密闭环境中悬浮颗粒物上附着微生物的检测
作者：于芳 何新星 谢琼 姜洁
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：密闭环境；悬浮颗粒物；空气动力学直径(AD)；微生物检定；微生物污染
航天医学与医学工程000314摘要：目的 分析检测密闭环境中悬浮颗粒物上附着微生物的种类及数量，为航天器舱内大气污染的控制和监测提供参考依据。方法 依据U.S.A EPA IP-10方法，在密闭环境中用大流量冲击式采样器分3级连续采样，颗粒物的空气动力学直径(AD)分别为：100 μm≥AD>10 μm、10 μm≥AD>2 μm及AD≤2 μm。选择室外较洁净空气以同样方法采样作为对照。对采集的颗粒物精密称量。分别培养颗粒物上的吸附微生物，并进行分离鉴定和分类计数。 结果 计算出密闭环境中总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(IP)的质量浓度。检测出密闭环境中悬浮颗粒物上附着的微生物的种类包括：细菌6个种类、放线菌2个属、真菌6个属。 结论 密闭环境中的悬浮颗粒物对人体健康和仪器设备可能产生一定影响。
, 百拇医药
中图分类号：R852.14 文献标识码：A
文章编号：1002-0837(2000)03-0210-05
Detection of Microbes Adherent to Particles in a Closed Environment
YU Fang，HE Xin-xing，XIE Qiong，JIANG Jie
Abstract:Objective In order to provide reference for controlling and monitoring the environmental contamination in the spacecraft,the species and amount of microbes, which adhere to the suspended particles with different size in a closed environment were detected. Method According to USA EPA IP-10,particles were continuously sampled by an impactor in a closed environment. The particles were divided into three grades by their aerodynamic diameters (AD): 100 μm≥AD>10 μm,10 μm≥AD>2 μm and AD≤2 μm. Clean outdoor air was collected as control by the same way. The collected particles were precisely weighed. The microbes that adhere to the particles were cultivated,counted and identified. Result By calculating total suspended paticles(TSP) and inhalant particles (IP) of the closed environment, counting, clarifying and identifying the microbes,6 kinds of bacteria, 2 genus of actinomyces and 6 kinds of fungi that adhere to the particles were detected. Conclusion The particles in a closed environment may have some effect on human health and instruments.
, 百拇医药
Key words:closed environment;suspended particles;aerodynamic diameter(AD);microbial detection;microbiological pollution
总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(IP)是大气被污染程度的重要标志。大气中的微生物和有机污染物有相当多的部分是被吸附或黏附在悬浮颗粒物上[1]。颗粒物在人体呼吸系统的沉积部位和附着方式与其空气动力学直径(AD)有关。在微重力环境中，航天器内AD为5～100 μm甚至更大的颗粒物，其浓度、附着方式及沉积部位与地面重力环境相比是不相同的。即使包含了许多微生物的大而致密的颗粒，仍会悬浮在航天器舱内的空气中，可能被吸入呼吸系统，使人体感染传播和物理性损伤的机会增加，影响航天员的健康[2]。此外，由于静电作用，颗粒物会逐渐堆积在防尘板内层和各种仪器表面，而颗粒物上附着的微生物可能对仪器设备造成一定危害。本实验的目的是在地面无人密闭环境中分3级采集颗粒物，并对每级颗粒物上的附着微生物进行分类鉴定，以了解密闭环境中不同AD的颗粒物与微生物种类和数量的关系, 为航天器内大气污染的控制和监测提供参考依据。
