摘要
生物气溶胶是指大气中由生物活动所产生的微小粒子，包括细菌、真菌、病毒等微生物以及花粉、细胞碎片和生物膜等生物大分子，以及其他具有生命活性的物质。微生物是生物气溶胶的一个重要组分，微生物活性主要是指微生物体内发生的生理过程或处于活动的状态，其活性水平能够间接影响云的形成、大气化学过程进而影响全球气候变化，此外对人体健康和大气环境质量也具有重要的潜在影响。本文以青岛近岸、中国海及西北太平洋海域作为主要研究区域，运用FDA水解法测定了2016年3月至2017年8月大气生物气溶胶中的微生物活性，对比分析了近岸和海上生物气溶胶中微生物活性和粒径分布的差异，分析了霾、沙尘等特殊天气对青岛近岸大气微生物活性和粒径分布的影响，初步探讨了影响生物气溶胶中微生物活性的主要环境因子。 研究表明，青岛2016年3月至2017年8月生物气溶胶样品中微生物活性范围为2.91-92.20ng/m3荧光素钠，平均值为26.01ng/m3荧光素钠，其粒径分布表现为偏态分布，最高值出现在gt;7.0μm的粒径段上，比例为42.5%。2016年3月至2017年2月期间，青岛生物气溶胶中微生物活性表现出明显的季节变化趋势（春季gt;夏季gt;秋季gt;冬季），微生物活性月平均最高值出现在5月，最低值出现在12月。不同月份生物气溶胶中微生物活性的粒径分布存在一定差异，但总体趋势都呈细粒径比例低，粗粒径比例高的特点。青岛晴天生物气溶胶中微生物活性表现出明显的日变化规律，早上或中午的活性水平最高，下午活性水平次之，晚上的活性水平最低。早上、中午和下午的微生物活性均表现为单峰分布，晚上的微生物活性表现为双峰分布。青岛生物气溶胶在两个采样点的活性水平相差不大，但微生物活性的粒径分布规律不尽相同，这可能与生物气溶胶中微生物的来源有关。 夏季黄渤海、冬季黄渤海、南海和西北太平洋上空生物气溶胶中的平均微生物活性分别为9.01ng/m3荧光素钠、3.98ng/m3荧光素钠、14.37ng/m3荧光素钠和20.05ng/m3荧光素钠，均低于同期青岛沿岸微生物活性水平。在不考虑采样时间差异的情况下，初步得到中国海及西北太平洋上空生物气溶胶中微生物活性的空间分布表现为黄渤海lt;南海lt;西北太平洋lt;青岛。夏季黄海和渤海上空生物气溶胶中微生物活性水平明显高于冬季的活性水平。海洋上空生物气溶胶中微生物活性的粒径分布随海域不同相差很大。青岛沿岸和冬季黄渤海上空微生物活性均呈单峰分布，峰值分别位于gt;7.0μm粒径段和4.7-7.0μm粒径段。西北太平洋、南海和夏季黄渤海上空的微生物活性均表现为双峰分布，但其峰值位于不同的粒径段上：西北太平洋上空活性峰值分别位于0.65-1.1μm和2.1-3.3μm粒径段，南海上空分别位于0.65-1.1μm和4.7-7.0μm粒径段，夏季黄渤海上空分别位于1.1-2.1μm和3.3-4.7μm。 生物气溶胶中的微生物活性水平受天气状况的影响，特殊天气下活性水平会发生改变。与晴天相比，雾天生物气溶胶中平均微生物活性有所降低，霾天和沙尘天的平均微生物活性则有一定程度的升高。此外，供暖后生物气溶胶中微生物的活性水平也明显较供暖前高。生物气溶胶中微生物活性的粒径分布也受天气状况的影响。总的来说，各种天气条件下，生物气溶胶中的微生物活性均表现为细粒径比例低、粗粒径比例高的偏态分布，但在不同天气下，微生物活性的粒径分布也会有所差异。与晴天相比，雾天和沙尘天的微生物活性在gt;4.7μm粒径段上所占比例增加，而霾天的微生物活性在gt;7.0μm粒径段上所占比例增加。与供暖前相比，供暖后微生物活性的粒径分布也表现为在gt;7.0μm粒径段上所占比例增加。 研究期间，青岛晴天生物气溶胶中的微生物活性与AQI和PM10存在显著正相关。雾天生物气溶胶中的微生物活性与大气温度和紫外辐射存在显著正相关，与其它环境因素均无统计相关性。海洋上空生物气溶胶中微生物活性与大气温度存在显著正相关，其它气象因素和环境因素对微生物活性影响不大。
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