青岛近海生物气溶胶中可培养微生物浓度及群落多样性的季节变化

为了研究近海生物气溶胶中可培养微生物浓度和群落多样性,于2009年7月~2010年6月在青岛两个采样点连续采集生物气溶胶样品,分析了其中陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌的浓度,并计算了Shannon-Weiner指数、Simpson’s指数和Pielou指数.结果表明,陆源细菌和海源细菌月均浓度分别为12~436 CFU·m-3和25~561 CFU·m-3,陆源真菌和海源真菌月均浓度分别为0~817 CFU·m-3和11~1 346 CFU·m-3之间.陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌浓度在冬季月份较低,2月达到最低值,在春夏月份较高.海源微生物对总可培养类微生物的贡献高于陆源,平均占63%.可培养微生物物种数在17~102之间,与微生物浓度具有一定的相关性,但并未呈现出明显的季节变化.3种指数表明,生物气溶胶中陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌的群落结构在2月最简单,1月、11月和5月群落多样性较高,群落多样性与浓度的季节变化特征并不一致,而且不同类别的微生物群落存在季节和空间差异.     

生活垃圾填埋场细菌气溶胶粒径分布及种群特征

卫生填埋是一种常用的生活垃圾处置方法.在倾倒、堆放、推平和压实等垃圾填埋过程中,有大量带有致病菌的微生物气溶胶逸散,污染空气,危害人体健康.本研究在华北地区某生活垃圾卫生填埋场设置采样点,采集空气中的细菌气溶胶,解析细菌气溶胶的浓度、粒径分布和种群特征,研究空气温度、相对湿度以及风速对细菌气溶胶逸散的影响.结果表明,作业区和覆盖区空气细菌浓度分别为(5 437±572) CFU·m~(-3)和(2 707±396) CFU·m~(-3).垃圾渗滤液处理区空气中的细菌气溶胶浓度最高,平均为9 460 CFU·m~(-3).细菌气溶胶的浓度呈现明显的季节变化,夏季浓度明显高于其他季节.冗余分析(RDA)显示,气象参数如相对湿度、温度和风速,显著影响细菌气溶胶在空气中的数量.作业区和覆盖区空气细菌粒径分布高峰分别在2. 1～4. 7μm和0. 65～2. 1μm.渗滤液处理逸散的细菌气溶胶大部分大于4. 7μm. Moraxellaceae,Bacillus aerius,Arcobacter以及Aeromonas是垃圾填埋场细菌气溶胶中检出潜在或机会致病菌.     

SBR工艺城市污水处理厂微生物气溶胶逸散特征

在采用SBR工艺的某污水处理厂设置采样点,研究各污水处理工艺段微生物气溶胶的逸散特征.结果表明,各工艺段均有细菌气溶胶逸散,浓度为82～1 525 CFU·m~(-3),粗格栅、生化池和污泥脱水间为主要逸散源.各工艺段检测到的细菌气溶胶主要菌属为Cyanobacteria,其它丰度较高的菌属有Aeromonas、Peptostreptococcaceae、Moraxellaceae、Chroococcidiopsis、Sphingomonas、Arcobacter及Acinetobacter等,其中Aeromonas、Arcobacter、Acinetobacter及Sphingomonas为潜在致病菌.微生物气溶胶的浓度和丰度沿垂直方向和水平方向减少.适宜的温度和相对湿度利于微生物气溶胶在空气中保持活性(P 0. 01),风速则与微生物气溶胶的逸散呈负相关(P 0. 05).污水处理过程产生的微生物气溶胶的暴露风险较小(HQ 1),但是污染物的累积会增加人体的暴露风险.生物除臭反应器在处理臭味气体的同时还可以有效削减微生物气溶胶.     

