摘要
近年来，全球频发的通过空气传播的呼吸道传染病，如非典、新冠肺炎等，给人类健康带来严重威胁。人体呼出气生物气溶胶作为环境生物气溶胶的重要来源，其在疾病传播与环境生物安全方面的潜在危害引起人们广泛关注。 本文系统考察了人体呼出气溶胶中微生物的释放特征及其在自然环境中的衰减规律，对于阐明室内生物气溶胶的传播机制并制定相应消毒防控措施具有重要的意义。通过对呼出气溶胶采集效果影响因素的探究，建立了适合于微生物检测的呼出气冷凝采集方法并进行了应用评价；通过高通量二代测序及相关统计学分析，分析了不同人群呼出气溶胶中微生物的群落分布特征与差异；基于独立密封反应器的模拟实验，阐明了呼出气溶胶中微生物成分在不同环境温度下的衰减规律与灭活特性。论文取得的主要结果包括： 呼出气溶胶冷凝采集效率与输气管管径、呼出气体积、冷凝温度等因素有关，内径为5mm的输气管可保证较高的采集效率与较低的传输阻力；呼出气总体积与采集到的呼出气冷凝液体积线性相关；当冷凝温度小于0℃时，冷凝温度对采集效率的影响不大；呼出气冷凝液中微生物活性受温度的影响较小。 健康人呼出气溶胶中优势菌门主要为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门；优势菌属主要为链球菌属、埃希氏菌属、葡萄球菌属、不动杆菌属、乳杆菌属。这些菌群主要来自人体口腔、呼吸道、消化道等多个黏膜免疫系统。另外，健康人呼出气溶胶微生物种类与丰度存在一定的家庭聚集性，并且存在着年龄结构与性别的差异。 同一温度下呼出气溶胶中不产芽孢菌的生物性衰亡基本一致。常温（18±1℃）：平均半数衰亡时间t50为53min，90%的衰亡时间t90为178min；低温（3±1℃）：平均半数衰亡时间t50为32min，90%的衰亡时间t90为106min。生物气溶胶在紫外辐射下会在较短时间内衰亡，常温条件下衰减率整体上快于低温，分别在30s与80s时衰减率达到1.8lg，这是由于随温度下降，紫外灯管的辐射功率也大幅降低，从剂量来看，相同辐射剂量下造成的微生物衰减基本相同，常温与低温单位紫外辐射剂量下能够灭活的lg数分别为0.0238与0.0246cm3/J。
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