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方 法
采样
采样地点为一模拟密闭环境，清洁后进行无人密闭，室温20℃±1℃,密闭7 d后采样,并选择较清洁的室外空气作为采样对照。依据U.S.A EPA IP-10方法，使用大流量冲击式采样器，按照颗粒物的AD范围，安装3级不同孔径石英纤维膜。采样前对石英纤维膜进行高压灭菌消毒。采样流量为28.3 L/min，采样时间为连续7 d，采样体积为244.5 m3，采样高度为1.5 m。采样前后分级精密称量石英纤维膜重量，计算出每级颗粒物以及TSP和IP的质量浓度。密闭环境与室外对照环境采样方法相同。
颗粒物分级
重力环境下，AD≤100 μm的颗粒物称为总悬浮颗粒物(TSP)，而AD>10 μm的颗粒物基本上可被阻止于鼻腔，极少被人体正常吸入体内；AD≤10 μm的颗粒物可进入上、下呼吸道，称为可吸入颗粒物(IP)；2 μm为原生粒子和再生粒子，即粗颗粒和细颗粒的分界线[3]，AD≤2 μm的颗粒物100%可以被吸入肺中，并沉积于肺部[1]。因此，本实验对颗粒物的采集分3级，每级的AD分别为：100 μm≥AD>10 μm、10 μm≥AD>2 μm及AD≤2 μm。
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微生物分离鉴定
培养 将TSP按其重量倍比稀释后放入装有不同培养基的平皿中。装入样品的平皿 分别放入28℃和46℃温箱中培养48 h，分别对细菌、放线菌、霉菌、酵母菌和微生物总数进行计数。
分离 将细菌、放线菌、真菌(主要为霉菌和酵母菌)转接到相应的斜面培养基上，放入不同的温箱内。按照不同的时间(细菌培养48 h、放线菌培养1 wk、真菌培养3～7 d)培养。
鉴定 细菌类群按革兰氏染色、V.P试验及吲哚试验进行鉴定，放线菌类群按革兰氏染色、抗酸染色、插片培养观察及胞壁化学分析进行鉴定；真菌类群通过对菌株的形态学观察进行鉴定[4～6]。
结 果
密闭环境中TSP、IP质量浓度 大气中AD<15 μm的悬浮颗粒物的质量浓度，与TSP的质量浓度之间，具有较好的线性相关关系[7]。由表1可见，在密闭环境中IP与TSP的质量浓度比为95%，而室外环境中IP与TSP的质量浓度比为85%， 表明密闭环境中100 μm≥AD>10 μm的较大颗粒物明显少于室外环境。对密闭环境和室外环境中100 μm≥AD>10 μm的颗粒物上的附着微生物进行分类计数和分离鉴定(表2)。
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密闭环境中颗粒物上附着微生物的分类计数和分离鉴定 对密闭环境中颗粒物上的附着微生物的分离鉴定结果为：细菌6个种类、放线菌4个种类、霉菌6个种类，结果可见表3。密闭环境中3级不同AD的颗粒物及IP、TSP与其上的附着微生物及细菌总数的关系可见图1。
表1 TSP和IP的质量浓度对照
Table 1 The comparison of concentration between TSP and IP conditions
TSP(μg/m3)
IP(μg/m3)
closed environment
92.72
, 百拇医药
88.59
control
176.24
149.19
表2 100μm≥AD>10μm的颗粒物上附着的微生物检测结果
Table 2 The test result of microbes that adhere to particles 100μm≥AD>10μm kinds of microbes
closed
environment
(cfu/m3)
, 百拇医药
control
(cfu/m3)
the total number of microbes
886
990
the total number of bacteria
883
925
Coccus, G+
489
495
, http://www.100md.com
Coccus, G-
100
112
Bacterium, G+
98
105
Bacterium, G-
70
80
Bacillus, G+
126
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133
the total number of actinomyces
-
8
Streptomyces sp.
-
8
S. lavendulae & S. orchidaceus
-
2
S. coccospora
-
, http://www.100md.com
2
S. griseus
-
4
the total number of fungi
3
57
mold
2
38
Aspergillus sp.
1
9
, 百拇医药
A. niger
-
1
A. sartorya
1
2
A. nidulans
-
6
Penicillium sp.
-
12
Acremonium sp.
, 百拇医药
-
3
Fusarium sp.
-
8
Fusarium sp.
1
6
yeast
1
19
Saccharomyces sp.
