超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布.pdf

第4 9卷 第3期2 0 2 3年6月东华大学学报(自然科学版)J OUR NA L O F D ON GHUA UN I V E R S I T Y(NA TUR A L S C I E N C E)V o l.4 9,N o.3J u n.2 0 2 3 文章编号:1 6 7 1-0 4 4 4(2 0 2 3)0 3-0 0 9 7-0 7 D O I:1 0.1 9 8 8 6/j.c n k i.d h d z.2 0 2 1.0 7 0 1收稿日期:2 0 2 1-1 2-2 1基金项目:国家自然科学基金(5 2 0 0 8 0 7 8);上海市科技英才扬帆计划(1 9 Y F 1 4 0 1 8 0 0);中央高校基本科研业务费专项资金(2 2 3 2 0 1 8 D 3-3 6)通信作者:杨自力,男,副教授,研究方向为室内控湿与建筑防霉,E-m a i l:z i l i y d h u.e d u.c n引用格式:杨自力,赵子恒,陈露安,等.超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布J.东华大学学报(自然科学版),2 0 2 3,4 9(3):9 7-1 0 3.YAN G Z L,Z HAO Z H,C HE N L A,e t a l.C o n c e n t r a t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d i n d o o r s a f t e r u l t r a s o n i c h u m i d i f i c a t i o n J.J o u r n a l o f D o n g h u a U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e),2 0 2 3,4 9(3):9 7-1 0 3.超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布杨自力,赵子恒,陈露安,唐慧妍,李诗彤,安妮睿(东华大学 环境科学与工程学院,上海 2 0 1 6 2 0)摘要:为明确冬季供暖室内在超声波加湿后沉降的微生物浓度与空间分布,以实际办公房间为原型,通过试验模拟与群落分析,探究不同加湿水平(不加湿以及相对湿度为4 0%、5 5%、7 0%)下室内沉降的微生物以及加湿器存水中的微生物的浓度变化情况。结果表明:超声波加湿后室内沉降的微生物浓度大幅增加,其浓度增量与加湿水平密切相关,中等加湿水平下沉降的微生物浓度增量最大;在中等目标相对湿度(5 5%)下加湿1 0 d后,室内沉降的细菌浓度(8.81 04 C F U/g)、真菌浓度(5.91 04 C F U/g)分别增大至加湿前的1 3倍与5倍,远超微生物浓度标准限值(51 04 C F U/g)。沉降的微生物分布具有显著的空间分布特征,主要积聚在地面,其次为加湿器的背风面、迎风面与侧面。沉降微生物中的细菌浓度与加湿器存水中的细菌浓度显著相关,加湿后后者群落中的短波单胞菌、不动杆菌、军团菌等致病菌的相对丰度增大。关键词:沉降微生物;超声波加湿;细菌;真菌;暴露风险中图分类号:TU 8 3 4 文献标志码:AC o n c e n t r a t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d i n d o o r s a f t e r u l t r a s o n i c h u m i d i f i c a t i o nY ANG Z i l i,ZHA O Z i h e n g,CHEN L u a n,T ANG H u i y a n,L I S h i t o n g,AN N i r u i(C o l l ege o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E ngi n e e r i ng,D o ngh u a U n i v e r s i ty,S h a ngh a i 2 0 1 6 2 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h e c o n c e n t r a t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d i n r o o m s a t d i f f e r e n t h u m i d i f i c a t i o n l e v e l s(n o n e-h u m i d i f i c a t i o n,r e l a t i v e h u m i d i ty i s 4 0%,5 5%a n d 7 0%)a n d i n t h e h u m i d i f i e r s t o r