武汉市某居民区典型场所微生物气溶胶调查及健康风险评价

为了解武汉市新冠肺炎疫情后居民区微生物气溶胶分布特征及风险状况,以成熟社区——常青花园居民区为例对典型场所的微生物气溶胶分布及风险进行了评估.利用Andersen-6级空气微生物采样器于2020年10-12月对该居民区6处典型场所进行采样,通过平板菌落计数法监测微生物气溶胶浓度,采用《中国人群暴露参数手册（成人卷）》对采样点的暴露风险进行了评估.结果表明:①采样点微生物气溶胶浓度表现为生鲜市场>地下停车场>美食街>中心篮球场>中心广场>绿地亭.②不同场所细菌及真菌气溶胶浓度存在差异,细菌及真菌气溶胶最高浓度分别在生鲜市场[（1 525.32±1 311.31）CFU/m3]和美食街[（1 296.82±113.84）CFU/m3].③以典型场所空气微生物气溶胶浓度作为评价标准,中心篮球场、绿地亭和中心广场空气较为清洁,生鲜市场及地下停车场为轻微污染,美食街为轻度污染.④典型场所微生物气溶胶中值粒径均小于4.7 μm,表明微生物气溶胶容易进入人体下呼吸道,易引起居民下呼吸道感染.⑤10-12月,典型场所HQ（hazard quotient,危险系数）值均小于1,表明常青花园居民区受微生物气溶胶暴露的健康风险较小.研究显示,在新冠肺炎疫情防控常态化下,常青花园居民区空气状况良好,符合后疫情时代对卫生条件的要求.      

北京雾霾天大气颗粒物中微生物气溶胶的浓度及粒谱特征

于2013年1月8日~2013年2月4日雾霾频繁暴发期间,使用定量空气微生物采样器和气溶胶粒谱测试仪测试并比较了雾霾天和之后的清朗天气下细菌、真菌气溶胶浓度变化、粒谱分布及不同粒径大小颗粒物的数量浓度差异和粒谱分布特征.结果表明,采样周期内真菌气溶胶小于5μm的粒子(可吸入肺粒子)所占百分比显著高于细菌气溶胶小于5μm的粒子百分比.雾霾过后的晴朗天气下细菌、真菌气溶胶浓度高于雾霾天气时的浓度,而颗粒物浓度则相反.无论雾霾天或晴朗天微生物气溶胶的粒谱分布无显著差别,空气中的颗粒物以PM1.0占绝大多数.     

合肥市夏季大气颗粒物中微生物群落的高通量测序分析

大气颗粒物的组分、来源和时空变化特征等方面已进行了广泛的研究,但对占大气颗粒物25%的生物气溶胶中细菌和真菌等微生物群落的研究较少.本文使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和离子色谱仪（IC）分别测定了大气颗粒物中痕量元素和水溶性离子的含量,并结合高通量测序和荧光定量PCR分析了合肥市7~9月大气颗粒物PM_1.0、PM_2.5和PM₁₀中微生物群落组成及其来源.结果表明,不同粒径下细菌群落多样性无显著差异（ANOVA,P>0.05）,雨天细菌和真菌群落多样性均高于晴天,所有样品中细菌群落多样性均显著高于真菌群落多样性（ANOVA,P<0.01）;大气中细菌的优势菌门为变形菌门（46.19%）、厚壁菌门（33.42%）、拟杆菌门（10.99%）、蓝藻门（3.33%）和放线菌门（2.11%）,真菌的优势菌门为子囊菌门（73.23%）、担子菌门（5.78%）、被孢霉菌门（3.41%）和毛霉门（0.10%）;通过分析潜在源环境的指示物种,发现土壤、植物叶片和动物粪便是合肥市大气中细菌群落的主要来源,真菌群落的主要来源是植物叶片和土壤;细菌群落主要受K、Pb、Al、Fe、Mg、Ca、Na⁺、NO₂^-和风速（WS）影响,而真菌群落的主要影响因素是V、Mn、Sr、NO₂^-、NO₃^-、Na⁺、Cl^-、空气质量指数（AQI）和PM₁₀;此外,在细菌和真菌群落分析中鉴定到了不动杆菌属、链球菌属、肠杆菌属、假单胞菌属、代夫特菌属、沙雷氏菌属、木霉属、链格孢属和曲霉属等9种致病菌,它们可以导致人类和其它生物的多种疾病.本文的研究结果有助于揭示大气微生物的各种特性及其影响因素,以及对人类健康的影响,对后续研究和政府相应政策的制定具有重要的参考价值.     