1
, 百拇医药
19
Note:G+, Gram-positive; G-,Gram-negative;-, none 表3 密闭环境中TSP、IP及AD≤2 μm的颗粒物上附着的微生物检测结果
Table 3 The test result of microbes that adhere to TSP, IP and AD<2.0 μm particle in a closed environment kinds of microbes)
TSP(cfu/m3)
IP(cfu/m3)
AD≤2μm(cfu/m3)
, 百拇医药
the total number of microbes
2174
1288
830
the total number of bacteria
2031
1148
789
coccus, G+
1202
713
, http://www.100md.com 500
coccus, G-
178
78
38
bacterium, G+
229
131
102
bacterium, G-
136
66
, http://www.100md.com
37
bacillus, G+
266
1040
92
bacillus, G-
20
20
20
the total number of actinomyces
10
10
, 百拇医药
2
streptomyces sp.
9
9
1
s. lavendulae & S. orchidaceus
3
3
1
s. coccospora
4
4
, 百拇医药 -
s. griseus
2
2
-
thermoactinomyces sp.
1
1
1
the total number of fung
133
130
39
, 百拇医药
mold
95
93
27
aspergillus sp.
9
8
2
a. niger
2
2
1
a. sartorya
, http://www.100md.com
7
6
1
penicillium sp.
55
55
18
acremonium sp.
10
10
4
fusarium sp.
17
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17
1
paecilomyces sp.
4
3
2
yeast
38
37
12
saccharomyces sp.
38
37
, 百拇医药
12
图1 密闭环境中颗粒物粒径与附着微生物数量的关系
Fig.1 The relationship between particle's AD and amount of microbe adherent to it in closed environment
讨 论
本实验的目的是为航天器密闭环境中颗粒物的污染监测提供本底参照。实验中颗粒物的采集选择无人密闭环境，因此由实验中得到的TSP、IP浓度以及细菌总数均达到国家标准中居住区和居室的卫生标准，属于洁净空气。
表2表明，密闭和室外环境相比，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物上附着的细菌在种类和数量上大致相同，但附着的放线菌、霉菌和酵母菌在种类和数量上有较大差异，密闭环境中未检出放线菌类群，而霉菌和酵母菌的数量与室外环境相比较少。由表3可以看出密闭环境中IP上附着的微生物总数占TSP的59%。其中IP上附着的放线菌、霉菌和酵母菌总数分别占TSP的100%、98%和97%。IP上附着的细菌总数占TSP的57%，其中革兰氏阴性芽孢杆菌只在AD≤2 μm的颗粒物上检出。图1中可见AD≤2 μm的颗粒物上附着的微生物总数、细菌总数占IP的64%和69%。由此表明，在重力环境下的密闭环境中，AD≤2 μm的颗粒物上携带有较多的细菌。由于AD≤2 μm的颗粒物在密闭环境中沉降速度较慢，吸入后可沉积于肺部,因此可能会对人体健康造成潜在危害。
, 百拇医药
在航天器密闭环境中污染物的来源分为构成性污染物和偶然性污染物(因事故而发生)，其中构成性污染物有许多种且总以少量存在，其来源中就包括了微生物、颗粒物和人类自身。由于航天密闭环境中人和仪器设备的存在，因此，颗粒物和微生物污染不会消失，并且随着航天飞行时间的增加，航天员暴露于污染物的健康危险也会随之增加。NASA提出的航天器最大容许浓度(SMACs)中，对颗粒物浓度推荐以下限值：对于1 wk或不足1 wk的飞行，AD ≤10 μm的颗粒物浓度限值为1 mg/m3，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物浓度限值为1 mg/m3。对于1周以上至6个月的飞行，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物浓度限值为0.2 mg/m3[8]。空间微生物主要涉及到长期飞行中微生物的数量和种类、影响微生物种群变化的因素和航天员体内免疫功能及抗感染能力。航天飞行对微生物的生长状况会产生一定影响。在太空的几项生命科学实验中，观察到了微重力条件下细菌结合重组率增长40%，抵抗抗生素功能增强；美国的David M. Klans[9]研究了大肠杆菌的生长和蛋白表达，结果显示大肠杆菌空间比地面增长257%。此外，有报道表明，航天器密闭环境中细菌和真菌的污染比地面要明显[10]。在长期航天飞行中，微生物的菌群消长及菌株变异都有可能引起人和动、植物的病害，同时也会影响仪器设备的性能、生物实验及环境条件。非金属结构上可以滋长革兰氏阴性杆菌和真菌。这些微生物从聚合结构材料中吸取营养并且产生生物物质，通过损坏构成材料(包括合成聚合物)以及激起或诱导金属腐蚀，造成硬件故障。在航天飞行期间，人的免疫力下降。附着在空气中悬浮颗粒物上一些细菌和真菌本身可能成为变应原，吸入后可引起超敏反应[11]。本实验检出的密闭环境中颗粒物上附着的细菌、霉菌(如青霉、曲霉)等微生物种类可能会造成人的感染或过敏反应。在微重力环境下，航天器舱内颗粒物不能象在地球上一样沉降，长时间地悬浮在舱内空气中，且其主要是以惯性碰撞和扩散作用在人呼吸道内附着[8]。吸入携带有致病或致敏微生物的悬浮颗粒物，会使航天员之间感染传播、过敏反应和物理性损伤的机会增加。在微重力环境下， 100 μm≥AD>2 μm的较大颗粒物大部分都以碰撞方式附着在人呼吸道内。本实验表明, 在无人密闭环境中这些较大的颗粒物上附着的微生物总数和细菌总数分别占TSP的62%和61%。因此可以推断，在载人航天飞行中，较大颗粒物可能对人的健康产生潜在危险。
