山西农业大学校园夏初室外空气细菌污染监测与分析

邓彩萍，张金梅，郝艳平，闫喜中，郝赤

(1.山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801； 2.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)



山西农业大学校园夏初室外空气细菌污染监测与分析

邓彩萍1，张金梅1，郝艳平1，闫喜中2，郝赤2

(1.山西农业大学 林学院，山西 太谷 030801； 2.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

摘要：为了解山西农业大学校园夏初空气细菌含量及日间变化情况，采用自然沉降法对校园6个采样点进行室外空气细菌浓度监测。结果表明：5号教学楼区距地面100、50、0 cm三个高度处的平均细菌含量分别为(2 868±44)、(4 236±99)、(4 563±91) cfu·m-3，均达到轻微污染水平；在该区的早、中、晚三个时间段下，午间空气细菌含量最高，其中100 cm处午间的空气细菌含量为(4 074±109) cfu·m-3，属轻微污染，50和0 cm处的午间的空气细菌含量分别为(7 167±228)和(7 107±605) cfu·m-3，均达到污染水平。比较6个采样点午间空气细菌含量，11~19号学士公寓楼区处于污染水平(7 619±63) cfu·m-3，谷园、5号教学楼和体育场均处于轻微污染水平，分别为(3 879±82)、(4 142±70)、(3 180±48) cfu·m-3，而思想湖和图书馆的空气达清洁水平，分别为(1 040±18)、(2 315±42) cfu·m-3。校园空气微生物受时间、地点等多种因素影响。本研究可对山西农大空气微生物污染防治和研究工作提供一定的参考依据。

关键词：室外；夏季；空气；细菌含量; 污染水平

如今，人们越来越注重环境中PM2.5、PM10、NO2、SO2等浓度问题的研究，但对空气中微生物的关注程度相对较低。空气微生物是指空气中细菌、霉菌和放线菌等有生命的活体，它主要来源于自然界的土壤、水体、动植物和人类，此外，污水处理、动物饲养、发酵过程和农业活动等也是空气微生物的重要来源[1,2]。空气微生物大多附着在灰尘粒子上，以微生物气溶胶的形式存在于大气环境中[3]。空气微生物污染状况是环境综合因素的体现，是评价空气环境质量及其危害人体健康程度的重要指标之一[4]。空气中的微生物不仅影响着我们周围环境的空气质量和空气污染状态，而且对人体的健康问题、环境的生态功能都有一定的影响作用。空气中微生物浓度过高会导致各种疾病的发生[5]，空气微生物中的病原菌可以在空气中繁殖并且向周围的环境中扩散，导致人类过敏反应，对免疫力低下的人们造成严重的健康危害[6]。大学校园作为人口稠密、人流活跃的地区，流感病毒和其他微生物感染性疾病频繁，属于重点防护对象[7]。以山西农业大学校园内人流活动量、具有代表性的场所设施为主要设点依据，监测和分析空气中细菌含量，比较深入地了解校园内细菌含量分布状况，进而对空气质量进行评价与分析，对增强全校师生员工的环保意识、健康意识有一定的现实意义，也可为校园生活娱乐设施的合理建设提供参考。

1材料与方法

1.1　采样时间与地点

2015年4月29日到5月10日，在5号教学楼区每天早晨6:30—7:30 、中午11:30—12:30、下午18:00—19:00三个时间段进行采样。采样高度分别距地面0 、50 、100 cm，每个高度重复三次。

2015年5月12日到5月17日，每天中午11:30—12:30，对5号教学楼、思想湖、谷园、体育场、11号~19号学生公寓区、图书馆6处采样点进行采样。采样点高度为距地面100 cm，重复三次。

1.2　试验方法

培养基选用普通细菌培养基，即牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，琼脂18 g，水10 mL，pH值7.4~7.6。

采用科赫自然沉降法采集样品，采样时将培养皿盖打开，暴露5 min。随后盖上皿盖，将接种好的培养皿置于37 ℃的电热恒温培养箱中，培养2 d后记录培养皿中的菌落数。

