有關(guān)霧霾天氣與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布關(guān)系的研究科創(chuàng)申報(bào)書

1、項(xiàng)目編號(hào)西北農(nóng)林科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng)目級(jí)別:項(xiàng)目名稱：有關(guān)霧霾天氣與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布關(guān)系的研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：學(xué)院、年級(jí)、專業(yè)：聯(lián)系電話：電子郵件：填表日期：10西北農(nóng)林科技大學(xué)教務(wù)處制表一、基本情況項(xiàng)目名稱有關(guān)霧霾天氣與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布關(guān)系的研究項(xiàng)目來(lái)源負(fù) 責(zé) 人所在學(xué)院聯(lián)系電話電子郵箱指導(dǎo)教師性別年齡研究方向職稱聯(lián)系電話電子郵箱項(xiàng)目成員姓名學(xué)號(hào)學(xué)院專業(yè)項(xiàng)目分工項(xiàng)目組人員獲獎(jiǎng)及成果情況獲獎(jiǎng)?wù)擢?jiǎng)勵(lì)、成果名稱頒發(fā)單位及時(shí)間二、立論依據(jù)1. 項(xiàng)目的研究意義（限200字）近年來(lái)全國(guó)各城市霧霾天氣日益嚴(yán)重，對(duì)人身體健康危害極大，除可吸入顆粒物外，空氣中的各

2、類微生物也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響，研究空氣中可吸入顆粒物的直徑與其濃度與微生物群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)分布的關(guān)系，為研究微生物在空氣中的存在狀態(tài)及霧霾天氣中醫(yī)療衛(wèi)生方面的工作奠定基礎(chǔ)。2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析并附主要參考文獻(xiàn)（限1000字）霧霾是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項(xiàng)是霧霾主要組成，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物是霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)?，顆粒物與霧氣結(jié)合在一起，造成霧霾。顆粒物的英文縮寫為pm，北京監(jiān)測(cè)的是pm10，即直徑小于10微米的污染物顆粒,包括pm2.5，并且近年來(lái)中國(guó)各城市霧霾天氣十分嚴(yán)重，霧霾治理需要投入大量的人力物力財(cái)力，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有特

3、別明顯的效果，對(duì)人體的負(fù)面影響也將在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)，所以對(duì)霧霾中對(duì)人體有害物質(zhì)的研究迫在眉睫。 可吸入顆粒物對(duì)人體呼吸道的危害是霧霾天氣對(duì)人體健康的首要影響，但空氣中的微生物也是傳播人類疾病影響人體健康的一大因素，而已有研究表明空氣中的tsp、pm10與微生物含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系1,但是國(guó)內(nèi)目前相關(guān)領(lǐng)域的研究還比較少，在生物氣溶膠方面的研究主要是非霧霾中的空氣，雖然得出了一定結(jié)論，但是偏向于微生物本身對(duì)人體健康的影響，兩者之間的數(shù)量關(guān)系尚未論證明確2。而霧霾天氣中大量不同直徑可吸入顆粒物的存在是否對(duì)微生物的存在產(chǎn)生影響，尚待研究。senior等（2005）研究了日本東京擁擠的地下公共場(chǎng)所空

4、氣細(xì)菌分布特征；lee等（2006）年在辛辛那提研究了環(huán)境因素對(duì)室內(nèi)空氣真菌的影響，與國(guó)外相應(yīng)的研究相比我國(guó)絕大多數(shù)科研人員更加注重空氣中化學(xué)污染物特征和行為的研究，而空氣中微生物污染的研究起步較晚，相關(guān)的研究經(jīng)驗(yàn)較少3，微生物污染作為極其重要的一項(xiàng)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，研究霧霾空氣中可吸入顆粒物與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布的關(guān)系，為研究微生物在空氣中的存在狀態(tài)及霧霾天氣中醫(yī)療衛(wèi)生方面的工作奠定基礎(chǔ)。 鑒于霧霾天氣的特殊性，該項(xiàng)研究的實(shí)際意義也是十分可觀的，其作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)探究，其成果將為有關(guān)這些方面的后續(xù)研究提供更多的數(shù)據(jù)及理論支持。1唐瑞華,陳益元.空氣中微生物的研究j.中國(guó)畜牧獸醫(yī),2008

