科技成果
成果名称: 西安市大气细颗粒物中微生物组成、浓度与来源研究
成果登记号: 9612023Y1920
第一完成单位: 长安大学
联 系 人: 孟庆龙
成果类型: 应用技术
成果体现形式 : 其他应用技术
技术领域: 环境保护
应用行业: 水利、环境和公共设施管理业
学科分类: 环境生物学(610.1020)
应用状态: 未应用
完成人: 李彦鹏,孟庆龙,谢铮胜,路瑞
成果简介:
项目对西安市大气细颗粒物中微生物浓度、粒径与群落结构的季节变化特征,空气质量等级对其的影响以及大气细颗粒物中微生物的来源进行了详细深入的研究,取得了丰硕的研究成果。截止到2018年11月,共发表学术论文13篇,其中SCI检索5篇, EI检索2篇;授权国家发明专利2项,实用新型专利1项;获得国家自然科学基金青年项目2项,中央高校基本科研业务费(优秀博士生学位论文培育)项目1项,其余省部级基金2项;在国际或国内高水平会议上做大会报告、特邀报告2次;培养博士生2名、硕士生8名。具体如下:
1) 西安市不同天气、不同空气质量等级下大气颗粒物中可培养微生物浓度、粒径与群落结构的季节变化特征
在不同天气状况采集生物气溶胶样品,采用培养计数法分析大气可培养生物气溶胶的浓度与粒径分布。研究发现,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(1004.81 ± 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雨天<晴天<阴云天<霾天(Li et al., 2017)。可培养细菌气溶胶在晴天、阴云天、雨天和霾天粒径分布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。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%(李婉欣 等, 2017)。目前该研究内容发表SCI论文1篇,EI论文1篇。
2)西安不同季节,不同空气质量下大气细颗粒物中的微生物浓度、粒径与群落结构的变化特征
采用荧光染色法分析大气总微生物的浓度和粒径,研究发现不同季节微生物气溶胶浓度差异明显:冬季最高(6.77×105 cells·m-3),秋季和春季次之(4.22×105 cells·m-3,2.38×105 cells·m-3),夏季最低(1.66×105 cells·m-3)(Xie et al., 2018a)。各季节的微生物浓度和环境因子之间多元逐步回归结果显示,颗粒物和温度是影响各季节微生物浓度的主要因素。大气细颗粒物上的微生物浓度在霾天(6.12×105 cells·m-3)显著高于非霾天(2.15×105 cells·m-3),而颗粒物是两种天气状况下影响微生物浓度变化的主要因素(李彦鹏 等, 2018)。另外,研究首次发现,微生物浓度和空气污染等级并非绝对正相关,当空气污染达到一定值时,微生物浓度会有所下降,该发现对雾霾天人体健康暴露风险评估增加了新的认识。目前该项研究发表SCI论文1篇,EI论文1篇。
3)西安市大气颗粒物中微生物气溶胶的群落结构分布特征
采用PCR-16SrRNA基因测序方法对西安市不同空气质量下的空气微生物的群落结构进行分析并探究其影响规律。研究结果表明,不同粒径下(TSP, PM10, PM2.5)的细菌群落结构相似,其主要种属在均为变形菌门Proteobacteria(50.70%)、厚壁菌门 Firmicutes(27.28%),细菌群落多样性在霾天和非霾天无显著性差异,细菌菌群在门水平和属水平上的差异性也不显著,但各菌群的相对百分比不同(Lu et al., 2018)。值得注意的是,霾天的空气中潜在细菌致病菌的绝对浓度并未明显升高,霾污染等级和致病菌的浓度霾天不存在正相关关系。目前该项研究发表SCI论文1篇。
4)西安市大气细颗粒物中微生物的来源解析
在西安南部秦岭山地和北部渭水观测点采集不同粒径的生物气溶胶样品, 同时采集采样点周边的植物叶表面沉降样品和表层止壤样品,通过使用高通量测序对比研究表明,空气微生物气溶胶的来源并不是绝对的来源于当地环境,而是当地环境和气流传输的结合作用,来源于当地环境的空气微生物会随着气流传输进而移动到其他地区(Lu et al., 2018; Xie et al., 2018b)。目前该项研究发表SCI论文2篇。