1.3　统计方法

根据奥梅梁斯基公式，即可将培养皿中的菌落数换算成为空气细菌的浓度/cfu·m-3[8]。

C=50 000N/At

式中：C为空气细菌数；A为捕集面积/cm2； (实验培养皿直径为90 mm，所以捕集面积A=πR2= 63.58 cm2)；T为暴露时间/min；N为菌落数。

1.4　评价标准

采用中国科学院生态中心推荐使用的空气微生物评价标准[9]，评价校园内空气细菌的污染状况。

2结果与分析

2.1　5号教学楼区空气细菌分布情况

5号教学楼区是师生活动最频繁的区域，全校的教学活动主要集中在此处。从图1可以看出，该区域不同时间段空气细菌含量的分布不同。早晨6:30—7:30期间，三个高度的细菌含量进行比较，地面浓度(4 149±30) cfu·m-3居于最高，属Ⅲ级轻微污染，距地100 cm处的细菌浓度略高于距地50 cm处，分别为(2 704±109) cfu·m-3(Ⅲ级轻微污染)、(2 449±228) cfu·m-3(Ⅱ级较清洁)。中午11:30—12:30，地面处和距地50 cm处均处于Ⅳ级污染状态，细菌平均含量相差不大，分别为(7 107±605) cfu·m-3、(7 167±228) cfu·m-3，而距地面100 cm处，细菌平均含量为(4 074±109) cfu·m-3，属于轻微污染水平。傍晚18:00—19:00期间，距地100 cm处与地面处的细菌平均含量均为较清洁水平，分别为(1 827±132) cfu·m-3、(2 434±132) cfu·m-3，而距地50 cm处，为轻微污染水平，细菌平均含量为(3 093±80) cfu·m-3。从每个高度下早中晚细菌总量的平均值来看，100 cm、50 cm和0 cm处的空气细菌含量均处于轻微污染级别，分别为(2 868±44) cfu·m-3、(4 236±99) cfu·m-3和(4 563±91) cfu·m-3。

图1　 5号教学楼区空气细菌平均含量Fig.1　The average content of air bacteria at 5 th Teaching Building

5号教学楼区与教学主楼、四号教学楼毗邻，各个教学楼区的教学安排多，时间安排上也很密集，每个时间段都有人员流动，因此这个采样点空气质量整体处于轻微污染。距地50 cm处细菌含量与地面处差别不是很大，低层空气的来源主要是人员走动扬起的浮尘，浮尘微粒是细菌存活和滞留的条件，浮尘愈多含菌量也相应提高[10]。综合比较，细菌含量随着采样高度的增加，呈减少趋势。

5号教学楼区，每一高度下，三个采样时间段的细菌含量均呈显著差异。对于同一个采样高度，中午细菌含量最高，傍晚较低，这一统计结果与陈皓文[11]的空气细菌含量在中午达到最高,早晨和傍晚含量较低的研究结果比较接近。校园中午的采样时间正是下课师生集中的高峰期，人流量最大，细菌活动最频繁；而早晨和傍晚人员活动相对较少且不集中，因而细菌含量较低。

从对5号教学楼区的监测来看，中午时段空气细菌含量最高。因此，选取中午11:30—12:30，对校园各个采样点进行细菌采集培养。

2.2　中午校园不同地点空气细菌含量

山西农业大学校园春末夏初天气情况变动较大，不同的天气情况有着明显的差异，而微生物的生长与天气情况紧密相关。Adhikari等[12]研究发现，气象状况和地理位置的差异可以在不同采样点引起微生物气溶胶在不同的时间内不同的空间分布状况。因此，校园室外不同采样点的细菌浓度有着明显的差异。中午11:30—12:30期间，校园不同采样点的细菌含量平均情况及对应的质量评价级别见表1。

表1校园不同采样点午间空气细菌平均含量

Table 1The average content of air bacteria in different sampling sitets in campus at noon

采样地点Samplinglocation细菌数/cfu·m-3Bacterialcount评价级别Evaluationgrade5号教学楼4142±70轻微污染思想湖1040±18较清洁谷园3879±82轻微污染体育场3180±48轻微污染11~19号学士公寓区7619±63污染图书馆2315±42较清洁

从表1中可以看出，校园内不同的采样点，在中午11:30—12:30这一时段，距离地面100 cm空气细菌含量差异较大。通过菌落数换算后的空气中细菌浓度从大到小依次排序为：11~19号学士公寓区>5号教学楼区>谷园>体育场>图书馆区>思想湖区。学士公寓区人员流动量大，公寓楼分布密集，附近有晨曦市场和校园食堂，除了校园内常见的单车流动，还有校外电动车、汽车等活动于此时间段，致使空气细菌含量明显增高，达到污染水平。体育场内部几乎没有植被，在中午进行体育活动的学生较少，但体育场紧邻学生宿舍区，空气流动也会将部分微生物吹至体育场。谷园是校园内最大的学生餐厅，中午是学生用餐高峰期，空气细菌含量也较高，与5号教学楼、体育场同属轻微污染水平。思想湖是校园内面积最大的一片水域风景区，附近是植物园，植被覆盖率最高，乔灌草分布合理，大面积的水域，可较大程度地减少携带空气微生物的气溶胶，细菌含量接近于清洁水平。图书馆区域道路宽广，午间时段人员多集中在校园食堂和公寓楼区，且图书馆四周有较大面积的草坪、海棠林等绿化植被，空气较清洁。

