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气溶胶简介
2020/2/14 13:31:57    新闻来源:中国畜牧兽医学会


柴同杰、侯晓红

山东省中德动物源性人兽共患病合作研究中心

山东农业大学

当下,是全国防控新冠肺炎流行的特殊时期,也是决胜疫情的关键阶段,部分专家根据流行病学资料和确诊患者的感染过程指出,气溶胶是新冠肺炎的传染途径之一。气溶胶的空气传染知识是当前流行病学的短板,更需要深入研究。本文简要介绍气溶胶。

1)气溶胶的概念或定义

气溶胶(aerosol)是固态或液态微粒分散并悬浮在气体介质中形成的胶体。在其中,微粒(particle)被称为分散相,介质被称为连续相,分散相和连续相均有固态、气态和液态三种,从而构成多种胶体体系。根据粒子的性质可将气溶胶分为固态气溶胶、液态气溶胶;由微生物构成的称为微生物气溶胶。胶体中的微粒直径在2000μm以下,而自然界气溶胶粒子直径一般在0.01~100μm之间。粒径在大于10μm的由于重力逐渐下沉,较小的处于悬浮状态并且能够被吸入。通常情况下,在一般环境中1.0~10μm的占多数,而直径在5μm以下的容易进入呼吸道的深部和肺泡,感染的威胁较大[1~4]。PM2.5是指直径小于2.5μm的微粒,就属于这个范围。他颗粒微小,构造较简单,可由单细胞或少量病毒子构成。人体、动物体排出的以及土壤、水、植物中的微生物经过一定的物理、化学或生物过程形成气溶胶,气溶胶的形成和消失都是自然过程。

微生物气溶胶中的成分复杂,包括细菌、病毒、真菌及其产物如内毒素、外毒素等,可称为细菌气溶胶、病毒气溶胶和真菌气溶胶。实际上,气溶胶中绝大多数是非致病微生物,只有极少数是病原体。空气中的微生物不具备生长繁殖的条件,但它是疫病病原的传播媒介[34]。气溶胶受到温度、湿度、光照等气象因素及物理化学因素的影响,在空气中存活的时间不同、其传播距离视环境条件而不同[3]。在医院、动物舍、人群聚集场所的生物气溶胶的浓度高。

2)气溶胶作为一些传染病的传播感染媒介

空气是人类和动物赖以生存的物质,吸入一定量的病原微生物将会导致人或动物感染。微生物气溶胶具有来源多相、活性易变、沉积再生、扩散广泛等特征,是气源性传播疾病(Airborne diseases)感染人体的主要方式[5]。吸入病原气溶胶是医院获得性感染的主要原因。据统计,全球因微生物气溶胶引起的呼吸道感染率高达20%,高浓度的微生物气溶胶是引起人群呼吸道感染、皮肤过敏、肺部疾病等的重要因素,还能引起正常人的免疫抑制,导致不可逆的慢性肺功能减退[67]。许多人和动物的传染病及人兽共患病能够通过气溶胶传播,如结核、布病、流感、禽流感、口蹄疫[38]。2002年冬爆发的重症呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome ,SARS),2009年的新甲流【H1N1】[9]以及2020春节前后的新型冠状病毒肺炎(Novel coronavirus pneumonia,NCP)2019-nCoV都可以经过气溶胶传播。

病人在咳嗽、打喷嚏或受到外力的作用时,会喷出含有病毒颗粒的液滴,大液滴落在物体表面时会造成接触感染,小液滴微粒悬浮在空气中造成气溶胶传播。飞沫能够再生出气溶胶,其在空气中漂浮及存活的时间较长,传播距离远。传染病的气源性呼吸道传播比直接接触、消化道等途径更难以控制。一般情况下,在通风的居室、开放的公共场所气溶胶含量是很低的,然而,当人群密集、空间狭小、通风不畅情况下导致气溶胶的聚集、含量升高,容易导致人或动物的感染。也是SARS-非典流行时造成医护人员感染的主要原因。另外由于微生物气溶胶的来源较难追踪溯源,使一些传染病的早期预防及控制成为难点[8]