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综上所述，密闭环境中的悬浮颗粒物对人体健康和仪器设备可能有一定影响。为保障长期载人航天飞行中人在有限的密闭环境中能够安全有效地工作，应对航天器内大气污染的状况进行监控。由于颗粒物自身以及它作为空间微生物及其它化学污染物的载体, 对人体健康存在潜在危害，因此应将其作为航天密闭环境的重点监控指标。
(致谢: 颗粒物的采集得到国家环境监测中心施均慧高级工程师的协助,特此致谢。)
Address reprint requests to:YU Fang.Institute of Space Medico-Engineering, Beijing 100094，China
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收稿日期：1999-08-18, 百拇医药
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：密闭环境；悬浮颗粒物；空气动力学直径(AD)；微生物检定；微生物污染
航天医学与医学工程000314摘要：目的 分析检测密闭环境中悬浮颗粒物上附着微生物的种类及数量，为航天器舱内大气污染的控制和监测提供参考依据。方法 依据U.S.A EPA IP-10方法，在密闭环境中用大流量冲击式采样器分3级连续采样，颗粒物的空气动力学直径(AD)分别为：100 μm≥AD>10 μm、10 μm≥AD>2 μm及AD≤2 μm。选择室外较洁净空气以同样方法采样作为对照。对采集的颗粒物精密称量。分别培养颗粒物上的吸附微生物，并进行分离鉴定和分类计数。 结果 计算出密闭环境中总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(IP)的质量浓度。检测出密闭环境中悬浮颗粒物上附着的微生物的种类包括：细菌6个种类、放线菌2个属、真菌6个属。 结论 密闭环境中的悬浮颗粒物对人体健康和仪器设备可能产生一定影响。
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中图分类号：R852.14 文献标识码：A
文章编号：1002-0837(2000)03-0210-05
Detection of Microbes Adherent to Particles in a Closed Environment
YU Fang，HE Xin-xing，XIE Qiong，JIANG Jie
Abstract:Objective In order to provide reference for controlling and monitoring the environmental contamination in the spacecraft,the species and amount of microbes, which adhere to the suspended particles with different size in a closed environment were detected. Method According to USA EPA IP-10,particles were continuously sampled by an impactor in a closed environment. The particles were divided into three grades by their aerodynamic diameters (AD): 100 μm≥AD>10 μm,10 μm≥AD>2 μm and AD≤2 μm. Clean outdoor air was collected as control by the same way. The collected particles were precisely weighed. The microbes that adhere to the particles were cultivated,counted and identified. Result By calculating total suspended paticles(TSP) and inhalant particles (IP) of the closed environment, counting, clarifying and identifying the microbes,6 kinds of bacteria, 2 genus of actinomyces and 6 kinds of fungi that adhere to the particles were detected. Conclusion The particles in a closed environment may have some effect on human health and instruments.
