【摘要】：空氣質量與人類健康密切相關,空氣中的微生物尤其是致病菌能夠引起人們過敏、哮喘以及呼吸道傳染病的發(fā)生。近年來,我國大范圍內霧霾的發(fā)生頻率越來越高,空氣生物性污染的研究得到了高度的重視和廣泛的關注,全面掌握空氣中微生物群落特征及時空變化規(guī)律對城市系統(tǒng)的維護及人群健康的保持具有密切聯(lián)系,同時空氣微生物變化特征與城市空氣污染及環(huán)境改善息息相關。本研究以南方典型旅游城市杭州為例,(1)利用FA-Ⅰ型生物粒子取樣器進行空氣微生物取樣,研究了杭州市4個不同功能區(qū):交通干線(TJCR)、商業(yè)街(YRBS)、高教園區(qū)(ZJGSUJC)和公園綠地(BLQG)空氣細菌和真菌濃度及粒徑分布特征;研究了西湖風景區(qū)4個不同景點:柳浪聞鶯(OSW)、斷橋殘雪(MSBB)、三潭印月(TPMM)和寶石流霞(PSHFRC)空氣細菌和真菌濃度及粒徑分布特征;研究了不同高度空氣細菌和真菌濃度及粒徑分布特征;研究了空氣細菌和真菌濃度與污染因子之間的關系;(2)利用Corioliusμ液體取樣器對空氣微生物進行取樣,研究了杭州市不同功能區(qū)及西湖景區(qū)不同景點空氣細菌群落時空變化特征;研究了天氣特征對空氣細菌群落結構的影響;研究了不同高度對空氣細菌群落特征的影響;研究了杭州市極端高溫前后空氣細菌群落結構的變化特征。主要研究結果如下:(1)杭州市空氣細菌和真菌濃度時空變化差異顯著,空氣細菌和真菌濃度均值分別為313 CFU/fm~3和848 CFU/m~3,其占比分別為27.8%和72.2%�？諝饧毦鷿舛萗RBS最高為507CFU/m~3,BLQG最低為197 CFU/m~3�？諝庹婢鷿舛� ZJGSUJC 最高為 1176 CFU/m~3,TJCR 最低為557 CFU/m~3。杭州市空氣細菌粒徑呈偏態(tài)分布,從第Ⅰ～Ⅵ級菌落百分比逐漸減小;空氣真菌粒徑呈對數(shù)正態(tài)分布,主要集中分布在第 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 級。杭州市空氣細菌群落特征隨時空變化差異顯著,4個樣點不同季節(jié)空氣細菌門水平優(yōu)勢菌群均為Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes、Cyanobacteria、Actinobacteria,但菌群相對百分含量差異顯著。不同樣點空氣細菌群落特征在屬水平呈顯著性差異,秋季BLQG、TJCR、YRBS 和 ZJGSUJC 優(yōu)勢菌群分別為Cystobacter(9.64%)、GpI(7.32%)、Deinococcus(7.41%)、GpI(10.67%);冬季 4 個樣點優(yōu)勢菌群分別為Deinococcus在BLQG(6.2%)和TJCR(8.97%)中含量最多,而YRBS和ZJGSUJC中GpI含量最多,分別為8.35%和6.19%;春季BLQG的優(yōu)勢菌群為Streptophyta(19.24%),TJCR的優(yōu)勢菌群為 Streptophyta(31.07%),YRBS 的優(yōu)勢菌群為Buchnera(29.63%),ZJGSUJC的優(yōu)勢菌群為Streptophyta(17.61%)。通過α多樣性指數(shù)的分析,秋季YRBS空氣細菌豐度相對較高均勻度較低,冬季BLQG空氣細菌豐度相對較低均勻度較高。(2)西湖風景區(qū)4個景點空氣微生物濃度差異顯著�？諝饧毦鷿舛萂SBB最高為961 CFU/m~3,OSW濃度最低為193 CFU/m~3,空氣真菌濃度MSBB濃度最高為668 CFU/m~3,PSHFRC濃度最低為193 CFU/m~3,不同樣點夏季空氣細菌和真菌濃度顯著高于冬季。各樣點空氣細菌和真菌粒徑分布特征差異顯著,不同樣點空氣細菌粒子在第Ⅰ級中百分比較高,空氣真菌粒子在Ⅲ和Ⅳ級中濃度百分比較高。西湖景區(qū)4個景點空氣細菌群落結構差異顯著,共鑒定出33門954屬空氣細菌,門水平上各景點空氣細菌相對含量最多的是Proteobacteria,Actinobacteria,Firmicutes,Bacteroidetes 和Cyanobacteria;屬水平上各景點的優(yōu)勢菌群各不相同,MSBB、TPMM、OSW和PSHFRC相對含量較高的菌屬分別是Massilia(6.22%)、Janibacter(6.45%)、Sphingomonas(6.05%)和Methylobacterium(11.5%)。