室内环境日益被认为是空气传播生物颗粒的主要栖息地，由于稀释作用有限、持续的人类活动以及复杂的室内外空气交换动态，室内生物颗粒的浓度往往超过室外（Dannemiller等人，2025年；Jabeen等人，2023a年；X. Zhang等人，2024a年）。生物气溶胶是一种特殊类型的大气气溶胶，其中含有细菌、真菌、内毒素、霉菌毒素、病毒、过敏原等微生物及生物衍生物质，粒径范围从10纳米到100微米（Huang等人，2024年）。它们的存在、存活能力和转化过程不仅受生物因素影响，还受控制化学气溶胶行为的相同大气过程的影响：排放、传输、沉积、再悬浮、化学老化及清除。
过去十年中，高分辨率气溶胶仪器、分子检测技术和微生物组分析的快速发展加深了人们对室内生物气溶胶来源和组成的理解。人类活动、室外空气的渗透、通风策略、建筑材料、温度、湿度以及居住者的行为都会影响微生物气溶胶的动态和空间分布。同时，大气中的反应性氧物种相互作用、颗粒大小依赖的传输过程、光化学降解和吸湿性生长等因素也显著影响生物气溶胶的存活、破碎、致敏性及在室内的停留时间（Br?goszewska和Mainka，2024年；Jabeen等人，2023b年）。尽管这些大气过程与生物气溶胶的暴露和风险直接相关，但在相关文献中仍较少被提及。
大多数微生物气溶胶颗粒具有可吸入性，能够深入呼吸道（Dai等人，2021年）。对于小颗粒（例如病毒和细菌，其粒径分别大于0.1微米和10.0微米），它们在大气中的浓度较高，因此比大颗粒更危险（因为大颗粒由于沉降较快而在空气中的停留时间较短）。然而，对于大多数微生物成分而言，定量暴露-反应模型、剂量-反应模型和疾病负担估计仍较为有限。室内暴露评估还受到采样方法、颗粒大小截断值、分析方法和报告单位等多种方法学差异的复杂影响，这使得跨地区和气候条件进行研究或综合证据变得困难（图1）。
鉴于科学界对空气传播途径和室内环境质量的关注日益增加，需要一份全面且基于大气科学的综述。现有的综述通常仅关注室内生物气溶胶的微生物学或健康方面（Br?goszewska和Mainka，2024年；Dai等人，2021年），但很少将其与大气物理学、气溶胶化学或颗粒大小依赖的行为特征结合起来。此外，尤其是2020年之后的研究产生了大量来自欧洲、北美和东亚的数据集，但这些数据尚未被纳入综合性的综述中。
本文旨在通过从大气科学的角度提供关于室内生物气溶胶的多学科综合分析，整合当前对排放源、物理和化学转化过程、室内外交换机制、暴露途径、健康影响以及采样和分析方法的理解。特别强调了颗粒大小依赖的行为特征、环境控制因素（如温度、湿度、氧化剂）、存活能力丧失机制以及方法学可比性。通过结合气溶胶物理学、环境微生物学和暴露科学的见解，本文指出了关键的知识空白，并确定了未来室内生物气溶胶监测研究和标准化的重点。
室内生物气溶胶
生物气溶胶是由细菌、真菌、病毒（包括病原体）、它们的活性成分（内毒素、霉菌毒素、β-葡聚糖）、宠物/动物物质（过敏原、毛发、羽毛、体液/飞沫）以及植物颗粒（花粉）组成的异质混合物。这些微生物颗粒附着在颗粒物（PM）上，形成不同类型的生物气溶胶，其粒径范围从0.001微米到100微米，从而在传输过程中表现出显著差异。
生物气溶胶的组成
生物气溶胶可分为两类：存活成分和非存活成分。Adhikari等人（2004年）指出，存活成分包括细菌、病毒、真菌和藻类，而非存活成分包括内毒素、霉菌毒素和过敏原。
室内生物气溶胶的大气传输和转化