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Key words:closed environment;suspended particles;aerodynamic diameter(AD);microbial detection;microbiological pollution
总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(IP)是大气被污染程度的重要标志。大气中的微生物和有机污染物有相当多的部分是被吸附或黏附在悬浮颗粒物上[1]。颗粒物在人体呼吸系统的沉积部位和附着方式与其空气动力学直径(AD)有关。在微重力环境中，航天器内AD为5～100 μm甚至更大的颗粒物，其浓度、附着方式及沉积部位与地面重力环境相比是不相同的。即使包含了许多微生物的大而致密的颗粒，仍会悬浮在航天器舱内的空气中，可能被吸入呼吸系统，使人体感染传播和物理性损伤的机会增加，影响航天员的健康[2]。此外，由于静电作用，颗粒物会逐渐堆积在防尘板内层和各种仪器表面，而颗粒物上附着的微生物可能对仪器设备造成一定危害。本实验的目的是在地面无人密闭环境中分3级采集颗粒物，并对每级颗粒物上的附着微生物进行分类鉴定，以了解密闭环境中不同AD的颗粒物与微生物种类和数量的关系, 为航天器内大气污染的控制和监测提供参考依据。
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方 法
采样
采样地点为一模拟密闭环境，清洁后进行无人密闭，室温20℃±1℃,密闭7 d后采样,并选择较清洁的室外空气作为采样对照。依据U.S.A EPA IP-10方法，使用大流量冲击式采样器，按照颗粒物的AD范围，安装3级不同孔径石英纤维膜。采样前对石英纤维膜进行高压灭菌消毒。采样流量为28.3 L/min，采样时间为连续7 d，采样体积为244.5 m3，采样高度为1.5 m。采样前后分级精密称量石英纤维膜重量，计算出每级颗粒物以及TSP和IP的质量浓度。密闭环境与室外对照环境采样方法相同。
颗粒物分级
重力环境下，AD≤100 μm的颗粒物称为总悬浮颗粒物(TSP)，而AD>10 μm的颗粒物基本上可被阻止于鼻腔，极少被人体正常吸入体内；AD≤10 μm的颗粒物可进入上、下呼吸道，称为可吸入颗粒物(IP)；2 μm为原生粒子和再生粒子，即粗颗粒和细颗粒的分界线[3]，AD≤2 μm的颗粒物100%可以被吸入肺中，并沉积于肺部[1]。因此，本实验对颗粒物的采集分3级，每级的AD分别为：100 μm≥AD>10 μm、10 μm≥AD>2 μm及AD≤2 μm。
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微生物分离鉴定
培养 将TSP按其重量倍比稀释后放入装有不同培养基的平皿中。装入样品的平皿 分别放入28℃和46℃温箱中培养48 h，分别对细菌、放线菌、霉菌、酵母菌和微生物总数进行计数。
分离 将细菌、放线菌、真菌(主要为霉菌和酵母菌)转接到相应的斜面培养基上，放入不同的温箱内。按照不同的时间(细菌培养48 h、放线菌培养1 wk、真菌培养3～7 d)培养。
鉴定 细菌类群按革兰氏染色、V.P试验及吲哚试验进行鉴定，放线菌类群按革兰氏染色、抗酸染色、插片培养观察及胞壁化学分析进行鉴定；真菌类群通过对菌株的形态学观察进行鉴定[4～6]。
结 果
密闭环境中TSP、IP质量浓度 大气中AD<15 μm的悬浮颗粒物的质量浓度，与TSP的质量浓度之间，具有较好的线性相关关系[7]。由表1可见，在密闭环境中IP与TSP的质量浓度比为95%，而室外环境中IP与TSP的质量浓度比为85%， 表明密闭环境中100 μm≥AD>10 μm的较大颗粒物明显少于室外环境。对密闭环境和室外环境中100 μm≥AD>10 μm的颗粒物上的附着微生物进行分类计数和分离鉴定(表2)。
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密闭环境中颗粒物上附着微生物的分类计数和分离鉴定 对密闭环境中颗粒物上的附着微生物的分离鉴定结果为：细菌6个种类、放线菌4个种类、霉菌6个种类，结果可见表3。密闭环境中3级不同AD的颗粒物及IP、TSP与其上的附着微生物及细菌总数的关系可见图1。
表1 TSP和IP的质量浓度对照
Table 1 The comparison of concentration between TSP and IP conditions
TSP(μg/m3)
IP(μg/m3)
closed environment
92.72
, 百拇医药
88.59
control
176.24
149.19
表2 100μm≥AD>10μm的颗粒物上附着的微生物检测结果
Table 2 The test result of microbes that adhere to particles 100μm≥AD>10μm kinds of microbes
closed
environment
(cfu/m3)
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control
(cfu/m3)
the total number of microbes
886
990
the total number of bacteria
883
925
Coccus, G+
489
495
