北京雾霾天气生物气溶胶浓度和粒径特征

近年来北京雾霾天气频发,空气颗粒物聚集是导致雾霾天气发生的主要原因之一.作为一种重要的空气颗粒物,生物气溶胶对人体健康存在危害.本研究调查了雾霾天气时,生物气溶胶浓度和粒径分布规律;对其同空气质量指数PM2.5(AQI),环境温度和湿度间的Spearman’s相关性进行了研究;分析了冬夏两季重度雾霾天气时,生物气溶胶粒径分布规律.结果表明,生物气溶胶浓度与PM2.5(AQI)呈负相关,与环境温度呈正相关.环境湿度与细菌气溶胶浓度呈负相关而与真菌气溶胶浓度呈正相关.在冬季,最大浓度细菌和真菌气溶胶分别在4.5~7.0μm和2.1~3.3μm粒径范围内检测到,而夏季最高浓度细菌和真菌气溶胶均分布在3.3~4.5μm范围内.本研究结果将为不同雾霾天气下,评价生物气溶胶对人类健康造成的危害提供基础数据.     

西安市秋冬季不同空气质量下可培养微生物气溶胶浓度和粒径分布

利用Anderson空气微生物采样器对西安市2014年9月~2015年1月间可培养微生物气溶胶进行采样、培养,分析不同空气质量下其浓度与粒径变化特征,并对其与颗粒污染物(PM_(2.5)、PM_(10))、气象参数(温度、相对湿度)和其它气态污染物(NO_2、SO_2、O_3)进行主成分+多元线性回归分析.结果显示,可培养细菌和真菌气溶胶浓度范围分别为97~1 909CFU·m~(-3),92~1 737 CFU·m~(-3).随空气污染程度加深,两种微生物气溶胶浓度均呈现增加趋势;细菌气溶胶粒径分布向粗颗粒偏移;而真菌气溶胶在低污染时呈正态分布,高污染时粒径峰值向细颗粒偏移.主成分分析结果显示,可培养微生物气溶胶主要与灰霾、太阳辐射和相对湿度有关.多元线性回归结果表明,细菌气溶胶与灰霾呈显著正相关(P0.05),与太阳辐射呈不显著负相关,与湿度呈不显著正相关;真菌气溶胶与灰霾、太阳辐射和相对湿度均呈不显著正相关.研究结果可以为评估微生物气溶胶所引起的环境与健康效应提供基础数据.     

封场后垃圾填埋场的生物气溶胶浓度及粒径分布

以湖北省黄石市某封场的垃圾填埋场为研究对象,研究不同功能区的生物气溶胶浓度及粒径分布特点。结果表明,封场填埋区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为429和71 CFU/m~3,渗滤液处理区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为754和31 CFU/m~3。各个采样点的细菌气溶胶的浓度均高于真菌。封场填埋区的细菌气溶胶多样性低于渗滤液处理区。粒径分析表明,封场填埋区和渗滤液处理区可吸入的生物气溶胶所占比例较高。该研究结果将为评价封场填埋场的空气质量提供基础数据。     

青岛市不同空气质量下可培养生物气溶胶分布特征及影响因素

利用Andersen空气微生物采样器采集青岛市不同空气质量下的可培养生物气溶胶,分析了其浓度和粒径分布特征,并利用Spearman’s相关性分析了可培养生物气溶胶浓度和空气质量指数中的颗粒物质量浓度〔ρ(PM₁₀)、ρ(PM_2.5)〕、气体污染物质量浓度〔ρ(O₃)、ρ(SO₂)、ρ(NO₂)〕和气象参数(温度、相对湿度、风速)之间的关系.结果表明:可培养真菌和细菌气溶胶浓度范围分别为133～1 113和13～212 CFU/m3.真菌气溶胶浓度与ρ(SO₂)、ρ(PM₁₀)、ρ(PM_2.5)均呈正相关,而与相对湿度呈显著负相关(P<0.05).细菌气溶胶浓度与ρ(NO₂)、ρ(SO₂)呈负相关,而与ρ(O₃)、温度呈正相关.风速对可培养生物气溶胶浓度的影响较小.以AQI(空气质量指数)中ρ(PM₁₀)为依据,将研究时间段空气质量划分为4个空气污染等级.在不同污染等级下,真菌气溶胶均呈对数正态分布,粒径主要分布于2.1～4.7 μm.低污染时细菌气溶胶呈偏态分布(粒径>4.7 μm),高污染时粒径分布发生改变.初步推断,随着空气污染等级的升高,可培养生物(真菌+细菌)气溶胶总浓度增加,但单位颗粒物上的浓度变化较稳定.ρ(PM₁₀)是影响可培养生物气溶胶浓度及粒径分布的主要因素.      

