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1、校园空气微生物和悬浮物污染评价及相关性分析(中国环境监测第27卷第4期)张杏辉广西师范大学环境与资源学院罗燕群广西环境工程与保护评价重点实验室周振明珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室环工1101王祥研究内容及结果简介 在对广西师范大学育才校区教学区、宿舍区、运动场和交通区大气微生物和总悬浮颗粒物(TSP)进行监测的基础上,评价与分析了育才校区大气污染状况。依照中国科学院生态中心推荐使用的空气微生物评价标准,育才校区大气微生物污染轻微,其中交通区和运动场大气微生物含量相对较高,但都能达到清洁空气的标准;大气总悬浮颗粒物污染下午较严重,多数测定值超过了国家环境空气质量标准中的二级
2、标准限值,而上午的测定值相对较低;四个功能区中TSP浓度值为交通区运动场教学区宿舍区。上午空气中TSP浓度与细菌总数具有显著相关性,与霉菌总数相关关系不显著。什么是空气微生物?空气微生物是指空气中细菌、霉菌和放线菌等有生命的活体,微生物广泛存在于大气中,依附于悬浮在空气中的尘埃、颗粒、气溶胶上,随着空气的流动而飘移,因此可以广泛传播,并且在适宜条件下可对人类、动植物造成侵害,从而导致疾病的发生与传播,还会给食品、医药和医疗等带来危害。什么是总悬浮颗粒物(TSP)?总悬浮颗粒物(TSP)是指悬浮在空气中,空气动 力学当量直径100 m 的颗粒物。颗粒物污染 能引发不良的健康反应,导致呼吸不适和呼
3、吸系统症状,加重已有的呼吸系统疾病及损害肺部组织并造成肺癌的多发,随暴露剂量和时间的增加,其疾病发生的危险性也随之增大。大气环境中微生物的含量与TSP浓度的关系?大气环境中微生物的含量与TSP浓度有关,特别是颗粒物粒径小于10微米的飘尘,更易携带微生物到处飘逸。TSP能减少紫外线照射强度,从而降低紫外线的杀菌作用随着高校的办学规模不断扩大,高校校园的人群已经非常密集,而相关基础设施建设却普遍相对滞后,导致一些公共场所使用频率极高,空气污染日益广泛和严重。目前,以菌落总数和悬浮物作为室内外空气质量指标是简捷可行的方法,而在大气污染对健康危害的定量评价中,颗粒物多被选为标志性污染物。为了解高校校园
4、空气污染情况,在2009年34月对广西师范大学育才校区校园内的学生宿舍区、交通区、教学区、运动场等场所进行了空气微生物和悬浮物监测与分析。实验部分11 采样点设置按公共场所卫生监测技术规范(GBT172201998)进行采样布点,选取校园内具有代表性的4个采样点作为不同的功能区域,分别为教学区、学生宿舍区、交通区和运动场。每次采样分为上午8:00一l2:30和下午l4:0018:30两个时段。12 监测项目监测项目为TSP,细菌总数、霉菌总数TSP测定使用KC一6120 TSP综合采样器测定TSP,每个功能区设1个采样点,以100Lmin流量采60min,为了使得采样数据具有更好的代表性,每次
5、采集都在天气条件比较稳定的情况下、四个功能区采样顺序与逆序轮流进行。TSP浓度值计算:TSP含量(mgm)=(一)1O 式中,为采样后的滤膜重量(g),Wo为空白滤膜的重量(g),为所采样品体积换算为标准状况(m)。微生物测定分别用营养琼脂培养基和马丁霉菌培养基进行样品采集和培养。在测定校园空气中总悬浮颗粒物的同时在上述功能区的采样点上方离地高约12m处,待TSP采样器采样15min后,开启平皿盖,曝气15min。对每个测点的细菌和霉菌同时采集3个平行样,采样时同步记录空气相对湿度、气温等气象条件。细菌在37 条件下培养48h,霉菌在27 培养96h,并按奥梅梁斯基公式(E=50000NAT)
6、换算为所测单位体积空气中的各类微生物总菌落数,以此评价相应空气微生物污染状况。式中,E 为大气微生物浓度(efum),A为培养皿面积(cm),T为培养皿暴露于空气中的时间(min),N为培养中的菌落数校园TSP测定结果 2009年3月和4月对校四个不同的功能区TSP浓度值进行了四次测定,结果见表1。可以看出,所有的功能区上午TSP值都远远小于下午的测定值,说明春季校园TSP高污染时段在下午。校园TSP污染评价参照国家环境影响评价技术导则与标准,学校属二类区选择国家二级标准,TSP含量限值为时平均值03mgm。与国家二级标准TSP含量限值相比,各功能区的总悬浮颗粒物上午都是达标的,下午多数超标,
7、其中运动场和交通区下午四次的测定值都超标。各个功能区之间测定值进行对比,发现运动场和交通区的TSP浓度值相对较大,可见TSP浓度值受校园各功能区组成特点影响,在车流量大人活动频繁以及相对空旷的场所颗粒物污染比较严重,这与扬尘较多及风速较大有关。宿舍区的TSP浓度值最小,这是因为人流量小,车辆来往较少,宿舍区空间被绿树和草坪环绕,空间相对狭窄,风速较低,同时树木和草坪还有很好的滤尘和滞尘效果对四个功能区上午、下午所有的测定值取平均值并求其差值得上下午均差值,由表1可以看出,运动场和交通区的上下午差值较小,而教学区和宿舍区的差值相对较大。这是由四个测定点的功能特性所决定的,交通区和运动场由于其周围