西安市秋季灰霾天气微生物气溶胶的特性研究

为探明西安市秋季灰霾天气条件下微生物气溶胶的特性,于2014年10月7日到23日两次灰霾过程期间,在西安市长安大学站点,采用Andersen六级撞击式空气采样器对细菌与真菌气溶胶进行采样,并对其浓度、粒径、种属分布及其与气象因素的相关关系进行详细分析.结果表明,在灰霾天期间,可培养细菌与真菌气溶胶的浓度水平分别为1102~1737 CFU·m-~3和1466~1704 CFU·m-~3,不仅远高于非灰霾天微生物气溶胶的浓度值,也超过了中国科学院推荐的标准值.在非灰霾天气条件下,空气中大部分可培养细菌气溶胶(79.7%)与真菌气溶胶(74.6%)均分布在粗颗粒范围(2.1μm),它们的中位径(NMD)分别为(2.32±0.12)μm、(2.48±0.24)μm;而在灰霾天气条件下,可培养细菌气溶胶与真菌气溶胶的中位径分别为(1.96±0.29)μm和(2.44±0.23)μm.此外,在灰霾天期间,空气中优势细菌除了葡萄球菌属(Micrococcus)与微球菌属(Staphylococcus)外,还鉴定出了非霾天没有检测出的致病菌种奈瑟氏菌属(Neisseria);而真菌在灰霾天时,除了曲霉属(Aspergillus)检出频率大幅提高外,还出现了非霾天未鉴定出的致病菌属拟青霉属(Paecilomyces)与头孢霉属(Cephalosporium).研究表明,相比于非灰霾天气,灰霾天气下有更高的微生物气溶胶暴露风险.研究结果可以为评估灰霾暴发时微生物气溶胶引起的环境与健康效应提供基础数据.     

宁南山区两种灌木林土壤矿化过程中PLFA指纹季节变化特征

研究土壤矿化过程中土壤微生物群落结构的变化特征,对深入理解土壤中物质转化和养分迁移机理、提高土壤质量具有重要意义.因此,本文以宁南山区典型的两种人工灌木林-柠条和山桃林地土壤为研究对象,采用PVC顶盖埋管法进行1年的原位矿化实验,每隔2个月采样测定土壤基本理化性质和磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)含量,探讨土壤在矿化过程中微生物群落结构的变化特征.结果显示:土壤矿化过程中,柠条林地土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤含水率显著高于山桃林地(p0.05);两种灌木林地有机碳含量在矿化240 d和360 d时较低,显著小于其他矿化时期(p0.05),硝态氮、铵态氮含量均在矿化240 d时最低,全氮和土壤pH随时间变化不显著.柠条林土壤各菌群PLFA含量高于山桃林土壤;两种土壤各菌群PLFA随矿化时间大体呈现出夏季春、秋季冬季的趋势,且差异显著(p0.05);土壤细菌与真菌、革兰氏阳性(GP)和阴性菌(GN)的PLFA比值差异显著(p0.05),柠条林土壤细菌与真菌PLFA比值随矿化时间呈现出夏、秋季春、冬季的趋势,而山桃林土壤细菌与真菌PLFA比值在冬季最低,两种土壤革兰氏阳性和阴性菌PLFA比值在春季最大.PLFA主成分分析表明,柠条和山桃林土壤微生物群落结构不同,并且土壤微生物群落结构随矿化时间逐步发生变异,微生物结构的变化主要由以16∶0、16∶1ω9c、16∶1ω9t、17∶0、10Me18∶0和cy19∶0所代表的细菌及以18∶2ω9,12c所代表的真菌的变化引起.土壤微生物PLFA与土壤有机碳、硝态氮和土壤含水率显著相关,与土壤pH值不相关,说明土壤微生物PLFA与土壤理化性质联系紧密.     

