室内空气质量（IAQ）分析及对一座可容纳3000人的宗教礼堂内空气污染物中16S rRNA基因的测序

《Science of The Total Environment》：Indoor Air Quality (IAQ) analysis and 16S rRNA gene sequencing of indoor air pollutants in a 3000-capacity religious auditorium

　　

摘要

本文对一个宗教场所的微生物分离株和室内空气质量（IAQ）进行了全面的分子和环境评估。研究采用了双重方法：系统环境监测来评估居住者的健康问题，并通过16S rRNA基因测序进行分类鉴定。通过BLAST和系统发育重建，成功鉴定出四种不同的细菌分离株：Bacillus tropicus（A11）、Leclercia adecarboxylata（A12）、Acinetobacter sp.（A13）和Escherichia coli（A14）。分离株A13的进化位置表明可能存在水平基因转移，这强调了室内环境中存在灵活的、机会性病原体，而分离株A11和A14则表现出显著的遗传稳定性。同时，六次空气质量监测显示，该环境的温度要求较高，湿度（56.00–70.51%）和温度（29.21–33.79°C）持续超过ASHRAE标准。平均污染物浓度在WHO和USEPA的安全范围内，但存在一些异常值，可能表明有 sporadic 污染物渗入（来自外部）或灰尘重新悬浮。结果表明，化学污染物（TVOCs）的增加与热舒适度的降低之间存在明显关联。为了减少信徒的急性呼吸系统和心血管系统风险，迫切需要最佳的通风系统和源头控制措施，这一点从临床相关微生物的存在以及危险的污染水平可以得到验证。

引言

室内空气污染物对公共卫生的危害仍然至关重要，因为它们对健康和死亡率有显著影响。诸如挥发性甲基硅氧烷（VMSs）、阻燃剂和微塑料等新兴室内空气污染物的长期健康影响尚未完全了解（Wright和Kelly，2017；Rudel等人，2003）。此外，这些污染物与传统的室内空气污染物（如VOCs和颗粒物）的协同效应需要进一步研究（Emetere等人，2024）。有必要进行更多研究，以了解室内空气污染物对儿童、老年人和已有呼吸系统疾病个体的具体影响（Emetere和Oladimeji，2022；Clougherty，2010）。近年来，由于传感器灵敏度的准确性问题，污染物测量技术受到了质疑。因此，另一个重要的问题是需要改进污染源分配技术，以便准确识别和量化不同室内污染源对整体污染物水平的贡献。对于发展中国家而言，问题可能不在于测量技术的改进，而在于室内空气污染物数据的缺乏（Bruce等人，2000），因为这些国家接触传统污染物（如生物质燃烧）和新兴污染物的风险可能特别高，原因是化学品和清洁剂等产品的非标准化。此外，关于室内空气污染如何影响儿童、老年人和已有健康问题个体的研究也有限。了解这些影响可以为有针对性的干预措施提供依据，以减轻长期暴露于室内污染物的慢性健康影响。

除了众所周知的空气污染物（如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨、颗粒物和挥发性有机化合物、多环芳烃）外，还有一些新兴污染物，如多溴二苯醚、四溴双酚A、六溴十二烷、氯化石蜡、三甲苯磷酸酯、三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯、三聚氰胺及其衍生物、氢氧化铝、氢氧化镁和胍化合物，这些污染物来源于用于家具的阻燃剂（Peng等人，2015）。其他空气污染物还包括挥发性甲基硅氧烷（VMSs）和微塑料。微塑料之所以特别值得关注，是因为它来源于合成纺织品、大型塑料的降解、污水处理厂以及室内外相互作用。与含有细菌种类、真菌孢子、花粉粒、病毒、藻类细胞、原生动物囊胞或卵囊的生物气溶胶相比，这些新兴污染物的影响可能相对较小。根据空间内的浓度不同，室内生物气溶胶可能会成为令人担忧的来源，甚至引发大流行病。生物气溶胶与呼吸道感染、过敏反应、真菌和细菌副产品的毒性效应、慢性肺病、胃肠道感染等有关。

全球的宗教中心普遍存在室内活动。皮尤研究中心（Pew Research Center，2015）提供了全球宗教信仰的统计数据：基督教（31.1%）、伊斯兰教（24.9%）、无宗教信仰（15.6%）、印度教（15.2%）、佛教（6.6%）、民间宗教（5.6%）、锡克教（0.3%）和其他宗教（1.2%）。仅基督教、伊斯兰教、印度教和佛教就占据了全球人口的77%以上。宗教集会的人数通常非常多，一次集会可能有多达30万参与者（Manjusha，2018；Landy，2021；Samy，2024）。无论哪种宗教，宗教活动持续时间通常为1到4小时；因此，当如此庞大的人群面临长期或短期的呼吸系统挑战或感染时，问题全球化的可能性非常高。COVID-19大流行就是一个典型例子，说明了感染在生物体之间传播的速度之快。本文研究了具有理想物理环境的典型宗教场所室内空气污染物的化学成分以及这些污染物的RNA和DNA序列。这项研究为发展中国家的卫生专业人员、政策制定者和科学家提供了有价值的数据集。

部分摘录

方法论

选择宗教场所的标准包括室外对室内污染物负荷的影响最小、信徒人数以及信徒与非信徒在社区中的比例。该宗教场所位于一个宁静的区域，周围建筑对场所的干扰较少。例如，距离场所最近的建设物一侧约为400米，两侧约为1公里。

结果与讨论

本节分为两部分：物理污染物分析和BLAST分析。

结论

总结来说，对该宗教场所的环境监测显示，室内空气质量（IAQ）状况复杂且令人担忧，表现为严重的温度不适和化学污染。结果显示，相对湿度和温度均高于ASHRAE标准，从而造成了一个温度要求较高的环境，这可能促进了挥发性有机化合物（VOCs）的释放。污染物浓度在WHO和USEPA的安全范围内。

CRediT作者贡献声明

M.E. Emetere：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，监督，数据管理，概念规划。B.O. Atobatele：初稿撰写，数据管理。O.T. Olapade：数据管理。J.O. Popoola：初稿撰写。F.O. Akinluyi：初稿撰写。A.A. Owoseni：初稿撰写。B.A. Irewolede：初稿撰写。K.A. Aderibigbe：初稿撰写。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者感谢参与研究的机构。

M.E. Emetere | B.O. Atobatele | O.T. Olapade | J.O. Popoola | F.O. Akinluyi | A.A. Owoseni | B.A. Irewolede | K.A. Aderibigbe尼日利亚奥孙州伊沃市鲍文大学物理系