微生物气溶胶也会对农业、畜牧业、生产加工业、医药行业等从业人员的健康造成威胁[310]。还应强调,空气中的微生物并非仅仅通过呼吸道进入体内,还可通过接触眼结膜、口鼻粘膜、伤口等途径导致传染。

3)飞沫、气溶胶传染完全能够防护

微生物气溶胶主要通过呼吸道传染,避免该传染途径的方法包括室内通风,以吹掉或稀释气溶胶的浓度,医院病房等环境气流最好是由下向上流;在传染隔离病房医护人员佩戴面罩、口罩,穿隔离服;避免人们聚集、隔离也是有效方法即不集会、不聚餐,不串门会友等。此外,做好病人或疑似病人隔离即远离传染源;有规律的环境消毒即杀灭病原切断传染途径等都是行之有效的防疫方法。

 

作者简介:柴同杰,男,教授,博士生导师,泰山产业领军人才,获得德国柏林大学动物医学博士学位,中国科协'海智计划'特聘专家,山东农业大学引进人才;山东省中德动物源人兽共患病合作研究中心主任。《空气生物学原理及应用》的主编。兼任中国畜牧兽医学会动物福利与健康养殖分会理事长、中华预防医学会空气微生物学专业委员会副主任、中国农业国际合作促进会专家顾问团顾问、山东省欧美同学会常务理事、国际动物卫生学会ISAH常务理事等。

主要研究方向是环境健康与微生物气溶胶。

主持国家国际合作重点项目、中德两国政府间科技合作项目、德国政府基金、国家自然科学基金项目、国家转基因重大计划项目课题、国家'十二五'科技支撑课题、'十三五'国家重点研发计划项目课题等32项。获得山东省自然科学、技术发明奖等省部级科技奖励5项;获得国家发明专利18项。发表论文370余篇,其中SCI收录70余篇;主编著作、全国高等农林院校'十一五、十三五'规划教材5部。主持制定了中华人民共和国农业行业标准等。

主要参考文献

1.     Hidy GM Aerosol-An industrial and environmental science. 2-16 Academic Press. 1984

2.     Masuda S, Takahashi K, Aerosol Science, Industry, Health and Environment.1227-1341, 1990

3.车风祥 李劲松 柴同杰 主编《空气生物学原理及应用》科学出版社,ISBN 7-03-011536-8,2004年10月。62-63,122,130-141,174-176,369-385

4.弗克斯 HA. 气溶胶力学[M].科技出版社,1960:5-60.

5. Douwes J, Thome P, Pearce N, et a1. Bioaerosol health effects and exposure assessment:progress and prospects[J]. Ann Occup Hyg, 2003, 47(3):187-200.

6. KAI W, YUN H, ZHENG J, et al. Microbial aerosol characteristics in highly polluted and near-pristine environments featuring different climatic conditions[J]. Science Bulletin, 2015. 60(16):1439-1447.

7.赵炜,孙强,李杰,王亚娥,谢慧娜,宋鹏飞. 医院环境微生物气溶胶分布特性与健康风险评价[J]. 兰州交通大学学报,2019,38(4):83-99,104.

8. Meiling Yao, Xingxiao Zhang, Jing Gao,Tongjie Chai*, Zengmin Miao, Weiming Ma, Mei Qin, Qinglei Li, Xiaoxia Li, Jingbo Liu, Hongshuang Zhang. The occurrence and transmission characteristics of airborne H9N2 avian influenza virus. Berlin. Muech. Tieraerzt. Wochschr. 124,Heft 3/4 (2011),10-15.

9.Hongna Zhang, Xin Li, Ruihua Ma, Xiaoxia Li, Yufa Zhou, Hongliang Dong, Xinxian Li, Qinglei Li, Mingliang Zhang, Zhihao Liu, Baozhi Wei, Mingchao Cui, Hao Wang, Jing Gao, Huili Yang, Peiqiang Hou, Zengmin Miao and Tongjie Chai*. Airborne spread and infection of a novel swine-origin influenza A (H1N1) virus. Virology Journal 2013, 10:204.

10.张宝莹,刘凡,白雪涛. 病原微生物气溶胶对人群健康风险评价研究进展[J]. 环境卫生学杂志, 2015, 5(3):287-292.

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