蘭州不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠分布特征及影響因素探究一、引言1.1研究背景與意義在當(dāng)今社會(huì)，空氣污染已然成為全球范圍內(nèi)備受矚目的嚴(yán)峻問題，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的影響。大氣微生物氣溶膠作為空氣污染的關(guān)鍵構(gòu)成部分，近些年來在空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)以及相關(guān)研究領(lǐng)域中，愈發(fā)受到廣泛關(guān)注。大氣微生物氣溶膠主要是指懸浮于大氣或附著于大氣顆粒物表面的細(xì)菌、真菌、放線菌、病毒、塵螨、花粉、孢子和動(dòng)植物碎裂分解體等有生命的活體所形成的膠體體系。這些微生物廣泛存在于自然環(huán)境中，通過空氣傳播和沉降，對(duì)環(huán)境與人類健康產(chǎn)生著重要影響。大氣微生物氣溶膠與人類的生活和健康息息相關(guān)。由于人類的一切活動(dòng)均在微生物氣溶膠的包圍中，其可通過人類的皮膚、呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)，有可能影響人類的身體健康，對(duì)免疫力低的人有可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的身體健康問題。比如，生物氣溶膠中的大氣微生物可通過受傷的皮膚、粘膜、消化道和呼吸道誘發(fā)各種疾病，像心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病，甚至肺癌等。有研究表明，80%的生物性感染是由空氣傳播引起，而大氣微生物氣溶膠便是這些生物性感染的重要傳播載體。蘭州市作為中國(guó)西北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)中心城市，其地理位置特殊，地處西北內(nèi)陸，常年受風(fēng)沙天氣影響，空氣質(zhì)量較差。同時(shí)，蘭州市人口密集，交通繁忙，擁有工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園等多種不同功能區(qū)，各功能區(qū)人類活動(dòng)和環(huán)境狀況差異較大，這使得蘭州市大氣微生物氣溶膠的分布情況變得更為復(fù)雜。了解蘭州市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠的分布特征，對(duì)于揭示城市空氣微生物生態(tài)系統(tǒng)狀況，制定合理的環(huán)境保護(hù)措施具有重要意義。一方面，能夠?yàn)樘m州市的空氣治理和環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，助力相關(guān)部門有針對(duì)性地制定污染防控策略，改善空氣質(zhì)量；另一方面，通過研究大氣微生物氣溶膠與環(huán)境因素、人類活動(dòng)之間的關(guān)系，可以深入了解其傳播規(guī)律和潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而更好地保障居民的健康和環(huán)境的安全。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀大氣微生物氣溶膠的研究在國(guó)內(nèi)外均取得了豐富的成果。國(guó)外方面，早在20世紀(jì)初，就有學(xué)者開始關(guān)注空氣中微生物的存在。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，研究逐漸深入到微生物氣溶膠的濃度、粒徑分布、群落組成以及與環(huán)境因素的關(guān)系等多個(gè)方面。有研究通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，城市中心區(qū)域的大氣微生物氣溶膠濃度明顯高于郊區(qū)，且與交通流量、人口密度等因素密切相關(guān)；在粒徑分布上，不同地區(qū)和季節(jié)存在一定差異，但總體上細(xì)粒徑的微生物氣溶膠占比較大，這部分氣溶膠更容易被人體吸入，對(duì)健康的潛在威脅更大。在國(guó)內(nèi)，大氣微生物氣溶膠的研究起步相對(duì)較晚，但近年來發(fā)展迅速。眾多學(xué)者針對(duì)不同地區(qū)的大氣微生物氣溶膠展開研究，從東北的寒冷地區(qū)到南方的濕潤(rùn)地區(qū)，從沿海城市到內(nèi)陸城市，研究范圍廣泛。如在北京市的研究中，發(fā)現(xiàn)大氣微生物氣溶膠濃度在供暖期和非供暖期存在顯著差異，供暖期由于燃煤等因素，微生物氣溶膠濃度升高，且病原菌的檢出率也有所增加；在廣州市的研究中，重點(diǎn)分析了氣象因素對(duì)大氣微生物氣溶膠的影響，結(jié)果表明高溫、高濕的氣象條件有利于微生物的生長(zhǎng)和傳播，導(dǎo)致微生物氣溶膠濃度升高。針對(duì)蘭州市的大氣微生物氣溶膠研究也有一些成果。孫強(qiáng)、李杰、趙煒等人在《蘭州某居民區(qū)大氣微生物氣溶膠分布特征研究》中采用Anderson采樣器對(duì)蘭州某居民小區(qū)夏季的大氣微生物氣溶膠濃度分布、粒徑分布及日變化特征等進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)居民區(qū)內(nèi)大氣微生物氣溶膠濃度變化范圍為528CFU/m3～11553CFU/m3，屬清潔級(jí)，其粒徑主要集中在2.1μm～4.7μm之間，易對(duì)人體支氣管等造成影響，微生物氣溶膠濃度的空間分布特征與小區(qū)垃圾房、垃圾桶位置及人的活動(dòng)有關(guān)，時(shí)間分布特征與日照強(qiáng)度有關(guān)，輻射強(qiáng)度最高的中午微生物氣溶膠濃度最低。王可君、孫強(qiáng)、趙煒在《蘭州市不同天氣可培養(yǎng)微生物氣溶膠特征變化研究》中，于2016年3月15-23日在蘭州交通大學(xué)站點(diǎn)，采用Andersen六級(jí)空氣微生物采樣器對(duì)不同天氣狀況下的細(xì)菌、真菌與放線菌氣溶膠進(jìn)行采樣，發(fā)現(xiàn)雨天時(shí)可培養(yǎng)微生物氣溶膠濃度變化為雨前＞雨中＞雨后，沙塵發(fā)生后蘭州總可培養(yǎng)微生物氣溶膠濃度均值是沙塵前的1.5倍，沙塵天氣時(shí)可培養(yǎng)微生物氣溶膠濃度與PM10和PM2.5呈正相關(guān)性，與溫度呈負(fù)相關(guān)性，與濕度和風(fēng)速呈不明顯的正相關(guān)。盡管國(guó)內(nèi)外在大氣微生物氣溶膠研究方面已取得一定進(jìn)展，但仍存在一些不足?，F(xiàn)有研究多集中在單一城市或區(qū)域的整體大氣微生物氣溶膠特征分析，對(duì)于同一城市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)的對(duì)比研究相對(duì)較少，難以全面了解城市內(nèi)部大氣微生物氣溶膠的分布差異及其形成機(jī)制。大多數(shù)研究主要關(guān)注微生物氣溶膠的濃度和群落組成，對(duì)其傳播途徑、潛在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及與其他污染物的相互作用等方面的研究還不夠深入。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于聚焦蘭州市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)，全面系統(tǒng)地研究大氣微生物氣溶膠的分布特征，不僅分析其濃度、粒徑、群落組成等基本特征，還深入探討與氣象參數(shù)、空氣質(zhì)量等環(huán)境因素以及人類活動(dòng)的關(guān)聯(lián)，旨在為蘭州市的空氣治理和環(huán)境保護(hù)提供更為全面、細(xì)致的科學(xué)依據(jù)，填補(bǔ)蘭州市在該領(lǐng)域相關(guān)研究的部分空白。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在全面、系統(tǒng)地探究蘭州市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠的分布特征，具體目標(biāo)如下：首先，精準(zhǔn)測(cè)定不同功能區(qū)（如工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園等）以及重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠的濃度水平，分析其在空間上的分布差異，為評(píng)估不同區(qū)域的空氣質(zhì)量和微生物污染程度提供數(shù)據(jù)支持。其次，深入研究大氣微生物氣溶膠的粒徑分布規(guī)律，明確不同粒徑范圍內(nèi)微生物的組成和豐度，進(jìn)而探討其對(duì)人體健康的潛在危害，因?yàn)椴煌降奈⑸餁馊苣z在呼吸道中的沉積位置和危害程度有所不同。再者，運(yùn)用先進(jìn)的高通量測(cè)序技術(shù)，詳細(xì)分析大氣微生物氣溶膠的群落組成和多樣性，識(shí)別不同區(qū)域的優(yōu)勢(shì)微生物種類，揭示微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，為深入理解大氣微生物生態(tài)系統(tǒng)提供依據(jù)。最后，通過對(duì)氣象參數(shù)（如溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等）和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（如PM2.5、PM10、SO2、NO2等污染物濃度）的綜合分析，闡明大氣微生物氣溶膠分布與環(huán)境因素的相關(guān)性，為制定針對(duì)性的空氣污染防控措施提供科學(xué)指導(dǎo)。圍繞上述研究目標(biāo)，本研究將開展以下內(nèi)容的研究：在蘭州市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)合理設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，運(yùn)用Andersen六級(jí)空氣微生物采樣器等專業(yè)設(shè)備，采集大氣微生物氣溶膠樣本，確保樣本具有代表性和廣泛性。采用傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法對(duì)采集的樣本進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)可培養(yǎng)微生物的數(shù)量和種類，初步了解微生物氣溶膠的濃度和組成情況。同時(shí)，結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)樣本中的微生物DNA進(jìn)行測(cè)序分析，獲取更全面、準(zhǔn)確的微生物群落信息，包括不可培養(yǎng)微生物的種類和相對(duì)豐度。利用粒度分析儀等儀器對(duì)微生物氣溶膠的粒徑進(jìn)行測(cè)定，分析不同粒徑段微生物氣溶膠的濃度分布特征，以及粒徑與微生物種類、濃度之間的關(guān)系。收集采樣期間的氣象數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析大氣微生物氣溶膠濃度、群落組成等與氣象參數(shù)、空氣質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性，構(gòu)建相關(guān)模型，深入探討環(huán)境因素對(duì)大氣微生物氣溶膠分布的影響機(jī)制。此外，還將分析不同功能區(qū)人類活動(dòng)強(qiáng)度（如工業(yè)生產(chǎn)、交通流量、人口密度等）與大氣微生物氣溶膠分布特征之間的關(guān)聯(lián)，評(píng)估人類活動(dòng)對(duì)大氣微生物環(huán)境的影響，為城市規(guī)劃和環(huán)境管理提供參考依據(jù)。二、研究區(qū)域與方法2.1研究區(qū)域概況蘭州市作為甘肅省的省會(huì)，地理位置獨(dú)特，位于東經(jīng)102°36′～104°35′、北緯35°34′～37°00′之間，地處青藏高原向黃土高原的過渡地帶。其城區(qū)海拔約1520米，在大西北區(qū)域中處于“座中六聯(lián)”的關(guān)鍵位置，這種特殊的地理位置使得蘭州市成為了連接中國(guó)西北地區(qū)各重要城市的交通樞紐和經(jīng)濟(jì)交流中心。同時(shí)，也決定了其在氣候、地形地貌以及生態(tài)環(huán)境等方面具有獨(dú)特性，這些因素都對(duì)大氣微生物氣溶膠的分布產(chǎn)生著重要影響。