《Scientific Reports》:Sociospatial analysis of indoor bioaerosol variation across diverse residential zones in Jodhpur
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本研究针对印度半干旱城市焦特布尔开展室内生物气溶胶多季节监测,通过被动采样法对比6类住宅区(贫民窟、低/中/高收入区、商业区、工业区)的细菌/真菌分布。结果显示雨季细菌浓度最高(尤以贫民窟和工业区厨房、卫生间为甚),曲霉和青霉为优势真菌属,揭示了居住环境与微生物暴露的关联性。该研究为制定针对性室内空气质量管理策略提供了关键科学依据。
在印度西北部的塔尔沙漠边缘,坐落着拥有近200万人口的焦特布尔市。这里常年经受沙尘暴侵袭,环境空气污染严重,据2024年世界空气质量报告显示,该城市位列全球污染最严重城市第43位。独特的半干旱气候与传统砂岩建筑结构共同构成了特殊的室内微生物滋生环境:多孔墙面易积存尘埃水分,封闭式庭院设计阻碍空气流通,加上部分地区垃圾处理设施不完善,使得居民长期暴露在复杂的生物气溶胶环境中。这些含有细菌、真菌等微生物的悬浮颗粒物,已被证实与哮喘、过敏性鼻炎、侵袭性曲霉病等呼吸系统疾病密切相关。然而,针对此类地区室内微生物污染的系统研究始终空白,这正是发表于《Scientific Reports》的最新研究着力破解的科学难题。
研究团队创新性地采用社会空间分析框架,在2022年7月至2023年6月间对12个代表性家庭开展纵向追踪。这些样本覆盖六类典型居住区(包括贫民窟、低中高收入社区、商业区及工业住宅混合区),每个家庭分别选取客厅、厨房、卧室、卫生间及室外五个位点进行季节性采样。通过被动空气采样法(使用血琼脂培养基和玫瑰红马铃薯葡萄糖琼脂培养基)收集生物气溶胶,结合传统微生物鉴定技术(革兰氏染色、生化试验和乳酚棉蓝染色)对菌种进行形态学分类。
细菌生物监测
数据显示细菌浓度呈现显著季节性波动,雨季(7月)平均菌落数达到峰值,其中贫民窟厨房(629 CFU/平板)和工业区起居室(538 CFU/平板)污染最严重。中高收入住宅区整体菌量较低,但中等收入群体卧室在雨季仍出现异常高值(656 CFU/平板)。值得注意的是,室外环境菌量普遍高于室内,工业区室外点在冬季高达545 CFU/平板。统计学分析表明,工业区与各收入住宅区之间的细菌浓度差异具有显著性(p<0.027-0.001)。
真菌气溶胶浓度
真菌分布呈现与细菌不同的空间特征,低收入群体室外区域在冬季出现最高值(128 CFU/平板),商业区厨房在秋季亦达113 CFU/平板。分子鉴定确认曲霉菌(菌落呈白黑色,具分隔菌丝)和青霉菌(蓝灰色菌落,分生孢子梗呈球形)为优势属种。与细菌分布规律相反,工业区和高收入区的真菌浓度整体偏低。
微生物群落特征
形态学分析揭示多种致病微生物的存在,包括凝固酶阳性/阴性葡萄球菌、链球菌、变形杆菌等。其中葡萄球菌在工业区和高收入区起居室高发,而曲霉菌更倾向分布于商业区厨房等潮湿环境。这些微生物与皮肤感染、肺炎、尿路感染等多种疾病相关,特别是对免疫缺陷人群构成威胁。
研究通过方差分析(ANOVA)证实不同区域间微生物浓度差异显著(p<0.001),但室内各功能区间差异无统计学意义。这种无规律的分布模式提示,微生物定殖不仅受温湿度等物理参数影响,更与人类活动模式、建筑结构复杂性等社会空间因素密切关联。
该研究首次系统描绘了半干旱城市多维度微生物暴露图谱,为建立地区特异性室内空气质量标准提供了基准数据。研究成果强调需针对不同住宅类型制定差异化干预策略:在贫民窟和工业区重点改善通风和卫生设施,在商业区和低收入区加强湿度控制。未来研究可结合宏基因组学技术深入解析微生物群落结构,并开展暴露水平与健康效应的剂量效应关系研究。随着气候变化加剧极端天气事件,此类基于社会生态视角的室内环境研究,将为全球快速城市化地区的公共卫生治理提供重要科学范式。