与硫酸盐、硝酸盐和铵盐等化学成分的PM2.5、PM10相比，某些时候生物气溶胶对人体健康的威胁更大，对其监测预警和防护也提出了更高要求。

粒径不同，健康危害不同

生物气溶胶主要来源于土壤、植被、水体等排放，以及包括人类在内的动物、医院、养殖场、垃圾填埋场、污水处理厂等排放。不同来源、不同粒径的生物气溶胶颗粒由于毒性和在空气中悬浮时间不同, 对人们的健康危害也存在显著差别。如风媒植物花粉颗粒、真菌和细菌的典型粒径分别在15—58微米、1—30微米和0.25—8微米，而病毒的粒径则小于0.3微米。

要茂盛说，生物气溶胶呼吸暴露能导致下呼吸道感染、哮喘、过敏等各种呼吸系统疾病。如1918年爆发的H1N1流感使得全球5000万人死亡，如今流感病毒导致的下呼吸道感染仍然是人类第四大杀手，每年近300万人因此丧生。

“PM2.5更小，可直接进入肺泡、血液等，因而被认为危害更大。”要茂盛说，与化学物质最大的区别是，如果生物气溶胶被吸入人体，不但能进入得更深，在一定条件下还可以自我繁殖，因其这一特性，特定生物气溶胶的危害是没有阈值的。

研究表明,空气中常见的青霉菌属、曲霉菌属、孢子菌属等真菌都可以分泌过敏原, 引发过敏性呼吸系统疾病；研究指出，生物气溶胶暴露还能促进健康人的血压显著升高，导致不可逆的慢性肺功能减退。

要茂盛说，研究还发现，在雾霾天时，空气中生物气溶胶浓度水平显著高于非霾天的浓度水平；污染严重的城市明显高于乡村。“也就是说，雾霾时空气中的这些生物成分进一步加重了健康风险。”

最快1分钟成监测预警巨大挑战

“由于生物气溶胶的这些特性，在特定场所其处理、分析以及启用防护措施需要在3—5分钟内完成，其监测预警最佳时间为1分钟。”要茂盛说，这个时间的要求是对当今现有技术的巨大挑战。

据介绍，为实现生物预警，美国耗资近1000亿美金，专门设置了“生物盾牌计划”。过去10年，北京大学生物气溶胶实验室研发了专门的空气生物安全防御系统BioSTAND，即集成了空气、呼出气采样、酵母菌蛋白荧光等分析技术自动检测平台，首次以荧光标记的酵母菌实现了对细菌、PM2.5毒性指标的多方面实时在线监测等。

人类细胞与酵母菌细胞一样有自噬现象，基本机理等也类似，并具有相似反应，通过PM2.5等对酵母菌基因的损害可推断出对人类基因的相关损伤。要茂盛说，实验室通过对酵母菌的上百种基因蛋白进行了高通量筛查，发现了氧化损伤蛋白（HSP60）、DNA修复蛋白（SSA1）等对空气中的PM2.5响应比较灵敏。“当PM2.5等对酵母菌发生了某些损伤，相对应的绿色荧光蛋白（GFP）就会表达并发光，然后被酵母菌蛋白荧光自动检测平台‘捕捉’到，这样就好像实时监测到不同地区每辆车的行驶拥挤状况。”要茂盛说。

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