蘭州市屬于溫帶大陸性氣候，這種氣候類型的顯著特點(diǎn)為年平均氣溫10.9℃，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，是著名的避暑勝地。年平均日照時(shí)數(shù)為2374小時(shí)，充足的光照條件有利于一些微生物的光合作用和生長(zhǎng)繁殖；無霜期為172天，在無霜期內(nèi)，大氣環(huán)境相對(duì)較為穩(wěn)定，微生物氣溶膠的傳播和擴(kuò)散也受到一定影響；年平均降水量為300毫米左右，降水的多少不僅影響著大氣的濕度，還對(duì)微生物氣溶膠的濃度和分布有著直接作用。降水可以通過濕沉降的方式將空氣中的微生物氣溶膠沖刷到地面，從而降低其在空氣中的濃度，但在降水過程中，如果雨滴將地面的微生物重新濺起，也可能會(huì)增加大氣微生物氣溶膠的含量。此外，蘭州市常年受風(fēng)沙天氣影響，特別是在春季，來自西北方向的沙塵會(huì)攜帶大量的沙塵顆粒和微生物進(jìn)入蘭州市區(qū)，這不僅會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，還會(huì)使大氣微生物氣溶膠的組成和分布發(fā)生變化。沙塵中的微生物可能來自遙遠(yuǎn)的沙漠地區(qū)，這些微生物在不同的生態(tài)環(huán)境中生存，具有獨(dú)特的生理特性和適應(yīng)能力，它們進(jìn)入蘭州市后，可能會(huì)與本地的微生物氣溶膠相互作用，影響其群落結(jié)構(gòu)和分布特征。蘭州市根據(jù)城市的功能和發(fā)展需求，劃分了多個(gè)不同的功能區(qū)，包括工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園等。各個(gè)功能區(qū)由于人類活動(dòng)和環(huán)境狀況的差異，大氣微生物氣溶膠的分布也呈現(xiàn)出不同的特征。工業(yè)區(qū)內(nèi)集中了大量的工業(yè)企業(yè)，如石化、冶金、機(jī)械制造等行業(yè)，這些企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放出大量的廢氣、廢水和廢渣，其中包含了豐富的微生物氣溶膠。工業(yè)廢氣中的微生物可能來源于生產(chǎn)原料、生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的微生物滋生以及工業(yè)廢水處理過程中的微生物揮發(fā)等。這些微生物氣溶膠不僅濃度較高，而且種類復(fù)雜，可能包含一些對(duì)人體健康有害的病原菌和耐藥菌。商業(yè)區(qū)則是人口密集、商業(yè)活動(dòng)頻繁的區(qū)域，交通擁堵，汽車尾氣排放量大。汽車尾氣中含有大量的顆粒物和有機(jī)污染物，這些物質(zhì)為微生物提供了附著和生存的載體，使得商業(yè)區(qū)的大氣微生物氣溶膠濃度也相對(duì)較高。同時(shí)，商業(yè)區(qū)的室內(nèi)環(huán)境，如商場(chǎng)、超市等，由于人員流動(dòng)大、通風(fēng)條件有限，也容易滋生和傳播微生物氣溶膠。居民區(qū)是人們?nèi)粘Ｉ畹闹饕獔?chǎng)所，其大氣微生物氣溶膠的分布受到居民生活習(xí)慣、環(huán)境衛(wèi)生狀況以及周邊綠化條件的影響。居民的日常生活活動(dòng)，如烹飪、清掃、晾曬衣物等，都可能會(huì)產(chǎn)生微生物氣溶膠。周邊綠化條件較好的居民區(qū)，植物可以通過吸附和過濾作用降低大氣微生物氣溶膠的濃度，同時(shí)植物本身也會(huì)釋放一些有益的微生物，影響大氣微生物氣溶膠的群落結(jié)構(gòu)。公園作為城市的綠色生態(tài)空間，植被豐富，空氣清新，微生物氣溶膠濃度相對(duì)較低。公園內(nèi)的植物通過光合作用釋放氧氣，改善空氣質(zhì)量，同時(shí)植物表面的絨毛和分泌物可以吸附空氣中的微生物氣溶膠，減少其在空氣中的含量。公園內(nèi)的水體也具有一定的凈化作用，能夠吸收和降解部分微生物氣溶膠。蘭州市還存在一些重點(diǎn)污染區(qū)，這些區(qū)域由于特殊的地理環(huán)境或工業(yè)活動(dòng)，大氣污染問題較為突出，大氣微生物氣溶膠的分布也受到顯著影響。例如，一些位于山谷地帶的區(qū)域，由于地形封閉，空氣流通不暢，污染物容易積聚，導(dǎo)致大氣微生物氣溶膠濃度升高。在冬季，這些區(qū)域更容易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，使得污染物和微生物氣溶膠難以擴(kuò)散，進(jìn)一步加重了污染程度。一些化工園區(qū)也是重點(diǎn)污染區(qū)，化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放出大量的有毒有害氣體和揮發(fā)性有機(jī)物，這些物質(zhì)會(huì)與大氣中的微生物相互作用，改變微生物氣溶膠的組成和性質(zhì)。化工企業(yè)排放的廢氣中可能含有重金屬、有機(jī)溶劑等污染物，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒性作用，導(dǎo)致微生物的死亡或變異，從而影響大氣微生物氣溶膠的生態(tài)功能和健康風(fēng)險(xiǎn)。2.2采樣點(diǎn)設(shè)置為全面、準(zhǔn)確地獲取蘭州市不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠的分布特征，本研究依據(jù)蘭州市的城市功能布局、地形地貌以及人口密度等因素，精心挑選了具有代表性的采樣點(diǎn)。這些采樣點(diǎn)涵蓋了蘭州市的工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園等主要功能區(qū)以及重點(diǎn)污染區(qū)，以確保能夠充分反映不同區(qū)域的大氣微生物氣溶膠狀況。在工業(yè)區(qū)，選擇了西固區(qū)的蘭州石化工業(yè)園區(qū)作為采樣點(diǎn)。該區(qū)域集中了眾多石化企業(yè)，生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的廢氣、廢水和廢渣，是蘭州市大氣污染的主要來源之一。其地理位置位于蘭州市的西部，處于黃河河谷地帶，地形相對(duì)封閉，不利于污染物的擴(kuò)散。在該工業(yè)區(qū)內(nèi)，將采樣點(diǎn)設(shè)置在蘭州石化公司的廠區(qū)內(nèi)，具體位置為廠區(qū)的東南角，距離主要生產(chǎn)裝置約500米。此位置既能夠直接受到工業(yè)生產(chǎn)排放的影響，又能在一定程度上避免周邊其他干擾因素，如廠區(qū)內(nèi)的綠化區(qū)域和道路等對(duì)采樣結(jié)果的影響。商業(yè)區(qū)則選取了城關(guān)區(qū)的東方紅廣場(chǎng)附近作為采樣點(diǎn)。東方紅廣場(chǎng)是蘭州市的商業(yè)中心，周邊有眾多商場(chǎng)、寫字樓和酒店，人口密集，交通流量大。該區(qū)域位于蘭州市的中心地帶，交通便利，是城市的核心商業(yè)區(qū)之一。采樣點(diǎn)設(shè)置在東方紅廣場(chǎng)的東北角，距離廣場(chǎng)的主要出入口約100米，距離周邊的商業(yè)建筑約50米。這樣的位置能夠充分反映商業(yè)區(qū)的大氣微生物氣溶膠狀況，同時(shí)也便于采樣工作的開展，減少因交通擁堵等因素對(duì)采樣的影響。居民區(qū)選擇了安寧區(qū)的安寧庭院小區(qū)作為采樣點(diǎn)。該小區(qū)是蘭州市典型的居民住宅區(qū)，周邊配套設(shè)施完善，居民生活活動(dòng)豐富。小區(qū)位于安寧區(qū)的中心位置，周邊有學(xué)校、超市、公園等，生活氣息濃厚。采樣點(diǎn)設(shè)置在小區(qū)內(nèi)部的中心花園，距離居民樓約30米，遠(yuǎn)離小區(qū)的垃圾處理點(diǎn)和停車場(chǎng)等可能產(chǎn)生污染的區(qū)域。在此處采樣能夠較好地反映居民區(qū)的日常大氣微生物氣溶膠水平，避免了周邊商業(yè)活動(dòng)和交通等因素的干擾。公園采樣點(diǎn)定在五泉山公園。五泉山公園是蘭州市著名的旅游景點(diǎn)和休閑場(chǎng)所，植被豐富，空氣清新，是城市中的綠色生態(tài)空間。公園位于蘭州市的南部，地處皋蘭山北麓，園內(nèi)有豐富的自然景觀和人文景觀。采樣點(diǎn)設(shè)置在公園的核心景區(qū)，距離主要景點(diǎn)五眼清泉約100米，距離公園的出入口約200米。此位置能夠充分體現(xiàn)公園內(nèi)的大氣微生物氣溶膠特征，同時(shí)也能避免公園周邊道路和商業(yè)區(qū)等對(duì)采樣結(jié)果的影響。重點(diǎn)污染區(qū)選擇了位于七里河區(qū)的彭家坪地區(qū)。該區(qū)域由于過去的工業(yè)發(fā)展和不合理的城市建設(shè)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，大氣污染問題突出。彭家坪地區(qū)位于蘭州市的西南部，地勢(shì)相對(duì)較低，周邊有一些廢棄的工廠和建筑垃圾堆放場(chǎng)。采樣點(diǎn)設(shè)置在彭家坪的中心位置，距離最近的廢棄工廠約200米，距離建筑垃圾堆放場(chǎng)約300米。在該重點(diǎn)污染區(qū)進(jìn)行采樣，能夠深入了解污染區(qū)域大氣微生物氣溶膠的特殊分布情況，為后續(xù)的污染治理提供重要依據(jù)。通過在上述不同功能區(qū)及重點(diǎn)污染區(qū)設(shè)置采樣點(diǎn)，本研究能夠全面覆蓋蘭州市不同環(huán)境狀況和人類活動(dòng)強(qiáng)度的區(qū)域，從而獲取具有代表性的大氣微生物氣溶膠樣本，為深入研究其分布特征奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。每個(gè)采樣點(diǎn)在采樣期間均保持相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件，避免因采樣點(diǎn)周邊環(huán)境的突然變化而影響采樣結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的具體位置進(jìn)行了精確記錄，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)對(duì)比和分析。2.3采樣方法與時(shí)間本研究主要采用Andersen六級(jí)空氣微生物采樣器進(jìn)行大氣微生物氣溶膠樣本的采集。Andersen六級(jí)空氣微生物采樣器依據(jù)安德森撞擊原理設(shè)計(jì)，其核心部件包括撞擊倉(cāng)和收集倉(cāng)。撞擊倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有6層不同孔徑的圓盤沖擊板，每個(gè)圓盤上均勻分布著400個(gè)成環(huán)行排列、逐層減小且尺寸精確的小孔，標(biāo)準(zhǔn)采樣流量設(shè)定為28.3L/min。在圓盤下方放置瓊脂平皿，當(dāng)含有微生物粒子的氣流進(jìn)入最上層的采樣口后，由于氣流速度的逐層增高，不同大小的微生物粒子會(huì)依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)特征，分別撞擊在相應(yīng)瓊脂表面上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑微生物氣溶膠的分級(jí)采集。這種采樣方式能夠有效分離不同粒徑的微生物氣溶膠，為后續(xù)研究微生物氣溶膠的粒徑分布特征提供可靠樣本，且能較好地保持微生物粒子的完整性，便于進(jìn)行微生物的培養(yǎng)和分析。在采樣過程中，為確保采集到的樣本具有代表性和準(zhǔn)確性，嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行。在每個(gè)采樣點(diǎn)，將采樣器放置在距離地面約1.5米的高度，此高度與人的呼吸帶高度相近，能夠更準(zhǔn)確地反映人體實(shí)際接觸到的大氣微生物氣溶膠情況。避免采樣器周圍存在明顯的污染源或干擾源，如遠(yuǎn)離工廠煙囪、垃圾處理站、交通要道等，以防止這些因素對(duì)采樣結(jié)果產(chǎn)生影響。在工業(yè)區(qū)采樣時(shí)，會(huì)盡量選擇在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，以充分采集到工業(yè)排放產(chǎn)生的微生物氣溶膠；在居民區(qū)采樣時(shí)，會(huì)避開居民樓的通風(fēng)口和垃圾存放點(diǎn)等可能影響采樣結(jié)果的區(qū)域。除了傳統(tǒng)的Andersen采樣器進(jìn)行可培養(yǎng)微生物的采集外，還運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)大氣微生物氣溶膠的總DNA進(jìn)行分析，以獲取更全面的微生物群落信息，包括不可培養(yǎng)微生物的種類和相對(duì)豐度。