受訪者供圖

當我們在討論PM2.5、PM10時,，可能沒有想到它們在空氣中有一部分是活的,，還會自我繁殖，這就是指生物氣溶膠,。在北京大學近日召開的空氣生物安全研討會上,，多位與會專家表示，大氣污染防治,，除關(guān)注各種化學成分,，混雜其中的生物活性物質(zhì)也應(yīng)成為重要研究對象。

北京大學環(huán)境科學與工程學院教授要茂盛說,，生物氣溶膠通常是指空氣動力學直徑在100微米以內(nèi)的含有微生物或來源于生物性物質(zhì)的氣溶膠,，包括懸浮于空氣中的細菌、病毒,、真菌及化學毒素等,，是PM2.5、PM10等大氣顆粒物的重要組成部分,。

與硫酸鹽,、硝酸鹽和銨鹽等化學成分的PM2.5、PM10相比,，某些時候生物氣溶膠對人體健康的威脅更大,，對其監(jiān)測預(yù)警和防護也提出了更高要求。

粒徑不同,，健康危害不同

生物氣溶膠主要來源于土壤,、植被、水體等排放,，以及包括人類在內(nèi)的動物,、醫(yī)院,、養(yǎng)殖場、垃圾填埋場,、污水處理廠等排放,。不同來源、不同粒徑的生物氣溶膠顆粒由于毒性和在空氣中懸浮時間不同,， 對人們的健康危害也存在顯著差別,。如風媒植物花粉顆粒、真菌和細菌的典型粒徑分別在15—58微米,、1—30微米和0.25—8微米,，而病毒的粒徑則小于0.3微米。

要茂盛說,，生物氣溶膠呼吸暴露能導致下呼吸道感染,、哮喘、過敏等各種呼吸系統(tǒng)疾病,。如1918年爆發(fā)的H1N1流感使得全球5000萬人死亡,，如今流感病毒導致的下呼吸道感染仍然是人類第四大殺手，每年近300萬人因此喪生,。

“PM2.5更小,，可直接進入肺泡、血液等,，因而被認為危害更大?！币⒄f,，與化學物質(zhì)最大的區(qū)別是，如果生物氣溶膠被吸入人體,，不但能進入得更深,，在一定條件下還可以自我繁殖，因其這一特性,，特定生物氣溶膠的危害是沒有閾值的,。

研究表明，空氣中常見的青霉菌屬,、曲霉菌屬,、孢子菌屬等真菌都可以分泌過敏原， 引發(fā)過敏性呼吸系統(tǒng)疾??；研究指出，生物氣溶膠暴露還能促進健康人的血壓顯著升高,，導致不可逆的慢性肺功能減退,。

要茂盛說,，研究還發(fā)現(xiàn)，在霧霾天時,，空氣中生物氣溶膠濃度水平顯著高于非霾天的濃度水平,；污染嚴重的城市明顯高于鄉(xiāng)村?！耙簿褪钦f,，霧霾時空氣中的這些生物成分進一步加重了健康風險?！?/p>

最快1分鐘成監(jiān)測預(yù)警巨大挑戰(zhàn)

“由于生物氣溶膠的這些特性,，在特定場所其處理、分析以及啟用防護措施需要在3—5分鐘內(nèi)完成,，其監(jiān)測預(yù)警最佳時間為1分鐘,。”要茂盛說,，這個時間的要求是對當今現(xiàn)有技術(shù)的巨大挑戰(zhàn),。

據(jù)介紹，為實現(xiàn)生物預(yù)警,，美國耗資近1000億美金,，專門設(shè)置了“生物盾牌計劃”。過去10年,，北京大學生物氣溶膠實驗室研發(fā)了專門的空氣生物安全防御系統(tǒng)BioSTAND(見圖),，即集成了空氣、呼出氣采樣,、酵母菌蛋白熒光等分析技術(shù)自動檢測平臺,，首次以熒光標記的酵母菌實現(xiàn)了對細菌、PM2.5毒性指標的多方面實時在線監(jiān)測等,。

人類細胞與酵母菌細胞一樣有自噬現(xiàn)象,，基本機理等也類似，并具有相似反應(yīng),，通過PM2.5等對酵母菌基因的損害可推斷出對人類基因的相關(guān)損傷,。要茂盛說，實驗室通過對酵母菌的上百種基因蛋白進行了高通量篩查,，發(fā)現(xiàn)了氧化損傷蛋白(HSP60),、DNA修復蛋白(SSA1)等對空氣中的PM2.5響應(yīng)比較靈敏?！爱擯M2.5等對酵母菌發(fā)生了某些損傷,，相對應(yīng)的綠色熒光蛋白(GFP)就會表達并發(fā)光，然后被酵母菌蛋白熒光自動檢測平臺‘捕捉’到，這樣就好像實時監(jiān)測到不同地區(qū)每輛車的行駛擁擠狀況,?！币⒄f。

需建立大氣污染毒性指標體系

在此次研討會上,，中國人民解放軍火箭軍侯立安院士等多位專家均表示,，大氣污染防治本質(zhì)上是為了最有效和最大限度地減小大氣污染物對人體健康的影響， 現(xiàn)有空氣質(zhì)量評價體系主要以質(zhì)量濃度為標準,，而忽略了不同顆粒物組分的差別,，這其中包括有活性的生物氣溶膠，這樣會造成不計成本的污染物盲目減排,，卻沒有獲得額外的健康效益,。因此，客觀上需要建立大氣污染毒性指標體系,。

要茂盛還表示,，生物氣溶膠和大氣化學污染物的交互機制以及在其轉(zhuǎn)化中的可能作用， 以及對云的形成和氣候變化的影響還需進一步了解,；生物氣溶膠與大氣污染以及霧霾形成機制是否有關(guān)系,，大氣中微生物是否會參與氧化還原反應(yīng)等都是一些從未探討的科學問題，都值得去研究,。（李 禾）