楊梓曄，張卓毅，孫興濱，高 敏，王旭明

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040； 2.北京市農(nóng)林科學(xué)院北京農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心，北京 100097；3.北京市畜牧業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，北京 102200)

堆肥技術(shù)作為一種可持續(xù)的廢物回收方法，被廣泛應(yīng)用于多種固體廢物處理，包括有機(jī)固體廢物、餐廚垃圾和動(dòng)物糞便等。在堆肥反應(yīng)過程中，原料中的細(xì)菌和真菌等微生物將有機(jī)物分解為更簡(jiǎn)單和穩(wěn)定的物質(zhì)，其降解產(chǎn)物可以作為肥料施用于農(nóng)田[1-2]。然而，堆肥處理過程中與攪拌活動(dòng)相關(guān)的操作(原料篩選、發(fā)酵翻堆以及成品肥包裝等)會(huì)導(dǎo)致大量顆粒物的釋放，其中就包括生物氣溶膠[2-4]。作為多種微生物及其碎片的復(fù)雜混合體，堆肥廠逸散的生物氣溶膠被證明可對(duì)人體健康產(chǎn)生不同程度的影響，包括引發(fā)過敏、急性毒性以及傳染病等[2, 5]。因此，近年來人們?cè)絹碓疥P(guān)注堆肥廠生物氣溶膠的分布特征及其對(duì)廠內(nèi)工人健康和周邊空氣環(huán)境污染造成的影響[5-7]。

目前，國(guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)針對(duì)堆肥廠空氣中微生物污染展開部分研究，主要考察了堆肥廠類型[8-9]以及堆肥操作[10]對(duì)逸散微生物種類和豐度的影響。已有研究結(jié)果表明，畜禽糞便堆肥過程中，厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)和放線菌門(Actinobacteria)是堆肥糞便中常見的優(yōu)勢(shì)菌門。其中，厚壁菌門、變形菌門、擬桿菌門的相對(duì)豐度要普遍高于放線菌門[10-11]。對(duì)空氣中細(xì)菌菌屬水平的研究結(jié)果表明，芽孢桿菌屬(Bacillus)、高溫放線菌屬(Thermoactinomyces)、溫雙岐菌屬(Thermobifida)和糖單孢菌屬(Saccharomonospora)在空氣中相對(duì)豐度較高[1]。堆肥生產(chǎn)的運(yùn)行參數(shù)(如堆肥天數(shù)[12]和堆肥溫度[13])對(duì)空氣中細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)均有影響。然而，目前對(duì)不同工作區(qū)域生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)缺乏系統(tǒng)的比較分析。作為堆肥的主要原料，畜禽糞便中常含有大量的人類條件致病菌，這些病菌可以逸散至空氣中，主要包括密螺旋體屬(Treponema)、纖毛菌屬(Leptotrichia)、梭菌屬(Fusobacterium)、丹毒絲菌屬(Erysipelothrix)、弓形桿菌屬(Arcobacter)、彎曲菌屬(Campylobacter)、螺桿菌屬(Helicobacter)、莫拉克斯氏菌屬(Moraxella)和沙門氏菌屬(Salmonella)等[14]。已有研究結(jié)果顯示，經(jīng)過持續(xù)高溫堆肥過程，包括沙門氏菌屬和布魯氏菌屬(Brucella)在內(nèi)的80%人類條件致病菌可以被去除[13]。但堆肥過程中的原料預(yù)混和堆肥攪拌等操作，可能會(huì)使原料中的人類條件致病菌逸散到空氣中，對(duì)人體健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。目前關(guān)于堆肥廠空氣中人類條件致病菌的研究較少，對(duì)不同工作單元空氣中致病菌的區(qū)域性差異鮮見相關(guān)報(bào)道。

針對(duì)以上情況，筆者對(duì)北京市懷柔區(qū)的一家商業(yè)堆肥工廠空氣中總顆粒物樣本進(jìn)行多次采集，檢測(cè)了堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)3個(gè)區(qū)域空氣中的細(xì)菌生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)分析了不同區(qū)域空氣中人類條件致病菌的差異性和相關(guān)性，以期探究堆肥廠空氣中細(xì)菌和人類條件致病菌的區(qū)域性差異特征。

1 材料與方法

1.1 樣本收集

于2016年9月對(duì)北京市懷柔區(qū)的一家商業(yè)堆肥廠(116.56° N,40.68° E)進(jìn)行空氣樣本采集。該堆肥廠的原料主要來自于養(yǎng)殖場(chǎng)(牛、家禽和豬)的動(dòng)物糞便，并添加蘑菇渣和玉米秸稈等混合物作為輔料,其單批次堆肥操作周期約為1個(gè)月。該研究對(duì)堆肥廠進(jìn)行了4次空氣樣本采集(分別在9月12、18、20和21日)，共采集總顆粒物(TSP)樣本12個(gè)，其中堆肥區(qū)(C)、包裝區(qū)(P)和辦公區(qū)(L)樣本數(shù)均為4個(gè)。

