某高校室内空气微生物调查及分析

耿彤彤，沈城辉，艾佐佐，梁 磊，陆海燕，高 箐，马幕娟

（南昌师范学院生物系，江西 南昌 330032）

空气微生物是指空气中悬浮的细菌、真菌、放线菌等生物粒子，主要以微生物气溶胶的形式存在，粒径一般为0.01-30 μm[1].空气微生物具有来源多样性、种类多样性、活性易变性、播散三维性、沉积的再生性和感染的广泛性六大特性[2].空气微生物作为自然生态系统的重要生物组成部分具有极其重要的生态功能，然而其浓度过高导致潜在的环境和健康风险增加，如雾霾的频繁发生和疾病的传播（流感、哮喘等）[3-4].因此空气微生物的检测和研究越来越受到人们的关注.

空气微生物浓度是衡量空气质量优劣的一个重要评价指标.高校校园作为人员活动密集程度高的公共场所，其空气质量直接影响教师和大学生的身体健康.师生们越来越多的时间在室内活动，据统计人们约80%-90%的时间在室内环境活动[5].此外相比于室外环境，室内环境相对密封，空气流通相对缓慢，太阳辐射弱，其中的空气微生物浓度容易偏高造成污染.室内空气污染往往比室外的危害更为严重，因而室内空气质量更加值得关注[6].

目前已经开展了许多关于校园室内空气微生物污染的研究[7-10]，但是垃圾填埋场周边地区空气微生物的研究并不多[11].垃圾填埋场的垃圾中含有大量致病菌，其悬浮到空气中给周边地区造成空气污染[12].本研究选择的学校距离垃圾填埋场＜3 km，其空气质量问题一直受到师生的广泛关注.因此本研究以评价高校室内场所中的空气微生物的环境风险为目标，采用自然沉降法检测不同功能活动场所空气微生物的状况，分析室内空气质量情况，为改善校园空气质量和保障在校师生的身体健康提供科学依据，同时为垃圾填埋场周边地区环境治理提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 采样点选择和设置

本研究选取南昌市某高校的教学楼、实验楼、男生宿舍、女生宿舍、食堂、超市等人员较集中的典型功能区采样地点.2017年2月-3月选择晴天和雨天分别进行采样，每天的采样时间分为上午（8:00～11:00）和下午（14:00～17:00）两个时间段.采样方法依据《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002），采样时避开通风口处，离墙壁距离大于0.5 m，高度为约1.2 m（呼吸带高度）.每个室内场所设置5个采样点，呈梅花状分布，中央1个采样点，中央与四角连线的中点各设置1个采样.

1.2 空气微生物的检测

根据自然沉降法，将牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏3.0 g，蛋白胨10.0 g，NaCl 5.0 g，琼脂15.0 g，水1000 mL，pH为7.4～7.6）平板打开静置10 min，使空气中的微生物颗粒沉降到培养基表面上，采样完成后，盖上培养皿，放入培养箱中28℃培养72 h，统计每个平板上的菌落数，再根据奥氏公式计算出各采样点每立方米微生物浓度：

C＝1000*50 N/A*t，

公式中，C为单位体积内总微生物浓度（CFU/m3），N为培养皿上的菌落个数（个），A为平皿面积（cm2），t为暴露时间（min）.

1.3 空气质量评价

检测的结果依据我国《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002），并参考中国科学院生态中心推荐使用的空气微生物评价标准，对校园室内空气质量状况做出评价.

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2013软件进行处理，使用Origin 8.0软件进行T检验和方差分析，其中p＜0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 校园室内空气微生物浓度

本研究对高校室内典型功能区进行空气微生物检测，研究结果表明空气中微生物动态变化幅度很大，即使是同一个采样点由于采样时间不同，其室内空气微生物浓度变化差异大.从整体情况来看（表1），高校室内所有空气样本中微生物检出率达到100%，最低浓度为17.22 CFU/m3，最高浓度为1 860.19 CFU/m3，其中平均值为375.00 CFU/m3.在不同的功能区（表1，图1），室内空气微生物浓度水平依次为：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，教学楼 297.81±81 CFU/m3，超市 292.81±127.15 CFU/m3，实验室109.09±61.30 CFU/m3.方差分析表明不同功能区的空气微生物存在差异，其中女生宿舍的空气微生物浓度显著高于实验室（p＞0.05）.

表1 校园室内空气微生物浓度 CFU/m3

图1 不同功能区空气微生物浓度

2.2 校园室内空气质量评价

空气微生物与人类健康息息相关，因此其浓度是评价室内空气质量的重要指标.大部分研究者采用《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）中规定≤2 500 CFU/m3为合格来评价空气质量[10，13]，此外中国科学院生态环境研究中心（以下简称“中科院生态中心”）制定的空气微生物评价标准也是评价的常用方法[9，14].所有样品的总平均值为375.00 CFU/m3依据两种评价方法分别达到合格和清洁的标准.本研究结合两种评价方法对各个样品进行评价，如表2所示.由表可知按照《室内空气质量标准》，所用样本均达到100%合格的标准，说明该高校室内空气质量合格.按照中科院生态中心的标准，从整体来看所有的功能区总清洁率为90%，从功能区分布的情况看其中男生宿舍和女生宿舍的清洁率分别为91.67%和75%，而其他功能区的清洁率均为100%.

