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人们有高达90%的时间在住宅或工作环境中度过,这些环境中的微生物气溶胶和人体健康息息相关,因而这些环境中微生物气溶胶的暴露特性越来越被关注。微生物气溶胶是指含有微生物粒子的气溶胶,包括细菌、真菌、花粉孢子、病毒等微生物体。吸入含有微生物的大气颗粒物会引起一系列人体健康效应。长时间真菌气溶胶暴露可能导致人体呼吸道疾病,哮喘、过敏等。细菌气溶胶暴露也会引起呼吸道疾病,部分大颗粒细菌气溶胶随食道进入人体是引起部分肠道疾病的潜在因素。因此摸清住宅环境或工作环境中微生物气溶胶暴露特性和探究其所引起的健康风险对保护人群健康和制定切实可行的防护政策具有重要意义。论文选取了普通住宅环境和养老院、污水处理厂和歌剧院等3个不同的工作环境为背景,利用可培养法、实时荧光定量PCR(q PCR)和鲎试验法(LAL)等技术手段探究这些环境中的微生物气溶胶的组分、浓度分布、粒径分布和群落结构,明确上述环境微生物气溶胶的暴露特征;在应用多种风险评价方法的基础上,发展一种以细胞实验为基础的微生物暴露风险评价新方法。论文得到的主要结论如下:(1)住宅环境中可吸入颗粒物(GSP)和可入肺颗粒物(PM1)中均存在真菌碎片,但可吸入颗粒物中的微生物浓度和物种多样性显著高于可入肺颗粒物中的微生物浓度和物种多样性(p<0.05)。真菌气溶胶浓度具有显著的季节变化(p<0.05),但不同住宅中的真菌气溶胶浓度无显著差异(p>0.05)。比较罕见的粒径小于1μm的花粉碎片也在住宅环境中被观察到。研究结果显示用q PCR法可以鉴定和定量PM1样品中的微生物片段,也增加了人们对普通住宅环境中PM1颗粒物和GSP颗粒物之间定量关系的深入了解。(2)在养老院工作环境中发现,清洁工在工作过程中暴露于较高浓度的真菌气溶胶,青霉菌(Penicillium spp.)是在清洁工作中暴露的主要菌属。通过对菌落的分离培养和体外细胞实验可知,在分离的30个菌株中,亮白曲霉(A.candidus)和意大利青霉(P.italicum)具有最高炎症潜能,黑曲霉(A.niger)和烟曲霉菌(A.fumigatus)具有最大毒性效应。本章提出一种基于细胞实验进行风险评价的新方法,基于菌株炎症潜能和毒性效应进行健康评价发现,清洁工暴露的风险组真菌的浓度(71 CFU/m3)高于室内固定样本(28 CFU/m3)和室外固定样本(15 CFU/m3)的风险组真菌浓度,清洁工在工作过程中具有较高暴露风险。(3)在污水处理厂的工作环境中发现,工人暴露的颗粒物中的嗜温细菌,肠道细菌和内毒素的浓度受季节、工作环境和工作任务影响显著。接触污水相关工作人员的暴露值(GM=352 CFU/m3)显著高于污水处理厂办公室人员的暴露值(GM=158 CFU/m3,p=0.01)。阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)是唯一一个在秋天人体样品和两个工作环境中检测到的致病菌。四种不同的风险评价结果具有一定的相似性,其结果显示污水处理厂工人具有较高的暴露风险。(4)在歌剧院工作环境中,不同表演形式的工作人员释放的颗粒物浓度不尽相同,但均高于背景浓度(848 CFU/m3)。单簧管演奏过程中细菌浓度最高(5484 CFU/m3),由高到低依次为小号表演(3491 CFU/m3)、唱歌表演(2848 CFU/m3)和横笛表演(2403CFU/m3)。粒径较大的微生物(7-12μm)在传播过程中最先沉降。呼出气冷凝液结果显示呼吸道细菌不仅可以直接进入空气环境中,也可以随着气流通过乐器间接进入大气环境,例如嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。风险评价结果显示近场表演的风险显著高于远场表演。