ביואירוסול - Bioaerosol

ביואירוסולים (קיצור של ביולוגית אירוסולים ) הם תת-קטגוריה של חלקיקים המשתחררים ממערכות אקולוגיות יבשות ואלים לאטמוספירה. הם מורכבים מרכיבים חיים ולא רכיבים, כמו פטריות, אבקה, חיידקים ווירוסים.[1] מקורות נפוצים לביואורוסולים כוללים אדמה, מים וביוב.

ביואירוסולים מוחדרים בדרך כלל לאוויר באמצעות מערבולת רוח מעל פני השטח. ברגע שהם באווירה, הם יכולים להיות מועברים באופן מקומי או גלובלי: דפוסי רוח / עוצמות נפוצות אחראים לפיזור מקומי, בעוד שסופות טרופיות ופלומות אבק יכולות להעביר ביואוירוסולים בין יבשות.[2] על פני משטחי האוקיאנוס נוצרים ביואוירוסולים באמצעות ספריי ים ובועות

ביואירוסולים יכולים להעביר מיקרוביאלית פתוגנים, אנדוטוקסינים, ו אלרגנים אליהם בני אדם רגישים. מקרה ידוע היה התפרצות דלקת קרום המוח של המנינגוקוק באפריקה שמדרום לסהרה, שקשורה לסופות אבק בעונות יבשות. התפרצויות אחרות הקשורות לאירועי אבק כולל מיקופלזמה דלקת ריאות ו שַׁחֶפֶת.[2]

מקרה נוסף היה עלייה בבעיות נשימה אנושיות באיים הקריביים שייתכן שנגרמו עקבות מתכות כבדות, ביואוירוסולים מיקרואורגניזמים וחומרי הדברה שהועברו באמצעות ענני אבק שעברו מעל האוקיאנוס האטלנטי.

ביואירוסול נפוץ מבודד מסביבות פנים

רקע כללי

צ'ארלס דארווין היה הראשון שצפה בהובלת חלקיקי אבק[3] אבל לואיס פסטר היה הראשון שחקר חיידקים ופעילותם באוויר. לפני עבודתו של פסטר, נעשה שימוש בתרבויות מעבדה לגידול ובידוד ביואוירוסולים שונים.

מכיוון שלא ניתן לתרגל את כל החיידקים, רבים מהם לא זוהו לפני פיתוח כלים מבוססי DNA. פסטר פיתח גם הליכים ניסיוניים לדגימת ביואירוזולים והראה שיותר פעילות מיקרוביאלית התרחשה בגבהים נמוכים יותר וירדה בגבהים גבוהים יותר.[2]

סוגי ביואירוסולים

ביואירוסולים כוללים פטריות, בַּקטֶרִיָה, וירוסים, ו אִבקָה. הריכוזים שלהם הם הגדולים ביותר ב שכבת גבול פלנטרית (PBL) וירד עם הגובה. קצב ההישרדות של ביואוירוסולים תלוי במספר גורמים ביוטיים ואביוטיים הכוללים תנאי אקלים, אור אולטרה סגול (UV), טמפרטורה ולחות, כמו גם משאבים הנמצאים באבק או בעננים.[4]

ביואורוסולים שנמצאים בסביבות ימיות מורכבים בעיקר מחיידקים, בעוד שאלה שנמצאים בסביבות ארציות עשירים בחיידקים, פטריות ואבקנים.[5] הדומיננטיות של חיידקים מסוימים ומקורות התזונה שלהם כפופה לשינויים בהתאם לזמן ולמיקום.[2]

ביואורוסולים יכולים לנוע בגודל של 10 חלקיקי נגיף ננומטר ועד גרגרי אבקה של 100 מיקרומטר.[6] גרגרי אבקה הם הביו-ארוסולים הגדולים ביותר והם נוטים פחות להישאר תלויים באוויר לאורך זמן רב בגלל משקלם.[1]

כתוצאה מכך, ריכוז חלקיקי האבקה יורד במהירות רבה יותר בגובהו מאשר ביואירוזולים קטנים יותר כמו חיידקים, פטריות ואולי נגיפים, שעשויים להיות מסוגלים לשרוד בטרופוספירה העליונה. נכון לעכשיו, אין מעט מחקרים על סובלנות הגובה הספציפית של ביואוירוסולים שונים. עם זאת, מדענים מאמינים כי מערבולת האטמוספירה משפיעה על המקום בו ניתן למצוא ביואירוסולים שונים.[5]

פטריות

תאים פטרייתיים בדרך כלל מתים כאשר הם עוברים באטמוספירה בגלל השפעות התייבשות של גבהים גבוהים יותר. עם זאת, הוכח כי כמה bioaerosols פטרייתי גמיש במיוחד לשרוד תחבורה אטמוספרית למרות חשיפה לתנאי אור UV קשים.[7] למרות שרמות הביואירוסול של נבגי פטרייה עולות בתנאי לחות גבוהים יותר, הן יכולות להיות פעילות גם בתנאי לחות נמוכים וברוב טווחי הטמפרטורה. ביואוירוסולים פטרייתיים מסוימים אף עולים ברמות לחות נמוכות יחסית.[צורך בציטוט ]