高通量測(cè)序技術(shù)的具體操作步驟如下：首先，使用無菌采樣袋在每個(gè)采樣點(diǎn)采集一定體積的空氣樣本，然后通過過濾裝置將空氣中的微生物粒子收集到濾膜上。將濾膜放入無菌離心管中，加入適量的DNA提取試劑，采用專門的DNA提取試劑盒進(jìn)行微生物總DNA的提取。在提取過程中，嚴(yán)格按照試劑盒的操作說明進(jìn)行，確保DNA的純度和完整性。提取得到的DNA樣本經(jīng)過質(zhì)量檢測(cè)后，利用PCR擴(kuò)增技術(shù)對(duì)16SrRNA基因（針對(duì)細(xì)菌）和ITS基因（針對(duì)真菌）進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過純化后，構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)。將測(cè)序文庫(kù)在高通量測(cè)序平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)序，得到大量的測(cè)序數(shù)據(jù)。對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析，通過與已知微生物數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，確定樣本中微生物的種類和相對(duì)豐度。采樣時(shí)間從2023年1月至12月，涵蓋了完整的一年時(shí)間，以全面了解蘭州市不同季節(jié)大氣微生物氣溶膠的分布特征?？紤]到不同季節(jié)氣候條件和人類活動(dòng)的差異對(duì)大氣微生物氣溶膠的影響，在每個(gè)季節(jié)分別進(jìn)行采樣。春季（3月-5月）、夏季（6月-8月）、秋季（9月-11月）和冬季（12月-次年2月）各選取一個(gè)月進(jìn)行集中采樣，每月采樣10天，以保證樣本的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。在每個(gè)采樣月內(nèi)，選擇不同的天氣條件進(jìn)行采樣，包括晴天、陰天、雨天和沙塵天氣等，以研究不同天氣狀況下大氣微生物氣溶膠的變化規(guī)律。在晴天采樣時(shí)，選擇上午9點(diǎn)-11點(diǎn)和下午3點(diǎn)-5點(diǎn)這兩個(gè)時(shí)間段，此時(shí)大氣相對(duì)穩(wěn)定，微生物氣溶膠的分布較為均勻；在雨天采樣時(shí)，在降雨開始后的1-2小時(shí)內(nèi)進(jìn)行采樣，以獲取雨中微生物氣溶膠的信息；在沙塵天氣采樣時(shí)，當(dāng)沙塵天氣出現(xiàn)后，盡快啟動(dòng)采樣器，采集沙塵攜帶的微生物氣溶膠樣本。每天采樣時(shí)間為上午9點(diǎn)至下午5點(diǎn)，連續(xù)采樣8小時(shí)，以保證采集到足夠數(shù)量的微生物氣溶膠樣本，滿足后續(xù)分析的需求。在采樣過程中，同時(shí)記錄采樣時(shí)的氣象參數(shù)（如溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等）和空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)（如PM2.5、PM10、SO2、NO2等污染物濃度），以便后續(xù)分析大氣微生物氣溶膠分布與環(huán)境因素之間的關(guān)系。2.4分析方法在獲取大氣微生物氣溶膠樣本后，采用多種先進(jìn)且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龇椒?，深入探究其濃度、粒徑分布、群落組成等特征，以及與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)。對(duì)于可培養(yǎng)微生物的分析，將采集后的瓊脂平皿迅速放入恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。細(xì)菌培養(yǎng)溫度設(shè)定為37℃，培養(yǎng)時(shí)間為24-48小時(shí)；真菌培養(yǎng)溫度為28℃，培養(yǎng)時(shí)間為4-7天；放線菌培養(yǎng)溫度為28℃，培養(yǎng)時(shí)間為5-7天。培養(yǎng)結(jié)束后，運(yùn)用菌落計(jì)數(shù)器對(duì)平皿上的菌落形成單位（CFU）進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，從而統(tǒng)計(jì)出不同粒徑段和不同功能區(qū)的可培養(yǎng)微生物濃度。為進(jìn)一步確定微生物的種類，采用形態(tài)學(xué)觀察和生理生化鑒定方法。通過顯微鏡觀察微生物的形態(tài)特征，如細(xì)菌的形狀（球狀、桿狀、螺旋狀等）、排列方式（單生、成對(duì)、鏈狀等），真菌的菌絲形態(tài)、孢子形態(tài)等；利用生理生化試驗(yàn)，如糖發(fā)酵試驗(yàn)、過氧化氫酶試驗(yàn)、氧化酶試驗(yàn)等，檢測(cè)微生物對(duì)不同底物的利用能力和酶活性，以此初步鑒定微生物的種類。為了全面了解微生物氣溶膠的群落組成，包括不可培養(yǎng)微生物，對(duì)樣本進(jìn)行DNA提取和高通量測(cè)序分析。使用專門的DNA提取試劑盒，按照操作說明從采集的樣本中提取微生物總DNA。提取過程中，通過優(yōu)化裂解條件，確保微生物細(xì)胞充分裂解，釋放出DNA，同時(shí)采用核酸純化技術(shù)，去除雜質(zhì)和抑制劑，保證DNA的純度和完整性。利用PCR擴(kuò)增技術(shù)，針對(duì)細(xì)菌的16SrRNA基因和真菌的ITS基因設(shè)計(jì)特異性引物，對(duì)提取的DNA進(jìn)行擴(kuò)增。在PCR反應(yīng)體系中，精確控制引物濃度、DNA模板量、酶的活性以及反應(yīng)溫度和循環(huán)次數(shù)等參數(shù)，以保證擴(kuò)增的特異性和高效性。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過純化后，構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)，在高通量測(cè)序平臺(tái)（如IlluminaMiSeq平臺(tái)）上進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序得到的原始數(shù)據(jù)首先進(jìn)行質(zhì)量控制和過濾，去除低質(zhì)量的讀段和接頭序列。然后，利用生物信息學(xué)軟件（如QIIME、Mothur等）對(duì)高質(zhì)量的讀段進(jìn)行分析，通過與已知微生物數(shù)據(jù)庫(kù)（如Greengenes、UNITE等）進(jìn)行比對(duì)，確定微生物的種類和相對(duì)豐度，從而深入分析微生物氣溶膠的群落結(jié)構(gòu)和多樣性。運(yùn)用粒度分析儀對(duì)微生物氣溶膠的粒徑進(jìn)行精確測(cè)定。將采集到的含有微生物氣溶膠的樣本通過合適的分散介質(zhì)（如無菌水）進(jìn)行分散處理，確保微生物粒子均勻分散。在粒度分析儀中，采用激光散射原理，當(dāng)激光束照射到分散的微生物粒子上時(shí)，粒子會(huì)使激光發(fā)生散射，散射光的角度和強(qiáng)度與粒子的粒徑大小相關(guān)。通過檢測(cè)散射光的信息，利用儀器自帶的分析軟件計(jì)算出微生物氣溶膠的粒徑分布，分析不同粒徑段微生物氣溶膠的濃度分布特征，以及粒徑與微生物種類、濃度之間的關(guān)系。在數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析方面，使用Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理和計(jì)算，包括微生物濃度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，以及不同功能區(qū)、不同季節(jié)、不同粒徑段數(shù)據(jù)的分類匯總等。運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行更深入的統(tǒng)計(jì)分析，通過單因素方差分析（One-WayANOVA）比較不同功能區(qū)、不同季節(jié)大氣微生物氣溶膠濃度、群落組成等指標(biāo)的差異顯著性，判斷各因素對(duì)微生物氣溶膠分布的影響程度。采用Pearson相關(guān)性分析研究大氣微生物氣溶膠濃度、群落組成與氣象參數(shù)（溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等）、空氣質(zhì)量指標(biāo)（PM2.5、PM10、SO2、NO2等污染物濃度）之間的相關(guān)性，確定它們之間的線性關(guān)系強(qiáng)度和方向。利用冗余分析（RDA）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，綜合考慮多個(gè)環(huán)境因素，分析其對(duì)微生物氣溶膠群落結(jié)構(gòu)的影響，揭示微生物群落與環(huán)境因素之間的復(fù)雜關(guān)系。三、蘭州不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠分布特征3.1濃度分布特征3.1.1不同功能區(qū)微生物氣溶膠濃度差異對(duì)蘭州市不同功能區(qū)的大氣微生物氣溶膠濃度進(jìn)行分析，結(jié)果顯示出顯著的差異。工業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠濃度平均值高達(dá)（4560±520）CFU/m3，在各功能區(qū)中濃度最高。這主要?dú)w因于工業(yè)區(qū)內(nèi)密集的工業(yè)活動(dòng)，眾多工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的廢氣、廢水和廢渣，這些廢棄物中含有豐富的微生物，為大氣微生物氣溶膠提供了大量的來源。蘭州石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)的石化企業(yè)，在石油煉制、化工產(chǎn)品生產(chǎn)等過程中，會(huì)產(chǎn)生含有微生物的工業(yè)廢氣，這些廢氣排放到大氣中，使得工業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠濃度顯著升高。同時(shí)，工業(yè)區(qū)內(nèi)的環(huán)境相對(duì)較為復(fù)雜，可能存在一些有利于微生物生存和繁殖的條件，如較高的溫度、濕度以及豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，進(jìn)一步促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和傳播，導(dǎo)致微生物氣溶膠濃度居高不下。商業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠濃度平均值為（3250±450）CFU/m3，僅次于工業(yè)區(qū)。商業(yè)區(qū)人口高度密集，商業(yè)活動(dòng)極為頻繁，交通擁堵狀況嚴(yán)重，汽車尾氣排放量大。汽車尾氣中含有大量的顆粒物和有機(jī)污染物，這些物質(zhì)為微生物提供了附著和生存的良好載體，使得微生物能夠在空氣中廣泛傳播，從而導(dǎo)致商業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠濃度相對(duì)較高。商業(yè)區(qū)的室內(nèi)環(huán)境，如商場(chǎng)、超市等，由于人員流動(dòng)大、通風(fēng)條件有限，容易滋生和傳播微生物氣溶膠。在一些大型商場(chǎng)中，由于顧客眾多，空氣流通不暢，微生物在這樣的環(huán)境中容易聚集和繁殖，進(jìn)而增加了室外空氣中微生物氣溶膠的濃度。居民區(qū)的微生物氣溶膠濃度平均值為（2080±380）CFU/m3，相對(duì)較低。居民區(qū)的大氣微生物氣溶膠主要來源于居民的日常生活活動(dòng)，如烹飪、清掃、晾曬衣物等，這些活動(dòng)產(chǎn)生的微生物氣溶膠量相對(duì)較少。居民區(qū)周邊的綠化條件對(duì)微生物氣溶膠濃度也有一定的影響。綠化較好的居民區(qū)，植物可以通過吸附和過濾作用降低大氣微生物氣溶膠的濃度。植物表面的絨毛和分泌物能夠捕獲空氣中的微生物粒子，減少其在空氣中的含量，同時(shí)植物的光合作用還可以改善空氣質(zhì)量，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。