关于华南师范大学情人湖空气中微生物含量变化原因的探究(第六组)

关于华南师范大学情人湖空气中微生物含量变化原因的探究张柏辉20132501076，余秋梅20132501085，袁远20132501130（华南师范大学生命科学学院，广东广州510631）摘要：采用自然沉降法对情人湖周围三个常有人驻足的代表性功能区域空气中微生物的时空特征进行了检测与分析，结果表明，晚上20:30时，情人湖南岸和情人桥空气中微生物最多，分别达到4.6×10³cfu/m³和9.0×10³cfu/m³,已经构成污染；中午12:40情人湖西岸、南岸、情人桥空气中微生物最少，分别为3.9×10²cfu/m³,2.9×10²cfu/m³和3.9×10²cfu/m³，空气清洁；就时间段而言，7:40和12：40时，空气中微生物含量较低，均低于1.5×10³cfu/m³，而16:30和20:30时，空气中微生物含量较高，均高于1.5×10³cfu/m³；空气中微生物含量与我们的日常活动紧密相关，情人湖周边也是华师师生重要的生活功能区，通过了解情人湖旁空气微生物的污染情况，为师生提出相应的建议。关键词：华南师范大学；情人湖；微生物污染空气是人类赖以生存的，也是疾病传播的主要媒介[1]，空气中微生物浓度过高，能够导致人们患病几率增加[2]。通常情况下，由于空气中缺乏微生物生长繁殖所需的营养物质和充足水分，且日光中紫外线的照射还有抑制微生物生长的作用，大气环境并不是微生物生存良好的场所[3]。然而，由于情人湖旁相对湿度较高，植被密集，遮光性较强，人流量也较为密集，因此存在着微生物污染。其结果可能引起人们出现眼刺激感、哮喘、过敏性皮炎、过敏性肺炎和传染性疾病，重者甚至导致死亡[4]。因此，通过了解情人湖旁微生物的时空变化特征以及产生变化的原因，对于增强师生的自我保护意识，防止呼吸道疾病的传播具有重要意义。1．材料与方法1.1实验仪器恒温培养箱、高压蒸汽灭菌锅、无菌操作台、电炉、90mm培养皿、pH试纸、锥形瓶、接种环、酒精灯、油镜、载玻片、盖玻片。1.2取样方法与取样条件所用培养基均使用自然沉降法取样，暴露时间为8分钟。取样点的设置按照人群分布密集点分别选取三个具有代表性的区域，分别是：情人湖西岸石凳（取样点1）、情人湖南岸细叶榕下（取样点2）、情人桥中央（取样点3），如图1所示；图SEQ图\*ARABIC1取样点设置图示取样时间与条件如表一所示：取样点取样时间光照条件气象条件人流量取样点1（情人湖西岸石凳）7:40阴凉微风少12:40阴凉无风少16:30阴凉微风多20:30无光微风少取样点2（情人湖南岸细叶榕下）7:40阳光直射微风少12:40阳光直射无风少16:30阳光直射微风多20:30无光微风多取样点3（情人桥中央）7:40阴凉微风少12:40阴凉无风少16:30阴凉微风多20:30无光微风极多表SEQ表\*ARABIC1取样时间与条件1.3材料准备无菌培养基制备：准确称取牛肉膏1.2克，蛋白胨4克，NaCl2克，依次加入盛有400ml蒸馏水的烧杯中，将培养液放在电炉上加热，同时用玻璃棒不断搅拌，待牛肉膏完全溶解后，将培养液分装到2个300ml的锥形瓶中，然后调节pH到7，最后分别加入3克琼脂。将配制好的培养基包扎好进行高压蒸汽灭菌。将灭过菌的培养基和培养皿取出，将培养基放入微波炉箱中加热至完全溶解，待温度下降到50℃左右，将锥形瓶中的培养基在无菌条件下倒入培养皿中，震荡摇匀，使培养基刚好覆盖整个培养皿。在培养基凝固后，将培养皿翻转并倒置在实验台上。用保鲜袋将倒好的培养基装好，放进冰箱中冷冻保存，备用。1.4评价方法1.4.1空气中细菌数量统计按照奥梅良思基公式计算实际每立方厘米空气中细菌总数(cfu):C=1000×50N/(At)其中，C为空气中微生物总数（cfu/m³）；N为平板暴露8min.后于37℃培养42~55h后生长的菌落数（个/皿）；A为培养皿的底面积（选用直径9cm平板）（cm2）；t为暴露时间（8min）。参照中国科学院生态研究中心制定的大气微生物污染级别划分标准评价，见表2，对空气中污染程度进行评价[5]。级别程度大气细菌总数Ⅰ清洁＜1000Ⅱ较清洁1001-2500Ⅲ轻微污染2501-5000Ⅳ污染5001-10000Ⅴ中污染10001-20000Ⅵ严重污染20001-45000Ⅶ极严重污染45001-表SEQ表\*ARABIC2大气微生物污染评价标准（cfu/m³）1.4.2空气中细菌种类统计采用革兰氏染色法对空气中细菌种类进行统计。用接种环蘸取三个于人流量最大接种的培养基（下午4:40取样点1、晚上8:30取样点2、晚上8:30取样点3）上采集的所用细菌菌落进行革兰氏染色，并在油镜下镜检，检测G+菌与G-菌的相对含量。选取3个在下午、晚上的培养基中均出现的菌种进行革兰氏染色，并在油镜下镜检，检测其种类。2.