בַּקטֶרִיָה

שלא כמו ביואירוסולים אחרים, חיידקים מסוגלים להשלים מחזורי רבייה מלאים בימים או שבועות שהם שורדים באטמוספירה, מה שהופך אותם למרכיב עיקרי במערכת האקולוגית של ביוטה באוויר. מחזורי הרבייה הללו תומכים בתיאוריה שלא הוכחה כיום כי ביו-ארוסולים של חיידקים יוצרים קהילות במערכת אקולוגית אטמוספרית.[2] הישרדותם של חיידקים תלויה בטיפות מים מערפל ועננים המספקים לחיידקים חומרים מזינים והגנה מפני אור UV.[5] ארבע קבוצות החיידקים הידועות שנמצאות בשפע בסביבות אווירוביות ברחבי העולם כוללות Bacillaceae, אקטינובקטריה, פרוטאובקטריה, ו Bacteroidetes.[8]

וירוסים

האוויר מעביר נגיפים ואחרים פתוגנים. מכיוון שנגיפים קטנים יותר מאשר ביואוירוסולים אחרים, יש להם פוטנציאל לעבור מרחקים נוספים. בסימולציה אחת, נגיף ונבג פטרייתי שוחררו בו זמנית מראש בניין; הנבג נע רק 150 מטר ואילו הנגיף עבר כמעט 200,000 קילומטרים אופקיים.[5]

במחקר אחד, תרסיסים (<5 מיקרומטר) המכילים SARS-CoV-1 ו SARS-CoV-2 נוצרו על ידי מרסס והוזנו לתוף גולדברג כדי ליצור סביבה אירוסולית. ה חיסון הניבו ספי מחזור בין 20 ל -22, בדומה לאלה שנצפו בדגימות בדרכי הנשימה האנושיות העליונות והתחתונות. SARS-CoV-2 נותר בר קיימא באירוסולים במשך 3 שעות, עם ירידה בכותרת הזיהום דומה ל- SARS-CoV-1. ה חצי חיים של שני הנגיפים באירוסולים היה 1.1 עד 1.2 שעות בממוצע. התוצאות מצביעות על כך שהעברת אירוסולים לשני הנגיפים היא סבירה, מכיוון שהם יכולים להישאר קיימא ומדבקים בתרסיסים מושעים במשך שעות ועל משטחים למשך ימים.[9]

אִבקָה

למרות היותם גדולים וכבדים יותר מביו-ארוסולים אחרים, מחקרים מסוימים מראים שניתן להעביר אבקה אלפי קילומטרים.[5] הם מקור עיקרי לאלרגנים המפוזרים ברוח, ומגיעים בעיקר משחרורים עונתיים מעשבים ועצים.[1] מרחק מעקב, הובלה, משאבים והפקת אבקה לסביבות יבשות וימיות שימושיים לפירוש רשומות אבקה.[1]

אוסף

הכלים העיקריים המשמשים לאיסוף ביואוירוסולים הם לוחות איסוף, אלקטרוסטטי אספנים, ספקטרומטרים מסה, ומשפיעים, נעשה שימוש בשיטות אחרות, אך הן ניסיוניות יותר.[8] מסנני פוליקרבונט (PC) זכו להצלחה המדויקת ביותר של דגימת חיידקים בהשוואה לאפשרויות אחרות של סינון PC.[10]

משפיעים שלב אחד

כדי לאסוף ביואירוסולים הנמצאים בטווח גודל ספציפי, ניתן לערום משפיעים כדי ללכוד את הווריאציה של חומר החלקיקים (PM). לדוגמא, ראש ממשלה10 המסנן מאפשר לגדלים קטנים יותר לעבור. זה דומה לגודל של שיער אדם. חלקיקים מופקדים על השקופיות, לוחות האגר או הקלטת בבסיס המכה. ה מלכודת נבגים של הירסט מדגם ב 10 ליטר לדקה (LPM) ויש לו שבשבת רוח שתדגימה תמיד לכיוון זרימת הרוח. חלקיקים שנאספו מושפעים על משטח זכוכית אנכי משומן בנפט.