TSP樣本采集使用中流量空氣顆粒物采樣器(青島嶗應(yīng)，2030)，采樣高度為1.5 m，樣本被收集在2.2 μm 孔徑的石英濾膜(瑞典Munktell，NO.420065) 上。樣本采集時(shí)間為24 h，氣體流量為100 L·min-1。每次采樣完成后，將載有顆粒物的濾膜放入膜盒中，利用冰盒運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，并置于-80 ℃條件下保存。每次樣本采集前后用φ=75%的乙醇溶液對(duì)采樣器進(jìn)行清潔，采樣之前對(duì)相關(guān)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.2 DNA的提取和16srRNA基因測(cè)序

研究采用MP FastDNA Spin Kit for Soil 試劑盒(MP Biomedicals) 對(duì)石英濾膜附著的顆粒物進(jìn)行總DNA 抽提，利用NanoDrop2000(Thermo Fisher Scientific，美國(guó))測(cè)定DNA 濃度和純度。使用338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCA GCAG-3′)和806R (5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)對(duì)16S rRNA基因V3-V4可變區(qū)進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增。

PCR反應(yīng)體系包括5×FastPfu Buffer(4 μL)、dNTPs(2.5 mmol·L-1，2 μL)、Forward Primer(5 μmol·L-1，0.8 μL)、Reverse Primer(5 μmol·L-1，0.8 μL)、BSA(0.2 μL) 和Template DNA(10 ng)，最后用ddH2O補(bǔ)充至20 μL。使用如下反應(yīng)條件進(jìn)行PCR擴(kuò)增：預(yù)變性溫度為95 ℃，時(shí)間3 min；然后95 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，循環(huán)40次；72 ℃保持10 min；最后10 ℃保溫。擴(kuò)增產(chǎn)物利用Illumina公司的Miseq PE300平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序分析(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)。

使用Trimmomatic軟件原始測(cè)序序列進(jìn)行質(zhì)控，使用FLASH軟件進(jìn)行拼接：(1)過濾reads尾部質(zhì)量值20以下的堿基，設(shè)置50 bp的窗口，如果窗口內(nèi)的平均質(zhì)量值低于20，從窗口開始截去后端堿基，過濾質(zhì)控后50 bp以下的序列(reads)，去除含N堿基的reads；(2)根據(jù)PE reads之間的重疊(overlap)關(guān)系，將成對(duì)reads拼接(merge)成一條序列，最小重疊長(zhǎng)度為10 bp；(3)拼接序列的重疊區(qū)允許的最大錯(cuò)配比率為0.2，篩選不符合序列；(4)根據(jù)序列首尾兩端的條碼(barcode)和引物區(qū)分樣品，并調(diào)整序列方向，條碼允許的錯(cuò)配數(shù)為0，最大引物錯(cuò)配數(shù)為2。使用UPARSE軟件(Version 7.1)根據(jù)97%的相似度對(duì)序列進(jìn)行 OTU 聚類并剔除嵌合體。利用RDP classifier對(duì)每條序列進(jìn)行物種分類注釋，比對(duì) Silva 數(shù)據(jù)庫(kù)(SSU128)，設(shè)置比對(duì)閾值為70%。該研究中涉及到的人類條件致病菌定義參照文獻(xiàn)[14]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

研究使用Origin 8.5軟件生成箱型圖和柱狀圖，R3.6.3軟件中的pheatmap分析包生成熱圖，用于表示前50個(gè)優(yōu)勢(shì)菌屬、37個(gè)菌門以及11個(gè)人類條件致病菌屬的相對(duì)豐度。利用Statistics 2.0軟件分別對(duì)不同工作區(qū)空氣細(xì)菌生物多樣性和相對(duì)豐度的相關(guān)性(Spearman 相關(guān)性分析)和差異性(one-way ANOVA)進(jìn)行分析。利用R3.6.3軟件中的ape和ggplot2程序包繪制CPCoA約束主坐標(biāo)分析圖，分析不同工作區(qū)域空氣細(xì)菌群落之間的差異性。設(shè)定P<0.05表示在95%的置信水平內(nèi)有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 動(dòng)物糞便堆肥廠不同工作區(qū)空氣中的細(xì)菌分布特征

