空調(diào)病房室內(nèi)浮游細(xì)菌濃度與粒徑分布特征

張華玲 張嫻 方子梁

摘 要：為定量評估病房室內(nèi)空氣質(zhì)量，保障設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理效果，采用IWL-6型六級撞擊式空氣微生物采集器對重慶市某綜合醫(yī)院3個(gè)內(nèi)科空調(diào)病房進(jìn)行現(xiàn)場采樣，通過培養(yǎng)計(jì)數(shù)與鏡檢分析，獲得了病房空氣細(xì)菌氣溶膠濃度及粒徑分布，發(fā)現(xiàn)各科室均有一定的浮游細(xì)菌污染，病房空氣細(xì)菌氣溶膠濃度與溫度、人員密度呈正相關(guān)，與相對濕度呈負(fù)相關(guān)，與科室類型無顯著相關(guān)；夏季病房浮游細(xì)菌濃度高于冬季，兒科病房最高，濃度為2 865 cfu·m-3。細(xì)菌氣溶膠粒徑分布與季節(jié)相關(guān)，冬季主要分布在Ⅰ級～Ⅲ級，夏季主要在Ⅲ級～Ⅴ級。冬、夏季病房空氣細(xì)菌氣溶膠中值直徑大于夏季，但均小于4.7 μm。

關(guān)鍵詞：病房；浮游細(xì)菌；細(xì)菌濃度；分布特征

中圖分類號(hào)：TU993.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-4764（2018）04-0001-06

Abstract：To evaluate the design of environment safeguard and management effect of ward， the samples of three wards in Chongqing hospital were taken and the concentration of air bacterial aerosol and distribution characteristics in wards were known by bacterial culture， finding that all wards have bacterial contamination to some extent. Air bacterial aerosol concentration is positively correlated with people density and temperature， negatively correlated with humidity， little to do with the unit type. Ward air bacteria aerosol concentration in summer is higher than in winter， especially in paediatric ward， which may reach 2865 cfu·m-3.The size distribution of bacterial aerosol has close relation with season， the high percentage of airborne bacteria concentration is centered on stageⅠto stage Ⅲ in winter and stage Ⅲ to stageⅤin summer. The median diameter of airborne bacterial in winter is bigger than summer and both of them is smaller than 4.7 μm.

Keywords： wards； bacterial aerosol； bacterial concentration； distribution characteristics

近年來，空氣生物污染問題受到廣泛關(guān)注，生物氣溶膠主要包含懸浮在空氣中的細(xì)菌、真菌、病毒、塵螨、花粉、孢子和動(dòng)植物的殘骸等[1]。動(dòng)力學(xué)直徑不同的生物氣溶膠會(huì)進(jìn)入到呼吸系統(tǒng)的不同位置，對人體造成不同程度的危害。如10～30 μm的粒子可進(jìn)入鼻腔和上呼吸道，可能造成上呼吸道感染；6～10 μm的粒子能沉著在小支氣管內(nèi)，可能導(dǎo)致支氣管炎癥等；1～5 μm的粒子可進(jìn)入肺深處[2]，嚴(yán)重的可導(dǎo)致過敏性肺泡炎癥。氣溶膠粒徑越小，進(jìn)入人體呼吸道的位置就越深，對人體造成的危害就越大。空氣中細(xì)菌通常附著在氣溶膠顆粒物上，以浮游細(xì)菌的形式存在，其大小主要取決于黏著的塵埃顆粒大小。浮游細(xì)菌可以通過黏膜、皮膚損傷、消化道及呼吸道進(jìn)人人體，但主要是通過呼吸道感染機(jī)體[3]。細(xì)菌存活能力強(qiáng)，繁殖能力高，尤其在空調(diào)建筑內(nèi)有適宜細(xì)菌生存的溫度和濕度。近年來，細(xì)菌感染率明顯上升，應(yīng)引起重視。