北京市不同季节室外细菌气溶胶分布特征及其环境影响因素分析

为了解北京市室外细菌气溶胶的分布特征,基于培养法分析了2020年9月—2021年5月不同季节细菌气溶胶浓度及粒径的分布特征,探讨气象因素(温度和相对湿度)和空气颗粒物(PM₁₀和PM_2.5)对细菌气溶胶分布特征的影响. 结果表明:①北京市室外细菌气溶胶平均浓度为447.10 CFU/m3 (每立方米空气中的菌落形成单位),呈春季〔(648.55±537.24)CFU/m3〕>冬季〔(324.50±181.99)CFU/m3〕>秋季〔(319.59±305.07)CFU/m3〕的特征,不同季节细菌气溶胶浓度差异不显著. ②北京市室外约80%的细菌气溶胶直径大于2.1 μm,细菌气溶胶浓度在第2级(粒径为4.7~7.0 μm)显著降低,峰值粒径出现在第1级(粒径>7.0 μm). 粒径大于7.0 μm的细菌气溶胶在春季与秋季以及春季与冬季之间均存在统计学差异 (p均小于0.05). 可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶(≤4.7 μm)比例近50%(冬季、秋季、春季占比分别为61.0%、58.9%、41.6%),冬季空气中可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶比例最高. ③Spearman相关性分析表明,室外环境细菌气溶胶浓度与相对湿度呈显著负相关(p<0.05),与PM₁₀浓度呈显著正相关(p<0.05),表明细菌气溶胶浓度受气象因素和空气污染物的影响. 研究显示,北京市室外环境中可进入人体下呼吸道的细菌气溶胶比例近50%,冬季细菌气溶胶暴露风险最高.      

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.     

青岛市不同下垫面微生物气溶胶分布特征

分别在青岛市市区街道、海滨区域、饮用水水源地、城市垃圾填埋场和人工湿地污水处理厂设置监测点,分析比较不同下垫面空气细菌和真菌浓度、日变化和粒径分布. 结果表明:5个下垫面空气细菌浓度依次为城市垃圾填埋场>市区街道>饮用水水源地>海滨区域>人工湿地污水处理厂,真菌浓度依次为城市垃圾填埋场>人工湿地污水处理厂>饮用水水源地>市区街道>海滨区域,其中城市垃圾填埋场空气细菌和真菌浓度最高,分别为(613.1±68.9)、(1300.4±74.3)CFU/m3,其他下垫面空气的细菌和真菌浓度分别在(155.5±14.2)～(596.6±396.4)和(401.9±78.7)～(994.7±63.4)CFU/m3之间. 海滨区域空气细菌浓度下午明显高于上午和中午,其他下垫面表现为上午>下午>中午,但无显著性差异;市区街道、饮用水水源地、人工湿地污水处理厂的空气真菌浓度日变化表现为上午>中午>下午,城市垃圾填埋场则始终升高,除人工湿地污水处理厂和城市垃圾填埋场不同时段间空气真菌浓度有显著性差异外,其余下垫面无显著性差异. 细菌气溶胶粒径分布为F1级(粒径>7.0μm)最高,呈偏态分布;真菌气溶胶粒径呈对数正态分布,除城市垃圾填埋场峰值出现在F3级(3.3~4.7μm)外,其余下垫面均出现在F4级(2.1~3.3μm). 不同下垫面细菌气溶胶中值直径在2.8~4.6μm,存在差异;而不同下垫面空气真菌气溶胶中值直径均在2.0μm左右,无显著性差异.      

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.     

