杭州市西湖景区空气微生物特征研究
这是一篇关于空气细菌,空气真菌,浓度分布,粒径分布,菌落结构,高通量测序的论文, 主要内容为空气微生物在城市生态系统中起着非常重要的作用,其与环境质量、人们的生活品质及健康状况密切相关。本研究以杭州市西湖景区为例,选取了西湖景区的柳浪闻莺(Orioles Singing in the Willows,OSW)、宝石流霞(Precious Stone Hill Floating in Rosy Clouds,PSHFRC)、断桥残雪(Lingering Snow on the Broken Bridge,LSBB)和花港观鱼(Viewing Fish at Flower Pond,VFFP)4个典型景点作为研究样点,利用传统可培养法、高通量测序和生物信息学分析方法,使用Anderson空气生物粒子采样器和Coriolisμ液体空气生物粒子取样器研究了的空气微生物浓度与粒径变化规律及群落结构特征,为控制西湖景区空气生物性污染和为相关管理部门制定环境政策法规提供理论指导和参考依据。西湖景区空气微生物浓度平均值为609 CFU/m3,空气细菌的浓度为107CFU/m3,空气真菌的浓度为502 CFU/m3,其中空气真菌占总空气微生物的80.0%。在4个景点中,OSW的空气微生物浓度最高,为695 CFU/m3,PSHFEC的空气微生物浓度最低,为572 CFU/m3。各景点的空气微生物中空气真菌占比也都不相同,其中OSW的空气真菌含量最高,占87.0%,LSBB的空气真菌含量最低,占73.0%。西湖景区的空气微生物浓度随春夏秋冬的季节推进而减少,冬季到达最低。西湖景区空气细菌则在春秋两季都很高,分别为142 CFU/m3和136 CFU/m3,在冬季最低,为56 CFU/m3。在4个景点中,LSBB的空气细菌浓度最高,为148CFU/m3,OSW的空气细菌浓度最低,为97 CFU/m3。空气细菌的粒径分布呈现偏态分布,在>8.2μm级的粒径捕获率最多,超30.0%。在门水平上,4个景点中的相对含量最多的3个门都是Proteobacteria,Firmicutes和Bacteroidetes。在属水平上各景点中的优势菌属的含量虽各自有显著差异,但每个样点中的最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Aeromonas,占到PSHFRC总菌属数的20.88%,LSBB相对含量最多的菌属是Ralstonia,占LSBB总菌属数的56.41%,VFFP相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到VFFP总菌属数的20.87%,OSW相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到OSW总菌属数的16.04%。西湖景区空气真菌在春季最高,为745 CFU/m3,在冬季最低,为256 CFU/m3。在4个景点中,OSW的真菌浓度最高,为619 CFU/m3,LSBB的真菌浓度是最低的,为394 CFU/m3。在4个景点中,OSW的空气真菌浓度最高,为619 CFU/m3,LSBB的空气真菌浓度最低,为394 CFU/m3。气真菌的粒径分布呈现正态分布,在3.0～6.0μm、2.0～3.5μm和1.0～2.0μm级的粒径捕获率占了空气真菌整体的近80.0%。空气真菌在属水平上各景点的优势菌属含量虽有显著差异,但是每个样点最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Penicillium,占PSHFRC总菌属数的18.75%,LSBB相对含量最多的菌属是Cladosporium,占到LSBB总菌属数的22.08%,VFFP相对含量最多的菌属是Rhizopus,占到VFFP总菌属数的39.98%,OSW相对含量最多的菌属是Penicillium占到OSW总菌属数的37.17%。对空气细菌进行α多样性分析,得到PSHFRC的空气微生物丰度相对较低但均匀度较高,比较各样点不同季节α多样性指数,发现春季空气微生物丰度较低但均匀度较高但单个菌群含量较低,秋季相对空气微生物丰度较高而均与度较低。对空气细菌进行β分析,得到秋季中OSW和VFFP相似,LSBB和其他3个样点相似度最低。这可能由于PSHFRC和VFFP空气微生物菌群特征也相似;而OSW在空气微生物丰度和多样性上与其他样点差异性较大。通过PCA分析,发现OSW和LSBB的PCA差异性较大,PSHFRC和VFFP的差异性较小。