וריאציות כגון מלכודת נבגים נפחית של 7 ימים תוכננו לדגימה רציפה באמצעות תוף מסתובב באטיות המפקיד חומר מושפע על סרט פלסטיק מצופה.[11] ה דוגם חיידקים מוטסים יכול לדגום בקצב של עד 700 LPM, מה שמאפשר לאסוף דגימות גדולות בזמן דגימה קצר. חומר ביולוגי מושפע ומופקד על צלחת פטרי מרופדת אגר, ומאפשרת להתפתח תרבויות.[12]

משפיעי אשד

בדומה למשפיעים שלב אחד בשיטות איסוף, משפיעי מפל יש חתכים בגודל מרובה (PM10, אחר הצהריים2.5), מה שמאפשר להפריד ביו-ארוסולים לפי הגודל. הפרדת חומר ביולוגי על ידי קוטר אווירודינמי הוא שימושי בשל טווחי גודל הנשלטים על ידי סוגים ספציפיים של אורגניזמים (קיימים חיידקים נעים בין 20-20 מיקרומטר ואבקת 10-100 מיקרומטר). ה אנדרסן קו משפיעי המפל משמשים ביותר לבדיקת חלקיקי אוויר.[13]

ציקלונים

א צִיקלוֹן הדגימה מורכבת מחדר מעגלי עם זרם אירוסול שנכנס דרך חריר משיק אחד או יותר. כמו פגז, דוגם ציקלון תלוי באינרציית החלקיק כדי לגרום לו להפקע על קיר הדגימה כאשר זרם האוויר מתעקל בתוך החדר. כמו השפעה, יעילות האיסוף תלויה בקצב הזרימה. ציקלונים נוטים פחות להקפיץ חלקיקים מאשר משפיעים ויכולים לאסוף כמויות גדולות יותר של חומר. הם גם עשויים לספק אוסף עדין יותר מאשר משפיעים, אשר יכול לשפר את ההתאוששות של מיקרואורגניזמים קיימא. עם זאת, לציקלונים נוטים להיות עקומות יעילות אוספים שהן פחות חדות ממפגעים, ופשוט יותר לתכנן פגז אשד קומפקטי בהשוואה למפל של דגמי ציקלון.[14]

עכבים

במקום לאסוף על מצע או לוחית אגר משומנת, פותחו אמפינגים להשפיע על ביואוירוסולים לנוזלים, כגון תמיסת מים ללא יונים או חיץ פוספט. יעילות האיסוף של אימפרינגס מוצגת על ידי ארליך ואח '. (1966) להיות בדרך כלל גבוה יותר מעיצובים דומים של פגעים בודדים. אימפרים זמינים מסחרית כוללים את AGI-30 (Ace Glass Inc.) ו- Biosampler (SKC, Inc).

משקעים אלקטרוסטטיים

משקעים אלקטרוסטטיים, ESP, זכו לאחרונה להתעניינות מחודשת[15] לביצוע דגימת ביואירוסול עקב יעילות הסרת החלקיקים היעילה ביותר ושיטת הדגימה עדינה יותר בהשוואה לפגיעה. ESPs מטעינים ומסירים חלקיקי אירוסול נכנסים מזרם אוויר על ידי שימוש בשדה אלקטרוסטטי לא אחיד בין שתי אלקטרודות, ובעוצמת שדה גבוהה. זה יוצר אזור של יונים בצפיפות גבוהה, פריקה של קורונה, שמטעינה טיפות אירוסול נכנסות, והשדה החשמלי מפקיד את חלקיקי המטען על משטח איסוף.

מכיוון שחלקיקים ביולוגיים מנותחים בדרך כלל באמצעות מבחנים מבוססי נוזלים (PCR, מבחני חיסון, בדיקת כדאיות ) עדיף לדגום ישירות לנפח נוזלי לניתוח במורד הזרם. לדוגמא, פרדון ואח '.[16] להראות דגימה של אירוסולים עד א מיקרו-נוזלי ממשק נוזל אוויר, ולדהאני ואח ',[17] להראות דגימה של מוטסים שַׁפַעַת עד טיפת נוזלים קטנה. השימוש בנוזלים בנפח נמוך הוא אידיאלי למזעור דילול הדגימה, ויש בו פוטנציאל להיות זוג מעבדה על שבב טכנולוגיות למהירות נקודת טיפול אָנָלִיזָה.

מסננים

מסננים משמשים לעתים קרובות לאיסוף ביואוירוסולים בגלל פשטותם ועלותם הנמוכה. אוסף מסננים שימושי במיוחד לדגימת ביואירוסול אישית מכיוון שהם קלילים ולא פולשניים. ניתן להקדים למסננים כניסה סלקטיבית לגודל, כגון ציקלון או פגז, כדי להסיר חלקיקים גדולים יותר ולספק סיווג גודל של חלקיקי הביואירוסול.[14] מסנני אירוסול מתוארים לעיתים קרובות באמצעות המונח "גודל נקבוביות" או "קוטר נקבוביות שווה ערך". שים לב שגודל נקבוביות המסנן אינו מציין את גודל החלקיקים המינימלי שייאסף על ידי המסנן; למעשה, מסנני אירוסול בדרך כלל יאספו חלקיקים קטנים בהרבה מגודל הנקבוביות הנקוב.[18]

