一项新的研究表明，水分暴露会影响大规模木材表面的微生物群落和挥发性有机化合物（VOC）的排放，这对于其在如医疗设施等敏感室内环境中的使用提供了重要的见解。
这项发表在《Frontiers in Microbiomes》上的研究调查了在受控室内条件下，表面微生物和挥发性有机化合物（VOC）对湿度变化的反应。研究人员使用消毒塑料微宇宙中密封的交叉层压木材（CLT）块来模拟现实世界的环境条件，并跟踪随时间推移的微生物和化学变化。
背景
由于质量轻、碳足迹低且可再生，交叉层压木材（CLT）等大规模木材产品正越来越多地用于可持续建筑中。然而，对于那些有严格卫生要求的行业——如医疗保健、兽医护理和食品生产——在室内使用木材仍持谨慎态度。他们的担忧主要集中在木材对水分的反应上，特别是它是否会促进微生物生长或释放有害化合物。
为了减轻这些风险，木材表面通常涂有保护涂层。这些处理有助于防水，但也可能引入一些可能影响空气质量的VOC。即使是未经处理的木材也会自然释放VOC，其中一些具有抗菌效果。然而，当木材变湿时，尤其是在封闭的室内条件下，它可能会释放更多的VOC并支持微生物活动。
尽管已知这些问题，但很少有研究追踪在现实室内环境中湿润后大规模木材表面微生物群落的变化，特别是在细菌、古菌和病毒群体方面，这些常常被忽略而倾向于真菌的研究。
研究方法
为探索这一点，俄勒冈大学“建筑环境健康研究所”的一个团队于2020年10月至2021年4月期间进行了一项研究。他们在乙醇消毒的塑料微宇宙内测试了涂层和未涂层的CLT块，以模拟温度、湿度和通风都受到严格控制的室内条件。
该研究分为四个阶段：涂层和脱气、干燥微生物定植、湿润（持续三个时间段）以及湿润后的恢复期。研究人员在木材表面接种了合成微生物混合物，并在每个阶段跟踪微生物活性和VOC排放情况。
VOC水平通过气相色谱-质谱法（GC-MS）进行测量，而微生物组成则通过定量PCR和鸟枪法宏基因组学分析。数据使用R统计环境进行处理。
主要发现
在微生物接种后，VOC排放量立即上升，然后随着时间推移下降——除了在湿润阶段，此时水平暂时趋于平稳。未涂层的木材主要释放萜烯类物质，而涂层样本还释放出通常在塑料和溶剂中发现的合成化合物。一种VOC——丙酮酸——在所有接种样本中均大量出现。
细菌DNA占所识别序列的99%以上。令人惊讶的是，即使只有塑料的对照室也比木材样本含有更多的活菌。在湿润之前，表面类型对微生物组成的影响不大；湿润之后，表面材料发挥了更大的作用。
湿润略微增加了未涂层木材的VOC排放并改变了微生物组成。然而有趣的是，总体细菌活性实际上在接触水分后下降。这些微生物变化与VOC输出之间没有明显的关联，这表明还有其他因素——可能是涂层化学成分或微生物活性水平——也在起作用。
在整个为期112天的研究过程中，VOC排放量大幅下降——涂层木材减少了超过99%，未涂层木材减少了约90%——这表明即使在水分事件发生后，大规模木材的排放也可能随时间稳定下来。
未来方向
这项研究揭示了水分和表面处理如何影响大规模木材在室内环境中的性能。然而，仍然存在局限性：低微生物生物量需要合并一些样本，而用于湿润的水也引入了一些变异性。
展望未来，研究人员建议研究更多种类的涂层，绘制与VOC产生相关的微生物代谢途径，并改进多孔木材表面的采样技术。
参考文献
Mhuireach, G. É. et al. (2025). Effects of wetting events on mass timber surface microbial communities and VOC emissions: implications for building operation and occupant well-being. Frontiers in Microbiomes, 4. DOI: 10.3389/frmbi.2025.1395519,
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撰写人：
Nidhi Dhull
Nidhi Dhull是一位自由科学作家、编辑和评论员，拥有物理学博士学位。Nidhi在材料科学领域有丰富的研究经验。她的研究主要集中在薄膜的生物传感应用上。在攻读博士学位期间，她开发了一种无创皮质醇激素免疫传感器和一种基于纸张的大肠杆菌细菌生物传感器。她的作品已在Elsevier和Taylor & Francis等知名出版社的权威期刊上发表。她还对一些待审专利做出了重大贡献。
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