公園的微生物氣溶膠濃度平均值為（1560±320）CFU/m3，是各功能區(qū)中最低的。公園作為城市的綠色生態(tài)空間，植被豐富，空氣清新。公園內(nèi)的植物通過光合作用釋放大量氧氣，改善了空氣質(zhì)量，同時(shí)植物表面的結(jié)構(gòu)和分泌物能夠吸附和過濾空氣中的微生物氣溶膠，減少其在空氣中的懸浮量。公園內(nèi)的水體也具有一定的凈化作用，能夠吸收和降解部分微生物氣溶膠。五泉山公園內(nèi)有眾多的樹木、花草和水體，這些自然元素共同作用，使得公園內(nèi)的微生物氣溶膠濃度明顯低于其他功能區(qū)。通過單因素方差分析（One-WayANOVA）對(duì)不同功能區(qū)微生物氣溶膠濃度進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)和公園之間的微生物氣溶膠濃度存在極顯著差異（P<0.01）。進(jìn)一步的多重比較分析發(fā)現(xiàn)，工業(yè)區(qū)與商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、公園之間的差異均達(dá)到極顯著水平（P<0.01）；商業(yè)區(qū)與居民區(qū)、公園之間的差異也達(dá)到極顯著水平（P<0.01）；居民區(qū)與公園之間的差異同樣顯著（P<0.05）。這充分說明不同功能區(qū)的人類活動(dòng)和環(huán)境因素對(duì)大氣微生物氣溶膠濃度有著顯著的影響，人類活動(dòng)強(qiáng)度越大、環(huán)境越復(fù)雜，微生物氣溶膠濃度越高。3.1.2不同季節(jié)濃度變化規(guī)律蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠濃度在不同季節(jié)呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。夏季，各功能區(qū)的微生物氣溶膠濃度普遍達(dá)到最高值。工業(yè)區(qū)夏季微生物氣溶膠濃度平均值為（5200±580）CFU/m3，商業(yè)區(qū)為（3850±480）CFU/m3，居民區(qū)為（2560±420）CFU/m3，公園為（2050±350）CFU/m3。夏季高溫、高濕的氣候條件為微生物的生長(zhǎng)和繁殖提供了極為有利的環(huán)境。較高的溫度能夠加速微生物的新陳代謝，使其生長(zhǎng)速度加快；充足的水分則為微生物提供了必要的生存條件，促進(jìn)了微生物的繁殖和傳播。夏季植被生長(zhǎng)茂盛，植物表面的微生物也會(huì)隨著空氣流動(dòng)進(jìn)入大氣中，增加了微生物氣溶膠的來源。冬季，各功能區(qū)的微生物氣溶膠濃度相對(duì)較低。工業(yè)區(qū)冬季微生物氣溶膠濃度平均值為（3500±450）CFU/m3，商業(yè)區(qū)為（2500±380）CFU/m3，居民區(qū)為（1500±300）CFU/m3，公園為（1000±250）CFU/m3。冬季寒冷的氣候條件抑制了微生物的生長(zhǎng)和繁殖，較低的溫度使得微生物的新陳代謝減緩，甚至部分微生物會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而導(dǎo)致微生物氣溶膠濃度降低。冬季大氣中的顆粒物濃度相對(duì)較高，這些顆粒物可能會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生吸附和沉降作用，減少了微生物在空氣中的懸浮量。春季和秋季的微生物氣溶膠濃度則介于夏季和冬季之間。春季，隨著氣溫逐漸升高，微生物開始復(fù)蘇和繁殖，微生物氣溶膠濃度逐漸上升。但由于春季風(fēng)力較大，部分微生物氣溶膠可能會(huì)被吹散和稀釋，使得濃度增長(zhǎng)相對(duì)較為平緩。秋季，氣溫逐漸降低，微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度也逐漸減緩，微生物氣溶膠濃度開始下降。秋季的氣候相對(duì)較為干燥，不利于微生物的生存和傳播，也在一定程度上導(dǎo)致了微生物氣溶膠濃度的降低。通過對(duì)不同季節(jié)各功能區(qū)微生物氣溶膠濃度的方差分析發(fā)現(xiàn)，季節(jié)因素對(duì)微生物氣溶膠濃度有極顯著影響（P<0.01）。進(jìn)一步的多重比較分析表明，夏季與其他三個(gè)季節(jié)之間的差異均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），冬季與春季、秋季之間也存在顯著差異（P<0.05），而春季和秋季之間的差異相對(duì)較小（P>0.05）。這表明季節(jié)變化是影響蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠濃度的重要因素之一，其中溫度和濕度的變化對(duì)微生物氣溶膠濃度的影響最為顯著。3.2粒徑分布特征3.2.1不同功能區(qū)粒徑分布差異蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠在粒徑分布上呈現(xiàn)出明顯的差異，這與各功能區(qū)的污染源和傳輸過程密切相關(guān)。通過Andersen六級(jí)空氣微生物采樣器對(duì)不同功能區(qū)的微生物氣溶膠進(jìn)行分級(jí)采樣，分析不同粒徑段（粗粒子：大于2.1μm；細(xì)粒子：小于等于2.1μm）的微生物氣溶膠濃度分布情況。在工業(yè)區(qū)，粗粒子（大于2.1μm）上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例較高，達(dá)到70%左右。這主要是因?yàn)楣I(yè)區(qū)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)排放的廢氣中含有大量的大顆粒污染物，這些大顆粒物質(zhì)為微生物提供了附著的載體，使得較多的微生物附著在粗粒子上。蘭州石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)的石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)粉塵，這些粉塵顆粒較大，微生物容易在其表面生長(zhǎng)和繁殖，從而導(dǎo)致工業(yè)區(qū)粗粒子上的微生物氣溶膠濃度較高。一些工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣和廢水在處理和排放過程中，也可能會(huì)釋放出含有微生物的大顆粒物質(zhì)，進(jìn)一步增加了粗粒子上微生物氣溶膠的含量。商業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠粒徑分布相對(duì)較為均勻，粗粒子和細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占比分別約為55%和45%。商業(yè)區(qū)的污染源主要包括交通尾氣、人員活動(dòng)等。交通尾氣中的顆粒物粒徑大小不一，既有粗粒子也有細(xì)粒子，微生物可以在這些不同粒徑的顆粒物上附著和傳播。商業(yè)區(qū)人員流動(dòng)頻繁，人們的呼吸、咳嗽、打噴嚏等活動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生不同粒徑的微生物氣溶膠。這些因素共同作用，使得商業(yè)區(qū)的微生物氣溶膠粒徑分布相對(duì)較為均勻。居民區(qū)的微生物氣溶膠主要集中在細(xì)粒子（小于等于2.1μm）上，細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例約為60%。居民區(qū)的主要污染源是居民的日常生活活動(dòng)，如烹飪、清掃、晾曬衣物等。這些活動(dòng)產(chǎn)生的微生物氣溶膠粒徑相對(duì)較小，更容易形成細(xì)粒子。烹飪過程中產(chǎn)生的油煙和蒸汽中可能含有微生物，這些微生物會(huì)隨著油煙和蒸汽的擴(kuò)散形成細(xì)粒子氣溶膠；清掃過程中揚(yáng)起的灰塵也可能攜帶微生物，這些灰塵顆粒較小，形成的微生物氣溶膠多為細(xì)粒子。此外，居民區(qū)周邊的綠化條件也可能對(duì)微生物氣溶膠的粒徑分布產(chǎn)生影響。綠化植物可以吸附部分粗粒子，使得空氣中細(xì)粒子的比例相對(duì)增加，從而導(dǎo)致居民區(qū)細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度較高。公園的微生物氣溶膠粒徑分布也呈現(xiàn)出細(xì)粒子占比較高的特點(diǎn)，細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例約為65%。公園內(nèi)植被豐富，植物的蒸騰作用和光合作用會(huì)釋放出一些揮發(fā)性有機(jī)物和水分，這些物質(zhì)在空氣中可以形成微小的氣溶膠粒子，微生物可以附著在這些粒子上，形成細(xì)粒子微生物氣溶膠。公園內(nèi)的空氣相對(duì)較為清新，大氣中的顆粒物濃度較低，粗粒子的數(shù)量相對(duì)較少，這也使得微生物氣溶膠更多地分布在細(xì)粒子上。通過對(duì)不同功能區(qū)微生物氣溶膠粒徑分布的分析，可以發(fā)現(xiàn)污染源和傳輸過程對(duì)其有著重要的影響。不同功能區(qū)的人類活動(dòng)和環(huán)境狀況不同，導(dǎo)致了污染源的差異，進(jìn)而影響了微生物氣溶膠在不同粒徑段的分布。了解這些差異，對(duì)于深入理解大氣微生物氣溶膠的形成機(jī)制和傳播規(guī)律具有重要意義，也為制定針對(duì)性的空氣污染防控措施提供了科學(xué)依據(jù)。例如，對(duì)于工業(yè)區(qū)，可以加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢氣排放的治理，減少大顆粒污染物的排放，從而降低粗粒子上微生物氣溶膠的濃度；對(duì)于居民區(qū)和公園，可以進(jìn)一步優(yōu)化綠化布局，提高植被對(duì)細(xì)粒子的吸附和過濾能力，降低細(xì)粒子上微生物氣溶膠的含量。3.2.2不同季節(jié)粒徑分布變化蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠的粒徑分布在不同季節(jié)也呈現(xiàn)出明顯的變化，季節(jié)因素對(duì)其有著重要的影響機(jī)制。春季，各功能區(qū)微生物氣溶膠的粒徑分布相對(duì)較為復(fù)雜。在工業(yè)區(qū)，由于春季風(fēng)力較大，工業(yè)排放的污染物和微生物氣溶膠容易被吹散和稀釋，粗粒子上的微生物氣溶膠濃度相對(duì)較低，占總濃度的比例約為60%。春季也是沙塵天氣頻發(fā)的季節(jié)，沙塵顆粒較大，會(huì)攜帶大量的微生物進(jìn)入大氣中，增加了粗粒子上微生物氣溶膠的含量。在一些沙塵天氣嚴(yán)重的時(shí)段，工業(yè)區(qū)粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比可能會(huì)上升至70%以上。在商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，春季氣溫逐漸升高，居民的日常生活活動(dòng)和商業(yè)活動(dòng)逐漸活躍，產(chǎn)生的微生物氣溶膠增多。由于春季大氣對(duì)流活動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，細(xì)粒子更容易在空氣中擴(kuò)散和傳播，使得細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占比相對(duì)較高，分別約為50%和55%。公園在春季植被開始復(fù)蘇，植物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)會(huì)釋放出一些微生物，這些微生物多附著在細(xì)粒子上，使得公園細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占比約為70%。夏季，各功能區(qū)微生物氣溶膠粒徑分布呈現(xiàn)出細(xì)粒子占主導(dǎo)的特點(diǎn)。在工業(yè)區(qū)，夏季高溫、高濕的氣候條件有利于微生物的生長(zhǎng)和繁殖，微生物氣溶膠濃度總體升高。由于夏季大氣相對(duì)穩(wěn)定，細(xì)粒子在空氣中的懸浮時(shí)間較長(zhǎng)，使得細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例增加，約為55%。在商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，夏季人們的戶外活動(dòng)增多，人員流動(dòng)更加頻繁，交通流量也相對(duì)較大，這些因素導(dǎo)致微生物氣溶膠的產(chǎn)生量增加。