西安市南郊空气中PM2.5及其重金属污染特征研究
这是一篇关于PM2.5,PM10,采暖期,粒径分布,气象因子,重金属,健康的论文, 主要内容为本文以西安建筑科技大学2007年11月-2008年10月以及2008-2009年采暖期PM2.5的日均监测值为基础数据,对西安市南郊的PM2.5各种分布特征及气象因子的影响作了相关分析,并对PM2.5中的Pb、Ni、Cd三种重金属进行了分析,探讨了其来源、对人体健康的影响以及污染防治对策。 PM2.5和PM10的月平均浓度分布呈现的趋势大致相似,PM2.5在PM10中所占的比例较大且稳定,平均值为72%,各个季节PM2.5和PM10的平均浓度大致为:冬季＞秋季＞春季＞夏季;PM2.5在采暖期的日浓度分布状况呈现出一定的规律,大致出现两个高峰期,分别为12点至15点,21点至24点;西安市南郊非采暖期和采暖期PM2.5的平均浓度分别为63.43μg/m3和108.95μg/m3,分别是美国PM2.5空气质量标准的4.23倍和7.26倍;PM2.5的粒径集中在0.375μm-2.423μm之间。 PM2.5的质量浓度同各种气象条件关系密切:PM2.5与总云量和湿度呈正相关性,而与气压、气温、日照时数、辐射量、风速和能见度都呈现负相关性。其中,辐射量和相对湿度对PM2.5的质量浓度影响很大,而PM2.5的质量浓度高低对能见度有着很大的影响,使其大大降低。 采样期间各种重金属的平均浓度有较大差异,其中Pb的平均浓度为0.266μg/m3,Ni的平均浓度为0.013μg/m3,Cd的平均浓度为0.006μg/m3,Pb的浓度明显要高于Ni和Cd;通过富集因子法对重金属的来源进行分析,得出Pb和Cd主要来自人为贡献,而Ni主要来自于自然源;分析了重金属对人体健康的危害并指出了相关的污染防治对策。
西安市南郊空气中PM2.5及其重金属污染特征研究
这是一篇关于PM2.5,PM10,采暖期,粒径分布,气象因子,重金属,健康的论文, 主要内容为本文以西安建筑科技大学2007年11月-2008年10月以及2008-2009年采暖期PM2.5的日均监测值为基础数据,对西安市南郊的PM2.5各种分布特征及气象因子的影响作了相关分析,并对PM2.5中的Pb、Ni、Cd三种重金属进行了分析,探讨了其来源、对人体健康的影响以及污染防治对策。 PM2.5和PM10的月平均浓度分布呈现的趋势大致相似,PM2.5在PM10中所占的比例较大且稳定,平均值为72%,各个季节PM2.5和PM10的平均浓度大致为:冬季＞秋季＞春季＞夏季;PM2.5在采暖期的日浓度分布状况呈现出一定的规律,大致出现两个高峰期,分别为12点至15点,21点至24点;西安市南郊非采暖期和采暖期PM2.5的平均浓度分别为63.43μg/m3和108.95μg/m3,分别是美国PM2.5空气质量标准的4.23倍和7.26倍;PM2.5的粒径集中在0.375μm-2.423μm之间。 PM2.5的质量浓度同各种气象条件关系密切:PM2.5与总云量和湿度呈正相关性,而与气压、气温、日照时数、辐射量、风速和能见度都呈现负相关性。其中,辐射量和相对湿度对PM2.5的质量浓度影响很大,而PM2.5的质量浓度高低对能见度有着很大的影响,使其大大降低。 采样期间各种重金属的平均浓度有较大差异,其中Pb的平均浓度为0.266μg/m3,Ni的平均浓度为0.013μg/m3,Cd的平均浓度为0.006μg/m3,Pb的浓度明显要高于Ni和Cd;通过富集因子法对重金属的来源进行分析,得出Pb和Cd主要来自人为贡献,而Ni主要来自于自然源;分析了重金属对人体健康的危害并指出了相关的污染防治对策。
杭州市西湖景区空气微生物特征研究
