本文通过查阅已有的空气细菌真菌污染现场检测研究文献，并进行归纳整理与分析，发现大多采用自然沉降法和撞击法采样方法对室内外空气细菌或真菌浓度进行测试，部分也对菌种进行了鉴别^{[1, 2]}. 其中,室外空气细菌真菌污染的评价标准主要采用文献[3, 4, 5, 6, 7]的“大气微生物评价建议标准”，见表 1，但该建议标准并未指明适用于哪种采样方法. 室内空气细菌真菌污染评价的现行标准较多^{[8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]}，见表 2，但主要是针对部分特殊场所，一般是对细菌污染进行评价，并未给出污染等级的分级评价指标. 此外，对比国内外室内细菌污染的评价指标，其浓度差异也较大，也缺乏对室内外空气真菌的分级评价指标. 因此，本文结合国内外现有的评价标准及已有报道的现场测试数据，通过分析，给出一种构建室内外空气细菌或真菌污染的分级评价建议浓度的方法，以期为将来建立空气细菌真菌评价标准提供参考.

表 1(Table 1)

表 1 室外空气细菌评价建议标准 Table 1 Proposed standard for outdoor atmospheric bacteria cfu·m-3 污染等级 Ⅰ(清洁) Ⅱ(较清洁) Ⅲ(轻微污染) Ⅳ(污染) 浓度 <1 000 1 000～2 500 2 501～5 000 5 001～10 000 污染等级 Ⅴ(中污染) Ⅵ(严重污染) Ⅶ(极严重污染) 浓度 10 001～20 000 20 001～45 000 >45 000

表 1 室外空气细菌评价建议标准 Table 1 Proposed standard for outdoor atmospheric bacteria

表 2(Table 2)

表 2 室内空气细菌污染现行评价标准 Table 2 Current evaluation standard of indoor air microorganism pollution 规范名称 适用场所 浓度限值采样方法 规范名称 适用场所 浓度限值采样方法 《医院消毒卫生标准》(GB 15982-2012) 母婴室，供应室，血液透析中心，普通及感染性疾病住院病区及门诊、 检查、 治疗室 非洁净手术(室)洁净手术部和其他洁净场所 ≤4 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min)； ≤4 cfu·皿-1(沉降法，采样15 min)； ≤150 cfu·m-3 (撞击法)； ≤4 cfu·皿-1(沉降法，采样30 min) 《文化娱乐场所卫生标准》(GB 9664-1996) 影剧院、 音乐厅、 录像厅(室)游艺厅、 舞厅、 酒吧、 茶座、 咖啡厅 ≤4 000 cfu·m-3(撞击法)； ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min); ≤2 500 cfu·m-3 (撞击法)； ≤30 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《室内空气质量标准》 (GB/T 18883-2002) 住宅和办公建筑，其它室内环境可参照执行 ≤2 500 cfu·m-3(撞击法) 《旅店业卫生标准》 (GB 9663-1996) 3~5星饭店宾馆1~2星饭店宾馆 ≤1 000 cfu·m-3 ≤2 500 cfu·m-3 (撞击法); ≤10 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《医院候诊室卫生标准》(GB 9671 -1996) 区、 县级及以上医院，包括挂号、 取药等候室 ≤4 000 cfu·m-3(撞击法) ≤40cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《室内空气中细菌总数卫生标准》(GB/T 17903-1997) 适用于室内空气检测和评价，其它室内场所可参照执行 ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤45 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《体育馆卫生标准》(GB 9668-1996) 体育馆室内 ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法) ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《游泳场所卫生标准》(GB 9667-1996) 游泳馆室内 ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《公共交通工具卫生标准》(GB 9673-1996) 旅客列车车厢、 轮船客舱、 飞机客舱 ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min); ≤2 500 cfu·m-3 (撞击法); ≤30 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《公共交通等候室卫生标准》(GB 9672-1996) 候车室和候船室候机室 ≤7 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤75 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min); ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《理发店、 美容店卫生标准》(GB 9666-1996) 理发店、 美容院(店) ≤4 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤40 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《饭馆 (餐厅) 卫生标准》(GB 16153-1996) 饭馆餐厅 ≤4 000 cfu·m-3(撞击法); ≤40 cfu·皿-1，(沉降法，采样5 min) 《商场(店)、 书店卫生标准》(GB 9670-1996) 商场(店)、 书商场(店)、 书店 ≤7 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤75 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 《图书馆、 博物馆、 美术馆、 展览馆卫生标准》(GB 9669-1996) 图书馆、 博物馆、 美术馆、 展览馆 ≤2 500 cfu·m-3 (撞击法); ≤30 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min); ≤7 000 cfu·m-3 (撞击法); ≤75 cfu·皿-1(沉降法，采样5 min) 日本标准 普通室内 ≤30 cfu·皿-1(最清洁)≤75 cfu·皿-1(清洁)≤150 cfu·皿-1(普通)≤300 cfu·皿-1(污染临界)(沉降法，采样5 min) WHO推荐医院标准 普通病房 200~500 cfu·m-3 韩国标准 普通室内 ≤800 cfu·m-3 (撞击法) 台湾《室內空氣品質標準》 普通室内 500~1 000 cfu·m-3 (撞击法)