高通量测序技术应用于污水处理厂细菌气溶胶群落结构分析

由于污水及其处理设施中细菌气溶胶的逸散作用,导致污水处理厂细菌气溶胶的群落结构较为复杂,因此,选择适宜的采样和分析方法对其多样性的认识和风险评估具有重要意义.本研究以某城市污水厂为研究对象,采用"总悬浮颗粒物采样器+高通量测序技术"分别对污水处理全过程进行细菌气溶胶的收集与分析;作为对照,采用"Andersen六级采样器+克隆文库技术"进行同步采样和分析.结果表明,前者对各采样点气溶胶中细菌的多样性、总体群落组成、优势群落的解析均明显优于后者,分析更简便快捷,数据更全面、更接近其真实的分布状态.本研究结果可为污水处理厂细菌气溶胶的采样和分析方法的选择提供科学依据.     

城市污水处理厂生成的微生物气溶胶的污染特性

为探明城市污水厂生成的微生物气溶胶的污染特性,于2011年6～7月利用Andersen六级撞击式采样器对西安市第三污水处理厂不同污水处理单元的微生物气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数法检测分析了细菌、真菌和放线菌这3类微生物气溶胶的浓度、粒径分布和中值直径.结果表明,污水处理厂污泥脱水车间的细菌和放线菌气溶胶浓度最高,分别为7 866 CFU.m-3±960 CFU.m-3和2 139 CFU.m-3±227 CFU.m-3,而真菌气溶胶浓度最高出现在氧化沟,为2 156 CFU.m-3±119 CFU.m-3.细菌、真菌和放线菌气溶胶粒径分布均呈偏态型,其中细菌和真菌的粒径分布峰值出现在2.1～3.3μm范围,而放线菌气溶胶粒径分布峰值出现在1.1～2.1μm范围.总体上,污水厂中细菌气溶胶中值直径>真菌气溶胶中值直径>放线菌气溶胶中值直径.另外,微生物气溶胶的空间变化特征表现为粒径大的微生物气溶胶浓度减少率大.3类微生物气溶胶浓度减少率的变化程度从大到小依次为细菌>真菌>放线菌.     

城市黑臭水体空气微生物污染及健康风险

针对城市黑臭水体周边空气可能存在的微生物污染,在城市黑臭水体离岸一定范围内,对细菌、真菌、总微生物的污染特征及其对不同类型人群健康风险进行了研究.结果表明,城市黑臭水体离岸200 m范围内以细菌和真菌污染为主;静风条件下,离岸20 m范围内存在微生物浓度聚集现象;细菌、真菌、总微生物浓度上午较高,中午次之,下午较低;离岸200 m范围内,黑臭水体断面宽度与细菌、真菌、总微生物浓度有显著相关性;长居人群微生物健康风险主要集中在离岸100m范围内;同等离岸距离,短期暴露健康风险儿童最大,女性次之,男性短期暴露风险最小.     

Characterization and source analysis of indoor/outdoor culturable airborne bacteria in a municipal wastewater treatment plant

The potential health risks of airborne bacteria emission from a wastewater treatment process have been concerned. However, few studies have investigated the differences in community structure between indoor and outdoor bacteria. In this work, the characterization of airborne bacteria was studied in a municipal wastewater treatment plant in Beijing, China. Two indoor (i.e., fine screen room and sludge dewatering house) and two outdoor (i.e., aeration tank and control site) sampling sites were selected. An Andersen six-stage impactor was used for collecting culturable airborne bacteria in the air, and Illumina MiSeq sequencing was conducted to track the emission source of the culturable airborne bacteria. The results indicate that, compared with the outdoor aeration tank site, the concentrations of culturable airborne bacteria in the indoor fine screen room with poor ventilation were more than ten times higher and the particle size was about twice as large. The community structures of indoor and outdoor culturable airborne bacteria were obviously different. Enterobacteriaceae and opportunistic pathogens were detected in indoor culturable airborne bacteria, with wastewater and sludge dewatering machine identified as the primary sources. Conversely, Enterobacteriaceae and opportunistic pathogens were not detected in outdoor culturable airborne bacteria. Outdoor high wind speed might have resulted in rapid dilution and mixing of culturable airborne bacteria generated from the aeration tank with the ambient air. The results of the present research suggest that covering pollution sources, increasing ventilation rates, and using protective measures for personnel should be implemented to decrease the exposure risk to indoor culturable airborne bacteria.     