מנגנוני תחבורה

פליטת ביואוירוסולים לאטמוספרה

ביואירוסולים מוחדרים בדרך כלל לאוויר באמצעות מערבולת רוח מעל פני השטח. ברגע שהם מוטסים הם בדרך כלל נשארים בשכבת הגבול הפלנטרית (PBL), אך במקרים מסוימים מגיעים לטרופוספירה העליונה ולסטרטוספירה.[19] ברגע שהם באווירה, הם יכולים להיות מועברים באופן מקומי או גלובלי: דפוסי רוח / עוצמות נפוצות אחראים לפיזור מקומי, בעוד שסופות טרופיות ופלומות אבק יכולות להעביר ביואוירוסולים בין יבשות.[2] על פני משטחי האוקיאנוס נוצרים ביואוירוסולים באמצעות ספריי ים ובועות.[5]

הובלה בקנה מידה קטן באמצעות עננים

הידע על ביואוירוסולים עיצב את הבנתנו את המיקרואורגניזמים ואת ההבדל בין חיידקים, כולל פתוגנים מוטסים. בשנות השבעים התרחשה פריצת דרך בפיזיקה האטמוספירה ובמיקרוביולוגיה כאשר גרעין קרח זוהו חיידקים.[20]

הריכוז הגבוה ביותר של ביואוירוסולים נמצא ליד פני כדור הארץ ב- PBL. כאן מערבולת רוח גורמת לערבוב אנכי, המביא חלקיקים מהקרקע לאטמוספירה. ביואירוסולים שמכניסים לאטמוספירה יכולים ליצור עננים, אשר מועפים למקומות גיאוגרפיים אחרים ומשקעים כגשם, ברד או שלג.[2] רמות מוגברות של bioaerosols נצפו ביערות הגשם במהלך ואחרי אירועי הגשם. חיידקים ופיטופלנקטון מסביבות ימיות נקשרו להיווצרות ענן.[1]

עם זאת, מאותה סיבה, לא ניתן להעביר ביואירוזולים למרחקים ארוכים ב- PBL מכיוון שהעננים יזרזו אותם בסופו של דבר. יתר על כן, יידרשו מערבוליות או הסעה נוספת בגבולות העליונים של ה- PBL כדי להזריק ביואירוסולים לטרופוספירה, לשם הם עשויים להעביר מרחקים גדולים יותר כחלק מהזרימה הטרופוספרית. זה מגביל את ריכוז הביואוירוסולים בגבהים אלה.[1]

טיפות ענן, גבישי קרח ומשקעים משתמשים בביואורוסולים כגרעין בו מים או גבישים יכולים להיווצר או להחזיק את פני השטח שלהם. אינטראקציות אלה מראות כי חלקיקי אוויר יכולים לשנות את מחזור הידרולוגי, תנאי מזג האוויר, ובליה ברחבי העולם. שינויים אלה יכולים להוביל לתופעות כגון מדבור שמוגדל בתזוזות אקלים. ביואורוסולים משתלבים גם כאשר אוויר וטהור וטהור נפגשים, ומשנים את הראות ו / או את איכות האוויר.

הובלה בקנה מידה גדול באמצעות נזקי אבק

תמונות לוויין מראות כי סופות מעל מדבריות אוסטרליה, אפריקה ואסיה יוצרות פלומות אבק שיכולות להוביל אבק לגבהים של מעל 5 ק"מ מעל פני כדור הארץ. מנגנון זה מעביר את החומר באלפי קילומטרים משם, ואף מעביר אותו בין יבשות. מחקרים מרובים תמכו בתיאוריה לפיה ניתן לשאת ביואירוזולים יחד עם אבק.[21][22] מחקר אחד הגיע למסקנה כי סוג של חיידקים מוטסים הנמצאים באבק מדברי מסוים נמצא באתר 1,000 ק"מ ברוח.[2]

דרכים אפשריות בקנה מידה עולמי לביואירוסולים באבק כוללים:

  • סופות מעל צפון אפריקה גוברות אבק, ואז ניתן לפוצץ אותו מעבר לאוקיינוס ​​האטלנטי לאמריקה, או צפונה לאירופה. לתחבורה טרנס-אטלנטית יש שינוי עונתי ביעד האבק: צפון אמריקה במהלך הקיץ ודרום אמריקה במהלך החורף.
  • אבק ממדבריות גובי וטקלאמקאן מועבר לצפון אמריקה, בעיקר באביב חצי הכדור הצפוני.
  • אבק מאוסטרליה מתבצע לאוקיאנוס השקט, עם אפשרות להיות מופקד בניו זילנד.[22]

פיזור קהילתי

הובלה והפצה של ביואירוסול אינם עקביים ברחבי העולם. בעוד שביואורוסולים עשויים לנוע אלפי קילומטרים לפני התצהיר, מרחק הנסיעה והכיוון האולטימטיבי שלהם תלוי בגורמים מטאורולוגיים, פיזיקליים וכימיים. מחקר אחד ייצר מפת חיידקים / פטריות מוטסות של ארצות הברית ממדידות תצפיתיות, וכתוצאה מכך פרופילים קהילתיים של ביואירוסולים אלה נקשרו pH בקרקע, משקעים שנתיים ממוצעים, תפוקה ראשונית נטו, וטמפרטורה שנתית ממוצעת, בין יתר הגורמים.[23]

