某高校校园空气真菌分布特征及污染评价

熊 超，邹 晓，喻阑清，李贵阳，汪国云

(贵州大学生命科学学院，贵州 贵阳 550025)

真菌是一类广泛分布于自然界的真核生物，目前已知自然界中的真菌有12万余种，空气中的真菌有4万余种［1，2］。空气真菌是城市生态系统的一部分，它以孢子形态存在空中，主要来源于自然界的土壤、水体、动植物和人类［3，4］。现代医学研究表明空气中大部分真菌与人体健康息息相关，真菌孢子是主要的空气致敏源之一，它是诱发支气管哮喘、过敏性鼻炎、过敏性肺间质炎、变应性皮肤病的重要致敏因素［5，6］。李汉琳等［7］调查武汉市空气真菌与呼吸道变应性疾病的关系，发现呼吸道变应性疾病发病高峰期与空气真菌浓度的高峰期基本吻合，对1674例呼吸道变应性疾病患者进行真菌皮肤试验，阳性率约为10%。费世暖等［8］对黄石地区247例支气管哮喘患儿采用多价真菌皮试液进行变应原皮肤点刺试验，42.91%的患儿呈阳性。熊汉忠［9］等对鄂州市100例支气管哮喘患者进行真菌过敏原皮试，阳性率为35%。此外空气真菌还是环境中各种物质发生霉变的主要原因［10］，空气中真菌浓度过高会导致环境污染，影响城市空气质量和人体健康［11］。近年来，随着人们环境意识增强，各地有关空气微生物的文献报道增多［12－17］，但是针对校园空气真菌分布特征的研究较少，大学校园是人口密集、人员活动频繁的公共区域，空气真菌对校园环境以及师生健康具有重要影响，监测了解校园空气真菌的污染情况和分布特征，对改善校园空气环境质量、保障校内师生健康具有十分重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 取样培养基

采用马丁氏培养基［18］进行空气真菌取样，每1 L 培养基配方:KH2PO41.0g、MgSO4·7H2O 0.5g、蛋白胨5.0 g、葡萄糖10.0 g、琼脂15～20 g。制备时按培养基配方准确称取各成分溶化于少于所需要的水量中，加热使各成分溶化，完全溶化后加入相应量的1%孟加拉红溶液(每1 L培养液中加入3.3mL)，补足水分到所需体积，自然PH，混匀后分装于锥形瓶中经1×105Pa灭菌30 min后冷却至60℃左右，以无菌操作在锥形瓶中加入适量的1%链霉素(每100 mL培养液中加入链霉素液0.3 mL)，并将其倒入已灭菌直径为9 cm的玻璃培养皿中，每个培养皿中倒入15～20mL。

1.2 采样点设置

根据校园内师生活动的主要区域分布，某高校校园(以下统称研究区)内选取9个不同的采样点，分别是室内:教室 －A(A1，A2，A3)、宿舍 －B(B1－男生宿舍，B2－女生宿舍)、食堂－C、图书馆－D，室外:篮球场－E和道路－F。各采样点采用对角线布点法，每个采样点6个重复，每个采样点设置一个空白对照。各采样点的空间分布见图1，各采样点的基本环境情况见表1。

图1 各采样点的空间分布Fig.1 The spatial distributions of each sampling site

表1 各采样点的基本环境情况Tab.1 The basic environment of each sampling site

1.3 取样时间

分别于2014年8月、10月和2015年1月、3月进行共计4次取样，每次连续取样3天，每天取样一次，4次取样分别代表夏、秋、冬、春4个季节，上述9个不同采样点的取样工作均同时完成。

1.4 取样方法

采用自然沉降法［19］，取样时将装有马丁氏培养基的培养皿放置于各取样点处，将皿盖打开，扣放于培养皿旁，暴露5 min后盖上皿盖，置于26℃培养箱中培养72 h后观察计数。室内取样点取样高度距离地面约1m处，取样点距离墙壁30 cm以外，室外取样点取样高度为人的呼吸带，距离地面约1.5m处，取样点距离道路边缘1.5m以外。

1.5 结果处理与评价

计算各采样点的平均菌落数，根据奧梅粱斯基公式［19］换算成空气中真菌浓度。并根据中国科学院生态中心推荐使用的空气微生物评价标准(表2)［20］对各采样点的空气真菌污染情况进行评价。

(注:式中C为空气真菌浓度，CFU/m3;A为捕集面积，cm2;T为暴露时间，min;N为培养皿真菌菌落数。)

1.6 统计分析

本研究的数据分析和图表绘制使用SPSS 22.0和Microsoft Excel 2010软件进行，实验数据的差异显著性分析使用单因素方差分析法，数据间的多重比较采用Duncan法。

表2 空气微生物评价标准(103 CFU/m3)Tab.2 The evaluation standard of airbornem icroorganism(103 CFU/m3)