重金属含量对城市土壤真菌群落结构的影响

作为土壤微生物系统的一个重要组成部分,真菌可以明显地对土壤环境的变化起到指示作用;城市中的人为活动很容易影响到土壤状况,因此城市土壤往往有人为重金属富集现象的出现.对城市内部不同功能区土壤中的真菌群落结构进行分析,旨在探明城市内部不同功能区中重金属含量对土壤真菌群落结构的影响,为城市土壤生态系统的修复与保护和城市环境质...     

Characterization of the airborne bacteria community at different distances from the rotating brushes in a wastewater treatment plant by 16S rRNA gene clone libraries

Biological risks of bioaerosols emitted from wastewater treatment processes have attracted wide attention in the recent years. However, the culture-based analysis method has been mostly adopted for detecting the bacterial community in bioaerosols, which may result in the underestimation of total microorganism concentration as not all microorganisms are cultivable. In this study, oligonucleotide fingerprinting of 16S rRNA genes was applied to reveal the composition and structure of the bacterial community in bioaerosols from an Orbal oxidation ditch in a Beijing wastewater treatment plant (WWTP). Bioaerosols were collected at different distances from the aerosol source, rotating brushes, and the sampling height was 1.5 m which is the common respiratory height of a human being. The bacterial communities of bioaerosols were diverse, and the lowest bacterial diversity was found at the sampling site just after the rotating brush rotating brush. A large proportion of bacteria in bioaerosols were affiliated with Proteobacteria and Bacteroidetes. Numerous bacteria present in the bioaerosols also emerged in water, indicating that the bacterial community in the bioaerosols was related to that of the aerosols’ sources. The forced aeration of rotating brushes brought about observably distinct bacterial communities between sampling sites situated before and after the rotating brush. Isolation sources of closest relatives in bioaerosols clone libraries were associated with the aqueous environment in the WWTP. Common potential pathogens in bioaerosols as well as those not reported in previous research were also analyzed in this study. Measures should be adopted to reduce the emission of bioaerosols and prevent their exposure to workers.     

堆肥厂不同工作区空气真菌的多样性与群落结构

动物粪便堆肥厂是空气中真菌的重要来源.目前对其不同工作区逸散真菌的种类和丰度差异尚无相关报道,无法全面评估堆肥厂空气真菌的生态健康风险.针对这一问题,对动物粪便堆肥厂的堆肥区、包装区、办公区和下风向区空气样本进行采集,利用高通量测序技术对4个区域空气中真菌的生物多样性和群落结构进行分析,并进一步对办公区及下风向区空气真...     

南方典型旅游城市空气微生物粒径分布特征

在南方典型旅游城市杭州选取了4个样点进行了空气微生物取样工作.系统研究了杭州市室外空气微生物粒径分布特征.结果表明,不同样点空气细菌粒子百分比从Ⅰ级到Ⅵ级逐渐减少,总体呈偏态分布.交通干线,文教区,商业区和旅游风景区细菌粒子百分比最高值均出现在Ⅰ级,分别占29.1%,31.8%,33.5%和25.4%,最低值均出现在Ⅵ级,分别占11.7%,11.2%,6.5%和11.1%.不同样点空气真菌主要分布在Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级,总体呈对数正态分布,真菌百分比最高值均出现在Ⅳ级,分别占30.3%,30.2%,31.7%和28.3%,最低值出现在Ⅵ级,分别占5.2%,5.1%,3.3%和4.5%.青霉属,链格孢属,曲霉属和枝孢属优势真菌粒径均呈对数正态分布特征,但取样器各级真菌百分比各不相同.此外,空气细菌中值直径显著大于空气真菌,商业区空气细菌中值直径显著大于其他3个样点,而文教区真菌中值直径显著大于其他3个样点.研究结果进一步说明了城市室内外空气微生物粒径分布特征的不同,为室内外空气微生物污染的预防和控制提供了科学依据.     