同時(shí)，夏季的高溫高濕環(huán)境也有利于微生物在細(xì)粒子上的附著和生存，使得商業(yè)區(qū)和居民區(qū)細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占比分別達(dá)到55%和60%。公園在夏季植被茂盛，植物的光合作用和蒸騰作用強(qiáng)烈，釋放出大量的揮發(fā)性有機(jī)物和水分，這些物質(zhì)形成的微小氣溶膠粒子為微生物提供了附著的載體，使得公園細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占比高達(dá)75%。秋季，隨著氣溫逐漸降低，各功能區(qū)微生物氣溶膠的粒徑分布開始發(fā)生變化。在工業(yè)區(qū)，秋季風(fēng)力相對(duì)較大，污染物和微生物氣溶膠的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比有所增加，約為65%。在商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，秋季人們的活動(dòng)相對(duì)減少，微生物氣溶膠的產(chǎn)生量也相應(yīng)降低。同時(shí)，秋季大氣中的顆粒物濃度有所增加，粗粒子的數(shù)量增多，使得微生物氣溶膠在粗粒子上的分布相對(duì)增加，商業(yè)區(qū)和居民區(qū)粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比分別約為60%和55%。公園在秋季植被開始凋零，植物釋放的微生物量減少，微生物氣溶膠濃度總體下降。由于秋季大氣中的顆粒物對(duì)微生物的吸附作用，使得粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比相對(duì)增加，約為60%。冬季，各功能區(qū)微生物氣溶膠粒徑分布以粗粒子為主。在工業(yè)區(qū)，冬季寒冷的氣候條件抑制了微生物的生長(zhǎng)和繁殖，微生物氣溶膠濃度相對(duì)較低。但由于冬季大氣中的顆粒物濃度較高，尤其是在供暖期，燃煤排放的顆粒物較多，這些顆粒物為微生物提供了附著的載體，使得粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例較高，約為75%。在商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，冬季人們的戶外活動(dòng)減少，室內(nèi)活動(dòng)增加，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉，微生物容易在室內(nèi)聚集和傳播。當(dāng)室內(nèi)空氣與室外空氣交換時(shí)，微生物氣溶膠會(huì)隨著空氣流動(dòng)進(jìn)入室外大氣中，由于冬季大氣中的顆粒物較多，微生物更容易附著在粗粒子上，使得商業(yè)區(qū)和居民區(qū)粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比分別約為70%和65%。公園在冬季植被凋零，微生物氣溶膠的來源減少，加上冬季大氣中的顆粒物對(duì)微生物的吸附作用，使得公園粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占比高達(dá)75%。季節(jié)因素對(duì)蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠粒徑分布的影響主要通過氣象條件（如溫度、濕度、風(fēng)速等）和人類活動(dòng)的季節(jié)性變化來實(shí)現(xiàn)。溫度和濕度的變化會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)、繁殖和生存能力，從而改變微生物氣溶膠的濃度和粒徑分布；風(fēng)速的變化則會(huì)影響微生物氣溶膠的擴(kuò)散和傳輸，進(jìn)而影響其在不同粒徑段的分布。人類活動(dòng)的季節(jié)性變化，如工業(yè)生產(chǎn)、交通流量、居民生活活動(dòng)等，也會(huì)導(dǎo)致微生物氣溶膠的產(chǎn)生量和來源發(fā)生變化，最終影響其粒徑分布。深入了解這些影響機(jī)制，對(duì)于全面認(rèn)識(shí)大氣微生物氣溶膠的分布特征和變化規(guī)律具有重要意義，也為制定季節(jié)性的空氣污染防控措施提供了科學(xué)依據(jù)。3.3群落組成特征3.3.1不同功能區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)差異通過高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠樣本進(jìn)行分析，結(jié)果顯示各功能區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異。在門水平上，變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）和放線菌門（Actinobacteria）是各功能區(qū)的主要優(yōu)勢(shì)菌門，但它們?cè)诓煌δ軈^(qū)的相對(duì)豐度有所不同。在工業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度最高，達(dá)到45%左右。這可能是由于工業(yè)區(qū)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、廢水和廢渣中含有豐富的有機(jī)物質(zhì)和重金屬等污染物，這些污染物為變形菌門微生物提供了適宜的生存環(huán)境。工業(yè)廢水中的有機(jī)物可以作為變形菌門微生物的碳源和能源，促進(jìn)其生長(zhǎng)和繁殖。厚壁菌門的相對(duì)豐度約為25%，放線菌門的相對(duì)豐度約為15%。商業(yè)區(qū)中，厚壁菌門的相對(duì)豐度顯著增加，達(dá)到35%左右，超過了變形菌門。商業(yè)區(qū)人口密集，商業(yè)活動(dòng)頻繁，人類活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾、食物殘?jiān)葹楹癖诰T微生物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。人們?cè)谏虡I(yè)區(qū)丟棄的食物殘?jiān)泻写罅康奶妓衔?、蛋白質(zhì)和脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分，這些物質(zhì)可以被厚壁菌門微生物利用，從而使其相對(duì)豐度增加。變形菌門的相對(duì)豐度降至30%左右，放線菌門的相對(duì)豐度為15%左右。居民區(qū)中，變形菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度較為接近，分別為32%和30%左右。居民區(qū)的生活環(huán)境相對(duì)較為穩(wěn)定，微生物的來源主要是居民的日常生活活動(dòng)和周邊環(huán)境。居民的日常生活活動(dòng)如烹飪、清掃等會(huì)產(chǎn)生一些微生物，這些微生物的種類和數(shù)量相對(duì)較為均衡，導(dǎo)致變形菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度相近。放線菌門的相對(duì)豐度為18%左右。公園內(nèi)，放線菌門的相對(duì)豐度明顯增加，達(dá)到25%左右，成為公園內(nèi)的主要優(yōu)勢(shì)菌門之一。公園內(nèi)植被豐富，土壤中含有大量的腐殖質(zhì)，這些物質(zhì)為放線菌門微生物提供了良好的生存環(huán)境。植被凋落物在土壤中分解形成的腐殖質(zhì)富含各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，適合放線菌門微生物的生長(zhǎng)和繁殖。變形菌門的相對(duì)豐度為30%左右，厚壁菌門的相對(duì)豐度為23%左右。在屬水平上，不同功能區(qū)的優(yōu)勢(shì)菌屬也存在明顯差異。工業(yè)區(qū)中，假單胞菌屬（Pseudomonas）是最主要的優(yōu)勢(shì)菌屬，相對(duì)豐度達(dá)到18%左右。假單胞菌屬具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠在惡劣的環(huán)境中生存，工業(yè)排放的污染物為其提供了獨(dú)特的生存條件。假單胞菌屬可以利用工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝，同時(shí)還能夠耐受一定濃度的重金屬。商業(yè)區(qū)中，葡萄球菌屬（Staphylococcus）的相對(duì)豐度較高，約為15%。葡萄球菌屬?gòu)V泛存在于人類和動(dòng)物的體表以及環(huán)境中，商業(yè)區(qū)人員密集，人類活動(dòng)頻繁，使得葡萄球菌屬在空氣中的傳播和擴(kuò)散更為容易。居民區(qū)中，芽孢桿菌屬（Bacillus）相對(duì)豐度較高，約為12%。芽孢桿菌屬具有較強(qiáng)的抗逆性，能夠在不同的環(huán)境條件下生存，居民區(qū)的日常生活環(huán)境適合芽孢桿菌屬的生長(zhǎng)和繁殖。公園內(nèi)，鏈霉菌屬（Streptomyces）是主要的優(yōu)勢(shì)菌屬之一，相對(duì)豐度達(dá)到15%左右。鏈霉菌屬在土壤和植物表面廣泛存在，公園內(nèi)豐富的植被和土壤環(huán)境為鏈霉菌屬提供了適宜的生存場(chǎng)所。通過冗余分析（RDA）研究微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因素之間的關(guān)系，結(jié)果表明，工業(yè)排放、交通尾氣、人口密度等人類活動(dòng)因素以及溫度、濕度、風(fēng)速等氣象因素對(duì)不同功能區(qū)微生物群落結(jié)構(gòu)的形成具有重要影響。工業(yè)排放中的污染物和交通尾氣中的顆粒物為微生物提供了不同的生存環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)來源，從而影響了微生物群落的組成；人口密度的大小決定了微生物傳播和擴(kuò)散的機(jī)會(huì)，進(jìn)而影響微生物群落結(jié)構(gòu)；氣象因素則通過影響微生物的生長(zhǎng)、繁殖和存活，對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。在高溫、高濕的環(huán)境下，微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度加快，可能導(dǎo)致某些微生物的相對(duì)豐度增加；而在大風(fēng)天氣下，微生物的擴(kuò)散范圍擴(kuò)大，群落結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生改變。3.3.2不同季節(jié)群落組成變化蘭州市不同功能區(qū)大氣微生物氣溶膠群落組成在不同季節(jié)呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律，季節(jié)因素對(duì)微生物群落演替具有重要影響。春季，各功能區(qū)微生物群落組成相對(duì)較為復(fù)雜。在門水平上，變形菌門、厚壁菌門和放線菌門依然是主要的優(yōu)勢(shì)菌門，但它們的相對(duì)豐度在不同功能區(qū)存在一定差異。在工業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度約為42%，厚壁菌門約為22%，放線菌門約為18%。春季氣溫逐漸升高，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)逐漸恢復(fù)正常，工業(yè)排放的污染物為變形菌門微生物提供了適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，使其相對(duì)豐度較高。在商業(yè)區(qū)，厚壁菌門的相對(duì)豐度有所增加，約為30%，變形菌門約為28%，放線菌門約為15%。隨著天氣轉(zhuǎn)暖，商業(yè)區(qū)的商業(yè)活動(dòng)和人員流動(dòng)更加頻繁，人類活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾和食物殘?jiān)龆啵瑸楹癖诰T微生物提供了更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致其相對(duì)豐度上升。在居民區(qū)，變形菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度較為接近，分別約為30%和28%，放線菌門約為16%。春季居民的日常生活活動(dòng)也逐漸增多，微生物的來源更加多樣化，使得變形菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度相近。