Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu trúc vi chất và thành phần hóa học của aerosol do bàn chải quay tạo ra trong nhà máy xử lý nước thải
Tóm tắt
Cấu trúc cộng đồng vi sinh vật và các thành phần hóa học trong aerosol gây ra bởi các bàn chải quay trong một rãnh ôxy hóa Orbal đã được đánh giá tại một nhà máy xử lý nước thải đô thị ở Bắc Kinh. Mẫu không khí đã được thu thập tại các khoảng cách khác nhau từ các bàn chải quay sinh aerosol. Các phương pháp độc lập với văn hóa phân tử đã được sử dụng để xác định cấu trúc cộng đồng của các vi khuẩn trong không khí trong mỗi mẫu, không phụ thuộc vào khả năng nuôi cấy tế bào. Một thư viện nhân bản của 16S rDNA được khuếch đại trực tiếp từ DNA không khí của mỗi mẫu đã được xây dựng và giải mã để phân tích thành phần và sự đa dạng của cộng đồng. Các hạt không hòa tan và các ion hòa tan trong nước được phát ra cùng với các vi sinh vật trong aerosol đã được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét kết hợp với phổ huỳnh quang X năng lượng phân tán và máy phân tích sắc ký ion. Tổng cộng, hầu hết các vi khuẩn được xác định là Proteobacteria. Đa số trình tự gần các bàn chải quay (nguồn chính của bioaerosols) là Proteobacteria (62.97 %) với các phân nhóm β-(18.52 %) và γ-(44.45 %) và Bacteroidetes (29.63 %). Các mẫu hình phức tạp đã được quan sát cho từng vị trí lấy mẫu, cho thấy một cấu trúc cộng đồng rất đa dạng, so sánh với cấu trúc tìm thấy trong nước trong rãnh ôxy hóa Orbal. Cùng với các vi sinh vật, 46.36 μg/m3 của SO4 2−, 29.35 μg/m3 của Cl−, 21.51 μg/m3 của NO3 −, 19.76 μg/m3 của NH4 +, 11.42 μg/m3 của PO4 3−, 6.18 μg/m3 của NO2 −, và các nguyên tố Mg, Cl, K, Na, Fe, S và P đã được phát hiện từ không khí gần nguồn aerosol. Sự khác biệt trong cấu trúc của các cộng đồng vi khuẩn và các thành phần hóa học trong aerosol quan sát được giữa các địa điểm lấy mẫu cho thấy tính biến đổi quan trọng liên quan đến địa điểm. Thành phần của các vi sinh vật trong nước là một trong những nguồn quan trọng nhất của các cộng đồng vi khuẩn trong bioaerosols. Các thành phần hóa học trong bioaerosols có thể cung cấp môi trường cho sự bám dính của vi sinh vật trên không khí, cũng như một môi trường vi mô thích hợp cho sự phát triển và tồn tại của chúng trong không khí. Nghiên cứu này sẽ có lợi cho việc xây dựng các tiêu chuẩn về ô nhiễm, đặc biệt là đối với aerosol, mà xem xét sức khỏe của công nhân nhà máy.
Từ khóa
#aerosol #vi khuẩn #cấu trúc cộng đồng #thành phần hóa học #nhà máy xử lý nước thải #Bắc KinhTài liệu tham khảo
Alvarez AJ, Buttner MP, Toranzos GA, Dvorsky EA, Toro A, Heikes TB, Mertikas-Pifer LE, Stetzenbach LD (1994) Use of solid-phase PCR for enhanced detection of airborne microorganisms. Appl Environ Microbiol 60:374–376
Amann RI, Ludwig W, Schleifer KH (1995) Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbiol Mol Biol R 59:143–169
An HR, Mainelis G, White L (2006) Development and calibration of real-time PCR for quantification of airborne microorganisms in air samples. Atmos Environ 40:7924–7939
Ansede JH, Friedman R, Yoch DC (2001) Phylogenetic analysis of culturable dimethyl sulfide-producing bacteria from a Spartina-dominated salt marsh and estuarine water. Appl Environ Microbiol 67:1210–1217
Buttner MP, Cruz-Perez P, Stetzenbach LD (2001) Enhanced detection of surface-associated bacteria in indoor environments by quantitative PCR. Appl Environ Microbiol 67:2564–2570
Carducci A, Tozzi E, Rubulotta E, Casini B, Cantiani L, Rovini E, Muscillo M, Pacini R (2000) Assessing airborne biological hazard from urban wastewater treatment. Water Res 34:1173–1178
China Bureau of Environmental Protection (2002) Water and wastewater monitor and analysis method (4th). China Environmental Science, Beijing, pp 279–281
Cruz-Perez P, Buttner MP, Stetzenbach LD (2001) Detection and quantitation of Aspergillus fumigatus in pure culture using polymerase chain reaction. Mol Cell Probes 15:81–88
Dimmick RL, Wolochow H, Chatigny MA (1979) Evidence that bacteria can form new cells in airborne particles. Appl Environ Microbiol 37:924–927
Ding Y, Wu WX, Han ZY, Chen YX (2008) Correlation of reactor performance and bacterial community composition during the removal of trimethylamine in three-stage biofilters. Biochem Eng J 38:248–258
Fannin KF, Vana SC, Jakubowski W (1985) Effect of an activated sludge wastewater treatment plant on ambient air densities of aerosols containing bacteria and viruses. Appl Environ Microbiol 49:1191–1196
Good IJ (1953) The population frequencies of species and the estimation of population parameters. Biometrika 40:237–264
Grisoli P, Rodolfi M, Villani S, Grignani E, Cottica D, Berri A, Picco AM, Dacarro C (2009) Assessment of airborne microorganism contamination in an industrial area characterized by an open composting facility and a wastewater treatment plant. Environ Res 109:135–142
Han SF, Liu YC, Zhou ZG, He SX, Cao YN, Shi PJ, YaoB RE (2010) Analysis of bacterial diversity in the intestine of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) based on 16S rDNA gene sequences. Aquac Res 42:47–56
Higgins JA, Cooper M, Schroeder-Tucker L, Black S, Miller D, Karns JS, Manthey E, Breeze R, Perdue ML (2003) A field investigation of Bacillus anthracis contamination of US Department of Agriculture and other Washington, D.C., buildings during the anthrax attack of October 2001. Appl Environ Microbiol 69:593–599
Holland SM (2003) Analytic rarefaction 1.3. Available at http://www.uga.edu/strata/software/ anRareReadme.html.
