一种生物气溶胶的释放和采集方法及其应用技术

本发明专利技术涉及生物气溶胶技术领域，公开了一种生物气溶胶的释放和采集方法及其应用，通过生物气溶胶发生装置实现，包括如下步骤：将含有病原微生物的水体注入箱体中，在确定箱体气密性良好后，泵入过滤后的空气将箱体内的气体排出，当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，喷射或曝气后，由含有病原微生物的水体形成的生物气溶胶到达采集机构，根据粒径的大小将其采集到采样器的相应位置，通过计算或分析获得结果，采用曝气和喷射相结合的方式，使在不同微生物浓度下的水体均可很好的释放形成生物气溶胶，进而可以开展相关研究及应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种生物气溶胶的释放和采集方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物气溶胶
，特别是涉及一种生物气溶胶的释放和采集方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分，主要包括细菌、真菌、病毒、尘螨、花粉和细胞碎片等，其在公共卫生、大气环境、生态环境、气候变化、疾病检测及环境与健康等方面均有重要影响。而水体病原微生物释放形成生物气溶胶是指在天气和人为等因素的影响作用下，比如降雨、海风/曝气充氧等，水中含微生物的气泡发生破碎，致使微生物逸散到空气中并悬浮一段时间。由于逸散的生物气溶胶包含多种有害的微生物且粒径较小，极易通过吸入或皮肤接触进入到人体，对人体造成潜在的健康危害，因此近年来特别是在疫情流行期间受到研究者们的高度重视。
[0003]由于降雨、海洋环流和大气环流等混合因素的干扰，致使自然系统中微生物气溶胶化相关研究非常困难，而在实验室，人们可以人为控制水体中微生物的气溶胶化过程，消除来自其他外在因素的影响。有学者在实验室探究了海洋飞沫气溶胶的产生机制、性质以及气候影响等，但对自然水体中病原微生物形成生物气溶胶释放方面的研究非常少，所使用的释放装置存在体积大、所需样品量大等问题。为了更好地解决现有释放技术中存在的问题，有必要设计一种水体中病原微生物形成生物气溶胶的释放和采集系统，通过模拟水体中病原微生物释放形成生物气溶胶，并利用其后置的收集装置进行收集，探究其释放特征，阐明其释放机理与关键因素，为相关部门生物气溶胶的消减和管控提供科学依据。
[0004]现有技术公开了一种封闭式微生物气溶胶发生装置，包括产生机构和扩散机构；产生机构包括废液筒，位于废液筒顶端的发生筒，发生筒的侧壁与挡液壁之间形成环形的溢流槽，溢流槽的底端设有流向废液筒的溢流口；发生筒内设有循环挡板；扩散机构包括气体混合室，用于向气体混合室输送气体的穿孔曝气圈，与穿孔曝气圈相连通的进气管，以及至少一个纵向堆叠的气体扩展筒体，气体混合室的底部设有用于向气体混合室输送气体的穿孔曝气圈，其通过固定板与气体混合室的侧壁相连，穿孔曝气圈上连通有用于向其输送气体的进气管，该现有技术通过曝气形成生物气溶胶，当水体中微生物浓度较低时效果不好。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种生物气溶胶的释放和采集方法，实现在水体中微生物浓度不同时，均可很好的形成生物气溶胶。
[0006]本专利技术的另一目的是：如何将一种生物气溶胶的释放和采集方法得到的生物气溶胶应用于生物气溶胶暴露方面。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种生物气溶胶的释放和采集方法及其应用，通过生物气溶胶发生装置实现，生物气溶胶发生装置包括箱体、喷射机构、曝气机构、采集
机构，生物气溶胶的释放和采集方法包括如下步骤：
[0008]S1、将含有病原微生物的水体注入箱体中，并检查箱体气密性；
[0009]S2、确定箱体气密性良好后，泵入过滤后的空气将箱体内的气体排出；
[0010]S3、当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，对喷射机构的喷射流量进行调控，当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，控制曝气机构曝气，对其曝气速率进行调节；
[0011]S4、喷射或曝气后，由含有病原微生物的水体形成的生物气溶胶到达采集机构，根据粒径的大小将其采集到采集机构的相应位置，根据采样需求确定采样时间、采样流速及采样介质，同时测量和记录当时的温度情况；
[0012]S5、通过计算或分析获得结果。
[0013]优选的，还包括控制器，所述箱体上设有抽水口和排水口，所述喷射机构包括喷射头和微型水泵，所述喷射头与所述微型水泵连通，所述喷射头安装在所述箱体顶端的内壁上，所述曝气机构包括曝气盘和气泵，所述曝气盘位于所述箱体内部，所述气泵与所述曝气盘连通，所述采集机构包括排气采样管、采样器和采样器主机，所述排气采样管一端位于所述箱体内，所述排气采样管另一端与所述采样器连通，所述采样器与所述采样器主机连通，所述抽水口一端位于所述箱体内，所述抽水口另一端与所述微型水泵连通，所述微型水泵还连接有控制器；
[0014]步骤S1中，通过抽水口将含有病原微生物的水体注入箱体中；
