基于空氣微生物角度的道路空氣質(zhì)量初探

宋鵬程,姚晶晶,巨天珍,寧長興

摘要：運(yùn)用自然沉降法監(jiān)測(cè)了蘭州市道路空氣質(zhì)量狀況，對(duì)不同功能區(qū)的交通主干道及北濱河路兩邊綠地空氣微生物進(jìn)行取樣分析并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理。試驗(yàn)結(jié)果表明，①蘭州市各功能區(qū)交通主干道中空氣微生物污染區(qū)占３１．６％，中度污染區(qū)占２１．１％，重度污染區(qū)占２１．１％，２６．３％的地區(qū)超過重度污染區(qū)，重污染區(qū)主要集中在車流量較多的交通要道，各功能區(qū)的污染順序由大到小為：七里河區(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)、城關(guān)區(qū)，污染微生物以細(xì)菌為主；②道路交通的污染程度與車流量關(guān)系密切，在車流量較高的交通干道，空氣微生物中細(xì)菌、真菌、放線菌的含量均很高；③交通主干道中，綠化帶對(duì)空氣微生物的截殺作用較強(qiáng)，部分地區(qū)對(duì)空氣微生物攔截量可達(dá)４０．０％。

關(guān)鍵詞：空氣微生物；城市道路；空氣質(zhì)量；蘭州市

中圖分類號(hào)：X112文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）05－0915-04

Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｓｔｕｄｙ ｏn ｔｈｅ Ｒｏａｄ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Aspect ｏｆ Ａｉｒ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ

ＳＯＮＧ Ｐｅｎｇ－ｃｈｅｎｇ１，ＹＡＯ Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ１，ＪＵ Ｔｉａｎ－ｚｈｅｎ１，２，ＮＩＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｘｉｎｇ１

（１． Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｔｒｙ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｇａｎｓｕ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ road air quality of Lanzhou city was monitored by ｎａｔｕｒａｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ method． Ｓａｍｐｌｅｓ were collected ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｅｙ ｒｏａｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｚｏｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｂｅｌｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ｂｉｎｈｅ Ｒｏａｄ ａｎｄ then ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ were ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ①３１．６％ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｒｏａｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｚｏｎｅｓ had ａｌｒｅａｄｙ ｂｅｅｎ air microbe contaminated， ２１．１％ was moderately contaminated， ２１．１％ was ｈｅａｖｉｌｙ－ｐｏｌｌｕｔｅｄ； ａｎｄ ２６．３％ was ｏｖｅｒ ｈｅａｖｉｌｙ－ｐｏｌｌｕｔｅｄ． Ｔｈｅ ｈｅａｖｉｌｙ－ｐｏｌｌｕｔｅｄ ａｒｅａｓ mainly ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｔｒａｆｆｉｃ ｒｏａｄｓ． Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ waｓ Ｑｉｌｉｈｅ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ＞ Ａｎｎｉｎｇ dｉｓｔｒｉｃｔ ＞ Ｘｉｇｕ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ＞ Ｃｈｅｎｇｇｕａｎ ｄｉｓｔｒｉｃｔ； ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ waｓ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ． ②Ｔｒａｆｆｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ waｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃａｒ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｏｎ ｍａｉｎ ｒｏａｄｓ， ｂａｃｔｅｒｉａ， ｆｕｎｇｉ ａｎｄ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ were ｒｉｃｈ． ③Ｇｒｅｅｎ ｂｅｌｔｓ ｃｏｕｌｄ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ａｉｒ ｍｉｃｒｏｂｅｓ ｉｎ ｃｉｔｙ ｍａｉｎ ｒｏａｄｓ as ｉｎ ｓｏｍｅ ａｒｅａｓ ４０％ ｍｉｃｒｏｂｅｓ could ｂｅ ｈｅｌｄ ｕｐ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｉｒ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ； ｕｒｂａｎ ｒｏａｄ； ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｉｒ； Ｌａｎｚｈｏｕ

空氣微生物是指空氣中的細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物，主要來源于土壤、空氣、動(dòng)植物、水體和人類，且室外空氣中微生物的數(shù)量與植物的數(shù)量、土壤和地面的鋪裝情況、天氣情況、氣流、動(dòng)物密度及人的生活方式等因素有關(guān)［１－５］，空氣中的微生物很大一部分為病原體，主要附著在灰塵粒子上，以微生物氣溶膠（Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｅｒｏｓｏｌ）的形式存在［６］，空氣中微生物濃度過高，導(dǎo)致人們?cè)黾雍粑栏腥尽⑾⑵つw過敏、慢性疾病、肺部疾病和心血管疾病的發(fā)病幾率［７］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市道路系統(tǒng)的承載量逐年遞增，滯留在道路上的人數(shù)有增無減。道路污染的加重，導(dǎo)致乘車人群和路邊人群的環(huán)境安全受到嚴(yán)重威脅。