生物气溶胶进入室内环境后，会经历持续的物理和化学变化，这些变化决定了它们的传输过程、在体内的停留时间以及人体暴露情况。通风速率、压力差和建筑结构泄漏等因素驱动的室内外空气交换促进了生物颗粒的传输（Zhang等人，2023年）。这种交换效率高度依赖于颗粒大小，亚微米级（<1微米）颗粒的穿透率和悬浮时间通常比粗大真菌孢子更长。
生物气溶胶的健康影响
人体暴露于室内生物气溶胶会导致多种不良健康效应，这些效应与颗粒大小、微生物组成、存活能力和化学成分及剂量-反应关系密切相关。健康影响源于吸入的生物颗粒与呼吸系统、免疫系统和全身系统的相互作用，症状从轻微刺激到慢性炎症疾病不等。
生物气溶胶的采样设备
目前有多种用于生物气溶胶测量的采样技术，随着这一研究领域的不断发展，新的采样技术和方法也在不断涌现。研究人员根据采样效率、颗粒大小、颗粒形态、传输特性、气象参数以及设备可用性等多种因素选择相应的采样方法（Chawla等人，2023年）。
生物气溶胶的分析
有多种分析技术可用于检测微生物、确定分类单元、表征生物气溶胶组成并评估微生物活性。这些方法适用于非分子和分子水平（图3）。分析方法大致分为显微观察、培养基培养、生化和分子分析三类，新兴技术实现了快速、实时的检测和高通量分析（Sidell等人，2022年）。
生物气溶胶的流行病学和行为学方面
长期的质量监测和源暴露分析表明，生物气溶胶浓度与暴露人群数量、变异性及相关的健康结果之间存在密切关联。室内环境的多种排放源（如居住者自身、表面再悬浮物、通风系统和建筑运行）共同决定了微生物的吸入剂量。
生物气溶胶的标准和指南
尽管已有数十年的研究数据，但目前仍缺乏全球统一的室内生物气溶胶浓度标准。缺乏公认的限值反映了多个持续存在的挑战：采样和分析方法的差异、空间和时间上的高变异性、缺乏剂量-反应数据以及特定微生物浓度与健康结果之间的关联证据。因此，环境保护机构（EPA）或世界卫生组织等组织尚未制定统一的标准。
生物气溶胶研究中的空白
由于缺乏标准化的生物气溶胶评估程序，微生物风险的预防和评估受到限制。问题在于，目前尚无推荐的或普遍接受的采样方法、分析协议或解释框架来评估特定生物气溶胶成分带来的风险。这种方法学的缺失使得跨研究、微环境或国家之间的数据比较变得困难。
局限性和挑战
室内生物气溶胶的研究仍面临许多局限性，包括方法学和分析方面的问题，这些问题限制了数据的准确性、可解释性和可比性。最常见的挑战是缺乏标准化的采样方案（如流速、采样时间、介质选择、培养条件等）。这些差异导致研究结果之间存在较大差异，使得跨研究或元分析变得困难。
结论
大气是一个不稳定的系统，其中包含大量化学和生物污染物。室内生物气溶胶是空气质量中一个复杂且监管不足的组成部分，其形成受到多种来源、环境条件和人类活动的共同影响。由于缺乏标准化方法和剂量-反应数据，风险评估和通用指南的制定受到限制。分子诊断、实时传感和宏基因组学方面的进展为相关研究提供了新的机遇。
CRediT作者贡献声明
阿尔克莎·坎蒂拉尔·奈克（Alkesha Kantilal Naik）：概念构思、数据整理、方法论设计、项目管理、软件开发、数据可视化及初稿撰写。
埃娃·扎布洛卡-戈德莱夫斯卡（Ewa Zab?ocka-Godlewska）：修订和编辑工作。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。
致谢
本研究由西里西亚工业大学能源与环境工程学院的法定研究项目资助。
