基于空气微生物角度的道路空气质量初探

宋鹏程,姚晶晶,巨天珍,宁长兴

摘要：运用自然沉降法监测了兰州市道路空气质量状况，对不同功能区的交通主干道及北滨河路两边绿地空气微生物进行取样分析并对数据进行统计整理。试验结果表明，①兰州市各功能区交通主干道中空气微生物污染区占３１．６％，中度污染区占２１．１％，重度污染区占２１．１％，２６．３％的地区超过重度污染区，重污染区主要集中在车流量较多的交通要道，各功能区的污染顺序由大到小为：七里河区、安宁区、西固区、城关区，污染微生物以细菌为主；②道路交通的污染程度与车流量关系密切，在车流量较高的交通干道，空气微生物中细菌、真菌、放线菌的含量均很高；③交通主干道中，绿化带对空气微生物的截杀作用较强，部分地区对空气微生物拦截量可达４０．０％。

关键词：空气微生物；城市道路；空气质量；兰州市

中图分类号：X112文献标识码：Ａ文章编号：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

空气微生物是指空气中的细菌、真菌、放线菌等微生物，主要来源于土壤、空气、动植物、水体和人类，且室外空气中微生物的数量与植物的数量、土壤和地面的铺装情况、天气情况、气流、动物密度及人的生活方式等因素有关［１－５］，空气中的微生物很大一部分为病原体，主要附着在灰尘粒子上，以微生物气溶胶（Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｅｒｏｓｏｌ）的形式存在［６］，空气中微生物浓度过高，导致人们增加呼吸道感染、哮喘、皮肤过敏、慢性疾病、肺部疾病和心血管疾病的发病几率［７］。随着社会经济的飞速发展，城市道路系统的承载量逐年递增，滞留在道路上的人数有增无减。道路污染的加重，导致乘车人群和路边人群的环境安全受到严重威胁。

近年来国内外有关道路空气污染状况的研究文献很多，杨培桃等［８］根据车流量对污染物排放量进行了研究，牛世全、孙荣高等［９－１２］对兰州市大气微生物的分布和微生物变化规律进行了研究，田玉军等［１３］对城市绿地系统杀菌效应进行了研究，陈源等［１４］对校园空气微生物进行了研究，但有关车流量和空气微生物相互关系研究较少。本研究以兰州市为例，对４个功能区的交通主干道及路边布点（１９个监测点）进行空气微生物检测，对通过的车流量进行记录，探讨车流量与交通主干道空气微生物的相互关系。

１材料与方法

１．１布点和数据采集

２０１１年４月对兰州市安宁区、七里河、城关及西固区等不同地区功能区道路主干道共设１9个点，其中对北滨河路选２个点进行了专项监测（表１）。

１．２培养基

采集的微生物主要有细菌、真菌和放线菌３类，所用的培养基分别为牛肉膏蛋白胨培养基、查氏培养基和高氏１号合成培养基［１５］。

１．３仪器

ＤＨＧ－９１４０Ａ型电热恒温鼓风干燥箱，ＰＸ－１５０Ｂ型生化培养箱等。

１．４检测方法

试验主要监测空气中的细菌、真菌、放线菌，监测方法为自然沉降法，监测高度为人工呼吸带，距地面１．５ ｍ，采样时间为５ ｍｉｎ，细菌和放线菌采集的样品在培养箱２８ ℃分别培养４８和７２ ｈ，用文献［16］的方法计算各培养皿中的菌落数：