科研人員越來越關(guān)注室內(nèi)空氣生物污染問題。Ki等[4]通過研究，得到了韓國不同公共場合的平均空氣細(xì)菌濃度以及隨季節(jié)變化的情況；Ki等[5]測量了Konkuk大學(xué)學(xué)生大廳的可培養(yǎng)細(xì)菌濃度，分析了其與人數(shù)之間的關(guān)系；劉婷等[6]研究了梅雨期大學(xué)宿舍內(nèi)浮游細(xì)菌濃度和粒徑分布特征。這些研究主要關(guān)注的是普通民用建筑內(nèi)的浮游細(xì)菌濃度，還沒有文獻(xiàn)針對醫(yī)院空調(diào)房間的浮游細(xì)菌粒徑特征進(jìn)行現(xiàn)場測試研究。與普通公共建筑不同，醫(yī)院布局復(fù)雜，特殊功能科室多，易感人群高度集中，空氣中的病源微生物相對集中，相對于易感人群而言，不同粒徑的浮游細(xì)菌到達(dá)人體呼吸道的位置不同，長時(shí)間暴露在空氣細(xì)菌超標(biāo)的環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)。本文選取重慶市某綜合醫(yī)院3個(gè)不同科室的病房進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，分別在冬、夏季對室內(nèi)空氣細(xì)菌進(jìn)行采樣培養(yǎng)，分析病房內(nèi)空氣細(xì)菌濃度、粒徑分布特征和優(yōu)勢菌屬，以期為病房的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及日常消毒殺菌提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)和時(shí)間

選擇重慶市某綜合醫(yī)院內(nèi)科大樓3個(gè)病房進(jìn)行現(xiàn)場采樣，大樓共13層，每層病房為同一科室，病房空調(diào)系統(tǒng)均為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，各病房空調(diào)均為全天連續(xù)運(yùn)行，窗戶關(guān)閉，病房門開啟與走道相通。3個(gè)病房在各層的位置、大小和室內(nèi)布置完全相同，病房內(nèi)沒有肉眼可見的霉菌，沒有明顯霉味，每個(gè)病房內(nèi)的病人數(shù)相同，采樣病房為不同科室。故選擇二樓兒科、五樓心內(nèi)科與八樓呼吸科3個(gè)病房進(jìn)行現(xiàn)場采樣，分析細(xì)菌的濃度和粒徑分布與疾病類型是否有關(guān)，病房面積為15 m2，每個(gè)病房選取2個(gè)采樣點(diǎn)，均勻布置在病房對角線上。冬季選擇內(nèi)科大樓一樓入口處作為室外參考點(diǎn)，由于此處人流量大，人員擾動(dòng)大，夏季調(diào)整為六樓室外新風(fēng)口處為室外參考點(diǎn)，并增加了無人且空調(diào)關(guān)閉的會(huì)議室作為室內(nèi)參考點(diǎn)。采樣時(shí)間為2013年1月19日、21日、25日、29日（冬季）和6月19日、7月5日、15日（夏季），上、下午各1次。采樣儀器為IWL-6型六級撞擊式空氣微生物采集器（北京），采樣器Ⅰ～Ⅵ級的捕獲范圍如表1所示。

1.2 采樣和培養(yǎng)方法

采樣高度為人的呼吸帶，距離地面約1.3 m，樣品采集時(shí)間為2 min，空氣流量為28.3 L·min-1。每次采樣之前都要用75%的酒精對采樣儀和采樣皿等工具進(jìn)行消毒，保持周圍環(huán)境安靜，避免引起空氣擾動(dòng)。采用LB瓊脂培養(yǎng)基（酵母膏5 g、氯化鈉10 g、瓊脂粉15～20 g、蒸餾水1 000 mL、蛋白胨10 g）。采樣完畢后，取出培養(yǎng)皿扣上蓋，依次按順序和編號(hào)，再將培養(yǎng)皿包裹嚴(yán)實(shí)，將細(xì)菌樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，放入溫度為37 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)2 d。

