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，卷:13(4)

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印度卡纳塔克邦班加罗尔市空气中活菌污染的季节变化

*通信:

Nandini N，班加罗尔大学环境科学系教授兼系主任，印度卡纳塔克邦邦班加罗尔560056，电话:+ 91 - 80 - 22961367;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

环境活菌空气污染现在已被公认为一个世界性的重要问题。吸入细菌气溶胶可导致多种传染性疾病和肺部超敏反应。空气传播疾病在亚洲国家最为普遍，印度就是其中之一。进行了季节性细菌气溶胶研究，以解决班加罗尔城市环境细菌多样性问题。在2010年、2012年、2013年和2014年的所有季节中，使用便携式Mini-patrisol Anderson空气采样器PM10将细菌气溶胶嵌入到营养琼脂培养基上，频率约为每周三次。环境细菌多样性评估研究表明，细菌气溶胶超过了IRSST -呼吸保护指南规定的耐受限度。季风前记录了最大的细菌气溶胶，其中以肠球菌属、链球菌属、假单胞菌属和大肠杆菌属为主，导致尿路感染、菌血症、细菌性心内膜炎、憩室炎和脑膜炎。冬季为棒状杆菌属。由于区域原因，班加罗尔城市在季风温度期间记录的细菌气溶胶数量较少气候空气中支持致病菌的变化。

关键字

环境空气;季节性的生物气胶;计量参数;公共卫生

简介

近年来，随着城市化和工业化进程的加快，城市人口的增加导致工业和交通排放的增加，使印度地铁城市的空气质量恶化。大气中的生物颗粒，通常被定义为生物气溶胶，是携带活生物体或从活生物体(如细菌、真菌、病毒、花粉)中释放的空气中的颗粒或大分子[1］．生物气溶胶几乎源自任何微生物的环境储层，如淡水和海洋地表水、土壤、植物、生物反应器、废物、动物和人类。生物气溶胶对大气气溶胶的贡献可达25% [2］．对不同环境中空气中细菌浓度的研究发现，与农村地区相比，城市地区的细菌浓度较高，而在城市地区的细菌浓度较低沿海有岸上风的地点[3.，4］．这在很大程度上是由于当地环境的特点。气象学对空气质量的影响是巨大的，而且是确定无疑的，因此人们期望在气候可能改变的模式空气污染浓度。天气模式影响大气中所有污染物的移动和扩散大气通过风、垂直混合和降雨的作用。空气污染事件可能发生在限制垂直和水平扩散的大气条件下。自20世纪80年代以来，班加罗尔城市的空气传染病有所增加[5］．目前对班加罗尔市区空气传播细菌的种类、浓度和分布情况知之甚少。因此，有必要对不同季节室外环境下的空气细菌进行系统详细的调查。本研究的目的是描述在室外环境中存在的空气细菌群及其在环境空气中的分布规律。我们认为，这项研究可能为班加罗尔不同季节的空气细菌污染提供了第一种知识。

材料与方法

研究区域和采样地点

该研究在班加罗尔大学环境科学系Jnanabharathi校区进行，国家空气质量监测计划站代码-583,CPCB(77°30′E和12?卡纳塔克邦，平均海拔920米(3018英尺)。被选作这次调查的地区距市中心15公里以内。

班加罗尔大学位于花园城市班加罗尔，被誉为印度的“it城市”印度首都”，成立于1964年7月。班加罗尔大学的Jnanabharathi校区位于班加罗尔市的西南部，从班加罗尔市的东南部和东北部获得最大的风。因此，这个车站是一个理想的地点空气污染监控(图1)．

细菌气雾剂固体介质的制备

营养琼脂培养基(M001, HiMedia实验室，孟买)用于培养各种细菌气雾剂。将28.0 g悬浮在1000 ml蒸馏水中，煮沸使培养基完全溶解，在121℃，15磅压力下高压灭菌15分钟。大约10 ml的营养琼脂在40℃下冷却，在无菌条件下倒入灭菌的培养皿(80 × 17 mm)。凝固后，所有板材用透明胶带(透明胶带)密封，冷藏待进一步分析。同样，用于分离生物体的选择性分离介质也属于该属空气球菌、葡萄球菌、链球菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、肠球菌、假单胞菌、奈瑟菌、放线菌、分枝杆菌而且大肠杆菌物种根据印度孟买HiMedia实验室的制造商手册进行制备。

细菌气雾剂取样

使用单级冲击器收集空气样本(空气petri采样系统Mark III，模型不。LA474, HiMedia Laboratories ppt . Limited，孟买，印度)以大约100升/分钟的速度工作1分钟，在所有季节(1月至12月)，每周大约两次，放置在离地面约1.5米的地方，以模拟人类的呼吸区。在所有季节的白天光照时间内进行采样，通常在06.00小时至18.00小时之间。