结果与分析2.1各取样点在不同时间段菌落种类、数量统计取样时间取样点微生物种类及数量（个/皿）cfu/m³7:401霉菌0589酵母菌0细菌62霉菌01473酵母菌0细菌153霉菌01080酵母菌0细菌1112:401霉菌0393酵母菌0细菌42霉菌0295酵母菌0细菌33霉菌0393酵母菌0细菌416:301霉菌92455酵母菌0细菌252霉菌23339酵母菌0细菌343霉菌42357酵母菌0细菌2420:301霉菌71669酵母菌0细菌172霉菌04615酵母菌5细菌473霉菌39034酵母菌35细菌92表SEQ表\*ARABIC3各取样点在不同时间段菌落种类、数量统计根据cfu/m3的高低，容易得出结论：中午12:30空气中细菌含量最低，早晨7:30次之，下午17:10至以及晚上8：30空气中细菌含量则相对较高。综合各实验组采样条件以及相互对照，对于影响室外情人湖畔空气中微生物含量变化的原因，共有两条。人流量的影响。从实验结果看，对于20:30分的三个取样点，空气中微生物含量与人流量的多少呈现明显的正相关。而对于白天的三个取样时间，人流量较大的16:30，采得微生物的数量也显著多与7:40与12:40。光照的影响。昼夜相比，最大的区别在于光照。白天，暴露于阳光之下的空气由于紫外线的抑菌作用，微生物含量较低，而晚上则失去了这一作用条件，因此CFU/cm3急剧上升。综合考量，由于夜晚在情人桥、情人湖南岸休憩师生、教职工家属较多，且失去了紫外线的抑菌作用，因此出现了空气中微生物含量激增的状况；而在下午，许多退休职工在情人湖西岸休憩、较多行人从情人湖南岸、情人桥通过，空气中微生物含量也较高。反观早晨和中午，情人湖畔人流量并不大，而且存在紫外线照射，空气中微生物含量也较低。2.2人流量密集时细菌种类的探究取对应培养基中细菌进行格兰仕染色得到的镜检情况如图2至4所示图SEQ图\*ARABIC216:30采样点1G+菌与G-菌相对数量（100X10），革兰氏染色图SEQ图\*ARABIC320:30采样点2G+菌与G-菌相对数量（100X10），革兰氏染色图SEQ图\*ARABIC420:30采样点3G+菌与G-菌相对数量（100X10），革兰氏染色从镜检结果容易看出，在相应时间下，三个人流量较大的地点空气中细菌都已革兰氏阴性菌为主，而革兰氏阴性菌一般为致病菌，因此情人湖畔人流量较大的时间、地点的空气中存在较多致病菌。2.3建议2.3.1情人湖畔早晨空气质量不错，适合晨练。2.3.2情人湖畔中午空气质量佳，若过往行人不多，是饭后散步休闲的好去处。2.3.3情人湖畔下午（工作时间）空气质量较差，应避免前往休息。2.3.4情人湖畔晚上空气质量令人担忧，有晚上前往情人湖畔，尤其是情人桥驻足习惯的同学最好另觅去处。3.讨论尽管预先进行了实验设计，但在实验结束之后，仍然发现存在一些问题3.1自然沉降法自身限制本实验的菌种采样选择了自然沉降法，利用空气微生物粒子的重力作用，让所处区域的空气中微生物颗粒逐步沉降到带有培养介质的培养皿内的一种采样方法。但是不能测定空气流量和悬浮在空气冲的小粒子上的细菌，因此测定结果较为粗糙。同时，根据轻工部产品质量标准，该类用于空气细菌采样的品面皿的直径允许误差范围是±2mm[6]，对实验结果的测定也会照成影响。3.2培养时间不当本实验的不同实验组培养时间不一致，7:40取样的实验组培养时间为54小时50分钟，而20:30取样的实验组培养时间则为42小时。若培养时间不足，则培养时间相对较短的实验组的培养基上可能尚有细菌未形成菌落。3.3菌落种类统计方法缺陷在本实验中采用的菌落种类统计方法出现了较大缺陷。3.3.1对G+菌与G-菌相对数量的统计本实验对G+菌与G-菌相对数量进行测定时，只是检测了培养皿终止培养时G+菌与G-菌的相对数量，然而，不同菌之间的生长速度存在差异。极有可能出现的情况是，生长速度快的菌影响了本实验对G+菌与G-菌相对数量的统计。3.3.2对酵母菌和细菌的区分本实验对酵母菌和细菌的区分仅采用了菌落形态观察法，而没有通过对不确定菌种制水镜片的方法，存在较大误差。3.4未对人流量采取定量测定本实验进行过程中未对各时间经过各取样点的人流量进行定量测定，只是根据目测得出定性结论，使得结果可信度下降。3.5未进行动态监测本实验仅对一天的空气微生物含量进行了测定，未进行定期跟踪测量，得出动态变化情况，难以将情况推广至其他天气条件，如潮湿、阴雨、大风等，参考价值有所下降。参考文献:张朝武.卫生微生物学（第四版）[M].北京：人民卫生出版社,2007.孙平勇，刘雄伦，刘金灵，等.空气微生物研究进展.中国农学通报，2010,26(11):336-340.[3]赵莹莹，徐姝颖，刘登勇.校园室内空气中微生物含量的调查分析.渤海大学学报：自然科学版，2013,34（1）:52-55.HargreavesM,ParappukkaranS.MarawskaL,etal.APilotinvestigationintoassociationbetweenindoorairbornefungalandnon-biologicalparticleconcentartionsinr