这是一篇关于空气细菌,空气真菌,浓度分布,粒径分布,菌落结构,高通量测序的论文, 主要内容为空气微生物在城市生态系统中起着非常重要的作用,其与环境质量、人们的生活品质及健康状况密切相关。本研究以杭州市西湖景区为例,选取了西湖景区的柳浪闻莺(Orioles Singing in the Willows,OSW)、宝石流霞(Precious Stone Hill Floating in Rosy Clouds,PSHFRC)、断桥残雪(Lingering Snow on the Broken Bridge,LSBB)和花港观鱼(Viewing Fish at Flower Pond,VFFP)4个典型景点作为研究样点,利用传统可培养法、高通量测序和生物信息学分析方法,使用Anderson空气生物粒子采样器和Coriolisμ液体空气生物粒子取样器研究了的空气微生物浓度与粒径变化规律及群落结构特征,为控制西湖景区空气生物性污染和为相关管理部门制定环境政策法规提供理论指导和参考依据。西湖景区空气微生物浓度平均值为609 CFU/m3,空气细菌的浓度为107CFU/m3,空气真菌的浓度为502 CFU/m3,其中空气真菌占总空气微生物的80.0%。在4个景点中,OSW的空气微生物浓度最高,为695 CFU/m3,PSHFEC的空气微生物浓度最低,为572 CFU/m3。各景点的空气微生物中空气真菌占比也都不相同,其中OSW的空气真菌含量最高,占87.0%,LSBB的空气真菌含量最低,占73.0%。西湖景区的空气微生物浓度随春夏秋冬的季节推进而减少,冬季到达最低。西湖景区空气细菌则在春秋两季都很高,分别为142 CFU/m3和136 CFU/m3,在冬季最低,为56 CFU/m3。在4个景点中,LSBB的空气细菌浓度最高,为148CFU/m3,OSW的空气细菌浓度最低,为97 CFU/m3。空气细菌的粒径分布呈现偏态分布,在>8.2μm级的粒径捕获率最多,超30.0%。在门水平上,4个景点中的相对含量最多的3个门都是Proteobacteria,Firmicutes和Bacteroidetes。在属水平上各景点中的优势菌属的含量虽各自有显著差异,但每个样点中的最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Aeromonas,占到PSHFRC总菌属数的20.88%,LSBB相对含量最多的菌属是Ralstonia,占LSBB总菌属数的56.41%,VFFP相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到VFFP总菌属数的20.87%,OSW相对含量最多的菌属是Ralstonia,占到OSW总菌属数的16.04%。西湖景区空气真菌在春季最高,为745 CFU/m3,在冬季最低,为256 CFU/m3。在4个景点中,OSW的真菌浓度最高,为619 CFU/m3,LSBB的真菌浓度是最低的,为394 CFU/m3。在4个景点中,OSW的空气真菌浓度最高,为619 CFU/m3,LSBB的空气真菌浓度最低,为394 CFU/m3。气真菌的粒径分布呈现正态分布,在3.0～6.0μm、2.0～3.5μm和1.0～2.0μm级的粒径捕获率占了空气真菌整体的近80.0%。空气真菌在属水平上各景点的优势菌属含量虽有显著差异,但是每个样点最多含量的菌属类型大致相同:PSHFRC的相对含量最多的菌属是Penicillium,占PSHFRC总菌属数的18.75%,LSBB相对含量最多的菌属是Cladosporium,占到LSBB总菌属数的22.08%,VFFP相对含量最多的菌属是Rhizopus,占到VFFP总菌属数的39.98%,OSW相对含量最多的菌属是Penicillium占到OSW总菌属数的37.17%。对空气细菌进行α多样性分析,得到PSHFRC的空气微生物丰度相对较低但均匀度较高,比较各样点不同季节α多样性指数,发现春季空气微生物丰度较低但均匀度较高但单个菌群含量较低,秋季相对空气微生物丰度较高而均与度较低。对空气细菌进行β分析,得到秋季中OSW和VFFP相似,LSBB和其他3个样点相似度最低。这可能由于PSHFRC和VFFP空气微生物菌群特征也相似;而OSW在空气微生物丰度和多样性上与其他样点差异性较大。通过PCA分析,发现OSW和LSBB的PCA差异性较大,PSHFRC和VFFP的差异性较小。