8、的人流车辆活动一天之内比较稳定,上下午没有很明显的变化。而宿舍区和教学区人流量不均匀,早晨8点以后室外人流量小,所以其影响程度小,而下午人流量大幅度提高,使其测定值明显增大。校园空气微生物污染分析校园空气中细菌总数检测结果见表2。由表2可知,即使是在同一地点,由于采样时间不同,培养皿中生长出的菌落数差异很大,反映出空气中微生物数量差异很大。3月份,细菌含量比较高的区域是运动场和交通区,四个功能区下午的含菌量分别是上午的121、129、103和087倍,除了交通区以外,下午是一天中检测到菌落数最多的时段。而4月份,上午的含菌量分别是下午的070、105、115、111倍,多数功能区上午的含菌量比
9、较高。从整体情况来看,3月份的含菌量比4月份高。导致此现象的原因是4月中上旬遇到了连续几天的降雨,空气中的大量粉尘已被冲刷,使得微生物量减少对于不同的功能区,表2监测结果显示,交通区和运动场的细菌总数相对较高,主要是因为采样时间段为学校上课时间,教学区和宿舍区室外人流量较小,且周围为复合绿地;而交通区人流量较大,易受来往车辆的影响;运动场受其功能和环境特征影响,虽然有植被覆盖,但绝大部分是草坪,采样时问有一定数量学生在上课。结果显示,人流量和植被是影响室内外空气微生物是否污染的重要的生态因子,人群的聚集程度愈高,空气微生物的浓度愈大,区域空间植被的覆盖度愈大,区域微生物尤其是细菌的存活愈少,复
10、合绿地与草坪相比还具有一定的灭菌功能。校园霉菌的检测结果表3为校园空气中霉菌检测结果,发现所有的功能区3月份霉菌总数均高于4月份,这可能是因为3月份校园空气相对湿度较大,温度较低,且采样前降雨相对较少,空气中悬浮物浓度较大,这种湿润阴凉的环境,能够给霉菌提供很好的生长和繁殖环境,使微生物容易孳生。而对于不同的功能区,两个月的采样结果均呈现出霉菌总数为交通区运动场宿舍区教学区校园微生物污染评价从表2和表3可以知道,虽然校园细菌和霉菌数量在不同的时空范围内存在着一定的波动且有不同的限值,但总的来说,育才校区内大气微生物污染轻微,空气中细菌总数、霉菌总数均较低,按中国科学院生态中心推荐使用的空气微生
11、物评价标准,所采空气样本细菌总数和霉菌总数分别小于1000cfum 和500 cfum 限制值时定为清洁级别,校园各功能区全部达到清洁级别标准,这与学校的绿化美化以及良好的环境卫生条件有关。总悬浮颗粒物与微生物的相关性分析根据上午和下午分别测定的16组数据绘制校园空气中TSP和微生物之间的相关性关系图1和图2。从图1可以看出,上午空气TSP浓度与空气中细菌总数具有一定的相关性。TSP浓度与细菌总数的线性相关关系可用直线进行拟合得到:Y=22484 一43929,R=0366,相关系数为0605,查统计理论中相关系数的临界值分布表 2=16,显著性水平=005,查得 临界值为0497,y。05,
12、14,因此上午空气TSP浓度与空气中细菌总数显著相关,与霉菌总数的相关关系不显著。图2显示,下午空气TSP浓度与空气中细菌总数和霉菌总数的相关关系分别为00007和O0112,相关关系均不显著,说明上午空气颗粒物是空气细菌含量的一个重要的影响因素。有研究报道,空气颗粒物是空气微生物的载体,在空气中由于颗粒物的凝聚作用,有很多微生物会附着在空气颗粒物上,也有一些是在地面上的带菌颗粒物,由于人为活动或风力的作用而使其飘浮起来。从以上分析可见,校园空气微生物与TSP浓度在上午关系较大微生物之间的相关性由本次实验的32组微生物检测数据分析空气中细菌总数与霉菌之间的关系见图3,可以看出,空气中细菌总数和
13、霉菌总数的关系可用直线进行拟合得到:Y=05136x 一77039,R=0678,相关系数=0824,查统计理论中相关系数的临界值分布表n=32,显著性水平=001,查得 临界值为0449,。,因此空气中细菌与霉菌之间极显著相关。结论(1)广西师范大学育才校区96个空气样本中细菌数检出率达到100,检测限值为122821 efum,总体均值为402cfum;霉菌检出率达85,检测限值为0419cfum,总体均值为1295efum,细菌总数明显高于霉菌总数。校园大气微生物含量运动场和交通区较高,教学区和宿舍区相对较低,评价结果表明,育才校区大气微生物污染轻微,属于清洁区。(2)育才校区TSP浓度上午低于下午,说明春季校园TSP高污染时段在下午。各个功能区。之间测定值进行对比,运动场和交通区的TSP值相对较大,而宿舍区的TSP值最小。评价结果表明,校园TSP浓度上午均达标,下午多数不达标。(3)测定结果显示,上午校园空气TSP浓度与空气中细菌总数显著相关而与霉菌相关性不显著,下午TSP浓度与细菌和霉菌的相关性均不显著,细菌总数和霉菌总数之间为极显著相关。(4)大气中TSP浓度和微生物分布均与环境条件有非常密切的关系。环境绿化程度高,卫生条件好,人为活动少,TSP浓度和微生物含量就低。就这样安静的结束吧!
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