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Coccus, G-
100
112
Bacterium, G+
98
105
Bacterium, G-
70
80
Bacillus, G+
126
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133
the total number of actinomyces
-
8
Streptomyces sp.
-
8
S. lavendulae & S. orchidaceus
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S. coccospora
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S. griseus
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the total number of fungi
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57
mold
2
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Aspergillus sp.
1
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A. niger
-
1
A. sartorya
1
2
A. nidulans
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6
Penicillium sp.
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12
Acremonium sp.
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Fusarium sp.
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Fusarium sp.
1
6
yeast
1
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Saccharomyces sp.
1
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19
Note:G+, Gram-positive; G-,Gram-negative;-, none 表3 密闭环境中TSP、IP及AD≤2 μm的颗粒物上附着的微生物检测结果
Table 3 The test result of microbes that adhere to TSP, IP and AD<2.0 μm particle in a closed environment kinds of microbes)
TSP(cfu/m3)
IP(cfu/m3)
AD≤2μm(cfu/m3)
, 百拇医药
the total number of microbes
2174
1288
830
the total number of bacteria
2031
1148
789
coccus, G+
1202
713
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coccus, G-
178
78
38
bacterium, G+
229
131
102
bacterium, G-
136
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bacillus, G+
266
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92
bacillus, G-
20
20
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the total number of actinomyces
10
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streptomyces sp.
9
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3
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thermoactinomyces sp.
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133
130
39
, 百拇医药
mold
95
93
27
aspergillus sp.
9
8
2
a. niger
2
2
1
a. sartorya
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7
6
1
penicillium sp.
55
55
18
acremonium sp.
10
10
4
fusarium sp.
17
, http://www.100md.com
17
1
paecilomyces sp.
4
3
2
yeast
38
37
12
saccharomyces sp.
