大气中的微生物

一、大气中的微生物

大气对微生物来说是一种不友善环境。大气中的化学和物理因素不利于微生物的生长和存活。在对流层中随高度增加而温度降低，顶部温度为－43～83℃，远低于微生物的最低生长温度。随大气层高度增加，大气压陡降，可利用氧的浓度降低到排除好氧呼吸。大气中没有可为微生物直接利用的营养物质和足够的水分，加上高强度的光辐射，特别是紫外辐射对微生物的致死作用，因此空气中没有像土壤、水体那样适于微生物生长的生态位，没有固定的微生物种类。但由于微生物能产生各种抗不良环境的抗性组织，有各种修复不良因素所致伤害的机理，这样有许多微生物可以在大气中存活一段时间，甚至存活相当长时间，实现长距离迁移，而不致死亡。有些研究还表明，对流层中的特定位置可为微生物生长提供临时生境，云有较高含水量，光照和CO₂足以支持光自养微生物生长，固体颗粒可提供矿质营养，在工业区甚至有充足有机物支持异养生长。所以在空气中仍然可发现许多不同种类的微生物。由于大气生境中的微生物与公共健康、环境科学、生物战争，以及遗传工程菌的生物安全等学科有密切关系，目前这个学科的研究越来越受到重视，引起了众多学科学者的关注。

大气生境中的微生物一般都以生物气溶胶(bioaerosols)形式存在，因此大气生境中的微生物本质上是大气中的生物气溶胶。生物气溶胶由微生物与液态、固态或两者复合物的颗粒组成，可以认为是与悬浮在空气中的颗粒结合在一起的微生物，或带有微生物的悬浮在空气中的颗粒。生物气溶胶因不同的组成成分(微生物和固、液颗粒)而有很大的不同，其直径一般范围从0.02～100μm，2μm以下的为微小颗粒，而2μm以上的为粗大颗粒，一般病毒形成的气溶胶属前者，而细菌、真菌和原生动物气溶胶属后者。

空气中的微生物来源于土壤、水体和其他微生物。进入大气的土壤尘埃，水面吹起的小水滴，污水处理厂曝气产生的水沫，人和动物体表的干燥脱落物，呼吸道呼出的气雾等，都是大气微生物的来源。大气中大部分微生物是腐生型的，也有少数自养型的，还有病原菌，尤其在医院或患者居室附近，空气中常有较多的病原微生物。

真菌和细菌是空气中的主要微生物种类，霉菌很容易从空气中分离，其中曲霉、木霉、青霉、根霉、毛霉、白地霉和色串孢(Torula sp.)等都是常见的真菌种类。枝孢属(cladosporium)是常报道的大气真菌种类。最常见的细菌是枯草芽孢杆菌、肠道芽孢杆菌等芽孢杆菌和微球菌、八叠球菌等球菌。此外还有经大气传播的病原菌，如结核杆菌、白喉杆菌、肺炎双球菌、溶血链球菌、流感病毒和脊髓灰质炎病毒等。

微生物在空气中的分布很不均匀，所含数量取决于所处环境飞扬的尘埃量，凡是尘埃多的空气，其中的微生物也多。一般在畜舍、公共场所、医院、宿舍、城市街道的空气中，微生物的数量最多;在海洋、高山、森林地带和终年积雪的山脉或高纬度地带的空气中，微生物数量则甚少(表1-6)。数量也随季节而变化，在北半球真菌一般在6、7、8月比其他时间更丰富，细菌在春天和秋天更丰富。大气微生物的取样计数一般有活菌平板计数法(viable plate count procedure)和改进的接触玻片的直接计数法(direct count procedure)。现在常用的方法是使一定体积的空气通过孔径0.5μm或更小孔径的滤膜，然后再培养计数。

空气的温度和湿度对微生物的生存及种类、数量产生很大的影响，一般温度适宜(30℃左右)、湿度大，微生物的存量大，活性高。因此在梅雨季节各种物品最易受到空气微生物的污染而发霉腐烂。

空气中的微生物数量，特别是病原菌的数量与大气污染(特别是粉尘污染)和人群的活动有密切关系。研究表明粉尘污染严重，人员密集的商场(特别是空气不畅通的地下商场)、戏院可以检出高数量的微生物，这种空气微生物的数量一般认为可以作为大气污染的一种指示物。

由于气流的运动以及有的尘埃颗粒可以长期悬浮在大气中，因此微生物不但见于低空中，在高空空气中也可以分离出各种微生物(表1-7)。

表1-6　　　　　　　　　　不同地点近地空气中的微生物数量

表1-7　　　　　　　　　　自高空中分离出的细菌和霉菌