近年來國內(nèi)外有關(guān)道路空氣污染狀況的研究文獻(xiàn)很多，楊培桃等［８］根據(jù)車流量對(duì)污染物排放量進(jìn)行了研究，牛世全、孫榮高等［９－１２］對(duì)蘭州市大氣微生物的分布和微生物變化規(guī)律進(jìn)行了研究，田玉軍等［１３］對(duì)城市綠地系統(tǒng)殺菌效應(yīng)進(jìn)行了研究，陳源等［１４］對(duì)校園空氣微生物進(jìn)行了研究，但有關(guān)車流量和空氣微生物相互關(guān)系研究較少。本研究以蘭州市為例，對(duì)４個(gè)功能區(qū)的交通主干道及路邊布點(diǎn)（１９個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）進(jìn)行空氣微生物檢測(cè)，對(duì)通過的車流量進(jìn)行記錄，探討車流量與交通主干道空氣微生物的相互關(guān)系。

１材料與方法

１．１布點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集

２０１１年４月對(duì)蘭州市安寧區(qū)、七里河、城關(guān)及西固區(qū)等不同地區(qū)功能區(qū)道路主干道共設(shè)１9個(gè)點(diǎn)，其中對(duì)北濱河路選２個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了專項(xiàng)監(jiān)測(cè)（表１）。

１．２培養(yǎng)基

采集的微生物主要有細(xì)菌、真菌和放線菌３類，所用的培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、查氏培養(yǎng)基和高氏１號(hào)合成培養(yǎng)基［１５］。

１．３儀器

ＤＨＧ－９１４０Ａ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，ＰＸ－１５０Ｂ型生化培養(yǎng)箱等。

１．４檢測(cè)方法

試驗(yàn)主要監(jiān)測(cè)空氣中的細(xì)菌、真菌、放線菌，監(jiān)測(cè)方法為自然沉降法，監(jiān)測(cè)高度為人工呼吸帶，距地面１．５ ｍ，采樣時(shí)間為５ ｍｉｎ，細(xì)菌和放線菌采集的樣品在培養(yǎng)箱２８ ℃分別培養(yǎng)４８和７２ ｈ，用文獻(xiàn)［16］的方法計(jì)算各培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)：

Ｃ＝１ ０００×５０Ｎ／Ａ×Ｔ

式中，Ｃ為空氣細(xì)菌數(shù)；Ｎ為培養(yǎng)后培養(yǎng)基的菌落數(shù)；Ａ為捕捉面積（ｃｍ２），本試驗(yàn)采用直徑９ ｃｍ的平皿；Ｔ為暴露時(shí)間，本試驗(yàn)采用５ ｍｉｎ。

１．４統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)圖表繪制和數(shù)據(jù)分析采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２００３和ＳＰＳＳ １３．０。

２結(jié)果與分析

２．１道路空氣微生物的污染現(xiàn)狀

室外空氣微生物濃度按照中科院生態(tài)研究中心制定的空氣微生物的６級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：０～３ １００ ＣＦＵ／ｍ３為清潔區(qū)、３ １００～５ ６００ ＣＦＵ／ｍ３為較清潔區(qū)，５ ６００～９ ２００ ＣＦＵ／ｍ３為微污染區(qū)，９ ２００～１５ ６００ ＣＦＵ／ｍ３為污染區(qū)，１５ ６００～３０ ０００ ＣＦＵ／ｍ３為中度污染區(qū)，３０ ０００～６０ ０００ ＣＦＵ／ｍ３為重度污染區(qū)。由表２可知，全市１９個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，空氣微生物總數(shù)最大值為７７ ２２７．３ ＣＦＵ／ｍ３，空氣微生物總數(shù)最小值為 １０ ３１８．５ ＣＦＵ／ｍ３，空氣微生物的平均值為３４ ５１９．４ ＣＦＵ／ｍ３，其中污染區(qū)占３１．６％，中度污染區(qū)占２１．１％，重度污染區(qū)占２１．１％，有２６．３％的監(jiān)測(cè)區(qū)域超過了重污染區(qū)，均屬于交通主干道車流量密集地。監(jiān)測(cè)點(diǎn)中未發(fā)現(xiàn)清潔區(qū)、較清潔區(qū)和微污染區(qū)，說明蘭州市的道路空氣已受到污染。與蘭州市１０年前空氣微生物的監(jiān)測(cè)報(bào)道相比較可知，１９９２年孫榮高［９］監(jiān)測(cè)的空氣微生物數(shù)量為１１．６萬個(gè)／ｍ３， １９９７年牛世全［１０］監(jiān)測(cè)結(jié)果為９３ ８００ ＣＦＵ／ｍ３，和本次監(jiān)測(cè)結(jié)果為３４ ５１９．４ ＣＦＵ／ｍ３進(jìn)行比較，10年內(nèi)空氣微生物量減少幅度較大。原因歸結(jié)為蘭州市從２００４年起開始實(shí)施“１２３”工程，蘭州市空氣污染問題得到改善；近年來，蘭州市為治理大氣污染問題制定了《蘭州市實(shí)施防治城區(qū)冬季大氣污染特殊工程》、《蘭州市實(shí)施防治城區(qū)冬季大氣污染特殊工程責(zé)任分工和目標(biāo)任務(wù)》（蘭政發(fā)［１９９８］５２號(hào)）、《關(guān)于進(jìn)一步明確防治大氣污染責(zé)任分工的通知》（蘭政發(fā)［２００１］３９號(hào)）等相關(guān)政策；此外還有南北兩山的綠化也大大改善了空氣質(zhì)量［１７］。