Ｃ＝１ ０００×５０Ｎ／Ａ×Ｔ

式中，Ｃ为空气细菌数；Ｎ为培养后培养基的菌落数；Ａ为捕捉面积（ｃｍ２），本试验采用直径９ ｃｍ的平皿；Ｔ为暴露时间，本试验采用５ ｍｉｎ。

１．４统计分析

试验图表绘制和数据分析采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２００３和ＳＰＳＳ １３．０。

２结果与分析

２．１道路空气微生物的污染现状

室外空气微生物浓度按照中科院生态研究中心制定的空气微生物的６级标准进行评价：０～３ １００ ＣＦＵ／ｍ３为清洁区、３ １００～５ ６００ ＣＦＵ／ｍ３为较清洁区，５ ６００～９ ２００ ＣＦＵ／ｍ３为微污染区，９ ２００～１５ ６００ ＣＦＵ／ｍ３为污染区，１５ ６００～３０ ０００ ＣＦＵ／ｍ３为中度污染区，３０ ０００～６０ ０００ ＣＦＵ／ｍ３为重度污染区。由表２可知，全市１９个监测点中，空气微生物总数最大值为７７ ２２７．３ ＣＦＵ／ｍ３，空气微生物总数最小值为 １０ ３１８．５ ＣＦＵ／ｍ３，空气微生物的平均值为３４ ５１９．４ ＣＦＵ／ｍ３，其中污染区占３１．６％，中度污染区占２１．１％，重度污染区占２１．１％，有２６．３％的监测区域超过了重污染区，均属于交通主干道车流量密集地。监测点中未发现清洁区、较清洁区和微污染区，说明兰州市的道路空气已受到污染。与兰州市１０年前空气微生物的监测报道相比较可知，１９９２年孙荣高［９］监测的空气微生物数量为１１．６万个／ｍ３， １９９７年牛世全［１０］监测结果为９３ ８００ ＣＦＵ／ｍ３，和本次监测结果为３４ ５１９．４ ＣＦＵ／ｍ３进行比较，10年内空气微生物量减少幅度较大。原因归结为兰州市从２００４年起开始实施“１２３”工程，兰州市空气污染问题得到改善；近年来，兰州市为治理大气污染问题制定了《兰州市实施防治城区冬季大气污染特殊工程》、《兰州市实施防治城区冬季大气污染特殊工程责任分工和目标任务》（兰政发［１９９８］５２号）、《关于进一步明确防治大气污染责任分工的通知》（兰政发［２００１］３９号）等相关政策；此外还有南北两山的绿化也大大改善了空气质量［１７］。

２．２不同功能区道路主要空气微生物特征

由图１可知，兰州市各功能区道路的空气微生物以细菌为主，细菌含量高时，真菌的含量也很高。在交通主干线，空气微生物的超标最为严重，混合区的北滨河路微生物总数超标达１３．７倍，混合区的西津西路微生物总数超标达１１．２倍，且空气微生物中细菌、真菌、放线菌的浓度均高，文教区安宁西路微生物总数超标８．３倍。空气微生物数目均最多，但以细菌为主。混合区中敦煌路不仅细菌（３４ ８２４．８ ＣＦＵ／ｍ３）超标，真菌（１２ ４１４．４ ＣＦＵ／ｍ３）、放线菌（１４ ９９４．０ ＣＦＵ／ｍ３）也超标，因为其属于城区交通主干道，车流量和人流量均较高，导致道路的微生物污染程度的叠加［１８］。按污染程度由重到轻排序为：七里河区、安宁区、西固区、城关区。

２．３车流量和空气微生物关系

车流量、人流量和空气中微生物数量关系密切［１６］。由图２可知，随着车流量的增加，道路交通空气微生物的数量也增加，车流量与交通主干道的空气微生物具有一定的相关性。在城关区北滨河路（车流量２ ２４４辆／ｈ）空气中的细菌、真菌、放线菌的数量较高，在七里河区西津西路也得到证实。在安宁区安宁东路十字路口处，空气微生物的含量也较高，虽然车流量不是很高（９７２辆／ｈ），但由于是在十字路口，出入西北师大的人流量比较大，从而使得道路两旁空气中的细菌数量较高。

２．４交通主干道绿化带对空气微生物的影响

城市绿化带对空气中的微生物具有一定的衰减、降解作用。在监测过程中，设计对照段，用以判断城市绿化带和公园等屏障对交通道路空气微生物衰减的影响（对照段车流量均为０）。由表３、图3可知，北滨河路绿化带（草本植物、灌木）空气微生物衰减率为２０．２５％，可能是因为绿化带（灌、草）的杀菌降解作用，也有可能是因为距离而引起衰减作用。由于黄河边较湿润，适宜微生物的生长，空气微生物的含量仍超标。西北师大北门绿化带（小叶黄杨）对空气微生物衰减率为２7．10％（图４），西北师大正门绿化带对空气中微生物的衰减率为４７．20％，安宁路中间有一条１ ｍ左右的绿化带，对空气微生物也有一定的衰减、阻挡作用。监测数据显示东方红广场绿化带的衰减能力为－７．４６％，且东方红广场真菌的数量增加４０．０％，是由于人流量对空气微生物的影响。可见绿化带对微生物的衰减能力较强，值得进一步的研究。

３结论

兰州市各功能区交通主干道空气中存在微生物污染，其中污染区占３１．６％，中度污染区占２１．１％，重度污染区占２１．１％，有２６．３％的地区超过重度污染区，重污染区主要集中在车流量较多的交通要道，七里河区西津西路（十字路口）、城关区北滨河路、安宁区安宁东路等，对于微生物污染按程度由高到低排序为：七里河区、安宁区、西固区、城关区，污染微生物以细菌为主。道路交通的污染程度与车流量关系密切，在车流量较高的交通干道，空气微生物中细菌、真菌、放线菌的含量均较高；交通主干道中，绿化带对空气微生物的拦截作用很强，部分地区对空气微生物拦截量可达４０．０％。为减少空气微生物污染，应继续加大城市绿化力度，交通主干道应建立绿化带，多种植乔灌草复合群落。

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