西安市大气细颗粒物中微生物浓度及细菌群落结构研究

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1、分类号:X510710-2015229055专业硕士学位论文西安市大气细颗粒物中微生物浓度及细菌群落结构研究李婉欣导师姓名职称李彦鹏教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称环境工程论文提交日期2018年4月25日论文答辩日期2018年5月25日学位授予单位长安大学BioaerosolConcentrtionandBacterialCommunityStructureinAtmosphericFineParticulateMattersinXi’anAThesisSubmittedforth

2、eDegreeofMasterCandidate：LiWanxinSupervisor：Prof.LiYanpengChang’anUniversity,Xi’an,ChinaI摘要近年来，全国灰霾天气频发。西安作为西北地区国家中心城市，灰霾污染尤其严重，而大气细颗粒物作为空气中的首要污染物，严重影响生态环境及人体健康。为探究大气细颗粒物中的生物成分及其所受环境因子的影响，利用ZR-3930型空气颗粒物采样器于2016年9月至2017年10月对西安市大气细颗粒物样品进行采集，然后使用荧光显微计数法获

3、取其中的微生物数浓度，再利用IlluminaMiSeq测序平台分析细颗粒级微生物气溶胶中的细菌群落结构。本文重点从不同季节、霾天和非霾天、不同空气质量等角度对西安市细颗粒物上微生物浓度和细菌群落结构进行研究，并探究气象因子和污染因子对其影响。得出的主要结果如下：（1）不同季节微生物气溶胶浓度差异明显，冬季最高（1.8355×105cells·m-3），秋季和春季次之（1.0415×105cells·m-3，1.1160×105cells·m-3），夏季最低（5.1500×104cells·m-3）；

4、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。（2）大气细颗粒物上的微生物浓度在霾天（1.7065×105cells·m-3）显著高于非霾天（8.0560×104cells·m-3）（P<0.01），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。另外，微生物浓度随空气污染等级的升高而增大，但不同空气质量下单位质量微生物浓度变化相对稳定。（3）主成分分析表明，微生物浓度主要受灰霾和气象因子的影响，而多元回归分析显示灰霾程度对微生物浓度的影响

5、更大。（4）分析不同季节下的细菌群落结构特征，发现细菌群落多样性在春、夏季较高，秋冬季较低，且不同季节差异显著（P<0.05）；不同季节的细菌群落在门水平上差异较小，属水平上的优势菌属有所差异。（5）细菌群落多样性在霾天和非霾天无显著性差异（P>0.05），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。（6）对影响细菌群落结构的环境因子进行冗余分析（RDA），结果显示，所有环境因子对细菌群落分布的解释量为86.96%；另外，对气象因子和污染因子的偏冗余分析（VPA）结果显示，

6、两者的共同作用较大（46.23%），但气象因子对细菌群落分布起主导作用。关于生物气溶胶中微生物浓度及群落结构组成变化的研究与解析，可以更好地了解i大气环境中的微生物组成情况，还可以作为衡量空气污染程度和大气环境质量的生物性指标，对于控制空气污染、预防疾病流行、改善环境质量具有重要意义。关键词：细颗粒物，生物气溶胶，微生物浓度，细菌群落结构，气象因子，污染因子iiAbstractRecently,seriousairpollutioneventsfrequentlyhappeninChina.Xi’a

7、n,thenationalcentercityofthenorthwest,isalsoexperiencingheavyhazepollution.Atmosphericfineparticulatematter(particulatematterwithnominalmeanaerodynamicdiametersof≤2.5µm),astheprimarypollutantofairpollution,hasadverseeffectsonhumanhealthandenvironment.I

8、nthisstudy,tobetterunderstandtherelationshipbetweenfineparticulatematterandenvironmentalfactors,airbornemicrobialsampleswerecollectedbyanairsampler(ZR-3930,Qingdao,China)inXi’anfromSeptember2016toOctober2017,andthenuseFluorescentMicrosc