השפעות ביו-כימיות

ביואירוסולים משפיעים על מגוון של ביוכוכימיה מערכות על פני כדור הארץ הכוללות, אך לא רק, מערכות אקולוגיות אטמוספריות, יבשות וימיות. ככל שמערכות היחסים הללו ארוכות שנים, נושא הביואורוסולים אינו ידוע במיוחד.[24][25] ביואירוסולים יכולים להשפיע על אורגניזמים במגוון דרכים, כולל השפעה על בריאותם של אורגניזמים חיים באמצעות אלרגיות, הפרעות ומחלות. בנוסף, התפלגות הביו-ארוסולים של האבקה והנבג תורמת למגוון הגנטי של אורגניזמים על פני בתי גידול מרובים.[1]

היווצרות ענן

מגוון של bioaerosols עשוי לתרום גרעיני עיבוי ענן או ענן גרעיני קרח, רכיבי ביואירוסול אפשריים הם תאים חיים או מתים, שברי תאים, היפות אבקה או נבגים.[1] היווצרות עננים ומשקעים הם מאפיינים מרכזיים של מחזורים הידרולוגיים רבים אליהם קשורות מערכות אקולוגיות. בנוסף, כיסוי ענן עולמי הוא גורם משמעותי בסך הכל תקציב קרינה ולכן הטמפרטורה של כדור הארץ.

ביואירוסולים מהווים חלק קטן מסך גרעיני התעבות העננים באטמוספירה (בין 0.001% ל -0.01%) ולכן ההשפעה הגלובלית שלהם (כלומר תקציב הקרינה) מוטלת בספק. עם זאת, ישנם מקרים ספציפיים בהם ביואוירוסולים עשויים להוות חלק משמעותי מהעננים באזור. אלו כוללים:

  • אזורים בהם ישנה ענן בטמפרטורות מעל -15 מעלות צלזיוס מכיוון שחלק מהחיידקים פיתחו חלבונים המאפשרים להם לגרעין קרח בטמפרטורות גבוהות יותר.
  • אזורים מעל אזורים צמחיים או בתנאים מרוחקים שבהם האוויר מושפע פחות מפעילות אנתרופוגנית.
  • סמוך לאוויר פני השטח באזורים ימיים מרוחקים כמו האוקיאנוס הדרומי שבו ריסוס ים עשוי להיות נפוץ יותר מאשר אבק המועבר מיבשות.[1]

אוסף של חלקיקי ביואירוסול על פני שטח נקרא תַצהִיר. סילוק חלקיקים אלה מהאטמוספירה משפיע על בריאות האדם בכל הנוגע לאיכות האוויר ומערכות הנשימה.[1]

אגמים אלפיניים בספרד

אגמים אלפיים שנמצאים באזור הפירנאים המרכזיים בצפון מזרח ספרד אינם מושפעים מגורמים אנתרופוגניים שהופכים אותם אוליגוטרופי אגמים אינדיקטורים אידיאליים עבור קלט משקעים ושינוי סביבתי. חומר אורגני מומס וחומרי הזנה מהובלת אבק יכולים לסייע לחיידקים לצמיחה וייצור במים מזינים דלים. בתוך הדגימות שנאספו של מחקר אחד, התגלה מגוון גבוה של מיקרואורגניזמים מוטסים והיו בעלי דמיון חזק לקרקעות מאוריטיות למרות סופות האבק הסהריות שהתרחשו בזמן הגילוי.[26]

מיני אוקיינוס ​​מושפעים

הסוגים והגדלים של bioaerosols משתנים בסביבות ימיות ומתרחשים בעיקר בגלל פריקה רטובה הנגרמת על ידי שינויים לחץ אוסמוטי אוֹ מתח פנים. סוגים מסוימים של bioaerosols שמקורם ימי מפרישים פריקות יבשות של נבגי פטרייה המועברים על ידי הרוח.[1]

מקרה אחד של השפעה על מינים ימיים היה גסיסת 1983 מקריביים אוהדי ים ו קיפודי ים בקורלציה עם סופות אבק שמקורן באפריקה. מתאם זה נקבע על ידי עבודתם של מיקרוביולוגים וא ספקטרומטר מיפוי אוזון כולל, שזיהו חיידקים, וירוסים וביואירוזולים פטרייתיים בענני האבק שנעקבו אחר האוקיאנוס האטלנטי.[27] מקרה נוסף לכך התרחש בשנת 1997 כאשר אל ניניו השפיע אולי על דפוסי רוח המסחר העונתיים מאפריקה לברבדוס, וכתוצאה מכך מתים דומים. מופעי דוגמנות כמו אלה יכולים לתרום לחיזויים מדויקים יותר לאירועים עתידיים.[28]

התפשטות מחלות

אירוסוליזציה של חיידקים באבק תורמת רבות להובלת פתוגנים חיידקיים. מקרה ידוע של התפרצות מחלה על ידי ביואירוסול היה התפרצות דלקת קרום המוח של המנינגוקוק באפריקה שמדרום לסהרה, אשר נקשרה לסופות אבק בעונות יבשות.