在公園，放線菌門的相對(duì)豐度明顯增加，約為22%，變形菌門約為30%，厚壁菌門約為20%。春季公園內(nèi)植被開始復(fù)蘇，土壤中的微生物活動(dòng)增強(qiáng)，為放線菌門微生物提供了更好的生存條件，導(dǎo)致其相對(duì)豐度上升。夏季，微生物群落組成發(fā)生了顯著變化。在門水平上，變形菌門在各功能區(qū)的相對(duì)豐度普遍增加。在工業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度達(dá)到48%左右，厚壁菌門約為20%，放線菌門約為15%。夏季高溫、高濕的氣候條件有利于變形菌門微生物的生長(zhǎng)和繁殖，工業(yè)排放的污染物在這種環(huán)境下也更容易被微生物利用，從而使得變形菌門的相對(duì)豐度進(jìn)一步提高。在商業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度約為35%，厚壁菌門約為25%，放線菌門約為12%。夏季商業(yè)區(qū)的人員流動(dòng)和商業(yè)活動(dòng)更為頻繁，交通尾氣排放也增加，這些因素為變形菌門微生物提供了更多的生存空間和營(yíng)養(yǎng)來源，導(dǎo)致其相對(duì)豐度上升。在居民區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度約為38%，厚壁菌門約為25%，放線菌門約為13%。夏季居民的戶外活動(dòng)增多，室內(nèi)外空氣交換頻繁，微生物在空氣中的傳播和擴(kuò)散更加容易，變形菌門微生物由于其較強(qiáng)的適應(yīng)能力，相對(duì)豐度增加。在公園，變形菌門的相對(duì)豐度約為40%，厚壁菌門約為20%，放線菌門約為15%。夏季公園內(nèi)植被茂盛，植物的光合作用和蒸騰作用為變形菌門微生物提供了適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，使其相對(duì)豐度增加。秋季，隨著氣溫逐漸降低，微生物群落組成又發(fā)生了新的變化。在門水平上，厚壁菌門和放線菌門的相對(duì)豐度在一些功能區(qū)有所增加。在工業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度降至40%左右，厚壁菌門約為25%，放線菌門約為18%。秋季工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)雖然依然穩(wěn)定，但氣候條件的變化使得厚壁菌門和放線菌門微生物的生存能力增強(qiáng)，相對(duì)豐度有所上升。在商業(yè)區(qū)，厚壁菌門的相對(duì)豐度約為32%，變形菌門約為28%，放線菌門約為16%。秋季商業(yè)區(qū)的商業(yè)活動(dòng)和人員流動(dòng)相對(duì)夏季有所減少，但由于氣溫降低，一些厚壁菌門和放線菌門微生物更適應(yīng)這種環(huán)境，相對(duì)豐度增加。在居民區(qū)，厚壁菌門的相對(duì)豐度約為30%，變形菌門約為28%，放線菌門約為17%。秋季居民的日常生活活動(dòng)逐漸減少，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，厚壁菌門和放線菌門微生物在這種環(huán)境下更容易生存和繁殖，相對(duì)豐度上升。在公園，放線菌門的相對(duì)豐度約為20%，厚壁菌門約為25%，變形菌門約為30%。秋季公園內(nèi)植被開始凋零，土壤中的微生物活動(dòng)受到一定影響，但放線菌門和厚壁菌門微生物對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，相對(duì)豐度增加。冬季，微生物群落組成相對(duì)較為穩(wěn)定，但各功能區(qū)之間仍存在差異。在門水平上，變形菌門和厚壁菌門依然是主要的優(yōu)勢(shì)菌門。在工業(yè)區(qū)，變形菌門的相對(duì)豐度約為45%，厚壁菌門約為25%，放線菌門約為15%。冬季工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，工業(yè)排放的污染物依然為變形菌門微生物提供了生存環(huán)境，但由于寒冷的氣候條件，微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度減緩，群落組成相對(duì)穩(wěn)定。在商業(yè)區(qū)，厚壁菌門的相對(duì)豐度約為30%，變形菌門約為30%，放線菌門約為13%。冬季商業(yè)區(qū)的人員流動(dòng)和商業(yè)活動(dòng)相對(duì)減少，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉，厚壁菌門和變形菌門微生物在這種環(huán)境下相對(duì)豐度較為接近。在居民區(qū)，厚壁菌門的相對(duì)豐度約為32%，變形菌門約為28%，放線菌門約為15%。冬季居民大多在室內(nèi)活動(dòng)，室內(nèi)環(huán)境的微生物群落相對(duì)穩(wěn)定，厚壁菌門微生物由于其較強(qiáng)的抗逆性，相對(duì)豐度略高于變形菌門。在公園，放線菌門的相對(duì)豐度約為18%，厚壁菌門約為28%，變形菌門約為30%。冬季公園內(nèi)植被凋零，微生物的生存環(huán)境相對(duì)惡劣，但放線菌門和厚壁菌門微生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，相對(duì)豐度保持相對(duì)穩(wěn)定。季節(jié)因素對(duì)微生物群落演替的影響主要通過氣象條件（如溫度、濕度、光照等）和人類活動(dòng)的季節(jié)性變化來實(shí)現(xiàn)。溫度和濕度的變化直接影響微生物的生長(zhǎng)、繁殖和存活，不同的微生物對(duì)溫度和濕度的適應(yīng)范圍不同，從而導(dǎo)致微生物群落組成在不同季節(jié)發(fā)生變化。光照時(shí)間和強(qiáng)度的變化也會(huì)影響微生物的代謝活動(dòng)和光合作用，進(jìn)而影響微生物群落的演替。人類活動(dòng)的季節(jié)性變化，如工業(yè)生產(chǎn)、交通流量、居民生活活動(dòng)等，會(huì)改變微生物的來源和生存環(huán)境，對(duì)微生物群落組成產(chǎn)生影響。在夏季，工業(yè)生產(chǎn)和交通流量較大，排放的污染物和尾氣為微生物提供了更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生存空間，導(dǎo)致某些微生物的相對(duì)豐度增加；而在冬季，人類活動(dòng)相對(duì)減少，微生物的來源也相應(yīng)減少，群落組成相對(duì)穩(wěn)定。四、蘭州重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠分布特征4.1重點(diǎn)污染區(qū)的確定與特征分析本研究通過對(duì)蘭州市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染源分布以及地形地貌等多方面因素的綜合考量，確定了彭家坪地區(qū)、西固化工園區(qū)等為重點(diǎn)污染區(qū)。彭家坪地區(qū)曾是蘭州市重要的工業(yè)聚集地，過去存在大量的工業(yè)企業(yè)，雖然部分企業(yè)已搬遷或停產(chǎn)，但遺留的工業(yè)污染問題依然較為嚴(yán)重。該區(qū)域土壤和水體受到不同程度的污染，這些污染物質(zhì)在自然環(huán)境中分解和揮發(fā)，成為大氣微生物氣溶膠的潛在來源。彭家坪地區(qū)的地形相對(duì)低洼，周邊有山脈環(huán)繞，空氣流通不暢，形成了不利于污染物擴(kuò)散的地形條件。在冬季，該區(qū)域容易出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，導(dǎo)致大氣污染物和微生物氣溶膠在近地面聚集，濃度顯著升高。西固化工園區(qū)則是蘭州市化工產(chǎn)業(yè)的集中區(qū)域，擁有眾多大型化工企業(yè)，如蘭州石化公司等。這些化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的廢氣、廢水和廢渣，其中包含了豐富的化學(xué)物質(zhì)和微生物。廢氣中含有大量的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、硫化物、氮氧化物等污染物，這些物質(zhì)不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還為微生物的生存和繁殖提供了特殊的環(huán)境條件。一些微生物能夠利用廢氣中的有機(jī)物質(zhì)作為碳源和能源，在這樣的環(huán)境中生長(zhǎng)和繁殖，從而增加了大氣微生物氣溶膠的濃度和種類?；@區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備和管道等也可能存在微生物滋生的情況，在設(shè)備維護(hù)和檢修過程中，這些微生物可能會(huì)被釋放到大氣中，進(jìn)一步加重了大氣微生物氣溶膠的污染。重點(diǎn)污染區(qū)的大氣微生物氣溶膠濃度明顯高于其他區(qū)域。彭家坪地區(qū)大氣微生物氣溶膠濃度平均值達(dá)到（5800±650）CFU/m3，西固化工園區(qū)更是高達(dá)（6500±700）CFU/m3。這主要是由于重點(diǎn)污染區(qū)內(nèi)存在大量的污染源，為微生物氣溶膠的產(chǎn)生提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)生產(chǎn)排放的污染物中含有大量的有機(jī)物質(zhì)和微生物，這些微生物在適宜的環(huán)境條件下迅速繁殖，使得大氣微生物氣溶膠濃度急劇升高。在粒徑分布上，重點(diǎn)污染區(qū)的微生物氣溶膠也呈現(xiàn)出獨(dú)特的特征。粗粒子（大于2.1μm）上的微生物氣溶膠濃度占比較高，彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)粗粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例分別達(dá)到75%和80%左右。這是因?yàn)橹攸c(diǎn)污染區(qū)內(nèi)的污染源排放的顆粒物粒徑較大，微生物更容易附著在這些粗粒子上。工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣和廢水在處理和排放過程中會(huì)產(chǎn)生大量的大顆粒物質(zhì)，這些物質(zhì)攜帶了大量的微生物，使得粗粒子上的微生物氣溶膠濃度升高。在群落組成方面，重點(diǎn)污染區(qū)的微生物群落結(jié)構(gòu)與其他功能區(qū)存在顯著差異。通過高通量測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，重點(diǎn)污染區(qū)中變形菌門的相對(duì)豐度極高，在彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)分別達(dá)到55%和60%左右。這可能是由于變形菌門微生物對(duì)污染環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠在含有大量污染物的大氣環(huán)境中生存和繁殖。重點(diǎn)污染區(qū)還檢測(cè)到一些特殊的微生物種類，如一些具有耐藥性的細(xì)菌和能夠降解有機(jī)污染物的微生物。這些特殊微生物的存在表明重點(diǎn)污染區(qū)的大氣微生物氣溶膠具有獨(dú)特的生態(tài)功能和潛在風(fēng)險(xiǎn)。4.2重點(diǎn)污染區(qū)微生物氣溶膠濃度與組成4.2.1濃度特征重點(diǎn)污染區(qū)的大氣微生物氣溶膠濃度顯著高于蘭州市其他功能區(qū)。以彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)為例，彭家坪地區(qū)的微生物氣溶膠濃度平均值高達(dá)（5800±650）CFU/m3，西固化工園區(qū)更是達(dá)到了（6500±700）CFU/m3。而在第三章中提及的工業(yè)區(qū)微生物氣溶膠濃度平均值為（4560±520）CFU/m3，商業(yè)區(qū)為（3250±450）CFU/m3，居民區(qū)為（2080±380）CFU/m3，公園為（1560±320）CFU/m3，重點(diǎn)污染區(qū)的濃度明顯超出其他功能區(qū)。重點(diǎn)污染區(qū)微生物氣溶膠濃度高的原因主要有以下幾點(diǎn)：從污染源角度來看，彭家坪地區(qū)雖部分工業(yè)企業(yè)已搬遷或停產(chǎn)，但遺留的工業(yè)污染嚴(yán)重，土壤和水體中的污染物揮發(fā)進(jìn)入大氣，成為微生物氣溶膠的重要來源；西固化工園區(qū)集中了眾多化工企業(yè)，如蘭州石化公司等，在生產(chǎn)過程中排放大量廢氣、廢水和廢渣，其中包含豐富的化學(xué)物質(zhì)和微生物，為微生物氣溶膠的產(chǎn)生提供了大量物質(zhì)基礎(chǔ)。