２．２不同功能區(qū)道路主要空氣微生物特征

由圖１可知，蘭州市各功能區(qū)道路的空氣微生物以細(xì)菌為主，細(xì)菌含量高時(shí)，真菌的含量也很高。在交通主干線，空氣微生物的超標(biāo)最為嚴(yán)重，混合區(qū)的北濱河路微生物總數(shù)超標(biāo)達(dá)１３．７倍，混合區(qū)的西津西路微生物總數(shù)超標(biāo)達(dá)１１．２倍，且空氣微生物中細(xì)菌、真菌、放線菌的濃度均高，文教區(qū)安寧西路微生物總數(shù)超標(biāo)８．３倍。空氣微生物數(shù)目均最多，但以細(xì)菌為主。混合區(qū)中敦煌路不僅細(xì)菌（３４ ８２４．８ ＣＦＵ／ｍ３）超標(biāo)，真菌（１２ ４１４．４ ＣＦＵ／ｍ３）、放線菌（１４ ９９４．０ ＣＦＵ／ｍ３）也超標(biāo)，因?yàn)槠鋵儆诔菂^(qū)交通主干道，車流量和人流量均較高，導(dǎo)致道路的微生物污染程度的疊加［１８］。按污染程度由重到輕排序?yàn)椋浩呃锖訁^(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)、城關(guān)區(qū)。

２．３車流量和空氣微生物關(guān)系

車流量、人流量和空氣中微生物數(shù)量關(guān)系密切［１６］。由圖２可知，隨著車流量的增加，道路交通空氣微生物的數(shù)量也增加，車流量與交通主干道的空氣微生物具有一定的相關(guān)性。在城關(guān)區(qū)北濱河路（車流量２ ２４４輛／ｈ）空氣中的細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量較高，在七里河區(qū)西津西路也得到證實(shí)。在安寧區(qū)安寧東路十字路口處，空氣微生物的含量也較高，雖然車流量不是很高（９７２輛／ｈ），但由于是在十字路口，出入西北師大的人流量比較大，從而使得道路兩旁空氣中的細(xì)菌數(shù)量較高。

２．４交通主干道綠化帶對(duì)空氣微生物的影響

城市綠化帶對(duì)空氣中的微生物具有一定的衰減、降解作用。在監(jiān)測(cè)過程中，設(shè)計(jì)對(duì)照段，用以判斷城市綠化帶和公園等屏障對(duì)交通道路空氣微生物衰減的影響（對(duì)照段車流量均為０）。由表３、圖3可知，北濱河路綠化帶（草本植物、灌木）空氣微生物衰減率為２０．２５％，可能是因?yàn)榫G化帶（灌、草）的殺菌降解作用，也有可能是因?yàn)榫嚯x而引起衰減作用。由于黃河邊較濕潤，適宜微生物的生長，空氣微生物的含量仍超標(biāo)。西北師大北門綠化帶（小葉黃楊）對(duì)空氣微生物衰減率為２7．10％（圖４），西北師大正門綠化帶對(duì)空氣中微生物的衰減率為４７．20％，安寧路中間有一條１ ｍ左右的綠化帶，對(duì)空氣微生物也有一定的衰減、阻擋作用。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示東方紅廣場(chǎng)綠化帶的衰減能力為－７．４６％，且東方紅廣場(chǎng)真菌的數(shù)量增加４０．０％，是由于人流量對(duì)空氣微生物的影響。可見綠化帶對(duì)微生物的衰減能力較強(qiáng)，值得進(jìn)一步的研究。

３結(jié)論

蘭州市各功能區(qū)交通主干道空氣中存在微生物污染，其中污染區(qū)占３１．６％，中度污染區(qū)占２１．１％，重度污染區(qū)占２１．１％，有２６．３％的地區(qū)超過重度污染區(qū)，重污染區(qū)主要集中在車流量較多的交通要道，七里河區(qū)西津西路（十字路口）、城關(guān)區(qū)北濱河路、安寧區(qū)安寧東路等，對(duì)于微生物污染按程度由高到低排序?yàn)椋浩呃锖訁^(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)、城關(guān)區(qū)，污染微生物以細(xì)菌為主。道路交通的污染程度與車流量關(guān)系密切，在車流量較高的交通干道，空氣微生物中細(xì)菌、真菌、放線菌的含量均較高；交通主干道中，綠化帶對(duì)空氣微生物的攔截作用很強(qiáng)，部分地區(qū)對(duì)空氣微生物攔截量可達(dá)４０．０％。為減少空氣微生物污染，應(yīng)繼續(xù)加大城市綠化力度，交通主干道應(yīng)建立綠化帶，多種植喬灌草復(fù)合群落。

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