לפי הדיווחים, התפרצויות אחרות נקשרו לאירועי אבק כולל מיקופלזמה דלקת ריאות ו שַׁחֶפֶת.[2] דוגמה נוספת לבעיות בריאותיות המופצות על ידי ביואירוסול הייתה עלייה בבעיות נשימה אנושיות של תושבי האזור הקריבי, אשר נגרמו עקב עקבות של מתכות כבדות, ביואירוסולים מיקרואורגניזמים וחומרי הדברה המועברים באמצעות ענני אבק שעוברים מעל האוקיאנוס האטלנטי.[27][29]

מקורות נפוצים לביואורוסולים כוללים אדמה, מים וביוב. ביואירוסולים יכולים להעביר מיקרוביאלית פתוגנים, אנדוטוקסינים, ו אלרגנים[30] ויכולים להפריש גם אנדוטוקסינים וגם exotoxins. Exotoxins יכול להיות מסוכן במיוחד כאשר מועברים דרך האוויר ומפיצים פתוגנים שאנשים רגישים אליהם. ציאנובקטריה הם פוריים במיוחד בהתפלגות הפתוגנים שלהם ונמצאים בשפע בסביבות היבשה וגם בסביבת המים.[1]

מחקר עתידי

התפקיד הפוטנציאלי של ביואירוסולים בשינויי אקלים מציע שפע של אפשרויות מחקר. תחומי מחקר ספציפיים כוללים ניטור השפעות ביואירוסול על מערכות אקולוגיות שונות ושימוש בנתונים מטאורולוגיים לחיזוי שינויים במערכת האקולוגית.[5] קביעת אינטראקציות עולמיות אפשרית באמצעות שיטות כמו איסוף דגימות אוויר, מיצוי DNA מ bioaerosols, ו הגברת PCR.[21]

פיתוח מערכות דוגמנות יעילות יותר יפחית את התפשטות מחלות האדם ויתרום לגורמים כלכליים ואקולוגיים.[2] כלי דוגמנות אטמוספרי הנקרא מערכת דוגמאות פיזור אטמוספרי (ADMS 3 ) נמצא כעת בשימוש למטרה זו. ה- ADMS 3 משתמש דינמיקת נוזלים חישובית (CFD) לאיתור אזורים בעייתיים פוטנציאליים, למזער את התפשטותם של פתוגנים ביואירוזוליים מזיקים כוללים מעקב אחר התרחשויות.[2]

מערכות אקולוגיות יש מגוון של דרכי מחקר עתידיות פוטנציאליות בתחום הביואירוסולים. זיהוי קרקעות שהידרדרו עשוי לזהות מקורות לפתוגנים של צמחים או בעלי חיים.[4]

