2021年6月23日，Science of the Total Environment（简称：STOTEN）发表了题为“Distribution of bacterial concentration and viability in atmospheric aerosols under various weather conditions in the coastal region of China”（中国沿海地区不同天气状况下大气气溶胶中细菌浓度及存活率的分布）的论文，运用DAPI染色-荧光显微镜计数法和LIVE/DEAD®BacLight™染色-荧光显微镜计数法分别测定了生物气溶胶中的总微生物和活/死细菌的浓度，探究了中国沿海地区不同污染天气下大气气溶胶中细菌浓度及存活率的分布特征及影响因素。
生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分，目前生物气溶胶的研究中，关于大气中可培养微生物浓度和群落结构的研究较多，而大气中总微生物（包括“可培养”和“不可培养”类）、存活细菌浓度的研究较少。细菌的存活率能有效反应细菌对人类健康、环境质量、大气过程和成云过程的影响。虽然前人对生物气溶胶中微生物浓度的季节变化和影响因素已有一些研究，但仍缺乏系统研究。因此，开展不同天气下生物气溶胶中细菌存活率及其影响因素的系统研究非常必要。
本研究通过分析2018年3月至2019年2月这一年的生物气溶胶分级样品，结合气象因素（如温度、大气湿度、风速）和环境因子（如PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3和CO）的数据，系统研究了雾、霾、沙尘等特殊天气对生物气溶胶中微生物浓度及粒径分布的影响（图1），并探讨了气象和环境因子对微生物的影响。研究的主要发现包括：雾、霾、雾霾混合和沙尘天对生物气溶胶中总微生物浓度和死细菌浓度的季节分布特征影响较大，而对活细菌浓度的季节变化影响较小；雾天和雾霾混合天生物气溶胶中活细菌浓度较晴天相比明显减少，主要是由于雾天和雾霾混合天大气相对湿度较高，不利于生物气溶胶中细菌的存活，进而导致活细菌浓度减少；霾天和沙尘天生物气溶胶中死细菌浓度较晴天相比明显增加，与霾天和沙尘天大气中含有大量有毒有害物质有关，如重金属、二次有机气溶胶和臭氧等，导致了气溶胶中细菌的大量死亡，但这两种天气下微生物的来源不同，沙尘天含有微生物的长距离输送源，而霾天主要是静稳天气下颗粒物的累积造成的。
在一次连续的霾-雾霾污染过程中。本研究发现随着污染的不断加重，生物气溶胶中死细菌浓度持续增加，总微生物浓度呈现先增加后减少的趋势，而活细菌浓度则呈现先减少随后在重污染天气下反而略微升高的趋势（图2）。一方面可能与随着污染程度的不断加深，大气中可附着微生物的颗粒物不断增加有关，导致污染天初期死细菌和总微生物浓度的不断增加；而另一方面，当污染达到一定程度，大气中高浓度的有毒有害物质会对生物气溶胶中的微生物产生危害，从而导致总微生物浓度的下降，但重污染天气下，细菌的群落结构会发生改变，有部分细菌会对污染的大气环境产生适应性，进一步成为优势种，从而出现活细菌浓度的略微升高。
该研究主要由中国海洋大学海洋环境与生态重点实验室和国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室完成，尹义丹为第一作者，祁建华教授为通讯作者，并得到了国家自然科学基金（41775148）、中央高校基金项目（201762006）和新世纪优秀人才基金项目（NCET-13-0531）的资助。
Fig. 1. Concentrations of total airborne microbes and bacteria under various weather conditions in Qingdao from March 2018 to February 2019.
图1 2018年3月至2019年2月青岛不同天气状况下大气生物气溶胶中总微生物和细菌浓度
Fig. 2. The variation in environmental factors, microbial concentration and bacterial viability during 4–18 January 2019 in the Qingdao coastal region
图2 2019年1月4号到1月18号青岛沿海地区环境因子、微生物浓度和细菌存活率的变化
论文引用：
Yin, Y., Qi, J., Gong, J., & Gao, D. (2021). Distribution of bacterial concentration and viability in atmospheric aerosols under various weather conditions in the coastal region of China. Science of the Total Environment, 795, 148713.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148713
通讯员：祁建华（qjianhua@ouc.edu.cn） 李辉