5、,35(6):147-148. 2陳新宇.微生物氣溶膠與呼吸道健康效應(yīng)研究j,2014.1.3 方治國(guó), 歐陽(yáng)志云, 劉芃, 等. 北京市居家空氣微生物污染特征j.三、研究方案1. 研究目標(biāo)（限200字）霧霾天氣是目前一種特殊而對(duì)人們生活有較大影響的生態(tài)氣溶膠，研究霧霾空氣中可吸入顆粒物與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布的關(guān)系，為研究微生物在空氣中的存在狀態(tài)及霧霾天氣中醫(yī)療衛(wèi)生方面的工作奠定基礎(chǔ)。擬一月份上中下旬在西安三個(gè)功能區(qū)利用andersen生物粒子取樣器取樣，培養(yǎng)，鑒別，并結(jié)合收集取樣當(dāng)天霧霾天氣可吸入顆粒物各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系，為醫(yī)療衛(wèi)生方面的工作提供理論依據(jù)。2. 研究?jī)?nèi)

6、容（限400字）l 霧霾空氣中微生物的群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布；l 霧霾空氣中可吸入顆粒種類、直徑和濃度數(shù)據(jù)收集；l 分析霧霾空氣中微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)分布的關(guān)系，得出統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)論。3.擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題（限200字）l 收集培養(yǎng)鑒別統(tǒng)計(jì)霧霾天氣中的微生物l 運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究霧霾空氣中可吸入顆粒物與微生物微生物群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)分布的關(guān)系4. 擬采取的研究方法及技術(shù)路線（限800字）采用技術(shù)路線：選取采樣點(diǎn)和采樣時(shí)間空氣微生物的采樣空氣微生物培養(yǎng)空氣微生物鑒定空氣微生物濃度計(jì)算利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析空氣微生物種類濃度與霧霾天氣的關(guān)系采樣方法：使用andersen生物粒子取樣器空氣細(xì)菌鑒定方法：在空氣細(xì)菌樣品中

7、，挑取細(xì)菌單菌落，分離純化，每個(gè)培養(yǎng)皿分離菌落數(shù)不少于6個(gè),也不多于8個(gè)，分離純化后的空氣細(xì)菌首先鑒別優(yōu)勢(shì)菌種，再進(jìn)行革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陰性菌的鑒別，最后利用分子生物學(xué)方法進(jìn)行鑒定,采用細(xì)菌16s rdna 通用引物pcr 擴(kuò)增,純化、送公司測(cè)序,再與ncbi 數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)獲得細(xì)菌相關(guān)菌種的信息?？諝庹婢b定方法：根據(jù)真菌菌落形態(tài)和顯微鏡下真菌的孢子特征把空氣真菌鑒定到屬。對(duì)在原培養(yǎng)基上培養(yǎng)3 d 未產(chǎn)生孢子的菌落，如轉(zhuǎn)種培養(yǎng)兩周后仍未見(jiàn)孢子生成,則列入無(wú)孢菌群,簡(jiǎn)稱為無(wú)孢菌。 分離純化后的室內(nèi)空氣真菌采用分子生物學(xué)方法進(jìn)行鑒定?？諝馕⑸餄舛扔?jì)算方法：各級(jí)采集的菌落數(shù)經(jīng)公式校正:pr = n*

8、( 1/n+ 1 /n -1 + 1 /n -2 + + 1/ n - r +1)；pr 為校正后的菌落數(shù);n為采樣器各級(jí)采樣孔數(shù);r 為實(shí)際的菌落數(shù)；空氣細(xì)菌濃度的計(jì)算方法見(jiàn)公式:bci = bti 1000/t*f bc = bc1 + bc2 + bc3 + bc4 + bc5 + bc6；bci (i =1, 2, 3, 4, 5, 6)為取樣器各級(jí)空氣細(xì)菌濃度(cfum-3 );bti 為取樣器各級(jí)校正后的細(xì)菌菌落數(shù);t 為采樣時(shí)間(min);f 為空氣流量(lmin-1).空氣真菌濃度的計(jì)算方法見(jiàn)公式:fci = fti 1000 t f/t*ffc = fc1 + fc2 + f