MSBB、TPMM、OSW 和 PSHFRC 的 OTU 數(shù)量分別為5075、4261、3771和4688;通過α多樣性指數(shù)的分析,PSHFRC的空氣細菌豐富度較低均勻度較高,而MSBB空氣細菌豐富度較高均勻度較低。(3)不同高度空氣微生物濃度差異顯著,空氣細菌和真菌濃度隨著取樣高度的增加而逐漸減小;不同高度空氣細菌粒徑呈偏態(tài)分布,從取樣器Ⅰ～Ⅵ級菌落百分比逐漸減小,空氣真菌粒徑呈對數(shù)正態(tài)分布,菌落主要集中在第Ⅲ、Ⅳ級。不同高度共鑒定17門296屬空氣細菌,門水平上不同高度優(yōu)勢菌群均為Proteobacteria;屬水平上不同菌群隨高度變化規(guī)律不同,菌群GpI相對含量隨著高度增加而增多,而Clostridium隨高度增加相對含量減少。低層L、中層M和高層H的OTU數(shù)量分別為3358、2894和2143;通過α多樣性指數(shù)的分析,高層空氣細菌豐度相對較低均勻度較高,而低層L空氣細菌豐度相對較高但均勻度較低。(4)不同天氣特征共鑒定出22門588屬空氣細菌,并且差異顯著。門水平上,晴天相對含量最多的菌群是Firmicutes(46.56%),而其它天氣優(yōu)勢菌群為Proteobacteria,其中陰天、雨天和霧霾天分別占35.44%、41.45%、38.44%;屬水平上,晴天、陰天、雨天和霧霾天的優(yōu)勢菌群分別是Lactobacillus 18.13%)、Mucilaginibacter(5.2%)、Streptococcus(8.11%)和GpI(6.59%)。晴天、陰天、雨天和霧霾天空氣細菌OTU數(shù)量分別為1575、1745、1483和2185;通過α多樣性指數(shù)的分析,霧霾天氣空氣細菌豐度度相對較高均勻度較低。(5)空氣細菌和真菌濃度與污染因子之間關系顯著�？諝饧毦驼婢鷿舛扰c空氣質量指數(shù)、03濃度和PM10濃度呈顯著負相關,空氣細菌濃度與NO2濃度和PM2.5濃度呈顯著正相關;空氣真菌濃度與NO2濃度、CO濃度和PM2.5濃度呈顯著正相關。杭州市4個功能區(qū)在極端高溫天氣前后空氣細菌16SrDNA基因拷貝數(shù)差異顯著。高溫之前YRBS、BLQG、ZJGSUJC和TJCR的基因拷貝數(shù)分別約為9.50 10~3個/m~3、3.98 10~3個/m~3、1.17 10~4個/m~3和6.46 10~4個/m~3;高溫之后16S rDNA基因拷貝數(shù)分別約為4.38 10~2個/m~3、0.31 10~2 個/m~3、1.54 10~3 個/m~3、和 1.30 10 3 個/m~3,降低幅度分別約為95%、99%、87%和80%。極端高溫前后,杭州市4個不同功能區(qū)菌群結構差異顯著,高溫之前的優(yōu)勢菌群為Caulobacterales(17.9%)、放線菌(17.7%)、伯克氏菌目(10.9%)、根瘤菌目(8.9%)、Sphingomonadales(7.7%)和 Rhodocyclales(6.99%);高溫之后的優(yōu)勢菌群是Rhodocyclales(29.9%)、伯克氏菌目(19.9%)、放線菌(13.9%)、Bacillales(7.6%)。經歷極端高溫天氣之后,菌群伯克氏菌目、Rhodocyclales和Bacillales的相對含量顯著提高;放線菌、Caulobacterales、根瘤菌目、Sphingomonadales 和 Xanthomonadales 的相對含量顯著降低。
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【學位授予單位】：浙江工商大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R122

【參考文獻】

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本文編號：2452528