age w a t e r w e r e i n v e s t iga t e d t h r o ugh e xpe r i m e n t a l s i m u l a t i o n s a n d c o mm u n i ty a n a lys i s u s i ng a r e a l o f f i c e r o o m a s a pr o t o ty pe,t o c l a r i fy t h e c o n c e n t r a t i o n a n d spa t i a l d i s t r i b u t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d i n w i n t e r h e a t i ng r o o m s a f t e r u l t r a s o n i c h u m i d i f i c a t i o n.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d i n d o o r s i n c r e a s e s m a r k e d ly a f t e r u l t r a s o n i c h u m i d i f i c a t i o n a n d i s c l o s e ly r e l a t e d t o t h e h u m i d i f i c a t i o n l e v e l.T h e c o n c e n t r a t i o n i s t h e l a rge s t u n d e r t h e m e d i u m h u m i d i f i c a t i o n l e v e l.A f t e r 1 0-d ay h u m i d i f i c a t i o n a t m e d i u m t a rge t r e l a t i v e h u m i d i ty(5 5%),t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s e t t l e d b a c t e r i a(8.81 04 C F U/g)a n d f u ngi(5.91 04 C F U/g)r o a r e s t o 1 3 t i m e s a n d 5 t i m e s o f t h e i r o r igi n a l c o n c e n t r a t i o n s,r e spe c t i v e ly,f a r e x c e e d i ng t h e s t a n d a r d s l i m i t a t i o n(51 04 C F U/g)f o r m i c r o b e s c o n c e n t r a t i o n s.T h e d i s t r i b u t i o n o f s e t t l e d m i c r o b e s s h o w s s ign i f i c a n t spa t i a l d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s,m a i n ly a c c u m u l a t e d o n t h e f l o o r 东华大学学报(自然科学版)第4 9卷 a n d f o l l o w e d by t h e h u m i d i f i e r spr aye r s l e e w a r d s i d e,w i n d w a r d s i d e,a n d f l a n k s i d e.T h e pa t h oge n i c b a c t e r i a l ge n e r a,s u c h a s B r e v u n d o m o n a s sp p.,L egi o n e l l a sp p.,e xpa n d f a s t i n t h e w a t e r o f t h e h u m i d i f i e r r e s e r v o i r a n d a r e s ign i f i c a n t ly c o r r e l a t e d w i t h t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e b a c t e r i a s e t t l e d i n d o o r s.K e y w o r d s:s e t t l e d m i c r o b e;u l t r a s o n i c h u m i d i f i c a t i o n;b a c t e r i a;f u ngi;e xpo s u r e r i s k 便携式超声波加湿器具有加湿迅速、能耗低、噪声小等优点,被广泛用于解决冬季供暖期间室内空气干燥的问题1。