出了展望.     

大气颗粒物生物化学组分的促炎症效应研究进展

大气污染物暴露与呼吸系统疾病、心脑血管疾病、神经退化性疾病之间的关系,已被大量流行病学和基于动物、细胞的毒理学所确认.促炎症效应是污染物尤其是颗粒物影响健康的重要机制之一.然而,颗粒物通过何种过程引起炎症效应,哪些组分是促炎症效应的关键因子,依然不清楚.多环芳烃、重金属等化学组分对颗粒物促炎症效应的贡献已有大量报道.细菌、真菌、病毒、花粉等微生物及其碎片构成的生物气溶胶,基于其配体特征,在激活免疫系统引起炎症反应方面有独有的"优势".但由于对生物气溶胶进行在线监测分析有较大困难,导致缺乏对其种类、浓度等特征的全面了解,从而限制了对颗粒物中生物组分促炎症效应的认识.本文简单总结了大气颗粒物的促炎症效应,从炎症效应机制、不同组分的炎症效应及生物化学组分协同作用3个方面进行了归纳,并提出了开展大气污染健康效应研究的几点新的研究思路和方向建议.     

呼吸暖体假人的技术发展及其在健康建筑领域的应用与展望

健康建筑的核心理念是"以人为本",室内环境直接影响人体健康、舒适及工作效率,而室内人员的直观感受和健康效应则是营造室内环境的关键性评价指标.本文从如何营造人体微环境气流和构建呼吸道体外模型角度着手,对呼吸暖体假人在个体暴露领域的最新研究进展进行了综述,介绍了暖体假人的模型结构、实现方法、功能、特征及控制,总结了人体微环境区域的流场特性和污染暴露影响因素,讨论了人体吸入暴露研究的现状和难点,并展望了使用呼吸暖体假人进行人体健康效应研究的发展前景.本文旨在促进发展更合理精确的环境控制技术,实现健康建筑.     

绿色家装解决室内污染

我国室内环境质量堪忧 研究证明,新装修的建筑物室内污染物浓度是室外的100倍,不少人会出现皮肤过敏、头痛、疲倦等症状.据有关国际组织调查统计,全世界每年有280万人直接或间接死于室内装修污染,世界上30%新建和重建的建筑物中发现有危害健康的室内空气,装饰材料中有毒材料占68%.室内环境污染已经被列入对公众危害最大的5种环境因素之一.具体而言,我国室内环境污染包括3方面的内容.     

霾污染天气大气微生物气溶胶特性的研究进展

自从2013年以来,中国霾事件频发,霾污染已经成为全国人民广泛关注的环境问题之一.霾污染的本质是大气细颗粒物污染.大气颗粒物的生物成分(即生物气溶胶)与其化学成分一样,不仅对空气质量和人群健康具有潜在威胁,而且对全球气候变化以及大气物理化学过程也具有间接影响.然而,目前学术界对大气颗粒物的生物成分及其性质的研究相对滞后,尤其是对霾污染天气大气颗粒物中微生物的多样性、丰度及其时空变异特性等基本科学问题认识不足.因此,本文综述了目前霾污染天气大气微生物气溶胶的研究现状,结合我们的研究着重阐述了在不同霾污染程度下生物气溶胶的浓度、粒径分布与群落结构特性,以及空气污染和环境因子对生物气溶胶分布的影响机理等方面存在的问题.最后,给出了未来霾污染过程生物气溶胶研究应主要开展的5个方面的工作展望,以期为深入理解霾天生物气溶胶的来源、变化机理以及评估不同空气质量的健康影响提供参考.     

珠江三角洲气溶胶中间四联苯的检出及其环境意义初探

间四联苯(m-四联苯)是一种以C—C键问位相连的4环多环芳烃,分子式为C_24H_18,分子量为306.又称5’-苯基-1,1’:3’,1”-三联苯.Beernaer使用GC/MS分析气溶胶多环芳烃时,检测到间四联苯及其他几种四联苯和三联苯.随后的研究中,在垃圾焚烧炉烟尘颗粒物多环芳烃组分中检测到间四联苯.Hawley-Fedder模拟焚烧炉条件焚烧聚合体(聚苯乙烯),并从焚烧产物中检测到间四联苯而在其他污染源(如汽车尾气、民用炉灶、香烟烟雾等等)气溶胶研究中,还未检出间四联苯.关于国内气溶胶中间四联苯的研究还未见报道.作者在研究珠江三角洲主要城市大气气溶胶有机质特征与成因时,检测出间四联苯.     

