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中国北方冬春季空气污染频发，为探究气团对内陆和沿海城市细菌群落的影响，研究人员调查 4 次污染事件，发现不同气团影响下细菌群落有差异，且与气象、污染物相关。该研究为生物气溶胶研究提供参考。
中国北方的冬天和春天，总是被雾霾和沙尘天气困扰。走在街头，人们不得不戴上口罩，以抵御空气中可能存在的有害物质。在这看似普通的污染天气背后，隐藏着许多科学奥秘。大气中的细菌，作为生物气溶胶的重要组成部分，它们的分布和变化与空气质量、生态环境乃至人类健康息息相关。然而，以往人们对空气污染的研究，大多集中在物理和化学属性方面，对于生物气溶胶的研究却相对较少。不同地区的空气细菌群落有何差异？系统性气团运输对细菌特征有怎样的影响？空气污染物和气象条件又如何作用于细菌群落结构？这些问题亟待解答。
为了揭开这些谜团，相关研究人员开展了一项针对中国北方内陆和沿海城市的研究。研究人员通过对受不同气团影响的区域空气污染事件进行调查，分析了内陆城市济南和沿海城市威海在不同污染情况下的细菌群落。该研究成果发表在《Environmental Pollution》上。
在研究方法上，研究人员首先根据西伯利亚高压系统影响下的气温变化规律，确定了采样时间。在冬季（1 月和 2 月），低温受西伯利亚高压控制，污染多与西北冷空气流有关；3 月随着春季来临，气温上升。研究人员观察了 4 次区域空气污染事件，并依据气团方向分为受北风影响（Ep I 和 Ep II）和受南风影响（Ep III 和 Ep IV）两类。他们从附近环境监测中心获取了 PM2.5、PM10、O3、CO、SO2和 NO2等历史空气质量数据，借助 NASA 的卫星图像了解雾霾和沙尘颗粒传输情况，运用混合单粒子拉格朗日积分轨道（HYSPLIT）模型计算污染气团的后向轨迹，以此全面分析不同气团影响下的空气细菌群落。
在研究结果方面，不同气团影响下的微生物浓度存在差异。受南风影响时，细菌浓度较高，尤其是在内陆城市。大气中的细菌来源广泛，包括土壤、植物和水，研究中还检测到肠道细菌如Lactobacillus等。在细菌群落组成上，受北风影响时，内陆和沿海城市中主要的细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria），其中机会致病菌Staphylococcus属占优势，且其相对比例随空气污染加剧而增加；沿海城市中Lactobacillus属肠道细菌和黄杆菌科（Flavobacteriaceae）水生细菌有所富集。受南风影响时，结合西北沙尘气团传输，春季空气污染呈现明显沙尘特征，内陆城市中蓝藻门（Cyanobacteria）成员的占比明显高于沿海城市，特别是在沙尘样本中，这表明土壤蓝藻可能通过沙尘运动从陆地传输到沿海地区。
此外，细菌群落动态与气象因素和空气污染物密切相关。在两个城市中，受北风影响的雾霾污染中致病菌占主导，而受南风影响的样本中来自自然源的土壤细菌比例较高，且这种气团影响的差异在内陆城市更为显著。季节变化引发的气象因素，如冬春季节风向转变、风速升高和气温上升，对细菌群落结构的形成起着关键作用。
研究结论表明，不同污染事件中，受不同气团影响的主要微生物类别相似，但相对比例因来源不同而显著变化。这项研究全面揭示了区域气团运输对中国北方内陆和沿海城市细菌气溶胶的影响，增进了人们对区域空气污染期间系统性气团对内陆和沿海大气细菌贡献的理解。其研究结果为了解海陆差异下微生物分布模式及影响环境因素提供了参考数据，有助于进一步研究生物气溶胶在空气污染中的分布、来源和健康风险，对保障生态环境和人类健康具有重要意义。