表2 校园室内空气质量评价 %

2.3 不同时间段微生物浓度

各功能区不同时间段（上午和下午）空气微生物浓度以及变化趋势如图2所示.空气微生物浓度的不同时间段的变化表现为上午和下午相近，其中统计分析发现总体上午和下午的差异无统计学意义（p＞0.05）（图2-B）.在同一个功能区不同时间段的比较，其中教学楼上午（533.94±258.01 CFU/m3）的空气微生物浓度要显著高于下午（60.28±34.01 CFU/m3）具有统计学意义（p＜0.05）（图2-A），而其他功能区上下午的均无统计学意义（p＞0.05）（图 2-A）.

图2 不同时间段空气微生物浓度

2.4 不同天气微生物浓度（晴天和雨天）

校园室内不同功能区不同天气状况下空气微生物浓度变化情况如图3所示.由图3-B可知不同天气即晴天和雨天之间空气微生物浓度差异不显著（p＞0.05）；由图3-A可知在同一功能区不同天气之间空气微生物浓度差异不显著（p＞0.05）.本研究结果说明晴天和雨天对空气微生物造成的影响不大.

图3 不同天气空气微生物浓度

3 讨论

校园室内环境尤其是人员活动密集的场所如教室、宿舍和食堂等是教师和学生活动的主要场所，其空气质量与健康密切相关.空气微生物浓度是衡量空气质量的重要指标.空气微生物检测的方法有很多，而本研究采用的自然沉降法只能沉降到空气中大颗粒的气溶胶（＞8 μm），检测结果有一定的偏差无法完全反映空气微生物的真实情况，但是该方法即经典又简单方便[15]，其结果对空气质量的评价仍具有一定的实用价值.

本研究检测南昌市某高校教学楼、实验楼、男生宿舍、女生宿舍、食堂、超市等不同功能区的室内活动场所的空气微生物情况.本次检测的结果依据《室内空气质量标准》所有样品都达到合格标准，同时参考中科院生态中心的空气微生物评价标准90%样品达到了清洁级别，只有10%样品为较清洁级别，说明校园室内空气质量好.李莹等对厦门大学嘉庚学院的6个室内空气微生物进行评价，发现除男生宿舍为较清洁水平其他均达到清洁水平[9].虽然这两种评价标准空气微生物达到要求，但是截止到目前尚未制定统一的空气微生物标准.本检测的结果和其他的空气微生物标准相比较.根据世界卫生组织的要求当空气细菌浓度为700～1800 CFU/m3时有发生空气干扰的明显威胁[16].本次检测结果仍然有部分功能区具有潜在的安全风险，应当加强对空气微生物的监测.

国内外大量研究发现空气微生物受到多种环境因素影响包括人员活动、通风情况，采光条件、微生物来源、相对湿度、空气温度等[1，4，17].本研究通过检测校园室内空气微生物分析不同功能区、不同时间段和不同天气条件下空气微生物的差异.不同功能区室内空气微生物浓度由多到少顺序为：女生宿舍＞男生宿舍＞食堂＞教学楼＞超市＞实验楼.在所有的功能区中学生宿舍的微生物浓度最高，其中女生宿舍微生物浓度比男生宿舍高.这一结果与其他大学宿舍空气微生物的检测结果一致.刘婷等发现湖北某大学女生宿舍微生物浓度高于男生宿舍[10].相比于其他功能区，宿舍的空间较小，通风条件有限，有利于微生物积累.女生宿舍微生物浓度相对高，主要是由于女生生活用品多不利于空气流通，且室内晾晒物品多导致空气相对湿度变大，为微生物生长提供了条件.在所有的功能区中实验室的微生物浓度最低，其原因一方面实验室本身的环境不利于微生物生长，如存放了大量的实验物品，实验室日常维护中的消毒措施等；另一方面实验室只有在做实验的时候人员聚集，其他时间人员活动较少，因而使得人员活动来源的微生物较少.

不同时间段空气微生物相比较，只有教学楼上午的浓度显著高于下午，其他功能区不同时间段的变化并不明显.教学楼是高校进行教学活动的主要场所，一般情况上午课程安排更多，教室内的人员流动大，室内空气微生物含量会相应增加；与上午相比较下午太阳辐射的时间长，微生物数量会因此而减少.不同天气（晴天和雨天）相比较，微生物的变化并不显著没有统计学意义.路瑞等研究发现不同天气状况下空气微生物浓度变化为晴天＜雨天＜阴云天＜霾天，但是仅在霾天大于其他3种天气具有显著差异（P＜0.05），而其他三种天气的差异并不显著（p＞0.05）[18].霾天比其他3种天气有显著增加可能是雾霾的颗粒为微生物生长提供条件.有研究发现在雨天空气微生物浓度的变化为雨前＞雨中＞雨后，在降雨从开始到结束的过程中伴随着空气微生物浓度的降低[19]，有可能是降雨对颗粒物具有冲刷作用[20]，导致微生物没有生长的条件.本研究发现晴天和雨天的空气微生物并没有没有显著差异，可能是因为采样点均为室内场所在雨天并不会受到降雨冲刷的影响，也有可能室内环境中并没有一些提供或减少微生物生长的条件，因而并没有引起显著的差异.

4 结论

该校园室内空气微生物整体变化幅度大呈现明显不同功能区差异，但是不同时间段（上午和下午）和不同天气（晴天和雨天）差异不显著，其浓度变化依次为：女生宿舍＞男生宿舍＞食堂＞教学楼＞超市＞实验室.本次检测的所有样品的总平均值为375.00 CFU/m3，说明校园室内空气质量整体好，但是并不排除存在安全隐患的可能.因此建议个人增强健康意识，注意个人卫生，经常通风开窗；学校应当继续加强公共卫生工作，改善通风条件，在人员聚集的场所进行定期的空气质量监测，为广大师生营造良好的生活环境.