然而,研究2发现,使用超声波加湿器会增大室内细菌、真菌暴露风险并诱发“加湿器肺炎”等呼吸道疾病。这是由于加湿器水槽中存放的净水(简称“加湿器存水”)容易滋生微生物3。据调查4,7 7%8 9%的家用加湿器都会受到细菌、真菌等微生物的污染,这些微生物混于净水中一同被超声波加湿器雾化后送往室内,危害室内空气的品质。Y a n g等5研究发现,加湿后空气中诸如假单胞菌、不动杆菌、军团菌等具有潜在危害的细菌增多,加大了加湿室内人员的健康风险6。研究人员主要关注了超声波加湿器散发的生物气溶胶对室内空气品质的直接影响,但加湿后室内沉降的微生物(简称“沉降微生物”)在人员活动等扰动下容易发生再悬浮,同样增大了室内微生物气溶胶暴露的风险。H o s p o d s k y等7-8研究发现,人员活动后室内微生物气溶胶浓度大幅增加。Q i a n等9研究发现,由人员活动引起的沉降微生物再悬浮是室内微生物气溶胶增加的主要原因,其中再悬浮细菌和再 悬 浮 真 菌 分 别 约 占 各 自 气 溶 胶 总 增 量 的8 3%和6 6%。沉降微生物再悬浮的可能性在室内加湿后进一步增大。这是由于加湿器在释放水雾时也会释放微生物颗粒,虽然水雾加速了微生物气溶胶的沉降,但由于冬季供暖期间室内水分蒸发较快,沉降微生物的再悬浮风险增大1。现有研究尚未厘清加湿后室内沉降微生物的浓度变化情况及其空间分布特征等基本问题,致使室内沉降微生物的二次气溶胶化以及人员的吸入风险难以得到有效评估。本研究通过试验模拟搭建对比试验舱,在不同加湿条件(不加湿,相对湿度分别为4 0%、5 5%、7 0%)下对比分析加湿后室内沉降细菌与真菌的浓度变化与分布,以明确:超声波加湿后室内表面细菌、真菌浓度的演变规律;沉降细菌、真菌的浓度增加时,增量的主要来源与群落;室内沉降微生物浓度的空间分布特征等问题。研究可为评估并降低加湿室内沉降微生物的再悬浮及二次暴露风险提供借鉴。1 试验系统与研究方法1.1 试验装置与工况设置 本试验于2 0 2 1年1月(冬季)在人工气候室内开展,试验装置布局如图1所示。为确保试验条件的一致性并排除背景环境干扰,采用模拟试验法按1 5比例缩放实际办公房间,共搭建4个完全相同的试验舱,其中:3个作为加湿组,用以在不同相对湿度下同时开展加湿试验;1个试验舱 作为对照组,试验 期 间 只 供 暖 不 加 湿,以 明 确 环 境 因 素 的干扰。试验舱通过辐射电加热膜供暖(见图1,膜表面温度3 0),使空气温度稳定至(2 31)。舱内设有1台 市 面 常 见 的 超 声 波 加 湿 器(1.7 MH z,3.5 L)。采用自来水作为加湿器用水。加湿器置于试验舱角落,沿舱内对角线方向喷雾加湿,喷雾流速根据相似准则1 0-1 1设置为0.8 m/s。试验舱的内墙根据气流方向依次命名为背风面、迎风面、侧面、地面,各区域灰尘采样位置分布如图1所示。图1 试验舱设置与沉降微生物采样位置(俯视图)F i g.1 S e t u p o f t h e e x p e r i m e n t a l c h a m b e r a n d s a m p l i n g l o c a t i o n s f o r t h e s e t t l e d m i c r o b e s(t o p v i e w)试验舱均匀地排列在背景空气含湿量控制为3.95.3 g/k g的人工气候室内,试验时所有试验舱同时启停,以同步探究不同加湿水平下室内沉降细89 第3期杨自力,等:超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布菌与真菌浓度的变化情况。试验连续开展1 0 d,工况设置与运行时间如表1所示。表1 试验工况表T a b l e 1 E x p e r i m e n t a l w o r k i n g c o n d i t i o n s试验工况相对湿度/%温度/加湿器运行时间HH7 0MH5 5LH4 0NH(对照组)2 319:0 01 7:0 0 注:“”表示不加湿。1.2 试验流程 为保证初始条件一致,试验前将人工气候室与试验舱充分通风,随后通过调节使其背景温度稳定至(1 7.51.0),相对湿度为(3 53)%。用非织造布轻拭试验舱内表面,消除各舱间可能的初始沉降微生物浓度差异并完成灰尘采样。将注满自来水的加湿器放入试验舱,并采集5 0 m L加湿器初始水样。试验舱的供热与加湿:每日9:0 0准时启动电热膜及加湿器营造试验工况,使用R o t r o n i c HC 2 A-S型传感器(最大允许误差为温度0.1,相对湿度0.8%)实时监测舱内温湿度数据,待温湿度开始稳定后(约9 0 m i n),通过继电器控制电热膜与加湿器的启停,使舱内温湿度稳定在设定的工况条件下,直至1 7:0 0停止供暖加湿。每日重复上述供暖加湿过程直至加湿器中的水几乎耗尽(约1 0 d),采集5 0 m L加湿器内遗留的水样。