1.3 浮游細(xì)菌濃度計(jì)算

冬夏季得到采樣器各級細(xì)菌培養(yǎng)皿有效數(shù)據(jù)共600個(gè)，利用采樣時(shí)間和氣體流量，根據(jù)式（1）得到浮游細(xì)菌總濃度。

1.4 浮游細(xì)菌中值直徑計(jì)算

根據(jù)采樣器各級的浮游細(xì)菌菌落數(shù)占總浮游細(xì)菌菌落數(shù)的百分比，按照從Ⅵ級到Ⅰ級的順序計(jì)算出各級的累計(jì)百分比，再根據(jù)生物采樣器各級的有效截留粒徑，得到累計(jì)百分比與有效截留粒徑的對數(shù)回歸方程，當(dāng)累計(jì)百分比為50%時(shí)得到的有效截留粒徑，即為浮游細(xì)菌的中值直徑。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析方法采用SPSS軟件，當(dāng)p<0.05時(shí)，表明在95%的置信區(qū)間內(nèi)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異。圖表繪制用Microsoft Excel 2007進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游細(xì)菌濃度

在冬季，心內(nèi)科的浮游細(xì)菌濃度最大，為1 589 cfu·m-3，其次為室外點(diǎn)及兒科，細(xì)菌濃度分別為1 449、1 292 cfu·m-3，呼吸科的浮游細(xì)菌濃度遠(yuǎn)小于其他采樣點(diǎn)，為786 cfu·m-3。在夏季，兒科的浮游細(xì)菌濃度最大，為2 865 cfu·m-3，其次為呼吸科和心內(nèi)科，浮游細(xì)菌濃度分別為2 272、1 749 cfu·m-3，室外采樣點(diǎn)和無人會(huì)議室的浮游細(xì)菌濃度分別為565、314 cfu·m-3。除室外點(diǎn)，冬季各采樣點(diǎn)的浮游細(xì)菌濃度均低于夏季，冬季室外采樣點(diǎn)為內(nèi)科大樓入口處，過往人員多，夏季室外采樣點(diǎn)為內(nèi)科大樓五樓新風(fēng)入口處，排除了過往人員的影響，這可能是導(dǎo)致夏季室外采樣點(diǎn)空氣細(xì)菌濃度低于冬季的原因。采用文獻(xiàn)[7]給出的標(biāo)準(zhǔn)對病房空氣細(xì)菌真菌污染進(jìn)行評價(jià)，各采樣病房的空氣細(xì)菌真菌污染情況如表2所示。

由表2可以看出，除冬季的呼吸科，病房均存在一定的細(xì)菌污染狀況，病房人員的長期暴露將存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。

使用單因素方差分析方法進(jìn)行差異性分析，發(fā)現(xiàn)冬、夏季數(shù)據(jù)存在顯著性差異（置信區(qū)間為95% CI，p<0.05），說明季節(jié)是影響細(xì)菌濃度的因素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫濕度也是影響病房空氣細(xì)菌濃度的顯著性因素。同一季節(jié)不同科室病房采樣點(diǎn)之間的細(xì)菌濃度數(shù)據(jù)之間沒有顯著性差異（置信區(qū)間為95% CI，p>0.05），說明科室不是影響病房空氣細(xì)菌濃度的主要因素。此外，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)法對現(xiàn)場采樣時(shí)刻的病房人數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)病房人員密度是影響浮游細(xì)菌濃度的顯著因素（置信區(qū)間為95% CI，p<0.05）。

