检测病毒气溶胶存活的方法学研究

以钝齿棒状杆菌噬菌体B271血清型为病毒等小颗粒生物粒子的模拟剂,建立了一种适合这类小颗粒生物粒子气溶胶存活研究的方法。本文从该噬菌体耐气溶胶化特性、气溶胶粒谱、用气溶胶示踪剂求算物理衰亡的方法和气溶胶采样回收技术等方面探讨了病毒气溶胶存活研究中的几个关键技术问题,为病毒气溶胶存活研究提供了参考。     

“21世纪海上丝绸之路”沿线典型城市气溶胶光学厚度时空分布特征与成因

气溶胶作为悬浮分散在大气中的固态或液态微小颗粒物,对人体健康具有巨大影响,探索区域大气气溶胶变化特征和规律,对监测评估大气环境质量(尤其是人口聚集的城市地区)具有重要意义。本研究以东南亚、南亚和西亚“21世纪海上丝绸之路”沿线9个典型支点城市为例,基于MCD19A2 550 nm AOD产品,结合气象因素、土地利用数据和夜间灯光数据等,探讨亚洲发达城市区域带气溶胶的时空分布、变化特征、影响因素和成因驱动。结果表明: 2013—2018年间,9个城市气溶胶光学厚度(AOD)年平均值从高到低依次为卡拉奇、多哈、吉大港、曼谷、科伦坡、胡志明市、新加坡、瓜达尔和仰光。受区域气候系统和气溶胶类型的影响,各地区年、季和月AOD时序特征差异显著。大多数城市AOD高值区主要分布在城市中心区域或社会经济(如工农业)快速发展的地区。不同气象因素对各地区AOD的影响略有差异:降雨量、相对湿度和风速对东南亚4个城市(胡志明市、曼谷、新加坡和仰光)的影响较大,温度、相对湿度和风速与南亚4个城市(吉大港、科伦坡、卡拉奇和瓜达尔)和西亚多哈的AOD相关性较大。城市区域AOD受社会经济、城市化发展以及气象因素耦合协同作用的综合影响,其中,卡拉奇表现得最显著。     

杭州市西湖景区春季空气细菌多样性特征

选取了杭州市西湖景区4个典型样点,利用高通量测序方法研究了其空气细菌多样性特征。结果表明,在细菌门水平上,各样点优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其总相对含量在断桥残雪(MSBB)、柳浪闻莺(OSW)、宝石流霞(PSHFRC)和三潭印月(TPMM)分别为88.31%、86.03%、85.06%和89.28%,且不同样点优势菌群存在一定的差异,OSW和TPMM厚壁菌门分别占9.65%和11.6%,拟杆菌门分别占6.86%和5.55%,MSBB和PSHFRC拟杆菌门分别占7.31%和7.86%,厚壁菌门分别占7.09%和5.32%。在细菌属水平上,各样点优势菌属及含量差异显著,MSBB、TPMM、OSW和PSHFRC相对含量最高的菌属分别为马赛菌属(Massilia)、两面神菌属(Janibacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和甲基杆菌属(Methylobacterium),分别占6.22%、6.45%、6.05%和11.5%,各样点相对含量高于2%的细菌属有鞘氨醇单胞菌属、甲基杆菌属、薄层菌属(Hymenobacter)和异常球菌属(Deinococcus),这些菌属是西湖景区各样点共有的优势菌群;通过空气细菌OTU及多样性分析可知,MSBB空气细菌丰富度较高,均匀度较低,而PSHFRC丰富度较低,均匀度较高。杭州西湖景区不同样点空气细菌群落特征差异显著,且其丰富度和均匀度明显不同。     

大气颗粒物污染对土地覆盖变化的响应

土地利用-覆盖变化(LUCC)直接或间接影响颗粒物污染。了解颗粒物污染对LUCC的响应,对维护和改善生态环境具有重要的意义。基于卫星遥感技术,从广域的空间尺度分析颗粒物污染对LUCC的响应。使用MODIS数据分别提取与颗粒物污染相关性较高的城市用地、林地等土地利用类型,确定土地利用类型的变化趋势,利用长时间序列MODIS气溶胶光学厚度(AOD,Aerosol optical depth)产品分析颗粒物污染与土地利用类型的变化的相关性。以山东省青岛市、淄博市、济南市3个典型城市为例,研究了AOD随土地利用类型的变化趋势。同时,考虑并分析了颗粒物污染对土地利用变化响应的敏感性,以及城市区域变化对环境的影响。研究结果表明,不同的城市类型,由于决定环境变化主导因素的差异,颗粒物污染对LUCC的响应具有明显的差异。青岛市地区,由于受海洋影响显著,大气颗粒物污染与LUCC的相关性较低,如中度污染天气与林地的相关系数为-0.451;而淄博市和济南市的相关系数分别为-0.473、-0.507。     

室内空气生物污染的研究进展

室内空气质量问题近年来得到了极大关注,由于室内空气的生物污染物与多种健康问题密切相关,所以有效监控室内空气生物污染对改善人们的生活环境和工作环境具有重要意义。本文对室内空气生物污染物的种类、危害、影响因素作了简要介绍,综述了污染物的多种检测方法及其最新研究进展,并对相关的研究领域进行了展望。     