1.3 沉降细菌/真菌的采样与培养 为探究超声波连续加湿对室内沉降微生物浓度的动态影响,分别在试验初期(试验舱充分通风后)、试验中期(第5 d试验停止后)和试验末期(第1 0 d试验停止后)采集裹挟有沉降微生物的室内各测试面表面的灰尘。使用高压灭菌的非织造布采集沉降微生物样本1 2。每次在试验舱内表面的6个位置(见图1)采样3个时期的采样点不重复但相近。用5 0 mm5 0 mm的无菌非织造布擦拭采样位置,尽可能收集测试面表面的灰尘;采样前后分别称量非织造布的质量,记其质量差为m(g),即灰尘样本质量;随后将采样后的非织造布先放入装有1 5 m L体积分数为0.0 1%的T w e e n 8 0溶液的无菌离心管中,充分振荡洗脱灰尘,取出洗脱后的非织造布平铺于无菌培养皿中,对非织造布上残存的部分细菌与真菌进行单独培养以确保计数准确。具体方法如下:将 非 织 造 布 平 铺 于 无 菌 培 养 皿 中,加 入1 5 m L液态培养基。其中,细菌用液态营养琼脂培养基(NA,成分为蛋 白胨1 0.0 g/L、牛 肉 浸 出 粉3.0 g/L、氯化钠5.0 g/L、琼脂1 4.0 g/L)均匀混合培养,真菌用沙氏葡萄糖琼脂培养基(S D A,成分为动物组 织 胃 蛋 白 酶 水 解 物 和 胰 酪 胨 等 量 混 合 物1 0.0 g/L、葡萄糖4 0.0 g/L、琼脂1 5.0 g/L)培养。记非织造布培养的细菌数为Nb a c,布(C F U),真菌数为Nf u n,布(C F U)。通过平板培养法统计离心管内洗脱溶液(V(m L)中的沉降细菌与真菌的数量:取1 m L非织造布洗脱溶液在培养皿中与1 5 m L NA共培养,冷却凝固后于3 7 培养4 8 h,计数得到溶液中细菌的浓度,记为cb a c,液(C F U/m L)。真菌培养方法类似,于2 8 培养5 d计数,记溶液中真菌的浓度为cf u n,液(C F U/m L)。由L i u等1 2提出的计算方法可知,灰尘中裹挟的沉降微生物浓度即单位质量灰尘样本中的微生物数量。则洗脱后进入洗脱液的细菌总数为cb a c,液V(C F U),残 留 在 无 纺 布 上 的 细 菌 总 数 为Nb a c,布(C F U),因此采样灰尘中的细菌总数为cb a c,液V+Nb a c,布。由此可得沉降细菌浓度(C F U/g)为cb a c,沉=cb a c,液V+Nb a c,布m(1)同理,可得沉降真菌浓度(C F U/g)为cf u n,沉=cf u n,液V+Nf u n,布m(2)1.4 加湿器存水中的细菌/真菌的采样培养 为分析加湿器存水中的微生物与室内沉降细菌、真菌的浓度关系,试验期间,每日加湿结束后采集加湿器中的存留水样,采用液体培养基分别培养所采水样中的细菌与真菌并计数,方法与非织造布洗脱溶液的培养类似,不再赘述。1.5 分析方法 采用二代高通量测序法分析微生物群落结构。由于加湿水中真菌含量较低,因此仅对试验第1 d和第1 0 d加湿器存水中的细菌群落进行分析。在超净台中将收集的水样抽滤至孔经为0.2 2 m无菌聚碳酸酯膜上,使用OME GA D NA试剂盒(D 5 6 2 5-0 1型,Om e g a B i o-T e k)提取膜上的总D NA,通过N a n o D r o p N C 2 0 0 0型分光光度计(T h e r m o F i s h e r S c i e n c e)检验总D NA的浓度和纯度,确保达到扩增要求。高通量测序在I l l u m i n a N o v o S e q 6 0 0 0系统上进行,选用引物3 3 8 F与8 0 6 R扩增1 6S r R NA的V 3 V 4区,使用Q I I ME 2 20 1 9.4软件对微生物组生物信息进行分析。每组试验重复测量3次以上,所得室内沉降微99东华大学学报(自然科学版)第4 9卷 生物与加湿器存水中菌体的浓度增量等结果均以平均值标准差的形式表示。采用单因素方差分析(o n e-w a y ANOVA)检验加湿水平对室内沉降微生物浓度影响的显著性,通过相关性分析判定沉降微生物的可能来源,当p0.0 5时,认为分析结果具有显著性。2 结果与讨论2.1 沉降细菌和真菌的总浓度变化 图2和图3为不同加湿水平及时长下室内沉降细菌、真菌的浓度变化情况。相比供暖不加湿的室内(NH,见图3(a),超声波加湿后沉降在室内地面上的细菌和真菌的浓度均显著增大,单因素方差分析表明沉降的菌体浓度增幅与加湿水平显著相关(详见表2,p0.0 5)。由图3可知:在连续1 0 d的试验期间,供暖不加湿(NH)室内的沉降微生物的浓度变化较小,其中细菌浓度从开始的(9.53.2)1 03 C F U/g增至试验第1 0 d的(2 3.29.6)1 03 C F U/g,真菌的浓度一直 维 持 在 较 低 水 平,为(1.40.4)1 03(1 0.63.9)1 03 C F U/g,均低于WS 3 9 42 0 1 2中规定的限值(5.01 04 C F U/g)。