3结论与讨论

空气微生物来自地面，与近地面尘埃颗粒的分布明显相关，表现为随高度增加而递减[13,14]。在5号教学楼区，空气细菌的含量在各个高度分布状况也遵循上述规律，以地面的浓度最高，按照微生物污染评价标准已达到轻度污染水平；同一采样高度下空气细菌的日变化规律为午间最高，早、晚较低。

空气微生物的日变化与所处的不同功能区、植被覆盖、人为干扰、环境条件有密切的关系[15]。中午时段，校园不同采样点的空气细菌分布与人员活动情况有很大的相关性。11~19学士公寓楼区空气达到污染水平，5号教学楼、谷园餐饮区和体育场空气属于轻微污染，图书馆和思想湖属于较清洁区域。

空气微生物污染容易引发疾病，危害师生的健康，尤其是人口密度大的地方，因此不仅要加强对师生活动频繁的场所(宿舍公寓、校园餐厅、教学楼)的环境生物监测，深入掌握校园空气微生物的种类、季节间的动态变化规律及其影响规律，同时采取一些有效措施降低空气微生物含量。降雨对空气微生物有冲刷和净化作用，能够明显减少空气中细菌和真菌大粒子的浓度[16]，所以校园内可适时对教学区、学生公寓区进行洒水，校园内可多设立小型喷泉等水体，吸收周围携带微生物的颗粒、尘埃，改善环境质量。有研究报道[5]，植物可释放挥发性物质，对空气微生物有杀灭作用，因此对操场等缺少植被的区域，在其周围适当进行乔冠等园林观赏树种的种植不仅可以美化环境，降低空气微生物含量，还可遮挡烈日，降低小环境的温度。

本试验对校园室外低层空气中的细菌浓度进行了研究，并给出了相应的空气质量评价，但对校园空气微生物中的真菌、放线菌等并未展开调查，季节间的动态观测也未进行。因此，为更深入了解校园空气微生物的动态变化规律及对校园环境质量的影响，还需对校园室内外的空气微生物进行季节间持续监测与分析。

参考文献

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(编辑：武英耀)

Monitoring and analysis of bacteria pollution in the Air on the campus of Shanxi Agricultural University in early summer

Deng Caiping1, Zhang Jinmei1, Hao Yanping1, Yan Xizhong2, Hao Chi2

(1.CollegeofForestry,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China; 2.CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Abstract:Investigation into the microorganism pollution on the campus of Shanxi Agricultural University in early summer was conducted by monitoring bacteria density at six sample sites and analysis of the source. At the 5th Teaching Building, samples were taken at height of 100、50、0 cm, the average contents were (2 868±44)、(4 236±99)、(4 563±91) cfu·m-3, and reached the slight pollution level. The bacteria contents were the maximum at noon, the content was (4 074±109) cfu·m-3at height of 100 cm, which was considered as the slight pollution; The bacterial contents were (7 167±228) and (7 107±605) cfu·m-3at height of 50 and 0 cm, respectively, which reached pollution level. Compared the bacteria contents of the six sample sites in midday, it was reached pollution levels (7 619±63) cfu·m-3in the area of 11-19th Bachelor Apartment Buildings; GuYuan, 5th Teaching Buildings and Stadiums appeared at slight pollution level (3 879±82), (4 142±70), (3 180±48) cfu·m-3, respectively); While the bacteria contents were (1 040±18) and (2 315±42) cfu·m-3at SiXiang Lake and Library respectively, were clean level. In summary, periods and locations could affect the bacterial pollution of outdoor air, the results may be provided the basis for bacteria pollution prevention and research.

Key words:Outdoor; Summer; Air; Bacteria content; Pollution level

中图分类号：X8

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)01-0031-04

基金项目：山西省青年科技研究基金(2013021025-1)；山西农业大学引进人才科研启动项目(XB2009011)、(2014ZZ08)；山西农业大学科技创新基金(2010006)

作者简介：邓彩萍(1979-)，女(汉)，副教授，博士，研究方向：林木病害及害虫生物防治

收稿日期：2015-08-26修回日期：2015-10-15