ראה גם

הפניות

  1. ^ א ב ג ד ה f ז ח אני j k l פרוהליך-נובויסקי, ג'נין; קמפף, כריסטופר י. וובר, בטינה; הופמן, ג'יי אלכס; פולקר, כריסטופר; Andreae, Meinrat O .; לנג-יונה, נעמה; Burrows, Susannah M .; Gunthe, Sachin S. (2016-12-15). "ביואוירוסולים במערכת כדור הארץ: אינטראקציות בין אקלים, בריאות ומערכת אקולוגית". מחקר אווירה. 182: 346–376. ביבקוד:2016 AtmRe.182..346F. דוי:10.1016 / j.atmosres.2016.07.018.
  2. ^ א ב ג ד ה f ז ח אני j k Smets, Wenke; מורטי, סרינה; דניס, זיגפריד; לבר, שרה (2016). "חיידקים מוטסים באטמוספירה: נוכחות, מטרה ופוטנציאל". סביבה אטמוספרית. 139: 214–221. ביבקוד:2016 AtmEn.139..214S. דוי:10.1016 / j.atmosenv.2016.05.038.
  3. ^ דרווין, צ'רלס (4 ביוני 1845). "חשבון של האבק העדין שנופל לעיתים קרובות על כלים באוקיאנוס האטלנטי". כתב עת רבעוני של החברה הגיאולוגית. 2 (1–2): 26–30. דוי:10.1144 / GSL.JGS.1846.002.01-02.09. ISSN  0370-291X. S2CID  131416813.
  4. ^ א ב אקוסטה-מרטינז, וי. ואן פלט, ש. מור-קוצ'רה, י. באדוק, מ.ק.; זובק, ט.מ. (2015). "מיקרוביולוגיה של משקעים שנשחקו ברוח: ידע עכשווי וכיווני מחקר עתידיים" (PDF). מחקר איאולי. 24 (4): 203. דוי:10.1007 / s10453-008-9099-x. S2CID  83705988.
  5. ^ א ב ג ד ה f ז נוניז, אנדרס; עמו דה פז, גיירמו; רסטרוג'ו, אלברטו; גרסיה, אנה מ.; אלקמי, אנטוניו; גוטיירז-בוסטילו, א 'מונסראט; מורנו, דייגו א '(2016-03-01). "ניטור חלקיקים ביולוגיים מוטסים באווירה חיצונית. חלק 1: חשיבות, שונות ויחסים". מיקרוביולוגיה בינלאומית. 19 (1): 1–13. דוי:10.2436/20.1501.01.258. ISSN  1139-6709. PMID  27762424.
  6. ^ ברנדל, הלמוט; ואח '. (2008). "דפוסים דינמיים קצרי טווח של יצירת ביואירוזול ותזוזה בסביבה מקורה" (PDF). אירוביולוגיה. 24 (4): 203–209. דוי:10.1007 / s10453-008-9099-x. S2CID  83705988.
  7. ^ טאנג, ג'וליאן וו (06-06-2009). "ההשפעה של פרמטרים סביבתיים על הישרדותם של גורמי זיהום מוטסים". כתב העת של ממשק החברה המלכותית. 6 (ספק 6): S737 – S746. דוי:10.1098 / rsif.2009.0227.focus. ISSN  1742-5689. PMC  2843949. PMID  19773291.
  8. ^ א ב דאסגופטה, פורננדו ק.; Poruthoor, Simon K. (2002). "פרק 6 מדידה אוטומטית של הרכב החלקיקים האטמוספרי". כימיה אנליטית מקיפה. 37: 161–218. דוי:10.1016 / S0166-526X (02) 80043-5. ISBN  978-0444505101 - באמצעות ScienceDirect (Elsevier B.V.).
  9. ^ Neeltjevan Doremalen, Dylan H.Morris, Myndi G. Holbrook et al: אירוסול ויציבות פני השטח של SARS-CoV-2 בהשוואה ל- SARS-CoV-1 כתב העת לרפואה של ניו אינגלנד, אפריל 2020.
  10. ^ וואנג, צ'י-הסון; חן, שעועית ת; האן, בור-צ'נג; ליו, אנדרו צ'י-יו; תלויים, פו-חן; צ'ן, צ'י-יונג; צ'או, הסינג יסמין (2015). "הערכה בשטח של שיטות דגימה אישיות עבור ביו-ארוסולים מרובים". PLOS ONE. 10 (3): e0120308. ביבקוד:2015PLoSO..1020308W. דוי:10.1371 / journal.pone.0120308. PMC  4370695. PMID  25799419.
  11. ^ "מכשירים ומכשירים מיקולוגיים / אנטומולוגיים". www.burkard.co.uk. הועבר לארכיון מ המקורי בתאריך 2016-10-17. הוחזר 2017-03-15.
  12. ^ וינסנט, ג'יימס ה '(2007). דגימת אירוסול: מדע, תקנים, מכשור ויישומים. ג'ון ווילי ובניו. ISBN  978-0470060223.
  13. ^ "Andersen Cascade Impactor (ACI)". www.copleyscientific.com.
  14. ^ א ב וויליאם ג 'לינדזי; ברט ג'י גרין; פרנסואז מ 'בלאצ'ר; סטיבן ב. מרטין; חוק ברנדון פ. פול ג'נסן; מילי פ 'שפר (מרץ 2017). "דגימה ואפיון של ביואוירוסולים" (PDF). מדריך NIOSH לשיטות אנליטיות. הוחזר 28 במרץ, 2018.
  15. ^ מיינליס, גדימינאס; וילקה, קלאוס; אדחיקארי, אטין; רופונן, טיינה; גרינשפון, סרגיי א '(2002-11-01). "יעילות תכנון ואיסוף של ממזר אלקטרוסטטי חדש לאוסף ביואירוסול". אירוסול מדע וטכנולוגיה. 36 (11): 1073–1085. ביבקוד:2002AerST..36.1073 מ '. דוי:10.1080/02786820290092212. ISSN  0278-6826. S2CID  97556443.
