【摘 要】
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有机固废堆肥厂是微生物气溶胶的重要来源之一,堆肥过程中的相关机械操作如输送、破碎、翻堆、筛分会促使堆肥原料和成品肥中的微生物气溶胶化。因此,堆肥厂空气环境中包含多种细菌、真菌和抗生素耐药菌,并且不同工作区域以及不同堆肥阶段逸散的细菌、真菌的丰度与多样性存在显著差异。针对以上问题,本研究对堆肥厂内不同区域逸散的细菌气溶胶、真菌气溶胶、抗生素耐药菌气溶胶的逸散浓度特征、群落结构及其中的潜在致病菌的区域
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有机固废堆肥厂是微生物气溶胶的重要来源之一,堆肥过程中的相关机械操作如输送、破碎、翻堆、筛分会促使堆肥原料和成品肥中的微生物气溶胶化。因此,堆肥厂空气环境中包含多种细菌、真菌和抗生素耐药菌,并且不同工作区域以及不同堆肥阶段逸散的细菌、真菌的丰度与多样性存在显著差异。针对以上问题,本研究对堆肥厂内不同区域逸散的细菌气溶胶、真菌气溶胶、抗生素耐药菌气溶胶的逸散浓度特征、群落结构及其中的潜在致病菌的区域性、阶段性差异展开研究,并对微生物气溶胶逸散的影响因素,微生物的气溶胶化水平,微生物气溶胶的暴露风险进行了系统研究。本研究选取2座污泥堆肥厂和1座动物粪便堆肥厂为研究对象,选取其中的上风向、混料区、升温区、高温区、腐熟区、筛分区、成品区、办公区为典型区域,采用安德森六级采样器收集各个区域的微生物气溶胶后培养计数,采用中流量大气总悬浮颗粒物切割器采集微生物气溶胶后通过高通量测序方法对其细菌和真菌的群落组成进行分析。结果表明,污泥堆肥厂A、B和动物粪便堆肥厂逸散的细菌和真菌气溶胶的浓度分别为3993～25146CFU/m~3、3601～19806 CFU/m~3、6511～21603 CFU/m~3和627～3171 CFU/m~3、1564～13220CFU/m~3、327～1670 CFU/m~3。其中,混料区、高温区、筛分区逸散的细菌气溶胶和抗生素耐药菌气溶胶浓度较高,混料区、高温区逸散的真菌气溶胶浓度较高,并且在整个堆肥过程中的细菌气溶胶、真菌气溶胶、抗生素耐药菌气溶胶的逸散浓度均先增加后减少。另外,堆肥厂逸散的微生物气溶胶中均含有一定量的水溶性无机离子,其中阳离子都以Ca2+、Na+、K+为主,阴离子以Cl-和SO42-为主。对比分析细菌气溶胶和真菌气溶胶的微生物多样性和群落结构后发现3个堆肥厂中细菌和真菌的优势门类似,细菌前三种优势门都为厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）,共有优势属都包括高温双岐菌属（Thermobifida）。真菌前两种优势门都为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）,共有的优势属包括枝孢属（Cladosporium）、毛壳菌属（Chaetomium）、嗜热真菌属（Thermomyces）和曲霉属（Aspergillus）等。环境因子中,温度、相对湿度、H2S和VOC对细菌、真菌群落结构影响较大。8种水溶性无机离子中,Ca2+、Mg2+与大部分细菌、真菌菌属呈正相关,Cl-、SO42-与大部分菌属呈负相关。5种重金属中,Zn、Cu与大部分细菌、真菌菌属呈显著正相关,Pb与大部分菌属呈负相关。最后,探究了堆肥厂微生物的气溶胶化水平,在门水平上,细菌中的放线菌门（Actinobacteriota）、Deinococcota和变形菌门（Proteobacteria）优先气溶胶化,在属水平上,高温双岐菌属（Thermobifida）、不动杆菌属（Acinetobacter）优先气溶胶化。在门水平上,真菌中的担子菌门（Basidiomycota）优先气溶胶化,在属水平上,Boeremia优先气溶胶化。最后选取污泥堆肥厂A进行了暴露风险评估,结果表明在暴露于微生物气溶胶时,成年男性相比成年女性、工作人员相比附近居民有更高的暴露风险,疾病负担随着口罩等级的升高而减小。
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