[0015]步骤S3中，当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器控制微型水泵的开关，微型水泵将水送到喷射头处，继而喷射出去，当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器控制气泵开关，通过气泵将气打入曝气盘，曝气盘上设有纳米小孔，气体从纳米小孔喷出；
[0016]步骤S4中，喷射或曝气后，由含有病原微生物的水体形成的生物气溶胶到达采集机构，经排气采样管到达采样器，根据粒径的大小将其采集到采样器的相应位置，并在实验结束后将水体通过排水口排出。
[0017]优选的，步骤S1中所述的含有病原微生物的水体包括单一细菌或混合细菌。
[0018]优选的，步骤S1中所述的含有病原微生物的水体包括真菌、细菌和病毒的混合水体。
[0019]优选的，步骤S1中所述的含有病原微生物的水体所含有的病原微生物的浓度为0
‑
10
10
CFU/mL。
[0020]优选的，当水体微生物浓度较低时，步骤S3中所述的喷射机构的喷射流量为0
‑
60L/min，当水体微生物浓度较高时，步骤S3所述的曝气机构的曝气速率为0
‑
167L/min。
[0021]优选的，步骤S4所述的采样器的采样层孔径从下到上依次为：>7.0μm、4.7～7.0μm、3.3～4.7μm、2.1～3.3μm、1.1～2.1μm和0.65～1.1μm。
[0022]优选的，步骤S4中所述的采集机构的采样时间为0
‑
120min，采样流速为0
‑
30L/min；所述的采集机构的采样介质为细菌琼脂板、真菌琼脂板和负载滤膜的琼脂板。
[0023]优选的，步骤S5按照如下计算公式得到采集到的样本中可培养细菌的浓度：
[0024][0025]一种生物气溶胶的释放和采集方法的应用，上述任一项的生物气溶胶的释放和采集方法在水体病原菌形成生物气溶胶的暴露方面的应用。
[0026]与现有技术相比，其有益效果在于：本专利技术先获得含有病原微生物的水体，然后正确安装装置，将含有病原微生物的水体注入箱体中，并检查箱体气密性，确定箱体气密性良好后，泵入过滤后的空气将箱体内的气体排出，当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器控制喷射，对其喷射流量进行调控；当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器控制曝气，对其曝气速率进行调节，喷射或曝气后，由含有病原微生物的水体形成的生物气溶胶到达采集机构，根据粒径的大小将其采集到采样器的相应位置，根据采样需求确定采样时间、采样流速及采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物气溶胶的释放和采集方法，其特征在于通过生物气溶胶发生装置实现，生物气溶胶发生装置包括箱体(1)、喷射机构、曝气机构、采集机构，生物气溶胶的释放和采集方法包括如下步骤：S1、将含有病原微生物的水体注入箱体(1)中，并检查箱体(1)气密性；S2、确定箱体(1)气密性良好后，泵入过滤后的空气将箱体(1)内的气体排出；S3、当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，对喷射机构的喷射流量进行调控；当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，控制曝气机构曝气，对其曝气速率进行调节；S4、喷射或曝气后，由含有病原微生物的水体形成的生物气溶胶到达采集机构，根据粒径的大小将其采集到采集机构的相应位置，根据采样需求确定采样时间、采样流速及采样介质，同时测量和记录当时的温度情况；S5、通过计算或分析获得结果。2.根据权利要求1所述的一种生物气溶胶的释放和采集方法，其特征在于，还包括控制器(17)，所述箱体(1)上设有抽水口(9)和排水口(10)，所述喷射机构包括喷射头(5)和微型水泵(7)，所述喷射头(5)与所述微型水泵(7)连通，所述喷射头(5)安装在所述箱体(1)顶端的内壁上，所述曝气机构包括曝气盘(11)和气泵(14)，所述曝气盘(11)位于所述箱体(1)内部，所述气泵(14)与所述曝气盘(11)连通，所述采集机构包括排气采样管(4)、采样器(15)和采样器主机(16)，所述排气采样管(4)一端位于所述箱体(1)内，所述排气采样管(4)另一端与所述采样器(15)连通，所述采样器(15)与所述采样器主机(16)连通，所述抽水口(9)一端位于所述箱体(1)内，所述抽水口(9)另一端与所述微型水泵(7)连通，所述微型水泵(7)还连接有控制器(17)；步骤S1中，通过抽水口(9)将含有病原微生物的水体注入箱体(1)中；步骤S3中，当水体中微生物的浓度比较低时，采用喷射机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器(17)控制微型水泵(7)的开关，微型水泵(7)将水送到喷射头(5)处，继而喷射出去，当水体中微生物浓度较高时，采用曝气机构来模拟生物气溶胶的释放，通过控制器(17)控制气泵(14)开关，通过气泵(14)将气打入曝气盘(11)，曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂英，张思梦，梁志梳，安太成，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：