青岛近海生物气溶胶中总微生物的分布特征

为了解生物气溶胶中总微生物浓度的月季分布和粒径分布特征,于2016年9月～2017年7月期间在青岛近海连续采集了大气生物气溶胶分级样品,并利用DAPI染色-荧光显微镜计数方法测定了生物气溶胶中总微生物浓度.结果表明,采样期间青岛近海生物气溶胶中总微生物浓度范围为1. 86×10~5～2. 54×10~6cells·m~(-3),平均值为(6. 84±4. 83)×10~5cells·m~(-3).大气中总微生物浓度的季节变化为春季和冬季较高,夏季较低,秋季最低,统计分析显示秋季和春季、夏季大气中总微生物浓度具有明显的季节变化差异(P 0. 05).生物气溶胶中总微生物月均浓度在2. 65×10~5～1. 12×10~6cells·m~(-3)之间,最高值出现在2017年2月,最低值出现在2016年9月. 2015～2017年青岛秋冬季大气中总微生物浓度一日中变化较大,但并未呈现出明显的日变化规律(P 0. 05).生物气溶胶中总微生物的粒径分布呈现偏态分布, 7. 0μm粒径所占比例最高,可达20. 5%～27. 3%;粒径分布随月份不同而有变化,呈现双峰分布和偏态分布两类.相关性分析显示,总微生物浓度与AQI、CO、PM_(2.5)和PM_(10)等因子呈显著正相关(P 0. 05),与温度、风速和风向等气象因素以及NO_2、SO_2和O_3等因子无显著相关(P 0. 05).多元线性回归模拟结果显示,生物气溶胶总微生物浓度中20. 6%的变化与相对湿度和PM_(2.5)相关.     

银川市气溶胶变化特征及其与气象条件的关系分析

利用银川市2013年的气溶胶和气象要素观测资料,分析银川市不同粒径颗粒物浓度变化特征及其与气象条件的关系,结果表明:PM10、PM2.5、PM1的季节变化规律基本一致,夏季浓度低变幅小、其他季节浓度高变幅大;PM1、PM2.5存在明显的7 d周期,PM10存在10~12 d的周期。PM1、PM2.5、PM103种粒径的气溶胶浓度具有高度相关性,PM1与PM2.5相关性最好,PM10浓度高、变率大,与细粒子相关性有所降低。PM1和PM2.5的时变化均呈双峰双谷型,PM10的时变化在非采暖期近似于双峰双谷型,采暖期呈单峰型。银川市气溶胶浓度与能见度相关性最好,细颗粒物对能见度影响比粗粒子更为严重。气温与气溶胶浓度呈一致的负相关。风速与细颗粒物PM1、PM2.5浓度呈负相关,与粗颗粒物PM10的相关性较差。银川市相对湿度与粗颗粒物浓度PM10呈较好的负相关,与PM1正相关,与PM2.5相关不显著。     

西安市不同天气下可培养微生物气溶胶浓度变化特征

为探明天气状况对可培养微生物气溶胶分布特性的影响,于2014年8月-2015年7月利用Anderson六级空气微生物采样器对西安市微生物气溶胶进行采样,通过培养法检测分析了可培养细菌和真菌气溶胶在1 a的月际与季节性浓度变化特征,重点研究了不同天气状况下气溶胶的浓度与粒径分布.结果表明:西安市可培养细菌和真菌气溶胶月均浓度均在10月最高,分别为（1 004.81±546.14）和（765.54±544.36）CFU/m3.可培养细菌和真菌气溶胶的季节平均浓度均在夏季最低,分别为（361.96±56.96）和（280.33±74.43）CFU/m3;不同天气条件下气溶胶的浓度变化为晴天 < 雨天 < 阴云天 < 霾天.可培养细菌气溶胶在晴天、阴云天、雨天和霾天粒径分布的峰值分别出现在3.3~4.7、4.7~7.0、3.3~4.7、3.3~4.7 μm区间上,表现为明显的单峰分布;而可培养真菌气溶胶的粒径分布在非霾天则无显著性差异（P>0.05）.不同天气状况下可呼吸微生物气溶胶均超过总微生物气溶胶的60%.各天气状况下可培养细菌气溶胶的几何中值直径大于真菌气溶胶.      

西安市春季生物气溶胶的分布特征和健康影响

西安春季经常出现大量飞絮,易造成空气污染并引发居民哮喘等健康风险.采集西安市春季不同观测点(交通样点和校园样点)生物气溶胶、 PM_2.5和飞絮样品,通过恒温培养和高通量测序等方法研究可培养生物气溶胶的浓度变化、粒径分布,PM_2.5和飞絮携带的微生物的来源、群落结构和健康影响.结果表明,可培养细菌浓度在交通样点高于校园样点(P=0.027);交通样点可培养细菌浓度为真菌的2.7倍,而校园样点可培养真菌浓度高于细菌(1.4倍).可培养细菌和真菌日内最高浓度均出现在08:00;可培养细菌粒径呈双峰分布,真菌为单峰分布.土壤和植被是大气微生物的主要来源(占比85.9%),变形菌门(Proteobacteria)是飞絮和PM_2.5中共有的、丰度最高的菌门,在飞絮中占比达到91.3%(交通样点)和99.1%(校园样点);在PM_2.5样品中放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和异常球菌-栖热菌门(D...     