9、c3 + fc4 + fc5 + fc6；fci (i =1, 2, 3, 4, 5, 6)為取樣器各級(jí)空氣真菌濃度(cfum-3 );fti 為取樣器各級(jí)校正后的真菌菌落數(shù);t 為采樣時(shí)間(min);f 為空氣流量(lmin-1).整理收集到的西安不同取樣點(diǎn)不同取樣時(shí)間的空氣不同直徑可吸入顆粒物的濃度數(shù)據(jù)，與培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)得到的微生物種類及數(shù)量數(shù)據(jù)用皮氏積矩相關(guān)系數(shù)法丘處相關(guān)系數(shù)，來(lái)表征霧霾中的可吸入顆粒物對(duì)空氣微生物群落影響的大小，采取同一地點(diǎn)時(shí)間上的縱向比較。5實(shí)驗(yàn)方案（限500字）l 選取采樣點(diǎn)和采樣時(shí)間：就近選取西安3個(gè)不同的功能區(qū)(工業(yè)區(qū)、交通干線、公園綠地)進(jìn)行采樣，于霧霾污染最嚴(yán)重冬

10、春季進(jìn)行采樣，可于一月份的上旬、中旬和下旬，每旬取樣一天，每天取樣一次，每次3個(gè)重復(fù)。l 采樣方法：采用國(guó)產(chǎn)andersen生物粒子取樣器(fa-1,遼陽(yáng)應(yīng)用技術(shù)研究所)進(jìn)行取樣測(cè)定。l 空氣微生物培養(yǎng)：細(xì)菌的培養(yǎng)采用牛肉 膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌的培養(yǎng)采用孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基，放線菌的培養(yǎng)采用高氏一號(hào)培養(yǎng)基。l 空氣微生物鑒定：在空氣微生物樣品中，挑取細(xì)菌單菌落，分離純化，每個(gè)培養(yǎng)皿分離菌落數(shù)不少于6 個(gè),也不多于8 個(gè)。 l 空氣微生物濃度計(jì)算：通過(guò)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算。l 分析空氣微生物種類濃度與霧霾空氣中可吸入顆粒物之間的關(guān)系。6具備的知識(shí)基礎(chǔ)（限150字）l andersen生物粒子取樣

11、器等微生物取樣設(shè)備的實(shí)用技術(shù)l 微生物培養(yǎng)、分離和鑒別技術(shù)l 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析相關(guān)知識(shí)7.設(shè)備條件（限150字） 8.本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處（限200字） 霧霾天氣是近幾年來(lái)比較嚴(yán)重的污染現(xiàn)象，目前對(duì)于它作為生物氣溶膠各方面的研究尚不完善，而空氣中微生物群落結(jié)構(gòu)及生態(tài)分布在我國(guó)目前相關(guān)領(lǐng)域的研究還比較少，與國(guó)外相應(yīng)的研究相比我國(guó)絕大多數(shù)科研人員更加注重空氣中化學(xué)污染物特征和行為的研究，而空氣中微生物污染的研究起步較晚，相關(guān)的研究經(jīng)驗(yàn)較少，將兩者聯(lián)系起來(lái)并利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法找出二者之間可能存在統(tǒng)計(jì)學(xué)的關(guān)系是本研究的創(chuàng)新之處。 9. 項(xiàng)目研究年度計(jì)劃10.項(xiàng)目成果 預(yù)期結(jié)果：細(xì)菌和真菌能被成功取樣、分離、培養(yǎng)和鑒定，之后與收集的霧霾天氣中可吸入顆粒物的直徑與濃度數(shù)據(jù)一起進(jìn)行同一地點(diǎn)時(shí)間縱向上的分析處理，通過(guò)已有的文獻(xiàn)預(yù)測(cè)，pm10濃度與微生物濃度在一定范圍內(nèi)成正比例關(guān)系，考慮到空氣中的微生物存在形式有附著這一項(xiàng)，所以預(yù)測(cè)微生物的濃度與pm.、pm.的關(guān)系不如pm10明顯。預(yù)計(jì)群落結(jié)構(gòu)與采樣點(diǎn)環(huán)境關(guān)系較大，霧