這些廢氣中含有的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、硫化物、氮氧化物等污染物，不僅污染大氣環(huán)境，還為微生物的生存和繁殖創(chuàng)造了特殊環(huán)境，使得微生物能夠利用這些物質(zhì)生長(zhǎng)繁殖，從而增加了大氣微生物氣溶膠的濃度。從地形地貌和氣象條件分析，彭家坪地區(qū)地形低洼，周邊山脈環(huán)繞，空氣流通不暢，容易形成逆溫現(xiàn)象，導(dǎo)致污染物和微生物氣溶膠在近地面聚集，難以擴(kuò)散；西固化工園區(qū)也存在類似情況，相對(duì)封閉的地形不利于污染物的稀釋和擴(kuò)散，使得微生物氣溶膠在局部區(qū)域濃度不斷升高。這種高濃度的大氣微生物氣溶膠對(duì)居民健康存在潛在威脅。微生物氣溶膠可通過呼吸道進(jìn)入人體，引發(fā)呼吸道感染、過敏等疾病。高濃度的微生物氣溶膠中可能含有更多的病原菌和耐藥菌，這些細(xì)菌進(jìn)入人體后，會(huì)增加患病風(fēng)險(xiǎn)，且耐藥菌的存在可能導(dǎo)致治療難度加大。長(zhǎng)期暴露在高濃度微生物氣溶膠環(huán)境中，還可能對(duì)人體免疫系統(tǒng)造成損害，降低人體抵抗力，增加患其他疾病的可能性。對(duì)于兒童、老年人和免疫力較弱的人群，這種潛在威脅更為嚴(yán)重，可能引發(fā)更為嚴(yán)重的健康問題。4.2.2群落組成特征通過高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)重點(diǎn)污染區(qū)大氣微生物氣溶膠的群落組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其群落結(jié)構(gòu)與其他功能區(qū)存在顯著差異。在門水平上，重點(diǎn)污染區(qū)中變形菌門的相對(duì)豐度極高，彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)分別達(dá)到55%和60%左右，遠(yuǎn)高于其他功能區(qū)。這可能是因?yàn)樽冃尉T微生物對(duì)污染環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠在含有大量污染物的大氣環(huán)境中生存和繁殖。在西固化工園區(qū)，工業(yè)排放的廢氣中含有大量的重金屬和有機(jī)污染物，變形菌門中的一些微生物能夠利用這些物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)源，或者通過自身的代謝機(jī)制抵抗污染物的毒性，從而在群落中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。在屬水平上，重點(diǎn)污染區(qū)也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)菌屬。假單胞菌屬（Pseudomonas）在彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)的相對(duì)豐度分別達(dá)到20%和25%左右，是重點(diǎn)污染區(qū)的主要優(yōu)勢(shì)菌屬之一。假單胞菌屬具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和代謝多樣性，能夠降解多種有機(jī)污染物，在污染環(huán)境中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在彭家坪地區(qū)，土壤和水體中的有機(jī)污染物為假單胞菌屬提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)了其生長(zhǎng)和繁殖。重點(diǎn)污染區(qū)還檢測(cè)到一些特殊的微生物種類，如具有耐藥性的細(xì)菌和能夠降解有機(jī)污染物的微生物。耐藥菌的出現(xiàn)可能與長(zhǎng)期的工業(yè)污染和抗生素濫用有關(guān)，工業(yè)廢水中可能含有殘留的抗生素，微生物在這種環(huán)境中逐漸產(chǎn)生耐藥性。這些耐藥菌隨著微生物氣溶膠傳播，可能會(huì)對(duì)人類健康造成潛在威脅，一旦人體感染耐藥菌，治療難度將大大增加。能夠降解有機(jī)污染物的微生物雖然在一定程度上有助于污染治理，但它們?cè)诖髿庵械膫鞑ヒ部赡軒砦粗纳鷳B(tài)影響，需要進(jìn)一步研究。關(guān)于這些微生物的來源，部分微生物可能來自工業(yè)生產(chǎn)過程中的原料、中間產(chǎn)物或廢水處理系統(tǒng)。在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，原料中可能攜帶微生物，這些微生物在生產(chǎn)環(huán)境中大量繁殖后，隨著廢氣排放進(jìn)入大氣；廢水處理系統(tǒng)中含有豐富的微生物，在處理過程中如果沒有有效的控制措施，微生物可能會(huì)揮發(fā)進(jìn)入大氣，形成微生物氣溶膠。一些微生物可能來自周邊受污染的土壤和水體，通過風(fēng)蝕、蒸發(fā)等過程進(jìn)入大氣。周邊土壤中的微生物在風(fēng)力作用下被揚(yáng)起，進(jìn)入大氣后與大氣中的污染物相互作用，形成獨(dú)特的微生物群落結(jié)構(gòu)。4.3與非污染區(qū)的對(duì)比分析為深入了解污染對(duì)大氣微生物氣溶膠的影響，本研究選取公園（以五泉山公園為代表）和清潔居民區(qū)（以安寧庭院小區(qū)為代表）作為非污染區(qū)，與重點(diǎn)污染區(qū)（彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)）進(jìn)行對(duì)比分析。在微生物氣溶膠濃度方面，重點(diǎn)污染區(qū)的濃度顯著高于非污染區(qū)。彭家坪地區(qū)微生物氣溶膠濃度平均值為（5800±650）CFU/m3，西固化工園區(qū)高達(dá)（6500±700）CFU/m3，而五泉山公園的濃度平均值僅為（1560±320）CFU/m3，安寧庭院小區(qū)為（2080±380）CFU/m3。重點(diǎn)污染區(qū)內(nèi)大量的工業(yè)污染源和不利的地形條件，使得污染物和微生物氣溶膠難以擴(kuò)散，從而導(dǎo)致濃度急劇升高；而非污染區(qū)植被豐富，空氣流通較好，對(duì)微生物氣溶膠具有吸附和凈化作用，使得濃度相對(duì)較低。在粒徑分布上，重點(diǎn)污染區(qū)和非污染區(qū)也存在明顯差異。重點(diǎn)污染區(qū)粗粒子（大于2.1μm）上的微生物氣溶膠濃度占比較高，彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)分別達(dá)到75%和80%左右。這主要是因?yàn)橹攸c(diǎn)污染區(qū)內(nèi)工業(yè)排放的大顆粒污染物較多，微生物容易附著在這些粗粒子上。非污染區(qū)細(xì)粒子（小于等于2.1μm）上的微生物氣溶膠濃度占比較高，五泉山公園和安寧庭院小區(qū)細(xì)粒子上的微生物氣溶膠濃度占總濃度的比例分別約為65%和60%。非污染區(qū)的污染源相對(duì)較少，且植被和綠化環(huán)境對(duì)粗粒子有一定的過濾和吸附作用，使得細(xì)粒子上的微生物氣溶膠相對(duì)較多。在群落組成方面，重點(diǎn)污染區(qū)與非污染區(qū)同樣存在顯著差異。在門水平上，重點(diǎn)污染區(qū)中變形菌門的相對(duì)豐度極高，彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)分別達(dá)到55%和60%左右，這與污染環(huán)境中豐富的有機(jī)污染物和重金屬等為變形菌門微生物提供了適宜的生存環(huán)境有關(guān)。五泉山公園和安寧庭院小區(qū)中，放線菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度相對(duì)較高，分別在25%和30%左右。公園內(nèi)豐富的植被和土壤腐殖質(zhì)為放線菌門微生物提供了良好的生存條件，居民區(qū)相對(duì)穩(wěn)定的生活環(huán)境則有利于厚壁菌門微生物的生長(zhǎng)和繁殖。在屬水平上，重點(diǎn)污染區(qū)的假單胞菌屬相對(duì)豐度較高，彭家坪地區(qū)和西固化工園區(qū)分別達(dá)到20%和25%左右，假單胞菌屬能夠在污染環(huán)境中利用有機(jī)污染物生長(zhǎng)繁殖，具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。非污染區(qū)中，公園的鏈霉菌屬相對(duì)豐度較高，約為15%，鏈霉菌屬在土壤和植物表面廣泛存在，與公園的自然生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)；居民區(qū)的芽孢桿菌屬相對(duì)豐度較高，約為12%，芽孢桿菌屬具有較強(qiáng)的抗逆性，適合在居民區(qū)的日常生活環(huán)境中生存。通過對(duì)重點(diǎn)污染區(qū)與非污染區(qū)大氣微生物氣溶膠分布特征的對(duì)比分析，可以清晰地看出污染對(duì)微生物氣溶膠的影響。污染不僅導(dǎo)致微生物氣溶膠濃度升高，還改變了其粒徑分布和群落組成，使得微生物群落結(jié)構(gòu)更加單一，潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)增加。這也進(jìn)一步表明，加強(qiáng)重點(diǎn)污染區(qū)的污染治理和環(huán)境改善，對(duì)于降低大氣微生物氣溶膠污染、保障居民健康具有重要意義。五、影響大氣微生物氣溶膠分布的因素分析5.1氣象因素的影響5.1.1溫度與濕度的作用溫度和濕度是影響大氣微生物氣溶膠分布的重要?dú)庀笠蛩兀鼈儗?duì)微生物氣溶膠的濃度、活性和群落組成均有著顯著的作用。從濃度方面來看，溫度對(duì)微生物氣溶膠濃度的影響較為復(fù)雜。在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度加快，從而導(dǎo)致微生物氣溶膠濃度增加。在夏季，蘭州市的平均氣溫較高，各功能區(qū)的微生物氣溶膠濃度普遍達(dá)到最高值。當(dāng)溫度超過一定閾值時(shí)，過高的溫度可能會(huì)對(duì)微生物的生存產(chǎn)生抑制作用，甚至導(dǎo)致微生物死亡，使得微生物氣溶膠濃度下降。在高溫干旱的天氣條件下，微生物可能會(huì)因?yàn)樗植蛔愫蜏囟冗^高而難以生存，從而使微生物氣溶膠濃度降低。濕度對(duì)微生物氣溶膠濃度也有著重要影響。適宜的濕度條件有利于微生物的生存和繁殖，高濕度環(huán)境可以為微生物提供充足的水分，促進(jìn)其生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，進(jìn)而增加微生物氣溶膠的濃度。在濕度較高的環(huán)境中，微生物更容易在氣溶膠粒子上附著和存活，使得微生物氣溶膠的穩(wěn)定性增強(qiáng)，濃度升高。濕度過高也可能會(huì)導(dǎo)致微生物氣溶膠粒子的吸濕增長(zhǎng)，使其粒徑增大，沉降速度加快，從而降低空氣中微生物氣溶膠的濃度。當(dāng)相對(duì)濕度超過90%時(shí)，微生物氣溶膠粒子可能會(huì)因吸濕而變得過大，迅速沉降到地面，導(dǎo)致空氣中微生物氣溶膠濃度降低。在活性方面，溫度和濕度對(duì)微生物氣溶膠中微生物的活性有著直接影響。溫度的變化會(huì)影響微生物的酶活性和代謝速率，進(jìn)而影響其活性。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的酶活性較高，代謝活動(dòng)旺盛，活性較強(qiáng)；當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，酶活性受到抑制，微生物的活性也會(huì)降低。濕度對(duì)微生物活性的影響主要體現(xiàn)在水分供應(yīng)上。適宜的濕度可以保持微生物細(xì)胞的水分平衡，維持其正常的生理功能，使微生物保持較高的活性；而在干燥的環(huán)境中，微生物細(xì)胞容易失水，導(dǎo)致代謝紊亂，活性降低。在相對(duì)濕度為50%-70%時(shí)，微生物的活性相對(duì)較高；當(dāng)相對(duì)濕度低于30%時(shí)，微生物的活性會(huì)明顯下降。溫度和濕度還會(huì)對(duì)微生物氣溶膠的群落組成產(chǎn)生影響。不同的微生物對(duì)溫度和濕度的適應(yīng)能力不同，因此在不同的溫度和濕度條件下，微生物群落的組成會(huì)發(fā)生變化。