[科普中国]-空气生物学

空气生物学(aerobiology)是研究空气中生物性微粒的来源、传播以及对人、畜和农作物影响的一门学科。生物性微粒包括病毒、细菌、立克次氏体、衣原体、支原体、真菌孢子、苔藓(moss)孢子、蕨类孢子(fern spore)、藻(alga)和植物的细胞(含花粉)、昆虫(包括螨)及其碎片和分泌物、动植物源性蛋白、酶、抗生素和生物工程产物及各种菌类毒素等。这些悬浮在空气中的生物性颗粒与空气形成的二相分散系统称为生物气溶胶(bioaerosol)。本学科的范畴包括环境生态学、环境卫生学、工业卫生学、医学、预防医学、流行病学、植物、动物和人体的病理学研究。

简介空气生物学(aerobiology)是研究空气中生物性微粒的来源、传播以及对人、畜和农作物影响的一门学科。生物性微粒包括病毒、细菌、立克次氏体、衣原体、支原体、真菌孢子、苔藓(moss)孢子、蕨类孢子(fern spore)、藻(alga)和植物的细胞(含花粉)、昆虫(包括螨)及其碎片和分泌物、动植物源性蛋白、酶、抗生素和生物工程产物及各种菌类毒素等。这些悬浮在空气中的生物性颗粒与空气形成的二相分散系统称为生物气溶胶(bioaerosol)。本学科的范畴包括环境生态学、环境卫生学、工业卫生学、医学、预防医学、流行病学、植物、动物和人体的病理学研究。1

由来及发展安东·列文虎克(1632～1723)首先记载了微生物的存在。到了18世纪中期，对微生物的来源有两种理论认识一种认为微生物系自然产生的，是从有机物中分解而来另种认为微生物是相宗传代而来。主张前一种说法的代表人物是英国的权威人士尼登汉(Need ham)。他将装有肉汤的瓶子塞上软木塞，加热煮沸，几天后观察到其中生长出不少小东西。他提出这是。植物能力。的表现，是一种神秘的东西，能使生命物质从肉汤中长出，不过还需有弹性的空气来协助。意大利的司巴兰托尼(Spallanzani)不相信这种说法，他认为肉汤里长出的小东西可能因为软木塞没有塞紧随空气进入的，或者说因为加热消毒不彻底而致。他用严格的实验证明°自然发生说。是错误的，同时也提出了空气中存有和传播微生物的问题。司巴兰扎尼的理论为后来巴斯德彻底摧毁。自然发生说。奠定了基础。路易斯·巴斯德(Louis Pasteur,1822.11～1895.9)的S形曲颈瓶试验表明空气中确实有微生物。巴斯德将瓶颈熔化抽细，并向下弯曲，这样朝下的小尖口使细菌不容易进人，即使进入其颗粒也都沉淀黏附于潮湿弯曲的管壁上，不会进人瓶内肉汤，因而肉汤不会变质。这不但有力地证明空气中存有和传播微生物，而且对空气生物微粒动力特性也有初步的认识。至今，法国巴斯德纪念馆仍保留有他生前制造的培养基，距今已百余年，还是透明纯净的。

关于司巴兰托尼和巴斯德对空气生物学的伟大功绩，《空气生物学》杂志编辑Ariaai等(1993)以"打击自然发生说"为题撰文赞颂司巴兰扎尼，以"第一实验空气生物学家"赞颂巴斯德。司巴兰扎尼是18世纪伟大的生理学家，除了生理学方面的贡献，在微生物培养液等微生物学的贡献也是卓越的。他严格的科学作风，严密的实验结果给微生物自然发生说以致命的打击，为巴斯德关于空气微生物学说奠定了基础。1860年巴斯德建立了崭新的学科显微描述micrograph(20世纪30年代被称为空气生物学)。他首先提出并证实发酵因子来源于空气，并对空气生物学研究提出了最为重要的原则：测定空气微生物，定量取样非常必要；空气微生物群是多种多样的；空气生物学的主要研究途径是研究空气微生物的发生、扩散和沉积。1

发展趋势基础研究研究空气生物污染的来源、传播和作用的机制、规律、影响因索。主要包括室内外空气生物微粒的监测、人群暴露流行病学调查及剂量域确定生物气溶胶的存活规律、条件及影响因素；气溶胶粒子沉积机制特别是在人体呼吸道内的沉着、分布和清除机制以及影响因素等等。

技术研究不断开展生物气溶胶的监测、生物安全净化、空气消毒等的应用和新技术的研究。在检测方面PCR 、基因探针和生物传感器的研究正逐步向自动化；在生物安全净化方面将不断研究新的更好的粒子过滤方法和安全负压自动监测控制系统；在空气消毒方面应该研究简便、实用、有效和经济的方法。

综合防治减少污染、切断传播途径、避免或降低其危害是综合治理不可缺少的三个环节。尽量减少生物性粒子进入空气是防治的最有效最经济的方法掌握生物气溶胶的传播规律进行净化通风和空气消毒是切断其传播的有效措施I进行有效的生物和物理化学的个人防护、群体防护和治疗研究是最后防线不可少的任务。

综合应用利用气溶胶技术防治生物气溶胶的危害将是有发展前途的项目，如气溶胶消毒、生物气溶胶杀虫、利用基因工程菌气溶胶提高植物抗冻能力、气溶胶诊断免疫治疗都是目前国内外研究的前沿课题。

回顾历史、剖析现状，不难预料，在今后相当长的历史时期内，解决上述问题、控制治理各种生物气溶胶污染仍然是全国乃至全世界各个领域的重要任务。随着人民生活水平的提高和社会生产的发展，人们的保健和环境意识将会不断加强，对空气生物学的需求将会越来越高，越来越多。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学