李丹课题组 Environ. Sci. Technol.: 基于人口加权暴露评估揭示公共空间空气微生物健康风险

发布时间:2026-07-16  浏览次数:10



近日,复旦大学环境科学与工程系李丹教授团队联合香港理工大学等合作单位,在城市公共空间空气微生物风险评估方面取得重要进展。相关成果以 Crowded Public Spaces as Hotspots of Airborne Microbial Risk: A Population-Weighted Risk Assessment in Urban Environments 为题,发表于 Environmental Science & Technology(DOI: 10.1021/acs.est.6c04000)。该研究聚焦食堂、地铁站等高人流公共空间,系统揭示了其空气微生物、抗生素耐药性和潜在病原风险特征,并提出人口加权感染负担指标,为高密度城市公共空间微生物健康风险评估提供了新的研究框架。

空气传播病原体和抗生素耐药性是城市环境健康领域的重要问题。以往研究多关注垃圾收集设施、污水处理厂、填埋场等传统污染源,而食堂、地铁站等日常公共空间通常被视为相对清洁环境,相关微生物风险长期缺乏系统量化。然而,这类空间具有高人流、频繁停留、半封闭和持续人为扰动等特征,人在其中既是空气微生物的释放源,也是潜在暴露对象。因此,城市空气微生物风险可能不仅取决于污染强度,还受到人群活动和暴露模式的显著影响。



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围绕这一问题,团队以上海典型城市空间为研究对象,比较了大学食堂、地铁站、垃圾收集设施和城市空气监测点中的空气微生物特征。研究综合采用培养计数、抗生素抗性细菌分离鉴定、MIC 测定、qPCR、高通量测序、来源解析和风险评估等方法,对 540 份空气样品进行了系统分析。结果显示,拥挤公共空间中的可培养细菌、抗生素抗性细菌和抗性基因负荷与传统垃圾收集设施相当,并显著高于城市空气监测点。进一步分析发现,公共空间中约 50% 的空气细菌与人体来源相关,多重耐药菌、β-内酰胺类高风险抗性基因及具有临床相关性的潜在病原菌均出现富集,表明高密度人群活动可持续塑造公共空间空气微生物群落及耐药性风险。

该研究的另一重要创新在于,将空气微生物风险评估从单纯的“污染浓度比较”拓展到“人群实际暴露负担”。团队构建了人口加权感染负担指标,将单位时间感染风险与人流量、停留时间相结合,用于评估不同城市空间对总体人群风险的贡献。结果表明,虽然拥挤公共空间与垃圾收集设施在内在微生物风险上相近,但在纳入真实人群暴露后,食堂和地铁站对城市尺度感染负担的贡献更加突出。这一发现说明,城市空气微生物风险不应仅由污染水平决定,还应同时考虑人群密度、停留行为和空间使用频率。

该研究揭示了高人流公共空间作为城市空气微生物风险热点的潜在重要性,提出了从“环境污染强度”到“人群暴露负担”的风险评估思路。相关结果提示,未来城市公共卫生管理和建筑环境调控应将食堂、地铁站等高频使用公共空间纳入空气微生物监测、通风优化和风险防控体系,为高密度城市中空气微生物健康风险识别和精细化治理提供科学依据。



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复旦大学环境系李丹教授论文的通讯作者。论文第一作者张翔现为复旦大学环境系博士生。复旦大学环境科学与工程系为第一完成单位。该研究获得国家重点研发计划 (2023YFC3708203)、国家自然科学基金(Nos. 22376033) 以及广州实验室重大项目 (No. GZNL2024A01028)等项目支持。