2 结果分析

2.1 校园空气真菌污染评价

本研究共采集空气真菌样品756份，统计不同采样点各季节的空气真菌平均浓度及污染评价如表3、表4。在不同采样点中，室内空气真菌总体评价为清洁水平(I级)，全年清洁率(较清洁及清洁)为93.0%，只有致知楼和信息楼存在污染情况，其余采样点均为清洁及较清洁;室外空气真菌总体评价为轻度污染水平(IV级)，全年清洁率为25.0%，普遍存在污染情况。在不同季节中，夏季空气真菌总体评价为微污染水平(III级)，春季为清洁(I级)，秋季和冬季为较清洁(II级)，空气真菌清洁率最高为春季88.9%，最低为夏季75.0%，冬季和秋季清洁率相同为77.8%。研究区空气真菌总体评价为较清洁水平(II级)，全年清洁率为77.8%。

表3 校园室内与室外空气真菌浓度及污染评价(CFU/m3)Tab.3 The concentration and pollution evaluations of airborne fungi in campus(CFU/m3)

表4 校园空气真菌浓度及污染评价(CFU/m3)Tab.4 The concentration and pollution evaluations of airborne fungi in indoor and outdoor of campus(CFU/m3)

2.2 校园空气真菌空间分布

对研究区各采样点全年空气真菌浓度进行统计并作图，9个不同采样点年均空气真菌浓度高低如图2，从图中可看出室内采样点年均空气真菌浓度普遍低于室外采样点。各采样点年均空气真菌浓度最小为男生宿舍236 CFU/m3，最大为道路1409 CFU/m3。

图2 不同采样点空气真菌浓度Fig.2 The concentration of airborne fungi in different sampling sites

从表5可以看出校园空气真菌的浓度范围是122 ～1966 CFU/m3，平均浓度是 560 CFU/m3。对不同采样点的空气真菌浓度进行方差分析，群组间差异极显著(P＜0.01＊＊)，采用Duncan法进行多重比较。其中室内空气真菌浓度情况为A3＞A2＞D＞C＞B2＞A1＞B1，相互之间差异不显著(P＞0.05*)。室外空气真菌浓度情况为道路＞篮球场，差异显著(P＜0.05*)。校园室内空气真菌平均浓度为392 CFU/m3，室外为1147 CFU/m3，室内与室外空气真菌浓度差异极显著(P＜0.01＊＊)。

表5 不同采样点空气真菌浓度(CFU/m3)Tab.5 The concentration of airborne fungi in different samp ling sites(CFU/m3)

2.3 校园空气真菌时间分布

如表6所示，不同季节校园空气真菌浓度最高为夏季789CFU/m3，最低为春季359CFU/m3，秋季和冬季的浓度相近，分别为551 CFU/m3和541 CFU/m3，各季节之间的空气真菌浓度均无显著差异(P＞0.05*)。校园不同季节空气真菌浓度变化如图3，室内采样点空气真菌浓度全年变化幅度较小，各采样点的变化趋势相对一致，均在夏季出现高峰值。室外采样点空气真菌浓度全年变化幅度较大，两个采样点的变化趋势不同:道路的高峰值和低峰值分别出现在冬季和春季，篮球场的高峰值和低峰值分别出现在秋季和春季。

表6 校园不同季节空气真菌浓度(CFU/m3)Tab.6 The concentration of airborne fungi in different seasons of cam pus(CFU/m3)

图3 校园不同季节空气真菌浓度Fig.3 The concentration of airborne fungi in different seasons of campus

2.4 校园空气真菌时空变化

如图4所示，校园不同采样点、不同季节的空气真菌浓度变化情况不同。不同采样点中，全年空气真菌浓度变化幅度最大的是道路，最高为冬季1966 CFU/m3，最低为春季341 CFU/m3，标准差为736;变化幅度最小的是男生宿舍，最高为夏季和秋季，均为280 CFU/m3，最低为冬季 122 CFU/m3，标准差为76。不同季节中，全年空气真菌浓度变化幅度最大的是冬季，最高为道路1966 CFU/m3，最低为食堂131 CFU/m3，标准差为603;变化幅度最小的是春季，最高为篮球场533 CFU/m3，最低为食堂131 CFU/m3，标准差为312。

图4 不同采样点、不同季节空气真菌浓度Fig.4 The concentration of airborne fungi in different sampling sites and different seasons