取样前和每次更换取样板时均用99%乙醇棉签消毒冲击器。采样后真菌和细菌气溶胶，取样的培养皿用透明胶带(透明胶带)密封，并标记取样日期和时间。37°C孵育细菌板，24 h和48 h后计数菌落。

采样频率

每周进行两次采样(上午6点至下午18点，12小时)，为2010年、2011年、2012年和2013年的所有季节生成15个样本/月。为方便统计，按月平均计算。

细菌微生物计数

标准板计数(活板计数):在APHA后进行细菌计数[6］．活细胞被定义为能够分裂并形成群体(或菌落)的细胞。活细胞计数由数字微生物菌落计数器(型号DCC100, Optoprecision服务，班加罗尔)完成。一串串的细胞避免了总活细胞的准确测定。可存活的总数量细胞报告为菌落形成单位(cfu)。CFU估计微生物数量时假定每个菌落都是独立的，并由单个活的微生物细胞建立[7］．菌落形成单位(CFU)是对活菌数量的粗略估计细胞在样本中。按公式计算空气中细菌气溶胶的数量:

细菌气雾剂鉴定:细菌气溶胶是根据菌落特征，如颜色、形状和其他形态特征，并通过进行革兰氏染色来鉴定的，并根据Cowan’s和Steel的标准方法进行特征生化测试来确认[8]， APHA [6]， Bergey系统细菌学手册[9］．

结果与讨论

班加罗尔城市环境细菌多样性

在2010年、2011年、2012年和2013年监测了空气中细菌的数量。采样时间为一周两天，一年四季从上午6点到下午6点。

2010年记录的平均细菌气溶胶为27,209 CFU/m^3.， 2011年为37,435 CFU/m^3.2012年为37,795 CFU/m^3.2013年为43,009 CFU/m^3.（图2)．最大值出现在一月，最小值出现在四月。2012年记录的最大细菌气溶胶是由于倾倒市政固体造成的浪费(城市垃圾)。实地观察表明，市政浪费在班加罗尔市没有得到适当的管理(图3)．

在适当的浪费在家庭层面的收集，缺乏感知在固体浪费管理地方和班加罗尔市政当局缺乏协调，导致了固体倾倒浪费在学习区域周围。有机和无机浪费在研究区域周围通风的地方可能会影响生物气溶胶的扩散[10］．在班加罗尔，城市产生了大量的市政固体浪费不受控制地倾倒在陆地上。固体堆积浪费以不科学的方式导致渗滤液的形成，渗滤液中含有大量的异种有机物，污染空气。工地附近的土壤、地表水和地下水。在都市固体废物中发现的病原体，可能是病毒、细菌、原生动物或蠕虫[11］．

研究结果表明，2010年、2011年、2012年和2013年的细菌气雾剂超过了10000 CFU/m的耐受极限^3.由recherché Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail研究所规定，职业健康及安全研究所Robert-Sauvé [12］．

细菌气溶胶的季节变化

细菌气溶胶的季节变化取决于温度、相对湿度和降雨量等气象参数。细菌气溶胶的数量和属随着一天中的时间、天气条件、季节、地理位置和来源的存在而变化。

整理了2010 - 2013年细菌气溶胶的实验数据，按季节分类，揭示了班加罗尔不同季节细菌气溶胶的变异性。季节是根据印度气象组织(IMO)划分的。冬季(十二月、一月和二月);2季风前或夏季(3、4、5月);3季风季节(6、7、8月);iv.季风后(9、10、11月)。

A.季风前(夏季)

季风前期的细菌气溶胶数量排名第一，平均数量为62,827 CFU/m^3.（图4)．细菌属类的最大种群链球菌结果为9895 CFU/m^3.，芽孢杆菌为6193 CFU/m^3.葡萄球菌和大肠杆菌均为5392 CFU/m^3.4711 CFU/m^3.在季风前季节(图5)．

B.冬季

冬季的细菌气溶胶数量排名第二，平均数量为37276 CFU/m^3.（图4)．细菌属类的最大种群棒状杆菌，链球菌，芽孢杆菌和葡萄球菌冬季人口密集(图6)．

c .季风

季风期细菌气溶胶的发生减少。季风期间细菌气溶胶平均数量为24,477 CFU/m^3.（图4)．然而，相当数量的细菌属喜欢链球菌，肠球菌而且大肠杆菌物种记录于季风期间(图7)．