黄河源区高寒沼泽湿地土壤微生物群落结构对不同退化的响应

为研究高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性的变化,应用MiSeq高通量测序技术,分析高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性以及相关的环境因子.结果表明,高寒沼泽湿地退化改变了土壤微生物在OTUs水平上的物种组成,OTUs种类变化丘间较冻融丘明显,且土壤真菌OTUs种类变化显著;冻融丘和丘间细菌微生物多样性指数大于真菌微生物;不同退化高寒沼泽湿地土壤优势微生物种类相同,细菌为变形菌门（Proteobacteria）和RB41,真菌为子囊菌门（Ascomycota）和被孢霉属（Mortierella）,除RB41外未退化与重度退化间优势微生物丰度有较大差异（P<0.05）,丘间的优势微生物对不同退化较冻融丘敏感;土壤含水量、有机碳、微生物碳、微生物氮和莎草科的盖度是影响土壤微生物群落结构的主要因素.综上所述：高寒沼泽湿地退化导致微生物多样性降低,在湿地恢复中应加强湿地冻融丘和莎草科植物的保护以及土壤水分、有机碳和微生物碳氮的补充.     

Reduction and characterization of bioaerosols in a wastewater treatment station via ventilation

Bioaerosols from wastewater treatment processes are a significant subgroup of atmospheric aerosols. In the present study,airborne microorganisms generated from a wastewater treatment station(WWTS) that uses an oxidation ditch process were diminished by ventilation.Conventional sampling and detection methods combined with cloning/sequencing techniques were applied to determine the groups,concentrations,size distributions,and species diversity of airborne microorganisms before and after ventilation. There were 3021 ± 537 CFU/m3 of airborne bacteria and 926 ± 132 CFU/m3 of airborne fungi present in the WWTS bioaerosol.Results showed that the ventilation reduced airborne microorganisms significantly compared to the air in the WWTS. Over 60% of airborne bacteria and airborne fungi could be reduced after4 hr of air exchange. The highest removal(92.1% for airborne bacteria and 89.1% for fungi) was achieved for 0.65–1.1 μm sized particles. The bioaerosol particles over 4.7 μm were also reduced effectively. Large particles tended to be lost by gravitational settling and small particles were generally carried away,which led to the relatively easy reduction of bioaerosol particles0.65–1.1 μm and over 4.7 μm in size. An obvious variation occurred in the structure of the bacterial communities when ventilation was applied to control the airborne microorganisms in enclosed spaces.     

上海夏季PM2.5中有机物的组分特征、空间分布和来源

有机物是大气细颗粒物(PM_(2.5))的重要组成部分,其来源和组分非常复杂,是大气科学研究的难点和热点.本研究定量表征了上海地区夏季3个不同功能站点PM_(2.5)中78种有机组分,分析了其组成特征及空间差异,并采用后向轨迹、指示物、特征比值等方法对其来源进行了探讨.结果表明,上海西部郊区青浦和徐汇的有机组分检出浓度相近,约为(317±129)ng·m~(-3),高于东部沿海.78种有机组分中,脂肪酸类物质的占比最高,之后依次为左旋葡聚糖、正构烷烃和多环芳烃,藿烷的占比最低.基于示踪物比值法初步分析结果表明,上海地区的颗粒有机物主要来源于汽油车尾气排放,此外中心城区和西部郊区在观测期间受到了一定程度的生物质燃烧污染,可能与西北方向的污染输送有关.就具体组分而言,在西部郊区青浦,脂肪酸主要来自于陆生植物排放,而在东部沿海地区临港,其还会受到海洋浮游植物和微生物的影响;PAH特征比值的分析表明煤燃烧和机动车尾气对多环芳烃具有重要贡献.相关研究结果有助于对上海有机气溶胶的污染特征及来源的深入认识,为开展颗粒有机物的防治提供一定的基础支撑.