图2 不同加湿条件下沉降在地面的微生物图F i g.2 I m a g e s o f c u l t i v a t e d m i c r o b e s s e t t l e d o n t h e f l o o r s u n d e r d i f f e r e n t h u m i d i f i c a t i o n c o n d i t i o n s图3 超声波加湿室地面沉降微生物的浓度随时间的变化F i g.3 V a r i a t i o n o f c o n c e n t r a t i o n o f m i c r o b e s s e t t l e d o n t h e f l o o r s i n t h e h u m i d i f i e d r o o m o v e r t i m e表2 不同加湿水平下沉降微生物的平均浓度增量T a b l e 2 A v e r a g e c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e o f s e t t l e d m i c r o b e s a t d i f f e r e n t h u m i d i f i c a t i o n l e v e l沉降微生物类别平均浓度增量/(1 03 C F Ug-1)NHLHMHHHp细菌1 3.71 0.11 1.38.68 1.21 3.33 3.56.70.0 0 2*真菌9.23.94 6.12 1.15 9.82 3.44 7.11 0.60.0 1 4*注:*p0.0 1。供暖室内经超声波加湿后,地面上的沉降微生物浓度显著增大,并随加湿时间呈指数型增长趋势(表3),真菌的增殖则表现出滞后性,其浓度在试验前5 d均维持低位,随后急剧增加(见图3)。室内沉降细菌的浓度增加趋势在中等加湿水平(MH)下最为显著,其次为高加湿水平(HH),虽然低加湿水平(LH)下沉降细菌较少,但仍远高于不加湿的供暖室内。加湿到第1 0 d时,MH工况下室内地面的沉降细菌浓度高达(8.81.3)1 04 C F U/g,增至加湿前地面初始沉降细菌浓度的1 3倍;HH工况下沉降细菌增量次之,约为3.31 04 C F U/g;LH工况下增量最少,但亦高达1.01 04 C F U/g。各加湿水平001 第3期杨自力,等:超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布 表3 沉降细菌/真菌浓度增长拟合结果T a b l e 3 F i t t e d c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e o f s e t t l e d b a c t e r i a a n d f u n g i试验工况细菌真菌拟合方程R拟合方程RNHy=5 3 8 9.3 e(6 E-0 5)x0.9 7 9 2y=2 0 7 0.5 e0.2 0 0 7x0.6 1 6 5LHy=7 5 4 1.2 e0.0 8 3 9x0.9 9 5 9y=3 2 2 4.6 e0.2 4 3 0 x0.9 8 0 8MHy=6 7 5 3.3 e0.2 4 9 8x0.9 9 7 9y=1 0 1 9 7 e0.1 7 3 1x0.9 6 6 9HHy=6 6 4 5.7 e0.1 8 1 6x0.9 9 9 3y=2 7 5 7 8 e0.0 9 3 6x0.9 6 1 7下供暖室内沉降的真菌浓度也具有相似的变化规律。加湿1 0 d后,MH工况下沉降真菌的浓度增量最大(高达5.91 04 C F U/g),达到地面灰尘中真菌初始浓度的5倍以上;其次为HH工况,沉降的真菌浓度达4.71 04 C F U/g,增至加湿前真菌浓度的2.5倍。上述结果表明:采用超声波加湿时,加湿后室内地面沉降微生物浓度急剧增大,特别是在中等及较高加湿水平下,短期加湿(69 d,见图3(c)、(d)后沉降在地面的细菌浓度超过WS 3 9 42 0 1 2中规 定 的 灰 尘 中 微 生 物 的 浓 度 限 值(5.01 04 C F U/g)1 3,且目标加湿水平越高,室内地面沉降细菌超标所需时间越短。不同加湿水平下地面沉降真菌超标时长为HH(约6 d)MH(约9 d)LH(约1 0 d)。考虑到室内人员活动引发的灰尘中细菌、真菌的再悬浮现象,加湿室内地面中过高的沉降微生物浓度极易产生较大的室内生物气溶胶二次暴露风险。2.2 沉降细菌/真菌的主要来源及群落 为明确加湿后室内沉降微生物浓度增大的原因,分析了试验期间加湿器存水中细菌、真菌的动态浓度变化情况,并与沉降微生物浓度进行相关性分析,结果如图4所示。图4 加湿器存水中的细菌与真菌浓度随时间的变化F i g.4 V a r i a t i o n o f b a c t e r i a a n d f u n g i c o n c e n t r a t i o n s i n w a t e r o v e r t i m e i n t h e h u m i d i f i e r r e s e r v o i r由图4可知,随着超声波加湿器的运行,加湿器存水中细菌与真菌浓度均不断增加。