  16. ^ סליחה, גאספארד; לדחאני, לילה; סנדסטרום, ניקלאס; אטורי, מקסים; לובוב, גלב; ואן דר וינגארט, ווטר (01/06/2015). "דגימת אירוסול באמצעות משקע אלקטרוסטטי משולב בממשק מיקרו-נוזלי". חיישנים ומפעילים ב ': כימי. 212: 344–352. דוי:10.1016 / j.snb.2015.02.008.
  17. ^ לדחאני, לילה; סליחה, גאספארד; מיווס, האן; ווסנבק, ליזבת ואן; שמידט, קריסטיאן; סטיובר, ליוון; Wijngaart, Wouter van der (28/03/2017). "דגימה וגילוי של נגיף שפעת מוטס כלפי יישומי נקודת טיפול". PLOS ONE. 12 (3): e0174314. ביבקוד:2017PLoSO..1274314L. דוי:10.1371 / journal.pone.0174314. ISSN  1932-6203. PMC  5369763. PMID  28350811.
  18. ^ "סינון גודל הנקבוביות ואיסוף דגימת אירוסול" (PDF). מדריך NIOSH לשיטות אנליטיות. אפריל 2016. הוחזר 2 באפריל, 2018.
  19. ^ סמית ', דייוויד ג'. תאקרר, פריטל י. בהרט, אנתוני א. דוקוס, אדם ז '; קיני, תרזה ל '; ג'יימס, ליאנדרו מ.; ליין, מייקל א .; חודאד, כריסטינה ל.; מגווייר, פינליי (31-12-2014). "מטען מבוסס בלון לחשיפת מיקרואורגניזמים בסטרטוספירה (E-MIST)". חקר הכבידה והחלל. 2 (2). ISSN  2332-7774.
  20. ^ כריסטנר, ברנט סי (2012). "מעונן עם סיכוי לחיידקים: חיידקים יבשתיים הנסחפים לעננים יכולים לזרז את הקפאת המים ועלולים להשפיע על המשקעים בקנה מידה עולמי". חַידַק.
  21. ^ א ב סמית ', דייוויד ג'. טימונן, הילקה י.; ג'פה, דניאל א .; גריפין, דייל וו; בירמלה, מישל נ.; פרי, קווין די; וורד, פיטר ד. רוברטס, מייקל ס. (2013). "פיזור בין יבשות של חיידקים וארכאים על ידי רוחות טרנספציפיות". מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. 79 (4): 1134–1139. דוי:10.1128 / aem.03029-12. PMC  3568602. PMID  23220959.
  22. ^ א ב קלוג, כריסטינה א. גריפין, דייל וו. (2006). "אירוביולוגיה והובלה עולמית של אבק מדברי". מגמות באקולוגיה ואבולוציה. 21 (11): 638–644. דוי:10.1016 / j.tree.2006.07.004. PMID  16843565.
  23. ^ ברברן, אלברט; לדאו, יהושע; לף, ג'ונתן וו .; פולארד, קתרין ס. מנינגר, הולי ל. דאן, רוברט ר .; פיירר, נח (2015-05-05). "התפלגויות בקנה מידה קונטיננטלי של חיידקים ופטריות הקשורות לאבק". הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית של אמריקה. 112 (18): 5756–5761. ביבקוד:2015PNAS..112.5756B. דוי:10.1073 / pnas.1420815112. ISSN  1091-6490. PMC  4426398. PMID  25902536.
  24. ^ קרוצן, פול י. סטורמר, יוג'ין פ. (2000). "האנתרופוקן"". העלון הבינלאומי לתוכנית הגאוספירה –ביוספרה.
  25. ^ קרוצן, פול ג'יי (2002-01-03). "גאולוגיה של האנושות". טֶבַע. 415 (6867): 23. ביבקוד:2002 טבע 415 ... 23 ג. דוי:10.1038 / 415023a. ISSN  0028-0836. PMID  11780095. S2CID  9743349.
  26. ^ ברברן, אלברט; הנלי, ג'סיקה; נלהב יותר, נח; קזמאור, אמיליו או (15/07/2014). "מבנה, הישנות בין-שנתית וקישוריות בקנה מידה עולמי של קהילות מיקרוביאליות מוטסות". מדע הסביבה הכוללת. 487: 187–195. ביבקוד:2014ScTEn.487..187B. דוי:10.1016 / j.scitotenv.2014.04.030. PMID  24784743.
  27. ^ א ב J., Schmidt, Laurie (2001-05-18). "כשהאבק מסתדר: מאמרים עלילתיים". earthobservatory.nasa.gov.
  28. ^ פרוספרו, ג'וזף מ.; להבים, אדמונד; מתיסון, ג'ורג '; נאידו, רעננה (2005). "הובלה בין-כדורית של פטריות וחיידקים קיימא מאפריקה לקריביים עם אבק קרקע" (PDF). אירוביולוגיה. 21: 1–19. דוי:10.1007 / s10453-004-5872-7. S2CID  16644704.
  29. ^ "ענני אבק אפריקאיים מדאיגים מדענים קריביים". משקיפה בג'מייקה.
  30. ^ פילאי, סורש ד; ריקה, סטיבן סי (2002). "ביואירוסולים מפסולת עירונית ובעלי חיים: רקע ונושאים עכשוויים". כתב העת הקנדי למיקרוביולוגיה. 48 (8): 681–696. דוי:10.1139 / w02-070. PMID  12381025.

קישורים חיצוניים