合肥市霧霾天氣大氣微生物監(jiān)測與評價

何炎炘，李能樹，李聰慧，趙漢陽

(1.安徽大學(xué)江淮學(xué)院，安徽合肥 230039；2.安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽合肥 230601)

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合肥市霧霾天氣大氣微生物監(jiān)測與評價

何炎炘1，李能樹2*，李聰慧2，趙漢陽2

(1.安徽大學(xué)江淮學(xué)院，安徽合肥 230039；2.安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽合肥 230601)

摘要[目的]測定合肥地區(qū)6個功能區(qū)霧霾天氣空氣中微生物總數(shù)和污染狀況。[方法]采用平板自然沉降法對合肥地區(qū)安徽大學(xué)鳴磬廣場、桃花工業(yè)園經(jīng)濟發(fā)展公司、合肥老火車站、生態(tài)公園、安徽省立醫(yī)院、馬鞍山路與太湖路交口6個功能區(qū)霧霾天氣大氣微生物進行監(jiān)測。[結(jié)果]馬鞍山路與太湖路交口和老火車站微生物數(shù)量最高，以細菌為主，其次是霉菌和放線菌菌。經(jīng)生理生化試驗鑒定細菌、霉菌和放線菌類群，顯示合肥地區(qū)霧霾微生物中細菌基本以微球菌屬為主，霉菌以曲霉屬、青霉屬為主，放線菌以鏈霉菌屬為主。[結(jié)論]合肥地區(qū)6個功能區(qū)霧霾天氣微生物總數(shù)從高到低依次為馬鞍山路與太湖路交口、合肥老火車站、 生態(tài)公園、桃花工業(yè)園經(jīng)濟發(fā)展公司、安徽大學(xué)鳴磬廣場、安徽省立醫(yī)院。

關(guān)鍵詞霧霾；微生物；功能區(qū)；生理生化試驗

近年來，我國霧霾頻發(fā)，很多地區(qū)都在霧霾圈內(nèi)，給人們的生活帶來了極大危害[1]。霧霾的形成與氣溶膠有直接關(guān)系，研究顯示，在大氣環(huán)流相對穩(wěn)定時，大氣層低空的空氣垂直運動受限，其中的氣溶膠難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面，各種氣溶膠污染物逐漸堆積產(chǎn)生。霧霾為微生物提供了大量可附著顆粒物，可引起近地面紫外線強度減弱，從而使殺菌效果減弱，這在很大程度上增加了大氣中微生物數(shù)量。因此，開展空氣微生物研究與監(jiān)測，能有效預(yù)防因微生物而引起的疫情。筆者以合肥市6個功能區(qū)為研究區(qū)域，研究霧霾天氣大氣微生物分布情況，旨在為該地區(qū)環(huán)境管理與決策提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨、高氏一號、PDA培養(yǎng)基等。

1.2樣品采集將上述培養(yǎng)基制成平板(9cm)，在霧霾天氣下進行空氣采樣，分別在安徽大學(xué)鳴磬廣場(安大新區(qū))、桃花工業(yè)園經(jīng)濟發(fā)展公司(桃花工業(yè)園)、合肥老火車站(老火車站)、生態(tài)公園、安徽省立醫(yī)院(省立醫(yī)院)、馬鞍山路與太湖路交口(交叉路口)距地面1.5m處將平板蓋打開，暴露5min，蓋好平板，分別于8：00～9：00、17：00～18：00采樣1次，同時記錄溫度、濕度、PM10、人及車輛流動情況等。為使數(shù)據(jù)更加準確，同時在正常天氣對上述地點進行對照采樣。

1.3微生物培養(yǎng)將接種細菌的平板置于37 ℃培養(yǎng)箱中，放線菌、霉菌、酵母菌的平板置于28 ℃培養(yǎng)箱中，細菌、酵母菌、霉菌、放線菌分別培養(yǎng)24、48h、5和7d后計數(shù)。

1.4微生物分離及鑒定 對在固體培養(yǎng)基上生長的菌落大小、形狀、邊緣、隆起度等進行形態(tài)觀察，對出現(xiàn)頻率高的菌落進行分離純化和個體形態(tài)觀察，再進行一系列生理生化反應(yīng)，對微生物進行分類鑒定。根據(jù)王大耜的《細菌分類基礎(chǔ)》[2]和中國科學(xué)院微生物研究所的《一般細菌常用鑒定方法》[3]進行細菌鑒定；按照中科院微生物所的《鏈霉菌鑒定手冊》[4]和阮繼生著的《放線菌分類基礎(chǔ)》[5]中的方法進行放線菌鑒定；根據(jù)中國科學(xué)院微生物所編著的《常見與常用真菌》[6]和魏景超著的《真菌鑒定手冊》[7]的方法進行霉菌鑒定。