Li L, Gao M, Liu JX (2011) Distribution characterization of microbial aerosols emitted from a wastewater treatment plant using the Orbal oxidation ditch process. Process Biochem 46:910–915
Mao HY, Tian G, Huang YH, Li G, Song GW (2011) Mass size distributions and existing forms of sulfate and nitrate at atmospheric environment in Beijing (in Chinese). Environ Sci 32:1237–1241
Maron P-A, Lejon DPH, Carvalho E, Bizet K, Lemanceau P, Ranjard L, Mougel C (2005) Assessing genetic structure and diversity of airborne bacterial communities by DNA fingerprinting and 16S rDNA clone library. Atmos Environ 39:3687–3695
Moletta M, Delgenes JP, Godon JJ (2007) Differences in the aerosolization behavior of microorganisms as revealed through their transport by biogas. Sci Total Environ 379:75–88
Orsini M, Laurenti P, Boninti F, Arzani D, Ianni A, Romano-Spica V (2002) Research note. A molecular typing approach for evaluating bioaerosol exposure in wastewater treatment plant workers. Water Res 36:1375–1378
Pace NR (1997) A molecular view of microbial diversity and the biosphere. Science 276:734–740
Palmer CJ, Bonilla GF, Roll B, Paszko-Kolva C, Sangermano LR, Fujioka RH (1995) Detection of Legionella species in reclaimed water and air with the environAmp Legionella PCR kit and direct fluorescent antibody staining. Appl Environ Microbiol 61:407–412
Pascual L, Pérez-Luz S, Yáñez MA, Santamaría A, Gibert K, Salgot M, Apraiz D, Catalán V (2003) Bioaerosol emission from wastewater treatment plants. Aerobiologia 19:261–270
Pearson MM, Sebaihia M, Churcher C, Quail MA, Seshasayee AS, Luscombe NM, Abdellah Z, Arrosmith C, Atkin B, Chillingworth T, Hauser H, Jagels K, Moule S, Mungall K, Norbertczak H, Rabbinowitsch E, Walker D, Whithead S, Thomson NR, Rather P, Parkhill NJ, Mobley HLT (2008) Complete genome sequence of uropathogenic Proteus mirabilis, a master of both adherence and motility. J Bacteriol 190:4027–4037
Pillai SD, Ricke SC (2002) Bioaerosols from municipal and animal wastes: background and contemporary issues. Can J Microbiol 48:681–696
Polymenakou PN, Mandalakis M, Stephanou EG, Tselepides A (2008) Particle size distribution of airborne microorganisms and pathogens during an intense African dust event in the eastern Mediterranean. Environ Health Perspect 116:292–296
Ranalli G, Principi P, Sorlini C (2000) Bacterial aerosol emission from wastewater treatment plants: culture methods and bio-molecular tools. Aerobiologia 16:39–46
Rintala H, Hyvärinen A, Paulin L, Nevalainen A (2004) Detection of Streptomycetes in house dust—comparison of culture and PCR methods. Indoor Air 14:112–119
Sánchez-Monedero MA, Aguilar MI, Fenoll R, Roig A (2008) Effect of the aeration system on the levels of airborne microorganisms generated at wastewater treatment plants. Water Res 42:3739–3744
Sawyer MH, Chamberlin CJ, Wu YN, Aintablian N, Wallace MR (1994) Detection of Varicella-zoster virus DNA in air samples from hospital rooms. J Infect Dis 169:91–94
Schafer MP, Martinez KF, Mathews ES (2003) Rapid detection and determination of the aerodynamic size range of airborne Mycobacteria associated with whirlpools. Appl Occup Environ Hyg 18:41–50
Stetzenbach LD, Buttner MP, Cruz P (2004) Detection and enumeration of airborne biocontaminants. Curr Opin Biotechnol 15:170–174
Wickman HH (1994) Deposition, adhesion and release of bioaerosols. In: Lighthart B, Mohr AJ (eds) Atmospheric microbial aerosols, theory and applications. Chapman & Hall, New York, pp 99–165
Williams RH, Ward E, McCartney HA (2001) Methods for integrated air sampling and DNA analysis for detection of airborne fungal spores. Appl Environ Microbiol 67:2453–2459
Yao XH, Lau APS, Fang M et al (2003) Size distributions and formation of ionic species in atmospheric particulate pollutants in Beijing, China: 1-inorganic ions. Atmos Environ 37:2991–3000