2.2 細(xì)菌粒徑分布特征

圖1和圖2為冬夏季不同粒徑細(xì)菌樣本所占的比例。在冬季，Ⅱ級所占比例最大，Ⅱ級～Ⅵ級逐漸減小，Ⅰ級～Ⅲ級所占比例總體最大。其中，兒科病房浮游細(xì)菌濃度Ⅰ級～Ⅲ級占72.7%；心內(nèi)科浮游細(xì)菌濃度Ⅰ級～Ⅲ級占64.9%；呼吸科浮游細(xì)菌濃度Ⅰ級～Ⅲ級占68.9%；室外測點(diǎn)Ⅰ級～Ⅲ級占77.3%。

在夏季，Ⅰ級～Ⅴ級所占比例逐漸增加，在Ⅴ級達(dá)到最大值，Ⅲ級～Ⅴ級所占比例總體最大。其中，兒科病房浮游細(xì)菌濃度Ⅲ級～Ⅴ級占79%；心內(nèi)科浮游細(xì)菌濃度Ⅲ級～Ⅴ級占64.7%；呼吸科浮游細(xì)菌濃度Ⅲ級～Ⅴ級占71.6%；室外測點(diǎn)Ⅲ級～Ⅴ級占70.6%。會(huì)議室內(nèi)浮游細(xì)菌濃度Ⅲ級～Ⅴ級占87.7%。可見，冬夏季各病房空氣細(xì)菌的粒徑分布特征存在一定差異。

根據(jù)浮游細(xì)菌氣溶膠粒徑的分布百分比，計(jì)算出冬夏季不同科室病房內(nèi)浮游細(xì)菌的中值直徑，冬季各采樣點(diǎn)的中值直徑分別為4.73（兒科）、4.04（心內(nèi)科）、4.40（呼吸科）、5.17 μm（室外）。夏季浮游細(xì)菌中值直徑相對較小，分別為2.48（兒科）、257（心內(nèi)科）、2.34（呼吸科）、3.28（室外）、2.09 μm（會(huì)議室）。結(jié)果如圖3所示。

由圖3可見，在同一季節(jié)，浮游細(xì)菌室內(nèi)采樣點(diǎn)的浮游細(xì)菌中值直徑均小于室外點(diǎn)，其原因可能是由于通過空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入病房內(nèi)的空氣被空調(diào)系統(tǒng)過濾器過濾，較大粒子被阻截。不同科室病房的浮游細(xì)菌的中值直徑幾乎相同，說明人員密度和患病類型對浮游細(xì)菌的中值直徑影響較??；不同季節(jié)的浮游細(xì)菌中值直徑差別較大，且同一病房浮游細(xì)菌中值直徑也不同，說明季節(jié)影響浮游細(xì)菌的粒徑分布浮游細(xì)菌。冬、夏季室內(nèi)浮游細(xì)菌粒徑中值直徑都小于5 μm，粒徑小于4.7 μm的氣溶膠為可吸入氣溶膠，可進(jìn)入下呼吸道，對人體的健康影響風(fēng)險(xiǎn)更大。張華玲等[8]也給出不同科室空氣真菌氣溶膠粒徑中值直徑小于3.19 μm，因此，在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要加大對粒徑小于4.7 μm（Ⅲ級以下）的浮游細(xì)菌的過濾效率，同時(shí)，也有利于室內(nèi)真菌孢子的控制。