微生物的計數(shù)利用奧梅梁斯基公式計算實際中每m3空氣微生物總數(shù)(CFU)，奧氏認為，5min內(nèi)落在面積90mm2瓊脂平板上的菌落數(shù)和10L空氣中所含的微生物數(shù)相同。

C=1 000×N/(A/100×t×10/5)=50 000×N/(A×t)

式中，C換算成活菌粒子數(shù)，CFU/m3；N為平均菌落數(shù)(經(jīng)過培養(yǎng)后培養(yǎng)基的菌落數(shù))，個/皿；A為平皿面積，m2；t為平皿暴露于空氣中的時間，min。

2結(jié)果與分析

2.1霧霾天氣大氣中微生物分布由表1可知，交叉路口、老火車站的大氣中，以細菌的數(shù)量最高，霉菌次之；生態(tài)公園霉菌數(shù)量最高；各采樣點放線菌數(shù)量均較少。交叉路口和老火車站空氣中細菌含量最高是由于這2個地區(qū)的人口密集、人員和車輛流動大，塵埃濃度相對較多。安大新區(qū)是學(xué)生生活區(qū)，機動車輛很少，塵埃濃度相對較低，大氣中的細菌含量居第5位；生態(tài)公園綠化好，沒有土地裸露，人口密度小，人員和車輛少，空氣中細菌不多，但由于植被較大，空氣濕度相對較大，霉菌數(shù)量較多。桃花工業(yè)園雖然是工業(yè)污染區(qū)，但位于合肥西南郊，長年風(fēng)較大，區(qū)內(nèi)人員、車輛流動少，因此細菌數(shù)量較少，而該區(qū)綠化面積較大，造成小環(huán)境的空氣濕度大，霉菌的數(shù)量也相對較多。省立醫(yī)院由于經(jīng)常進行殺菌消毒處理，因此，微生物數(shù)量最少。

通過對合肥市6個不同功能區(qū)霧霾天氣大氣中微生物數(shù)量的監(jiān)測，結(jié)果表明，大氣細菌數(shù)量從大到小依次為交叉路口、老火車站、生態(tài)公園、桃花工業(yè)園、安大新區(qū)、省立醫(yī)院。

2.2正常天氣大氣中微生物分布由表2可知，交叉路口和老火車站的大氣細菌污染最重，其次是桃花工業(yè)區(qū)和安大新區(qū)，省立醫(yī)院和生態(tài)公園的大氣細菌數(shù)量最低。正常天氣大氣中細菌數(shù)量從大到小依次為老火車站、交叉路口、安大新區(qū)、桃花工業(yè)園、生態(tài)公園、省立醫(yī)院。