3 结论与讨论

(1)校园空气真菌总体评价为较清洁水平(II级)，全年清洁率(清洁及较清洁)为77.8%，与王佳楠等［21］监测校园全年空气微生物浓度结果相同(校园中78%的功能区属于清洁和较清洁)，略高于赵莹莹等［22］研究校园空气微生物含量的结果(清洁和较清洁占64.3%)。校园室内空气真菌总体评价为清洁水平(I级)，室外为轻度污染水平(IV级);不同季节中，夏季空气真菌总体评价为微污染水平(III级)，春季为清洁(I级)，秋季和冬季为较清洁(II级);此评价结果与其他有关校园空气微生物的评价结果相似，陈源等［23］研究校园空气微生物污染状况，结果表明室内监测点合格率较高，室外监测点全年处于污染水平，室内空气微生物夏季合格率低，春季合格率较高。与北京、长春等其他地区［24－26］相比，研究区空气真菌质量较高，可能跟研究区所处的大环境有关，花溪是著名的风景旅游区和生态示范区，全区工业污染较少，因此空气环境质量好。总体情况表明研究区空气真菌浓度评价为较清洁，空气真菌污染较轻，清洁程度较高。

(2)校园空气真菌的浓度范围是122～1966 CFU/m3，低于西北某大学校园空气真菌浓度的变化范围(204 ～3415 CFU/m3)［27］;校园空气真菌平均浓度是560 CFU/m3，低于凌琪等［11］研究合肥城区空气真菌浓度的结果(浓度为2744 CFU/m3);校园室内空气真菌的平均浓度是392 CFU/m3，与郭霄等［28］研究校园教室的空气真菌浓度相近(平均浓度为345±15 CFU/m3)，低于方治国等［24］研究北京居家环境空气真菌浓度的结果(平均浓度为837 CFU/m3);室外空气真菌的平均浓度是1147 CFU/m3，与胡利锋等［29］研究北京室外空气真菌浓度的结果相近(平均浓度为1164.8±73.2 CFU/m3);校园室内与室外空气真菌浓度差异极显著(P＜0.01＊＊)，与陈源等［23］研究校园空气微生物的结果相近［校园室内空气微生物浓度明显低于室外(P＜0.05*)］。

校园室内与室外空气真菌浓度产生显著差异的原因可能是由于气象因子以及周围环境因素造成的。采用自然沉降法进行空气真菌取样时，容易受到空气流速的影响，室外空气流速较快造成单位时间内通过取样培养皿的真菌孢子偏多，由此可能对取样结果造成一定的干扰;其次植物是空气真菌孢子的主要来源之一，潘剑彬等［30］研究发现植被丰富有利于增加空间中真菌浓度，因此室外环境中植被较多，更容易产生真菌孢子释放到空气中;此外室外采样点空气真菌浓度为道路＞篮球场，差异显著(P＜0.05*)，可能也是由于道路被梧桐树覆盖上空，更容易产生真菌孢子释放于空气中，相反篮球场周围植被稀少，造成篮球场空气真菌浓度低于道路。另一方面，道路是校园师生学习、生活的必经之道，道路上人流、车流量较多，可能随时扬起地面的尘土，将土壤中的真菌孢子带入空气中，因此道路的空气真菌浓度极显著高于其他采样点(P＜0.01＊＊)。

(3)校园不同季节空气真菌浓度情况为夏季(789 CFU/m3)＞秋季(551 CFU/m3)＞冬季(541 CFU/m3)＞春季(359 CFU/m3)，各季节之间的空气真菌浓度均无显著差异(P＞0.05*)，与欧阳友生等［31］研究广州空气微生物浓度变化规律的结果相反(各监测点空气真菌浓度表现为春季＞夏季＞冬季＞秋季)，与孙宗科等［32］调查南方和北方城市住宅室内空气微生物浓度的结果相反(南方城市空气真菌数冬季高于夏季)，与方治国等［24］研究的结果相近(城市居家环境空气真菌总浓度夏季高于春季、秋季和冬季)，与喻道军等［33］监测校园空气微生物浓度的结果相近(校园空气微生物浓度总的趋势是夏季最高，春秋次之)。

由此看来不同学者对空气真菌浓度季节变化研究的结果不同，对于空气真菌浓度的季节变化规律没有统一观点;就本研究而言，各季节的空气真菌浓度没有显著差异，其中夏季浓度最高可能是气候条件和植被因素共同造成。夏季温度高、雨水丰富有利于真菌生存以及真菌孢子的萌发和传播;其次夏季植物生长旺盛，植被丰富，更容易释放真菌孢子到空气中;有研究［30］表明植物群落中空气真菌浓度的高峰值出现在植物生长高峰期，当植物生长缓慢时，空气真菌浓度有下降趋势;夏季温湿度适宜，植物容易发生真菌病害，其次植物叶片是真菌的天然培养基，有利于空气真菌滋生繁殖;因此夏季空气真菌浓度高于其他季节。

综上所述，研究区空气真菌浓度评价为较清洁水平，空气真菌浓度由于受到周围环境、气候条件等外界因素的影响表现出不同的时空分布特征，对于空气真菌群落结构的相关信息还有待研究。

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