D.季风后

细菌气溶胶平均数量为33,011 CFU/m^3.（图4)．较高数量的细菌属链球菌,葡萄球菌而且芽孢杆菌在季风后录得(图8)．

结果表明，细菌气溶胶数量在季风前(夏季)最多，在季风期间最少。在季风前季节，细菌属喜欢链球菌，芽孢杆菌，葡萄球菌而且埃希氏杆菌属sp,主导。季风前的细菌污染是健康食物中毒和胃肠道疾病的风险。葡萄球菌是医院感染的第三大常见原因，也是医院细菌的最常见原因。链球菌物种它们通常存在于人类呼吸道，也被认为是中性粒细胞减少患者感染性心内膜炎和危及生命的败血症的原因。此外,链球菌是否被认为是红霉素耐药基因的储存库，可能能够将耐药决定因素转移到更致病的地方物种包括链球菌引起的肺炎而且链球菌化脓性链球菌［13］．这些细菌气溶胶可能源于班加罗尔城市污染的土壤、污水处理厂、露天污水排放和不科学的垃圾处理。生物气溶胶在源头的扩散受气候条件和地理位置的影响。

Lee等人也记录了类似的发现。[14]的研究发现，夏季和冬季的炎热天气导致了生物气溶胶扩散的环境差异。Ian Colbeck和Zaheer Ahmad Nasir [15他们在研究中发现，夏季室外生物气溶胶浓度高于冬季。夏季有效生物气溶胶浓度明显高于冬季和春季。夏季细菌气溶胶占主导地位的原因有多种因素，如适宜的温度、大气中的养分可利用性。在班加罗尔市分离的细菌属大多为中温型，在30°C至37°C下生长最好。常见致病菌生长的最佳温度为37℃。夏季最佳温度有利于细菌气溶胶在空气中的生存和繁殖。Lee和Jo [16]夏季检测到的生物气溶胶总量比其他季节要多。

细菌气溶胶的下降状态可能与季风期间频繁的降雨有关。在季风季节，细菌属喜欢链球菌，大肠杆菌而且肠球菌主要是引起尿路感染、菌血症、细菌性心内膜炎、憩室炎和脑膜炎。Shah等人也记录了类似的发现。[17他指出，与冬季和夏季相比，季风季节观察到的空气微生物数量最少。这可能是由于气溶胶和土壤颗粒在地面上的最大沉降。在后季风季节细菌属喜欢链球菌,葡萄球菌而且芽孢杆菌主要是对人体过敏和感染皮肤。

气象参数对细菌气溶胶的影响

利用不同季节的气象参数和Karl Pearson秩相关分析了细菌气溶胶扩散与温度、相对湿度、降雨量、风速、风向的关系。生物气溶胶与气象参数的相关性分析表明，气象参数对细菌气溶胶有显著影响。

温度及相对湿度

研究过程中同时记录温度和相对湿度数据。2010 - 2013年的气温记录表明，班加罗尔天气温度有温和的上升趋势。2011年的最低年平均温度为29.12℃，2013年的最高年平均温度为29.77℃。同样，最高的相对湿度百分比出现在2010年。年平均为70.32。相对湿度最低百分比出现在2012年，年平均值为63.1。

细菌气溶胶与温度和相对湿度的相关性分析表明，细菌气溶胶与温度的相关性较强。各季节细菌气溶胶含量均与气温呈正相关。季风前期的相关系数较高，r=0.369，说明夏季温度有利于细菌气溶胶的生长。季风期、季风后和冬季的相关系数分别为r=0.013、r=0.010和r=0.116。相对湿度与细菌气溶胶的相关性最小。Spearman秩相关结果提供了夏季(季风前)温度有利于细菌气溶胶生长的基线信息。已知细菌孢子在很宽的温度范围内表现出很高的生物稳定性，并且假定孢子在高温下空气传播时也能保持存活。Li等人进行了许多调查。[18]证实了在29°C ~ 49°C的温度范围内，夏季的气候条件有利于空气中细菌有机体的生存和增殖。

结论

对班加罗尔市区的环境细菌多样性进行了评估，证明细菌气溶胶超过了IRSST -生物气溶胶呼吸保护指南规定的耐受限度[12］．细菌气溶胶主要出现在夏季健康有感染疾病的风险。细菌的季节变化受班加罗尔城市气象参数的控制。研究期间的温度记录显示，由于地域原因，班加罗尔的年环境温度略有上升气候空气中支持致病菌的变化。

鸣谢

作者承认中央污染控制委员会(CPCB)，新德里，印度政府，新德里和卡纳塔克邦污染控制卡纳塔克邦政府委员会(KSPCB)提供了基础设施和财政援助，支持了这项工作。

参考文献

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