部分PM2.5是活的？测测雾霾中的生物成分

当我们讨论PM2.5和PM10时，我们可能没有想到它们中的一些在空气中是活的并且会自我繁殖，这意味着生物气溶胶。在最近由北京大学举办的空气生物安全研讨会上，许多与会专家表示，除了关注各种化学成分外，混合其中的生物活性物质也应成为防治空气污染的重要研究对象。

北京大学环境科学与工程学院的姚教授说，生物气溶胶通常是指含有微生物或来自空气动力学直径小于100微米的生物物质的气溶胶，包括悬浮在空气中的细菌、病毒、真菌和化学毒素，它们是大气颗粒物如PM2.5和的重要组成部分。

与PM2.5和PM10的硫酸盐、硝酸盐、铵盐等化学成分相比，生物气溶胶在某些时候对人体健康构成更大的威胁，需要更高的监测、预警和防护。

不同的颗粒大小导致不同的健康危害。

生物气溶胶主要来自土壤、植被、水和其他排放物，以及动物包括人类、医院、农场、垃圾填埋场、污水处理厂和其他排放物。由于在空气中的毒性和悬浮时间不同，来自不同来源和不同粒径的生物气溶胶颗粒对人体健康的危害也有显著差异。风载植物花粉颗粒、真菌和细菌的典型粒径分别为15-58微米、1-30微米和0.25-8微米，而病毒的粒径小于0.3微米。

生茂说，接触生物气溶胶会导致呼吸道感染、哮喘、过敏和其他呼吸道疾病。例如，1918年爆发的H1N1流感导致全球5000万人死亡，现在由流感病毒引起的下呼吸道感染仍是人类的第四大杀手，每年造成近300万人死亡。

“PM2.5较小，可进入肺泡、血液等。直接，所以它被认为是更有害的。”为了繁荣，与化学物质的最大区别在于，如果生物气溶胶被吸入人体，它们不仅能进入更深的地方，而且在一定条件下还能自我复制。由于这一特性，特定生物气溶胶的危害没有阈值。

研究表明，空气中常见的真菌，如青霉菌、曲霉菌和孢子菌，可以分泌过敏原并引起过敏性呼吸道疾病。研究指出，接触生物气溶胶还会促使健康人的血压显著升高，导致不可逆转的慢性肺功能下降。

为了繁荣，研究还发现，雾霾天空气中生物气溶胶的浓度水平明显高于非雾霾天。污染严重的城市明显高于乡村。"也就是说，空气中的这些生物成分在烟雾中会进一步增加健康风险."

最大的挑战是最早在一分钟内进行监控和预警。

“由于生物气溶胶的这些特性，需要在3-5分钟内完成特定场所防护措施的处理、分析和激活，而监测和预警的最佳时间为1分钟。”为了繁荣，这个时间要求对当前的技术是一个巨大的挑战。

据报道，为了实现生物预警，美国花费近1000亿美元建立了“生物盾牌计划”。在过去的10年里，北京大学生物气溶胶实验室开发了一个专门的空气生物安全防御系统BioSTAND(见图)，该系统集成了空气自动检测平台、呼出气体采样、酵母蛋白荧光等分析技术。荧光标记酵母首次实现了对细菌和PM2.5毒性指标多方面的实时在线监测。

人类细胞和酵母细胞有自噬现象，基本机制相似，并且有相似的反应。人类基因的损伤可以从酵母基因如PM2.5的损伤中推断出来。根据生茂的说法，实验室对数百种酵母基因蛋白进行了高通量筛选，发现氧化损伤蛋白(HSP60)、DNA修复蛋白(SSA1)等对空气中的PM2.5敏感。“当PM2.5和其他物质对酵母造成一定损害时，相应的绿色荧光蛋白(GFP)会表达并发光，然后被酵母蛋白荧光自动检测平台‘捕获’。这就像实时监控不同地区每辆车的驾驶拥堵情况。”向郁郁葱葱的说道。

有必要建立空气污染毒性指标体系。

在这次研讨会上，中国人民解放军火箭队的后帘院士等专家表示，防治空气污染，实质上是要尽量减少空气污染物对人体健康的影响。现有的空气质量评价体系主要以质量浓度为标准，忽略了包括活性生物气溶胶在内的不同颗粒物成分的差异，这将导致污染物的盲目减排而不产生额外的健康效益。因此，客观上有必要建立空气污染毒性指标体系。

为了发扬光大，它还说，生物气溶胶和大气化学污染物之间的相互作用机制及其在转化中的可能作用，以及它们对云的形成和气候变化的影响，仍然需要进一步了解。生物气溶胶是否与大气污染和烟雾形成机制有关，大气中的微生物是否参与氧化还原反应等，都是一些从未讨论过的科学问题，值得研究。