ERIC-PCR对鸡舍大肠杆菌气溶胶向舍外环境传播的鉴定

为了研究鸡舍环境中大肠杆菌气溶胶向舍外环境的传播,本实验采用Andersen-6级空气微生物样品收集器和RCS（reuter centrifugal sampler）-离心式采样器分别在5个鸡场舍内空气、合外上风向10,50m和下风向10,50,100,200,400m不同距离收集气载大肠杆菌,计算每一个采样点的大肠杆菌的浓度（CFU·m^-3空气）;并采集鸡的粪便,分离大肠杆菌．利用肠杆菌基因间重复一致序列的聚合酶链式反应（enterobacterial repetitive intergenic consensus-polymerase chain reaction．ERIC-PCR）鉴定技术,扩增不同测量点收集的大肠杆菌的DNA条带,形成聚类图谱．通过每一个采样点分离的大肠杆菌遗传相似性分析以及大肠杆菌浓度变化,确认动物舍微生物气溶胶向舍外环境的传播模式．结果显示,5个鸡场舍内空气中大肠杆菌的浓度（中间值）为9-63 CFU·m^-3,远远高于舍外上风和舍外下风处的大肠杆菌浓度（P〈0．05）,但是舍外下风不同距离间的大肠杆菌浓度差异并不显著（P〉0．05）．ERIC-PCR结果表明,从鸡的粪便中分离到的大肠杆菌与从舍内空气中分离到的部分大肠杆菌（34．1％）相似性可达100％,从鸡场舍外下风方向（10,50,100,200m）分离到的多数大肠杆菌（54．5％）与舍内空气或粪便中分离的大肠杆菌相似性可达100％．而从鸡舍上风分离到的大肠杆菌与舍内空气或粪便中分离的大肠杆菌相似性仅在73％～92％之间．结果表明：从上风分离到的多数大肠杆菌并非来源于鸡的粪便或者舍内空气,而很多从舍内空气和舍外下风方向分离到的大肠杆菌来源于鸡的粪便,说明源于鸡舍的微生物气溶胶能够通过舍内外气体交换传播到舍外,依气象条件传播到舍外不同的距离,造成周边环境的生物污染以及病原微生物的扩散．对动物舍环境微生物气溶胶的发生与传播规律的研究,具     

汉坦病毒空气传播感染的实验室和野外采样研究

本项研究是通过动物实验和现场采样研究汉坦病毒气溶胶传播感染。用感染的黑线姬鼠排泄物自然形成的病毒气溶胶进行实验。黑红姬鼠感染后第5天放入离乳小鼠和乳小鼠,暴露10d,检测不到抗体,感染后第7天,放 乳小鼠和乳小鼠,暴露10d,可以检测出抗体;黑线姬鼠在暴露15d时,可以检测出抗体,可见黑线姬鼠感染后,第4天可能是它向体外排毒的一个时间标志,且形成的病毒气溶胶具有感染性。对现场采集的空气样品和收集的打谷者佩戴的口罩样品的研究发现,在稻田堆放的稻捆根部和鼠栖息的草窝的空气中每350L空气中和打谷场脱粒机附近每96L空气中,含有至少一个具有生物活性的汉坦病毒粒子,结合流行病学调查结果,可以判定,汉坦病毒经空气传播吸入感染可能是秋冬季节肾综合征出血热发病的主要传播途径。     

Effects of ozone and aerosol pollution on photosynthesis of poplar leaves

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

城市小区环境生物剂气溶胶的扩散模拟研究

目的:研究城市小区中生物剂气溶胶的扩散模拟和污染区域的划分,为反生物恐怖危害评估及应急响应提供决策依据。方法:以典型生物剂炭疽为例,利用计算流体力学中的离散相模型对小区环境中生物剂气溶胶的扩散规律进行研究;对扩散后生物剂气溶胶的数目分布进行量化分析,结合吸入式炭疽的剂量-反应模型进行污染区域的划分。结果:通过计算机模拟,得到了生物剂气溶胶在小区环境中的扩散规律及数目分布,并依据人员感染炭疽概率的不同划分出小区内的污染区域。结论:利用离散相模型和剂量-反应模型,可以对城市小区中生物剂气溶胶的扩散规律进行模拟并划分污染区域,为反生物恐怖危害评估及应急响应提供决策依据。     

PCR和Southern Blot检测土拉弗氏菌气溶胶

为提高检测土拉弗氏菌的特异性和敏感性,建立了土拉菌ＰＣＲ及核酸杂交检测方法。运用平板计数、多聚酶链反应对土拉菌气溶胶稳定性进行了比较,结果表明ＰＣＲ具有较高灵敏度,并且在采样后３小时ＰＣＲ就可以得出定性结果,而平板计数则需要３～７天。采用ＰＣＲ法合成了土拉菌３７６－ｂｐ探针,分别对细菌菌液、５６８－ｂｐＰＣＲ产物和气溶胶样品进行杂交,结果表明菌悬液直接杂交可检出１０５ＣＦＵ左右的细菌,检测ＰＣＲ产物可达４０ｐｇ。ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹相结合有利于细菌的分离鉴定