在高溫高濕的環(huán)境中，一些適應(yīng)這種環(huán)境的微生物，如某些細(xì)菌和真菌，會(huì)成為優(yōu)勢(shì)種群，其相對(duì)豐度增加；而在低溫干燥的環(huán)境中，一些耐寒耐旱的微生物則可能占據(jù)主導(dǎo)地位。在夏季高溫高濕的環(huán)境下，變形菌門微生物在各功能區(qū)的相對(duì)豐度普遍增加，因?yàn)樽冃尉T中的許多微生物能夠適應(yīng)這種環(huán)境，利用環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖；而在冬季低溫干燥的環(huán)境下，厚壁菌門和放線菌門中的一些微生物，由于其具有較強(qiáng)的抗逆性，相對(duì)豐度會(huì)有所上升。5.1.2風(fēng)速與風(fēng)向的影響風(fēng)速和風(fēng)向?qū)Υ髿馕⑸餁馊苣z的傳輸和擴(kuò)散具有重要影響，在不同氣象條件下，微生物氣溶膠的遷移規(guī)律也各不相同。風(fēng)速是影響微生物氣溶膠水平擴(kuò)散的關(guān)鍵因素。較高的風(fēng)速有利于微生物氣溶膠的水平擴(kuò)散，能夠?qū)⑽⑸餁馊苣z帶到更遠(yuǎn)的地方，從而降低其在源地的濃度。當(dāng)風(fēng)速為5-8m/s時(shí)，微生物氣溶膠可以在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到數(shù)公里之外，使得源地的微生物氣溶膠濃度明顯降低。風(fēng)速過大會(huì)對(duì)微生物氣溶膠中的微生物產(chǎn)生物理?yè)p傷，加速其死亡，從而降低微生物氣溶膠的活性和濃度。在強(qiáng)風(fēng)天氣下，微生物可能會(huì)因?yàn)槭艿綇?qiáng)烈的氣流沖擊而受損，導(dǎo)致其活性和生存能力下降。風(fēng)向則決定了微生物氣溶膠的傳輸方向，改變風(fēng)向可能會(huì)導(dǎo)致不同來源的微生物氣溶膠相互混合，進(jìn)而改變其組成和性質(zhì)。在蘭州市，工業(yè)區(qū)位于城市的西部，當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)時(shí)，工業(yè)區(qū)排放的微生物氣溶膠會(huì)被吹向城市的東部，使得東部地區(qū)的微生物氣溶膠濃度升高，并且其群落組成可能會(huì)受到工業(yè)區(qū)微生物的影響；而當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向改變?yōu)槲黠L(fēng)時(shí)，東部地區(qū)的微生物氣溶膠來源和組成又會(huì)發(fā)生變化。在不同氣象條件下，微生物氣溶膠的遷移規(guī)律也有所不同。在穩(wěn)定的氣象條件下，風(fēng)速和風(fēng)向相對(duì)穩(wěn)定，微生物氣溶膠會(huì)按照一定的方向和速度進(jìn)行擴(kuò)散，其遷移路徑相對(duì)較為規(guī)律。在晴朗的天氣里，風(fēng)速適中，微生物氣溶膠會(huì)隨著氣流平穩(wěn)地向遠(yuǎn)處擴(kuò)散。在不穩(wěn)定的氣象條件下，如出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣或風(fēng)向突變時(shí)，微生物氣溶膠的遷移會(huì)變得復(fù)雜。強(qiáng)對(duì)流天氣會(huì)使空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)，微生物氣溶膠可能會(huì)被帶到高空，然后隨著不同高度的氣流向不同方向擴(kuò)散，導(dǎo)致其分布范圍擴(kuò)大，濃度分布不均勻。風(fēng)速和風(fēng)向還會(huì)與其他氣象因素相互作用，共同影響微生物氣溶膠的分布。風(fēng)速和濕度相互作用，當(dāng)風(fēng)速較大且濕度較高時(shí)，微生物氣溶膠粒子可能會(huì)在擴(kuò)散過程中吸濕增長(zhǎng)，粒徑增大，沉降速度加快，從而影響其擴(kuò)散距離和濃度分布；而當(dāng)風(fēng)速較大且濕度較低時(shí)，微生物氣溶膠粒子可能會(huì)因?yàn)樗终舭l(fā)而變得干燥，活性降低。5.2空氣質(zhì)量因素的影響5.2.1與顆粒物濃度的關(guān)系大氣中的顆粒物（如PM2.5、PM10）是微生物氣溶膠的重要載體，其濃度變化對(duì)微生物氣溶膠的分布有著顯著影響。通過對(duì)蘭州市不同功能區(qū)和重點(diǎn)污染區(qū)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，深入探討微生物氣溶膠與PM2.5、PM10等顆粒物濃度的相關(guān)性，以及顆粒物對(duì)微生物氣溶膠的吸附和傳輸作用。在蘭州市，微生物氣溶膠與PM2.5、PM10濃度之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。對(duì)全年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果顯示微生物氣溶膠濃度與PM2.5濃度的相關(guān)系數(shù)r達(dá)到0.78（P<0.01），與PM10濃度的相關(guān)系數(shù)r為0.82（P<0.01）。這表明隨著PM2.5、PM10濃度的增加，微生物氣溶膠濃度也隨之升高。在工業(yè)區(qū)，由于工業(yè)生產(chǎn)排放大量的顆粒物，PM2.5和PM10濃度較高，微生物氣溶膠濃度也相應(yīng)較高。當(dāng)工業(yè)區(qū)的PM2.5濃度達(dá)到150μg/m3時(shí)，微生物氣溶膠濃度可達(dá)到（5000±550）CFU/m3；而在公園等空氣質(zhì)量較好、顆粒物濃度較低的區(qū)域，當(dāng)PM2.5濃度為30μg/m3時(shí)，微生物氣溶膠濃度僅為（1300±300）CFU/m3。顆粒物對(duì)微生物氣溶膠的吸附作用是導(dǎo)致這種相關(guān)性的重要原因之一。大氣中的顆粒物具有較大的比表面積，能夠?yàn)槲⑸锾峁└街奈稽c(diǎn)。微生物可以通過物理吸附、靜電作用等方式附著在顆粒物表面，形成微生物氣溶膠。不同粒徑的顆粒物對(duì)微生物的吸附能力存在差異，一般來說，細(xì)顆粒物（如PM2.5）比粗顆粒物（如PM10）具有更大的比表面積，能夠吸附更多的微生物。研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5表面吸附的微生物數(shù)量比PM10表面吸附的微生物數(shù)量高出約30%。這是因?yàn)榧?xì)顆粒物的粒徑更小，更容易與微生物接觸并發(fā)生吸附作用，而且細(xì)顆粒物在大氣中的懸浮時(shí)間更長(zhǎng)，使得微生物有更多的機(jī)會(huì)附著在其表面。顆粒物還在微生物氣溶膠的傳輸過程中發(fā)揮著重要作用。大氣中的顆粒物會(huì)隨著氣流運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散，微生物附著在顆粒物上，也會(huì)隨之進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。在蘭州市，當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)時(shí)，來自工業(yè)區(qū)的含有微生物氣溶膠的顆粒物會(huì)隨著氣流向東擴(kuò)散，使得下風(fēng)向的區(qū)域微生物氣溶膠濃度升高。風(fēng)速對(duì)顆粒物攜帶微生物氣溶膠的傳輸距離和擴(kuò)散范圍也有重要影響。較高的風(fēng)速可以使顆粒物和微生物氣溶膠更快地?cái)U(kuò)散到更遠(yuǎn)的地方，擴(kuò)大其影響范圍；而風(fēng)速較低時(shí)，顆粒物和微生物氣溶膠則更容易在局部區(qū)域聚集。當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，微生物氣溶膠可以在1小時(shí)內(nèi)擴(kuò)散到5公里之外；而當(dāng)風(fēng)速降至2m/s時(shí)，微生物氣溶膠在相同時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散距離僅為2公里。不同功能區(qū)和重點(diǎn)污染區(qū)的顆粒物來源和組成不同，也會(huì)導(dǎo)致微生物氣溶膠與顆粒物濃度關(guān)系的差異。在工業(yè)區(qū)，顆粒物主要來源于工業(yè)生產(chǎn)排放，其化學(xué)組成復(fù)雜，含有大量的重金屬、有機(jī)物等污染物，這些污染物可能會(huì)影響微生物的生存和繁殖，進(jìn)而影響微生物氣溶膠與顆粒物濃度的關(guān)系。在一些化工園區(qū)，排放的顆粒物中含有高濃度的重金屬，如鉛、汞等，這些重金屬可能會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒性作用，抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖，使得微生物氣溶膠濃度與顆粒物濃度之間的正相關(guān)關(guān)系減弱。在商業(yè)區(qū)，顆粒物主要來源于交通尾氣和揚(yáng)塵，其粒徑分布和化學(xué)組成與工業(yè)區(qū)不同，微生物氣溶膠與顆粒物濃度的關(guān)系也會(huì)有所差異。商業(yè)區(qū)的交通尾氣中含有較多的碳?xì)浠衔锖偷趸?，這些物質(zhì)可能會(huì)為微生物提供一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和繁殖，使得微生物氣溶膠濃度與顆粒物濃度之間的正相關(guān)關(guān)系更加明顯。顆粒物濃度是影響蘭州市大氣微生物氣溶膠分布的重要空氣質(zhì)量因素，其與微生物氣溶膠濃度之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，顆粒物的吸附和傳輸作用在其中起到了關(guān)鍵作用。深入了解這些關(guān)系，對(duì)于全面認(rèn)識(shí)大氣微生物氣溶膠的形成機(jī)制和傳播規(guī)律，以及制定有效的空氣污染防控措施具有重要意義。5.2.2與氣態(tài)污染物的關(guān)系大氣中的氣態(tài)污染物（如二氧化硫、氮氧化物、臭氧等）與微生物氣溶膠之間存在著復(fù)雜的相互作用，這些氣態(tài)污染物對(duì)微生物的生存和活性有著重要影響，進(jìn)而影響微生物氣溶膠的分布特征。二氧化硫（SO?）是蘭州市大氣中的主要?dú)鈶B(tài)污染物之一，主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、燃煤等過程。研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的SO?對(duì)微生物氣溶膠中的部分微生物具有一定的刺激作用，能夠促進(jìn)其生長(zhǎng)和繁殖。當(dāng)SO?濃度在50μg/m3以下時(shí)，一些細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)速度加快，微生物氣溶膠濃度有所增加。這可能是因?yàn)镾O?可以為微生物提供硫元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)微生物的代謝活動(dòng)。高濃度的SO?則會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用，甚至導(dǎo)致微生物死亡。當(dāng)SO?濃度超過150μg/m3時(shí)，微生物氣溶膠中的微生物數(shù)量明顯減少，微生物的活性也顯著降低。高濃度的SO?會(huì)改變微生物細(xì)胞的生理功能，影響其細(xì)胞膜的通透性和酶的活性，從而抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。氮氧化物（NOx，主要包括NO和NO?）也是重要的氣態(tài)污染物，主要來源于汽車尾氣、工業(yè)廢氣排放等。NOx對(duì)微生物氣溶膠的影響較為復(fù)雜，一方面，NOx可以通過與大氣中的其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一些氧化性物質(zhì)，如硝酸、亞硝酸等，這些氧化性物質(zhì)可能會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生氧化損傷，降低微生物的活性和生存能力。當(dāng)NOx濃度較高時(shí)，微生物氣溶膠中的微生物細(xì)胞膜可能會(huì)被氧化破壞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，微生物死亡。另一方面，NOx在一定條件下也可能會(huì)為微生物提供氮源，促進(jìn)某些微生物的生長(zhǎng)。一些能夠利用氮氧化物的微生物，如硝化細(xì)菌等，在NOx存在的環(huán)境中可以將其作為氮源進(jìn)