加湿器存水中的细菌初始浓度较低,为(42)C F U/m L,但繁殖极为迅速;加湿至第5 d时,其浓度已达(3.12.2)1 04 C F U/m L,远超G B 5 7 4 92 0 0 6 生活饮用水卫生标准1 4中的限值(8 0 C F U/m L);加湿至第1 0 d时,加湿器存水中的细菌浓度达(1.71.2)1 05 C F U/m L,此时水质明显已被细菌恶化。加湿器存水中的真菌浓度增速较为缓慢,当加湿器运行至第1 0 d时,水箱中真菌浓度仅增至(51)C F U/m L,这与姚楚水等1 5研究发现的连续运行条件下加湿器存水中的微生物浓度变化趋势相似。在加湿器存水中细菌为主要污染物,真菌极少,这可能是由真菌增殖周期长,在与细菌的营养竞争中处于劣势,以及自来水的剩余氯与酸碱环境抑制等共同作用所致1 6。加湿器存水中的细菌浓度与MH、HH工况下地面沉降细菌浓度显著相关(p0.0 5,r=0.6 3 2)。在中、高加湿水平(MH、HH)下,室内地面上的沉降细菌可能是由加湿器存水中的细菌经超声波雾化释放,并与空气中的颗粒物和雾滴凝并、沉降积聚所致。图5为高通量测序所得的加湿器存水中的细菌群落结构。由图5可知,加湿前后水中微生物群落结构发生明显变化。加湿前水中菌落较为平衡,以甲基杆菌、鞘氨醇杆菌、h g c I_c l a d e(弗兰克菌属)等多种无害菌属为主导;但加湿后水中的菌落结构失衡,在根瘤菌属占主导的同时,一些致病菌如短波单胞菌、不动杆菌、军团菌等菌属的相对丰度显著增大。由于加湿器存水中的细菌浓度与室内沉降细菌浓度显著相关,其细菌群落结构的恶化也将导致室内沉降微生物中的致病菌增多。由于整个试验期间加湿器存水中真菌的浓度始终较低,因此室内地面沉降真菌来源于加湿器水雾的可能性较小。进一步分析图3中真菌浓度随时间的变化趋势可知,加湿前期(前5 d)室内沉降真菌浓度始终较低,但自第5 d起沉降真菌浓度快速增大。此规律与L i u等1 2拟合得出的真菌前期繁殖曲线相似。不同于加湿水箱中有机物较为匮乏的环境条件,室内地面的局部高湿和灰尘中的大量无机物与有机物等条件有利于101东华大学学报(自然科学版)第4 9卷 图5 加湿器存水中的细菌群落结构变化(丰度排名前2 0的属及致病菌)F i g.5 T a x o n o m i c c o m p o s i t i o n o f b a c t e r i a i n t h e w a t e r o f h u m i d i f i e r r e s e r v o i r(T o p 2 0 g e n u s a n d t h e p a t h o g e n)沉降真菌快速繁殖1 7-1 8,这应是加湿5 d后室内地面中沉降真菌迅速增多的主要原因。2.3 加湿室内沉降细菌/真菌的浓度分布特征 图6为不同加湿水平下室内各表面(地面、迎风面、背风面、侧面)沉降微生物的浓度分布。图6 加湿后室内沉降细菌、真菌的浓度变化量F i g.6 C o n c e n t r a t i o n v a r i a t i o n o f b a c t e r i a a n d f u n g i s e t t l e d o n t h e s u r f a c e s o f t h e h u m i d i f i e d r o o m由图6可知,加湿室内的地面是沉降微生物的主要沉积位置,其细菌浓度占室内各表面总沉降浓度的3 8%4 2%,沉降在地面的真菌浓度在室内总沉降浓度中的占比达7 5%7 7%。加湿后室内其他各墙表面的沉降细菌与真菌的浓度增量均显著高于未加湿室内的相应表面,且分布具有显著的空间特征。以中等加湿水平(MH)为例,加湿后室内各表面沉降微生物浓度增量的高低排序为地面背风面迎风面侧面。高加湿水平(HH)和低加湿水平(LH)下的供暖室内表面微生物浓度增量满足相似的分布规律。沉降微生物浓度的空间分布主要是由空气菌落自然沉积和加湿器喷嘴气流的扰动两方面原因所致。例如,目标相对湿度越高,超声波加湿器的水雾与微生物气溶胶释放量越大5,1 9,但由于HH工况下加湿器运行时间较长,气流扰动减缓了气溶胶颗粒的沉积2 0,使得室内表面灰尘中的堆积量低于MH工况。3 结 论 (1)中等加湿水平(相对湿度为5 5%)下短期加湿后地面沉降细菌可达(8.81.3)1 04 C F U/g,为加湿前的1 3倍;真菌的浓度增长趋势呈滞后性,加湿前5 d维 持 低 位 水 平 后 急 剧 增 加,增 幅 达(5.92.3)1 04 C F U/g,为加湿前的5倍,远超标准限值。(2)高加湿水平(相对湿度为7 0%)下地面沉降细菌浓度增加最快,在加湿器运行6 d后超过卫生标准(WS 3 9 42 0 1 2)规定的限值(5.01 04 C F U/g),其次为中等加湿水平,自第9 d起超标,而在低加湿水平下约在第1 0 d超标。(3)中高加湿水平(相对湿度为5 5%)下室内表面沉降细菌受加湿器水变质影响显著,水中短波单胞菌、不动杆菌、军团菌等致病菌相对丰度的增大而201 第3期杨自力,等:超声波加湿后室内沉降微生物的浓度与分布引起灰尘中致病菌增多。