表1　霧霾天氣不同采樣點各類微生物數(shù)量分布

表2　正常天氣不同采樣點各類微生物數(shù)量分布

2.3霧霾空氣中微生物的鑒定對6個地點空氣細菌中出現(xiàn)頻率較高的菌落進行分離分類鑒定，結(jié)果表明，大氣中主要是革蘭氏陽性細菌，革蘭氏陰性細菌較少。優(yōu)勢菌群為芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)、微球菌屬(Micrococcus)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)等；交叉路口的優(yōu)勢菌為葡萄球菌屬(Staphylococcus)、微球菌屬(Micrococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)等；火車站的優(yōu)勢菌為微球菌屬(Micrococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)等；安大新區(qū)和桃花工業(yè)園的優(yōu)勢菌為葡萄球菌屬(Staphylococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)等；生態(tài)公園的優(yōu)勢菌為芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)等。真菌種類有交鏈孢霉屬(Alternaria)、青霉屬(Penicillium)、毛霉屬(Mucor)、枝孢霉屬(Cladosporium)和曲霉屬(Aspergillus)等。放線菌種類有鏈霉菌屬(streptomyces)、放線菌屬(Actinomyces)、諾卡氏菌屬(Nocardia)等。6個采樣地大氣微生物的優(yōu)勢菌群為埃希氏菌屬(Escherichia)、鏈球菌屬(Streptococcus)、變形桿菌屬(Proteus)、分枝桿菌屬(Mycobacterium)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)、奈瑟菌屬(Neisseria)、流行性感冒病毒(Influenza virus)、麻疹病毒屬(morbillivirus)、毛霉屬(Mucor)、根霉屬(Rhizopus)、雙球桿菌屬(Pneumococcus)、微球菌屬(Micrococcus)、土壤桿菌屬(Agrobacterium)、腸桿菌屬(Enterobactor)、假單孢菌屬(Pseudomonas)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、動性球菌屬(Planococcus)、曲霉屬(Aspergillus)、穗霉屬(Spicarica)、青霉屬(Penicillium)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、異常球菌屬(Deinococcus)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、紅曲屬(Monascus)、鐮刀菌屬(Fusarium)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、氣微菌屬(Aeromicrobium)、微小桿菌屬(Exiguobacterium)、微桿菌屬(Microbacterium)、卵形孢霉屬(Oospora)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、噬纖維菌屬(Cytophaga)、芽孢桿菌屬(Bacillus Cohn)、小核菌屬(Seclerotium)、絲核菌屬(Rhizoctonia)、地霉菌屬(Geotrichum)、脈孢菌屬(Neurospora)、枝孢屬(Cladosporium)、高鏈孢霉屬(Alternaria sp)、互隔交鏈孢霉[Alternaria alternata(Fr.)Keissler]、鏈霉菌屬(streptomyces)、放線菌屬(Actinomyces)、諾卡菌屬(Nocardia)等屬[8]。通過生理生化試驗鑒定細菌、霉菌和放線菌類群，得出合肥地區(qū)霧霾微生物中細菌基本以微球菌屬為主，霉菌以曲霉屬、青霉屬為主，放線菌以鏈霉菌屬為主。

3小結(jié)

該研究表明，合肥地區(qū)6個功能區(qū)霧霾天氣微生物總數(shù)從高到低依次為馬鞍山路與太湖路交口、合肥老火車站、 生態(tài)公園、桃花工業(yè)園經(jīng)濟發(fā)展公司、安徽大學(xué)鳴磬廣場、安徽省立醫(yī)院。交叉路口主要是通過改變周邊環(huán)境的溫度及風(fēng)力大小等因素來影響微生物的生存狀況。在空曠的環(huán)境中，風(fēng)速增大可使土壤中的微生物進入大氣環(huán)境，風(fēng)也可以使人員密集區(qū)域的大氣微生物濃度降低。

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基金項目水資源與水循環(huán)(J10118540004)；“基礎(chǔ)生物學(xué)實驗(食品)新開課項目”(J10118447038)；食品科學(xué)與工程基礎(chǔ)生物學(xué)實驗(J10118446026)。

作者簡介何炎炘(1985- )，女，安徽六安人，助教，碩士，從事實驗教學(xué)和實驗室管理。*通訊作者，高級實驗師，從事微生物學(xué)實驗教學(xué)。

收稿日期2016-04-29

中圖分類號S163

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-068-02

MonitoringandEvaluationofMicroorganismsinHazyWeatherinHefeiCity

HEYan-xin1,LINeng-shu2*,LICong-hui2etal

(1.SchoolofJianghuaiAnhuiUniversity,Hefei,Anhui230039; 2.TheSchoolofLifeAnhuiUniversity,Hefei,Anhui230601)

Abstract[Objective] To detect the microbial amount and pollution status of hazy weather in six functional zones of Hefei City. [Method] Atmospheric microorganisms in hazy weather in six functional areas were monitored by flat natural sedimentation method, which were Mingqing Square in Anhui University, Peach Industrial Park Economic Development Corporation, the old railway station of Hefei, Ecological Park, Anhui Provincial Hospital, intersection of Maanshan Road and Taihu Road. [Result] The old railway station of Hefei and the intersection of Maanshan Road and Taihu Road had the maximum population of microorganism. Among them, bacterium was the majority, followed by fungi and actinomycetes. Physiological and biochemical tests were used to identify the populations of bacteria, fungi and actinomycetes. In atmospheric microorganisms of hazy weather, micrococcus was the majority of bacteria; Aspergillus and penicillium were the majority of fungi; and Streptomyces was the majority of actinomycetes. [Conclusion] Results of quantitative statistics show that the order of total microorganisms in hazy weather from big to small is intersection of Maanshan Road and Taihu Road, the old railway station of Hefei, Ecological Park, Peach Industrial Park Economic Development Corporation, Mingqing Square in Anhui University, Anhui Provincial Hospital.

Key wordsHaze; Microorganism; Functional areas; Physiological and biochemical test