2.3 浮游細(xì)菌菌落特征

夏季實(shí)驗(yàn)在各級培養(yǎng)皿中總共培養(yǎng)出細(xì)菌4 689株，冬季實(shí)驗(yàn)在各級培養(yǎng)皿中總共培養(yǎng)出細(xì)菌3 497株。各科室細(xì)菌所占比例如圖4、圖5所示。將冬夏季各采樣點(diǎn)的浮游細(xì)菌按照革蘭氏染色與形態(tài)進(jìn)行分析，分為陽性球菌、陽性桿菌、陰性球菌、陰性桿菌。各采樣點(diǎn)的分析結(jié)果如圖6、圖7所示?？梢钥闯觯募靖饔^測點(diǎn)空氣中革蘭氏陽性菌（91.3%～99.1%）明顯多于革蘭氏陰性菌（0.9%～8.8%），球菌（84.3%～98.6%）遠(yuǎn)多于桿菌（1.4%～15.9%），其中，革蘭氏陽性球菌最多。大多數(shù)革蘭氏陽性菌能產(chǎn)生外毒素，具有致病性，革蘭氏陽性球菌又分為葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、糞腸球菌等，病房內(nèi)的感染性革蘭氏陽性球菌主要以金黃色葡萄球菌為主[9]，金黃色葡萄球菌可引起局部化膿感染，也可引起肺炎、偽膜性腸炎、心包炎等，甚至敗血癥、膿毒癥等全身感染，是醫(yī)院交叉感染的重要來源。因此，在病房日常衛(wèi)生防護(hù)時(shí)有必要針對此類病菌進(jìn)行消毒與殺菌。

3 討論

Ki等[4]給出人員密度及活動(dòng)量是導(dǎo)致幼兒園浮游細(xì)菌濃度最高、老年福利院浮游細(xì)菌濃度最低的主要原因；Jaffal等[10]發(fā)現(xiàn)醫(yī)院的兒科和婦科病房浮游細(xì)菌濃度高于其他科室，認(rèn)為是這兩個(gè)科室中醫(yī)護(hù)人員、探病人員及病人陪護(hù)數(shù)量多而引起；Awosika等[11]采樣發(fā)現(xiàn)男科和普外科病房人數(shù)超過其他科室病房，其浮游細(xì)菌濃度高于其他科室。本文通過對測試數(shù)據(jù)的分析，也發(fā)現(xiàn)浮游細(xì)菌濃度與人員密度有關(guān)，且室內(nèi)浮游細(xì)菌濃度與室內(nèi)溫度呈正相關(guān)，與濕度呈負(fù)相關(guān)，與劉婷等[6]的研究結(jié)論一致。

冬、夏季空調(diào)病房中的細(xì)菌氣溶膠濃度不同，夏季高于冬季。文獻(xiàn)[12]通過對長安大學(xué)校內(nèi)醫(yī)院細(xì)菌污染情況的測試，得到醫(yī)院內(nèi)夏季細(xì)菌濃度明顯高于冬季；Lee等[13]對韓國某公寓進(jìn)行測試，得到浮游細(xì)菌濃度有季節(jié)性差異，夏季浮游細(xì)菌濃度高于冬季，文獻(xiàn)[14]通過大量文獻(xiàn)分析指出：細(xì)菌的生長溫度在5～55 ℃之間，其中，30～46 ℃范圍內(nèi)生長最為活躍，而其生長所需的相對濕度在55%～99%之間，說明夏季環(huán)境比冬季更適于細(xì)菌滋生。與本文研究結(jié)果一致。

此外，本文研究發(fā)現(xiàn)冬、夏季浮游細(xì)菌粒徑分布不同，夏季病房內(nèi)浮游細(xì)菌顆粒物主要分布在Ⅴ級，冬季主要分布在Ⅱ級，冬季浮游細(xì)菌的中值直徑大于夏季。張燕茹等[12]對長安大學(xué)校內(nèi)醫(yī)院長達(dá)一年的采樣觀察，得到春夏秋冬4個(gè)季節(jié)浮游細(xì)菌主要分布在Ⅲ～Ⅴ級；郝翠梅等[15]對杭州市居家環(huán)境下生物污染進(jìn)行調(diào)查，得到夏季和冬季細(xì)菌粒徑主要分布在Ⅴ級。分析其原因，可能是由于重慶特殊的氣候條件所造成，重慶的冬天多雨而濕潤，相比其他地區(qū)，室外空氣相對濕度大，經(jīng)過空調(diào)處理送入病房的空氣含濕量相對較高，造成病房內(nèi)的含濕量較其他地區(qū)高，空氣中的細(xì)顆粒物會(huì)隨著環(huán)境濕度的升高而發(fā)生聚集作用[16]，導(dǎo)致室內(nèi)空氣顆粒物大粒徑濃度所占比例相對較大，且不同粒徑浮游細(xì)菌濃度與空氣顆粒物濃度正相關(guān)[17]，也導(dǎo)致本文測試發(fā)現(xiàn)的冬季浮游細(xì)菌的中值直徑較大。