(4)加湿后室内表面沉降微生物浓度分布具有显著的空间特点,沉降细菌和真菌主要积聚在地面(分别占室内沉降微生物浓度总增量的3 8%4 2%和7 5%7 7%),其次为加湿器背风面、迎风面,加湿器侧面的沉降微生物浓度的增加量最少。参 考 文 献1F E N G Z,Z HOU X,XU S,e t a l.I m p a c t s o f h u m i d i f i c a t i o n p r o c e s s o n i n d o o r t h e r m a l c o m f o r t a n d a i r q u a l i t y u s i n g p o r t a b l e u l t r a s o n i c h u m i d i f i e rJ.B u i l d i n g a n d E n v i r o n m e n t,2 0 1 8,1 3 3:6 2-7 2.2K I M K H,KA B I R E,J AHAN S A.A i r b o r n e b i o a e r o s o l s a n d t h e i r i m p a c t o n h u m a n h e a l t hJ.J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s,2 0 1 8,6 7(5):2 3-3 5.3R Y L AN D E R R,HA G L I N D P.A i r b o r n e e n d o t o x i n s a n d h u m i d i f i e r d i s e a s eJ.C l i n i c a l&E x p e r i m e n t a l A l l e r g y,1 9 8 4,1 4(1):1 0 9-1 1 2.4B UR G E H A,S O L OMON W R,B O I S E J R.M i c r o b i a l p r e v a l e n c e i n d o m e s t i c h u m i d i f i e r sJ.A p p l i e d a n d E n v i r o n m e n t a l M i c r o b i o l o g y,1 9 8 0,3 9(4):8 4 0-8 4 4.5YAN G Z L,C HE N L-A,YAN G C J,e t a l.P o r t a b l e u l t r a s o n i c h u m i d i f i e r e x a c e r b a t e s i n d o o r b i o a e r o s o l r i s k s b y r a i s i n g b a c t e r i a l c o n c e n t r a t i o n s a n d f u e l i n g p a t h o g e n i c g e n e r aJ.I n d o o r A i r,2 0 2 2,3 2(1):e 1 2 9 6 4.6T YN D A L L R L,L EHMAN E S,B OWMAN E K,e t a l.H o m e h u m i d i f i e r s a s a p o t e n t i a l s o u r c e o f e x p o s u r e t o m i c r o b i a l p a t h o g e n s,e n d o t o x i n s,a n d a l l e r g e n sJ.I n d o o r A i r,1 9 9 5,5(3):1 7 1-1 7 8.7HO S P O D S KY D,Q I AN J,NA Z A R O F F W W,e t a l.H u m a n o c c u p a n c y a s a s o u r c e o f i n d o o r a i r b o r n e b a c t e r i aJ.P L o S O n e,2 0 1 2,7(4):e 3 4 8 6 7.8HO S P O D S KY D,YAMAMO TO N,NA Z A R O F F W W,e t a l.C h a r a c t e r i z i n g a i r b o r n e f u n g a l a n d b a c t e r i a l c o n c e n t r a t i o n s a n d e m i s s i o n r a t e s i n s i x o c c u p i e d c h i l d r e n s c l a s s r o o m sJ.I n d o o r A i r,2 0 1 5,2 5(6):6 4 1-6 5 2.9Q I AN J,F E R R O A R,F OWL E R K R.E s t i m a t i