表 2 室内空气细菌污染现行评价标准 Table 2 Current evaluation standard of indoor air microorganism pollution

分析整理已有现场研究文献数据^{[3, 4, 5, 6, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40]}，得到撞击法和沉降法采样的室内外空气细菌和真菌浓度8组分类样本数据，其浓度(cfu·m^-3)分布见图 1~8.

图 1

Fig. 1

图 1 室外空气细菌撞击法浓度百分比 Fig. 1 Outdoor bacteria concentration percentage of impact method

图 2

Fig. 2

图 2 室外空气细菌沉降法浓度百分比 Fig. 2 Outdoor bacteria concentration percentage of settlement method

图 3

Fig. 3

图 3 室外空气真菌撞击法浓度百分比 Fig. 3 Outdoor fungi concentration percentage of impact method

图 4

Fig. 4

图 4 室外空气真菌沉降法浓度百分比 Fig. 4 Outdoor fungi concentration percentage of settlement method

图 5

Fig. 5

图 5 室内空气细菌撞击法浓度百分比 Fig. 5 Indoor bacteria concentration percentage of impact method

图 6

Fig. 6

图 6 室内空气细菌沉降法浓度百分比 Fig. 6 Indoor bacteria concentration percentage of settlement method

图 7

Fig. 7

图 7 室内空气真菌撞击法浓度百分比 Fig. 7 Indoor fungi concentration percentage of impact method

图 8

Fig. 8

图 8 室内空气真菌沉降法浓度百分比 Fig. 8 Indoor fungi concentration percentage of settlement method

计算得8组样本数据的均值和二阶中心距^[41]见表 3、 表 4.

表 3(Table 3)

表 3 室外样本数据的均值及二阶中心矩 Table 3 Mean and the second order central moment of outdoor sample data 室外样本均值及中心距 室外细菌 室外真菌 撞击法 沉降法 撞击法 沉降法 样本均值( X) 2 067.6 23 261.5 1 437.6 2 292.4 样本二阶中心矩(M2*) 1 878 174.9 680 680 678.5 1 561 239.0 3 507 695.0 1 370. 5 26 089.9 1 249.5 1 872.9

表 3 室外样本数据的均值及二阶中心矩 Table 3 Mean and the second order central moment of outdoor sample data

表 4(Table 4)

表 4 室内样本数据的均值及二阶中心矩 Table 4 Mean and the second order central moment of indoor sample data 室内样本均值及中心距 室内细菌 室内真菌 撞击法 沉降法 撞击法 沉降法 样本均值( X) 1 196.8 2 357.4 714.5 841.5 样本二阶中心矩(M2*) 840 114.5 1 289 180.3 102 368.9 418 028.6 916.6 1 135.4 319.9 635.3

表 4 室内样本数据的均值及二阶中心矩 Table 4 Mean and the second order central moment of indoor sample data

拟合优度χ²检验法^{[41, 42]}是一种判断样本数据X ₁,X₂, X₃ … X_n是否满足某一分布F₀(x)的方法,其统计假设为：

基本思想是确定一个能刻画观测样本数据X₁,X₂,X₃ … X_n与理论分布F₀(χ)之间拟合程度的量，当这个量在某一置信区间时,说明样本总体服从该分布. 因此，对采用撞击法和沉降法室内外细菌及真菌浓度8组样本数据提出假设：

设定拒绝域为: ，取显著性水平α=0.05. 其中，m_k为第k组样本所划分区间数,r_k为F_k0(χ)的未知数个数，k=1,2,3…8,分别表示室外细菌撞击法、 室外细菌沉降法、 室外真菌撞击法、 室外真菌沉降法、 室内细菌撞击法、 室内细菌沉降法、 室内真菌撞击法、 室内真菌沉降法.

F_k0(χ)为某一正态分布的分布函数，每一个F_k0(χ)都存在两个未知数μ_k和σ_k，即对所有的k值有r_k=2，μ_k和σ_k的最大似然估计为： 利用图 1~8及表 3~4中的μ_k和σ_k最大似然估计值8组样本数据的 值，见表 5.