南京持续雾霾天气中亚微米细颗粒物化学组分及光学性质

2013年1月,我国中东部地区发生持续性雾霾污染事件.本研究利用Aerodyne气溶胶化学组分监测仪(ACSM)对南京地区非难熔性亚微米细颗粒物(NR-PM1)化学组分(包括有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和氯化物)进行实时在线连续监测,结合光声气溶胶消光仪(PAX)表征大气颗粒物的消光性质和黑碳测量仪(Aethalometer)测定黑碳(BC)的浓度.观测期间,有机物、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、氯化物和BC对PM1(NR-PM1+BC)的贡献分别为32.3%,26.0%,17.9%,13.2%,2.8%和7.8%.利用正定矩阵因子分析法(PMF)解析出3类有机气溶胶:烃类有机气溶胶(HOA)、半挥发低氧化态有机气溶胶(SV-OOA)和低挥发高氧化态有机气溶胶(LV-OOA),三者平均浓度分别占总有机气溶胶的27.4%,32.2%和40.4%.可见观测期间二次组分是PM1的主体部分.受本地晚间餐饮源和机动车排放高峰的影响,HOA在晚间时段急剧增加,导致观测期间有机物出现剧烈的变化特征.整体而言,二次气溶胶(硫酸盐、硝酸盐、SV-OOA和LV-OOA)的质量浓度、总质量分数和气溶胶单次散射反照率分别随相对湿度(RH)的增加而升高,表明RH的增加有利于二次气溶胶的不断形成.另外,大气能见度随RH的增加而降低,也随二次组分含量的增加而降低,说明RH与PM1中二次组分对雾霾期间大气能见度产生协同影响.     

呼吸道传染病气溶胶传染致病机理及预测方法

近十多年来,多次爆发的呼吸道传染病反复说明了控制呼吸道传染病的重要性.病人呼出的微生物气溶胶包含大量携带病原体的飞沫和飞沫核,它们是呼吸道传染病传播的重要载体.本文就病人呼出气溶胶的蒸发、散布特性及微生物在其中的凋亡特性展开了讨论,总结了呼出气溶胶散布机理以及预测方法的研究进展,特别是2003年严重急性呼吸综合征(SARS)爆发后的多学科综合研究进展.阐述了飞沫传播、短距离空气传播和长距离空气传播疾病的传播特性、致病机理和相关的风险预测模型,并根据致病机理给出了感控预防措施.本综述更新了目前对呼吸道传播疾病的理解,为制定呼吸道传染病的预防和控制措施打下基础.     

自然通风采光技术在下沉式窑洞改造的应用

自然通风是建筑节能的一种有效手段,对于降低能耗,提高室内舒适度都有着非常重要的作用.文章介绍了自然通风的两种基本形式(风压通风和热压通风)及其原理,旨在揭示自然通风技术的重要性及复杂性,并以陕西三原县柏社村地坑窑为研究对象,利用房中庭院自然通风技术,为下沉式窑洞民居室内环境的改善作出了有益的尝试.     

基于呼吸系统健康效应的室内空气微生物研究现状与展望

室内空气微生物是人体呼吸系统疾病的重要诱因,明确室内空气微生物与呼吸系统健康效应关系对建立室内健康微生物环境标准具有积极意义.近十多年,环境和人类呼吸道健康相关的微生物学深入研究已使人们对微生物的看法从纯粹致病性、传染性的负面作用逐渐转变为潜在保护性、预防性的正面作用.然而,目前室内空气微生物与呼吸系统的量化作用机制尚未建立,现行的公共卫生政策和室内空气微生物控制标准仍倾向于使室内保持尽可能低的微生物浓度,以防止致病菌传播和人群感染.本文总结了室内空气微生物与呼吸系统健康效应的相关研究,指出了基于呼吸道健康效应的室内空气微生物定量表征的关键理论欠缺和技术瓶颈,并以此为依据,提出了基于采样工具、统计学工具以及实验工具优化的研究展望,为未来量化呼吸系统健康效应与室内空气微生物作用的关系、室内空气微生物的表征提供借鉴.     

人为气溶胶排放可能已改变自然变暖对高山湖泊环境的影响方式

<正>20世纪60年代以来,随着我国经济和人口的快速发展,人为气溶胶含量迅速增加.这不仅造成了严重的环境问题,直接威胁公众的健康,而且通过与辐射和云的相互作用对大气环境、天气和气候产生不同程度的影响.中国所在的东亚是一个主要的亚洲季风气候区,气溶胶的生成、排放和输送等过程及其变化对季风环流的变化具有重要影响.目前,关于气溶胶对季风的影响已经有较多的研究.     

浅析酚试剂分光光度法甲醛测定

酚试剂分光光度法测定空气中甲醛,具有方法简单、快速、干扰少的优点,所以在检测中应用较多.用于现场检测的便携式甲醛检测仪,不少型号也采用该方法显色,测定吸光度,用数字直接显示空气中甲醛的含量.本文对酚试剂分光光度法测定室内污染物甲醛浓度的影响问题进行了分析.