韓國某醫(yī)院優(yōu)勢空氣細(xì)菌屬為葡萄球菌屬（50%）、微球菌屬（15%～20%）、棒桿菌屬（5%～25%）、芽孢桿菌屬（5%～15%）[18]；伊朗某醫(yī)院優(yōu)勢空氣細(xì)菌為革蘭氏陽性芽孢桿菌（50.6%）、表皮葡萄球菌（20.29%）、金黃色葡萄Saprophyticus（26%）、金黃色葡萄球菌（7.03%）、其他葡萄球菌（5.9%）和微球菌（13.43%）[19]；梁冰等[20]通過對大型補(bǔ)給船艙室內(nèi)空氣內(nèi)浮游浮游細(xì)菌菌落鑒定，得到革蘭氏陽性菌占85.1%，其中，革蘭氏陽性球菌最多，革蘭氏陰性菌占14.9%；方志國等[21]對北京市31戶家庭進(jìn)行空氣細(xì)菌采樣，發(fā)現(xiàn)在居家環(huán)境空氣中，球菌（60.6%）的數(shù)量明顯多于桿菌（39.4），室內(nèi)革蘭氏陽性菌（90.7%）明顯多于革蘭氏陰性菌（9.3%），冬季（12.5%）空氣中革蘭氏陰性菌小于夏季（30.7%）?？梢?，醫(yī)院與普通民用建筑室內(nèi)空氣中陽性菌和陰性菌、球菌和桿菌所占比例雖然不同，但其陽性菌明顯多于陰性菌，且球菌明顯多于桿菌。

4 結(jié)論

1）夏季各科室病房空氣細(xì)菌濃度高于冬季，其中，兒科病房細(xì)菌濃度最高，為2 865 cfu·m-3。除冬季的呼吸科以外，測試空調(diào)病房冬夏季均存在一定的細(xì)菌污染，病房人員的長期暴露存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)?？諝饧?xì)菌濃度與季節(jié)變換、室內(nèi)環(huán)境的溫濕度和室內(nèi)人員密度有關(guān)，但室內(nèi)病人患病類型對空氣細(xì)菌濃度沒有影響。

2）各科室病房空氣細(xì)菌粒徑分布特征因季節(jié)不同而不同，冬季各采樣病房的浮游細(xì)菌粒徑主要分布Ⅰ級～Ⅲ級，在Ⅱ級達(dá)到最大值，其粒徑范圍主要分布3 μm以上；夏季的各采樣病房的浮游細(xì)菌主要分布在Ⅱ級～Ⅴ級，在Ⅴ級達(dá)到最大值，粒徑范圍在1～6 μm之間。病房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與日常維護(hù)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對粒徑小于4.7 μm浮游細(xì)菌的過濾。

3）冬、夏季的浮游細(xì)菌中值直徑都小于5 μm，但季節(jié)對浮游細(xì)菌的中值直徑有影響，夏季浮游細(xì)菌中值直徑小于冬季，在同一季節(jié)，浮游細(xì)菌室內(nèi)空氣細(xì)菌氣溶膠中值直徑小于室外。

4）冬、夏季不同科室的浮游細(xì)菌中占最大比例的均為革蘭氏陽性球菌，其中，革蘭氏陽性菌菌落數(shù)明顯多于革蘭氏陰性菌，球菌明顯高于桿菌。在病房的日常清潔和運(yùn)行管理中，應(yīng)選擇適宜的、有針對性的消毒殺菌方法。

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（編輯 王秀玲）