青岛生物气溶胶中微生物活性分布特征及其影响因素研究
这是一篇关于生物气溶胶,微生物活性,季节分布,粒径分布,气象因素,风险评价的论文, 主要内容为生物气溶胶是组成大气气溶胶的一个重要部分,对全球气候变化、人体健康和环境质量等方面有着重要的作用。它主要来源于陆地和水生环境的生物活动,种类包括真菌、细菌、病毒、花粉、动植残体以及其他活性成分等。而大气微生物作为生物气溶胶的一个重要组成部分,其活性可以间接影响云的形成进而影响全球气候,此外还对空气质量和人体健康具有潜在效应。本研究以青岛地区作为研究区域,于2013年3月至2014年2月,采集了生物气溶胶样品,并运用FDA水解法测定了生物气溶胶中的微生物活性水平,分析其季节分布特征及粒径分布特征,同时讨论了影响生物气溶胶中微生物活性的因素,初步分析了空气环境中生物气溶胶的风险评价。对青岛地区生物气溶胶的研究结果表明,其中的微生物活性水平范围为5.49-102 ng/m3荧光素钠,平均值为34.4 ng/m3荧光素钠。同其他环境如土壤或水体环境中的微生物活性相比,生物气溶胶中的微生物活性水平相对较低。生物气溶胶中微生物活性具有一定的季节性差异,季节分布表现为夏季(6-8月)>秋季(9-11月)>冬季(12-1月)>春季(3-5月)的变化趋势,并且各个季节之间(除夏秋季节之间和冬春季节之间外)均存在显著的差异性(*p<0.05)。其中春季和冬季波动较小,夏季和秋季波动较大,这可能与不同季节下微生物的源以及气象因素和天气状况等环境条件的差异有关。青岛生物气溶胶中微生物活性水平月平均范围为14.3-76.9 ng/m3荧光素钠。整体趋势表现为自3月份微生物活性水平逐渐升高,而在8月份过后逐渐下降。最低值出现在2013年3月,而最高值出现在8月。在6月和9月微生物活性水平波动较大,标准偏差达到39 ng/m3荧光素钠。气温的变化是导致出现这种结果的主要原因,此外特殊天气如雾、霾、沙尘等的出现也会对微生物活性水平造成一定的影响。对于青岛地区而言,生物气溶胶中微生物活性的粒径分布大体呈现出粗粒径高于细粒径的特点,即微生物活性在粒径大于2.1μm的颗粒物上显著高于小于2.1μm的颗粒物。而对于不同季节和天气条件下的粒径分布,不存在明显的差异性。生物气溶胶中微生物活性的粒径分布,主要受其中的微生物类型及其来源的影响。由于生物气溶胶不同粒径粒子存在动力学特性的差异,会对微生物的附着和大气传输过程造成影响,进而导致生物气溶胶中的微生物活性水平的差异。青岛地区生物气溶胶中微生物活性水平受各种气象因素的影响。多元线性回归模型表明,微生物活性约35.7%的变化与大气温度、相对湿度和风速有关,但是各因素对微生物活性的影响效果存在差异。相关性分析显示,微生物活性与大气温度呈显著正相关,与风速呈显著负相关。这说明气温和风速的改变,会对微生物活性造成较为显著的影响。微生物活性与大气相对湿度和风向没有显著的相关关系。但是,相对湿度可以能通过改变微生物的生存环境而影响其数量变化,而风向则可能与微生物来源有着紧密的联系,进而可能对微生物活性造成影响。生物气溶胶中微生物活性受天气条件的影响,特殊天气如雾天、霾天、雨天和沙尘天气下,微生物活性水平会发生改变,这与不同天气下微生物的来源和大气环境状态的改变有关。在不同季节,各类天气下微生物的活性分布情况仍然存在一定的差异,但具体原因尚未明晰。生物气溶胶中微生物活性受大气传输过程的影响。沙尘天气会导致微生物活性水平的升高,但仍然需要更多的数据加以验证。生物气溶胶中的微生物会对人体健康造成危害。生物气溶胶中微生物活性可以作为环境空气质量的指示物,间接反映出环境的污染程度及其对人体健康的危害程度。2013年3月至2014年2月期间,AQI多处于0-200的范围内,此时大气微生物暴露对环境质量和人体健康的危害程度较小。日后需对空气达到重度污染以上时微生物所造成的健康风险进行更加深入的研究。此外也还需深入研究以确定生物气溶胶暴露浓度的参考剂量,以及微生物活性同毒性感染之间的剂量-反应关系等,以便更好地进行生物气溶胶中的微生物风险评价。
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