典型高校公共场所室内空气微生物分布特征

公共场所室内空气中有害微生物引起的健康风险越来越受到人们的关注.本研究针对典型高校公共场所室内空气,考察了不同类型场所空气中总异养菌的浓度水平及其与颗粒物浓度、活动人数、温度、湿度等影响因素的相关性.结果表明,某高校体育场馆空气中总异养菌浓度显著高于教室、宿舍等场所,为13~154 CFU·m-3.针对多个体育场馆的分析结果表明,活动人数对室内空气中微生物浓度影响最大,与总异养菌浓度呈线性正相关,回归分析得到的R2达0.92.室内空气中PM_(2.5)、PM10及温度、湿度均与空气微生物浓度无显著相关关系.针对空气中抗生素抗性菌的研究表明,室内空气中具有氨苄青霉素、四环素和青霉素抗性的总异养菌比例为20%~50%,其中,可吸入异养菌中氨苄青霉素抗性菌比例可达40%.     

南京市校园室内空气微生物特征

为调查南京市学校教室内空气微生物污染状况,本研究各选一所幼儿园、小学、初中和大学,每所学校分别随机选取10间教室,采用六级安德森采样器进行空气微生物采样.研究发现,在南京地区所调研的这4所不同类型的学校中,幼儿园室内空气微生物浓度最高,细菌和真菌浓度均值分别为605CFU/m³和648CFU/m³,均显著高于其余3所学校.室内细菌和真菌粒径分布趋同,峰值均出现在Ⅴ级（1.1~2.1μm）.仅在大学教室内,发现环境参数与空气微生物浓度存在显著相关性.幼儿园教室内学生每天吸入的细菌和真菌剂量分别为150.2CFU/kg和160.9CFU/kg,均显著高于其他学校学生.     

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.     

Molecular characterization of microbial communities in bioaerosols of a coal mine by 454 pyrosequencing and real-time PCR

Microbial diversity and abundance in bioaerosols of a coal mine were analyzed based on 454 pyrosequencing and real-time polymerase chain reaction(PCR). A total of 37,191 high quality sequences were obtained and could be classified into 531, 1730 and 448 operational taxonomic units respectively for archaea, bacteria and fungi at 97% sequence similarity. The Shannon diversity index for archaea, bacteria and fungi was respectively 4.71, 6.29 and 3.86, indicating a high diversity in coal mine bioaerosols. Crenarchaeota, Proteobacteria and Ascomycota were the dominant phyla for archaea, bacteria and fungi, respectively. The concentrations of total archaea, bacteria and fungi were 1.44 × 108, 1.02 × 108 and 9.60 × 104cells/m3, respectively.Methanotrophs observed in bioaerosols suggested possible methane oxidation in the coal mine. The identified potential pathogens to coal miners, such as Acinetobacter schindleri,Aeromonas cavernicola, Alternaria alternata, Aspergillus penicillioides, Cladosporium cladosporioides,and Penicillium brevicompactum were also observed. This was the first investigation of microbial diversity and abundance in coal mine bioaerosols. The investigation of microbial communities would be favorable in promoting the progress of methane control based on microbial technique and concern on coal miners’ health.     

青岛近海不同天气下生物气溶胶中细菌浓度及存活率分布特征

细菌是大气生物气溶胶中最丰富、分布最广的微生物.利用FA-1撞击式生物采样器连续采集了2020年9月至2021年8月青岛近海大气生物气溶胶分级样品,并利用BacLight^TM试剂染色-荧光显微镜计数方法测定了死/活细菌浓度,分析其浓度与粒径的季节分布特征,并研究了雾、霾和沙尘等特殊天气对细菌浓度及粒径分布的影响.结果表明,采样期间青岛近海生物气溶胶中细菌浓度为(1.06±0.68)×10⁵ cells·m^-3,其中活细菌和死细菌浓度分别为(8.20±4.88)×10³ cells·m^-3和(9.74±6.72)×10⁴ cells·m^-3.细菌浓度分布具有季节差异,死细菌浓度春季、冬季最高,夏季最低;活细菌浓度则变现为春季最高,夏季和秋季较低,冬季最低.生物气溶胶中细菌浓度随月份存在变化,死细菌月均浓度最高值和最低值分别出现在2021年春季3月和夏季6月,而活细菌月均浓度最高值则出现在2021年春季5月,最低值在2020年冬季12月....     

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.