表 5(Table 5)

表 5 室内外8组样本数据的 值 Table 5 The value about eight sets of indoor and outdoor data 室外样本 值 2.937 6.218 7.215 9.364 室内样本 值 7.274 9.356 5.290 4.963

表 5 室内外8组样本数据的 值 Table 5 The value about eight sets of indoor and outdoor data

χ_1-α²(m_k-1-r_k)中α=0.05,r_k=2. 当k=2,4,5,6时，m=7，即χ_1-α²(m_k-1-r_k)=χ_0.95²(4)=9.49. 当k=1,7时,m=5，即χ_1-α²(m_k-1-r_k)=χ_0.95²(2)=5.99. 当k=3,8时，m=6，即χ_1-α²(m_k-1-r_k)=χ_0.95²(3)=7.81. 因此，8组测试样本数据的 值均落在接受域内，服从正态分布，其正态分布密度函数如图 9~12.

图 9

Fig. 9

图 9 室外细菌浓度概率密度 Fig. 9 Probability density of outdoor bacteria

图 10

Fig. 10

图 10 室外真菌浓度概率密度 Fig. 10 Probability density of outdoor fungi

图 11

Fig. 11

图 11 室内细菌浓度概率密度 Fig. 11 Probability density of indoor bacteria

图 12

Fig. 12

图 12 室内真菌浓度概率密度 Fig. 12 Probability density of indoor fungi

由图 9~12分析可知,撞击采样法和沉降法得到的样本分布有较大差异，撞击法得到样本的均值较沉降法得到的均值小,且沉降法较撞击法得到的样本数据更分散，室外细菌浓度分布尤其明显，撞击法采样的室外细菌浓度主要分布在0~5 000 cfu·m^-3，沉降法采样的室外细菌浓度分布范围要大得多，其均值已经超过20 000 cfu·m^-3，且集中在 5 000~50 000 cfu·m^-3之间，因此表 1的室外分级浓度只适用于沉降法^[43]，还需要建立采用撞击法的室外空气评价标准.

本文根据正态分布的3σ原则，得到空气细菌真菌分级评价浓度区间，见表 6，结合图 9~12四组数据的概率密度函数(舍去无实际物理意义的负值浓度),参考目前已有的评价标准阈值^{[8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 44, 45, 46]}，给出空气细菌真菌分级评价建议浓度区间，如表 7~8所示.

表 6(Table 6)

表 6 原则的空气细菌真菌分级浓度划分 Table 6 Air microorganism concentration grading divided by the rule of 3σ 污染程度 污染等级 浓度范围 概率值 清洁 Ⅰ 0~μ-σ <0.158 较清洁 Ⅱ μ-σ~μ 0.342 轻污染 Ⅲ μ~μ+σ 0.342 污染 Ⅳ μ+σ~μ+2σ 0.135 严重污染 Ⅴ >μ+2σ 0.025

表 6 原则的空气细菌真菌分级浓度划分 Table 6 Air microorganism concentration grading divided by the rule of 3σ

表 7(Table 7)

表 7 室外空气细菌真菌分级评价建议浓度区间 Table 7 Recommendation concentration range used in grading evaluation of outdoor air microorganisms cfu·m-3 污染程度 清洁 较清洁 轻污染 污染 严重污染 撞击法细菌浓度 0~700 701~2 000 2 001~3 500 3 501~5 000 >5 000 沉降法细菌浓度 0~1 500 1 501~5 000 5 001~20 000 20 001~40 000 >40 000 撞击法真菌浓度 0~200 201~1 500 1 501~2 500 2 501~3 500 >3 500 沉降法真菌浓度 0~350 351~2 200 2 201~4 000 4 001~5 500 >5 500

表 7 室外空气细菌真菌分级评价建议浓度区间 Table 7 Recommendation concentration range used in grading evaluation of outdoor air microorganisms

表 8(Table 8)

表 8 室内空气细菌真菌分级评价建议浓度区间 Table 8 Recommendation concentration range used in grading evaluation of indoor air microorganisms cfu·m-3 污染程度 清洁 较清洁 轻污染 污染 严重污染 撞击法细菌浓度 0~250 251~1 200 1 201~2 000 2 001~3 000 >3 000 沉降法细菌浓度 0~1 000 1 001~2 500 2 501~4 000 4 001~5 000 >5 000 撞击法真菌浓度 0~400 401~700 701~1 000 1 001~1 500 >1 500 沉降法真菌浓度 0~200 201~800 801~1 500 1 501~2 000 >2 000

表 8 室内空气细菌真菌分级评价建议浓度区间 Table 8 Recommendation concentration range used in grading evaluation of indoor air microorganisms

本文依据现有文献给出的空气细菌真菌测试浓度数据，通过整理与分析得到了撞击法和沉降法采样的室内外空气细菌和真菌浓度8组分类样本数据，沉降法得到的浓度数据均大于撞击法，其浓度分布存在明显差异，并应用拟合优度法检验在显著性水平α为0.05的条件下服从正态分布，基于正态分布的3σ原则以及现有空气细菌真菌评价标准得到了室内外空气细菌真菌的分级评价建议浓度区间.