38
37
, 百拇医药
12
图1 密闭环境中颗粒物粒径与附着微生物数量的关系
Fig.1 The relationship between particle's AD and amount of microbe adherent to it in closed environment
讨 论
本实验的目的是为航天器密闭环境中颗粒物的污染监测提供本底参照。实验中颗粒物的采集选择无人密闭环境，因此由实验中得到的TSP、IP浓度以及细菌总数均达到国家标准中居住区和居室的卫生标准，属于洁净空气。
表2表明，密闭和室外环境相比，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物上附着的细菌在种类和数量上大致相同，但附着的放线菌、霉菌和酵母菌在种类和数量上有较大差异，密闭环境中未检出放线菌类群，而霉菌和酵母菌的数量与室外环境相比较少。由表3可以看出密闭环境中IP上附着的微生物总数占TSP的59%。其中IP上附着的放线菌、霉菌和酵母菌总数分别占TSP的100%、98%和97%。IP上附着的细菌总数占TSP的57%，其中革兰氏阴性芽孢杆菌只在AD≤2 μm的颗粒物上检出。图1中可见AD≤2 μm的颗粒物上附着的微生物总数、细菌总数占IP的64%和69%。由此表明，在重力环境下的密闭环境中，AD≤2 μm的颗粒物上携带有较多的细菌。由于AD≤2 μm的颗粒物在密闭环境中沉降速度较慢，吸入后可沉积于肺部,因此可能会对人体健康造成潜在危害。
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在航天器密闭环境中污染物的来源分为构成性污染物和偶然性污染物(因事故而发生)，其中构成性污染物有许多种且总以少量存在，其来源中就包括了微生物、颗粒物和人类自身。由于航天密闭环境中人和仪器设备的存在，因此，颗粒物和微生物污染不会消失，并且随着航天飞行时间的增加，航天员暴露于污染物的健康危险也会随之增加。NASA提出的航天器最大容许浓度(SMACs)中，对颗粒物浓度推荐以下限值：对于1 wk或不足1 wk的飞行，AD ≤10 μm的颗粒物浓度限值为1 mg/m3，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物浓度限值为1 mg/m3。对于1周以上至6个月的飞行，100 μm≥AD>10 μm的颗粒物浓度限值为0.2 mg/m3[8]。空间微生物主要涉及到长期飞行中微生物的数量和种类、影响微生物种群变化的因素和航天员体内免疫功能及抗感染能力。航天飞行对微生物的生长状况会产生一定影响。在太空的几项生命科学实验中，观察到了微重力条件下细菌结合重组率增长40%，抵抗抗生素功能增强；美国的David M. Klans[9]研究了大肠杆菌的生长和蛋白表达，结果显示大肠杆菌空间比地面增长257%。此外，有报道表明，航天器密闭环境中细菌和真菌的污染比地面要明显[10]。在长期航天飞行中，微生物的菌群消长及菌株变异都有可能引起人和动、植物的病害，同时也会影响仪器设备的性能、生物实验及环境条件。非金属结构上可以滋长革兰氏阴性杆菌和真菌。这些微生物从聚合结构材料中吸取营养并且产生生物物质，通过损坏构成材料(包括合成聚合物)以及激起或诱导金属腐蚀，造成硬件故障。在航天飞行期间，人的免疫力下降。附着在空气中悬浮颗粒物上一些细菌和真菌本身可能成为变应原，吸入后可引起超敏反应[11]。本实验检出的密闭环境中颗粒物上附着的细菌、霉菌(如青霉、曲霉)等微生物种类可能会造成人的感染或过敏反应。在微重力环境下，航天器舱内颗粒物不能象在地球上一样沉降，长时间地悬浮在舱内空气中，且其主要是以惯性碰撞和扩散作用在人呼吸道内附着[8]。吸入携带有致病或致敏微生物的悬浮颗粒物，会使航天员之间感染传播、过敏反应和物理性损伤的机会增加。在微重力环境下， 100 μm≥AD>2 μm的较大颗粒物大部分都以碰撞方式附着在人呼吸道内。本实验表明, 在无人密闭环境中这些较大的颗粒物上附着的微生物总数和细菌总数分别占TSP的62%和61%。因此可以推断，在载人航天飞行中，较大颗粒物可能对人的健康产生潜在危险。
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综上所述，密闭环境中的悬浮颗粒物对人体健康和仪器设备可能有一定影响。为保障长期载人航天飞行中人在有限的密闭环境中能够安全有效地工作，应对航天器内大气污染的状况进行监控。由于颗粒物自身以及它作为空间微生物及其它化学污染物的载体, 对人体健康存在潜在危害，因此应将其作为航天密闭环境的重点监控指标。
(致谢: 颗粒物的采集得到国家环境监测中心施均慧高级工程师的协助,特此致谢。)
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收稿日期：1999-08-18, 百拇医药