首先對(duì)堆肥廠不同工作區(qū)域空氣中細(xì)菌的豐富度(OTU數(shù)量)和多樣性(Shannon指數(shù))進(jìn)行分析，并比較以上參數(shù)在不同區(qū)域之間的差異。由表1可知，堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)這3個(gè)采樣區(qū)的OTU數(shù)值范圍分別為1 060～1 280、1 070～1 490和1 110～1 580。辦公區(qū)空氣細(xì)菌豐富度的平均值(1 340±175)高于包裝區(qū)(1 290±149)和堆肥區(qū)(1 220±95)，但差異未達(dá)顯著水平(P=0.335，P=0.643)。

表1 堆肥廠不同工作區(qū)域空氣細(xì)菌生物多樣性和豐富度分析Table 1 Biodiversity and abundance of bacterial aerosol in different areas of composting plant

利用Shannon指數(shù)對(duì)比分析堆肥廠3個(gè)工作區(qū)域空氣細(xì)菌多樣性之間的差異。結(jié)果顯示，堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)空氣細(xì)菌的Shannon指數(shù)范圍分別為4.67～5.23、4.62～5.70和5.01～5.57。與豐富度研究結(jié)果相似，細(xì)菌多樣性的最高值出現(xiàn)在辦公區(qū)(5.25±0.21)，其余依次為包裝區(qū)(5.03±0.44)和堆肥區(qū)(5.00±0.21)。同樣，該差異未達(dá)顯著水平(P=0.070，P=0.190)。

為探討堆肥廠空氣中微生物豐富度和多樣性之間的關(guān)系，對(duì)OTU數(shù)量與Shannon 指數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析。整體上，堆肥廠空氣中細(xì)菌的OTU數(shù)量與Shannon指數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.965，P=0.002)，即微生物豐富度和多樣性之間變化趨勢(shì)一致。對(duì)不同區(qū)域的相關(guān)性分別進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)每個(gè)區(qū)域OTU數(shù)量與Shannon指數(shù)之間的相關(guān)性存在差異。

對(duì)堆肥廠不同工作區(qū)空氣中細(xì)菌群落的特征進(jìn)行對(duì)比，對(duì)優(yōu)勢(shì)菌門和優(yōu)勢(shì)菌屬進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，3個(gè)采樣區(qū)域空氣中優(yōu)勢(shì)細(xì)菌門分布規(guī)律整體相似，前3個(gè)優(yōu)勢(shì)門均為厚壁菌門(相對(duì)豐度為35.95%±10.29%)、變形菌門(30.76%±11.50%)和放線菌門(21.11%±6.76%)，這與以往報(bào)道結(jié)果相似。厚壁菌門、變形菌門和放線菌門是堆肥廠[15]、養(yǎng)豬場(chǎng)[14]和養(yǎng)雞場(chǎng)[16]空氣中主要的細(xì)菌門類。造成這一現(xiàn)象的主要原因是富含孢子的微生物(厚壁菌門和放線菌門)更容易被氣溶膠化而逸散至空氣中[17]。對(duì)3個(gè)工作區(qū)空氣中優(yōu)勢(shì)菌門的相對(duì)豐度進(jìn)行對(duì)比分析，3種優(yōu)勢(shì)菌門的區(qū)域性差異顯著。例如，厚壁菌門是堆肥區(qū)(39.43%±3.55%)和包裝區(qū)(42.06%±9.04%)空氣中相對(duì)豐度最高的菌門，而辦公區(qū)空氣中變形菌門(41.90%±11.95%)的豐度最高。其中，厚壁菌門(42.06%±9.03%)和放線菌門(26.74%±5.04%)在包裝區(qū)的相對(duì)豐度顯著高于辦公區(qū)(26.37%±9.05%)，(14.66%±4.57%)(P=0.033,P=0.01)，而變形菌門在辦公區(qū)(41.90%±11.95%)的相對(duì)豐度顯著高于包裝區(qū)(20.41%±2.98%)(P=0.006)。變形菌門是革蘭氏陰性菌的主要門，也是人體皮膚微生物群和許多病原體的重要組成部分[18]。導(dǎo)致變形菌門在辦公區(qū)相對(duì)豐度較高的原因可能是辦公區(qū)室內(nèi)空氣中的細(xì)菌群落同時(shí)受到堆肥區(qū)、包裝區(qū)及人為活動(dòng)的綜合影響[19]。堆肥原料作為生物氣溶膠的重要來源，堆體中微生物的變化可以對(duì)空氣微生物的差異給予解釋。例如，成品肥料包裝區(qū)空氣中變形菌門的相對(duì)豐度(20.41%±2.98%)較堆肥區(qū)(29.97%±3.61%)降低約10%(P=0.149)，這與已有報(bào)道中堆肥前后堆體變形菌門相對(duì)豐度的下降幅度一致[13]?？傮w而言，堆肥廠生產(chǎn)區(qū)域(堆肥區(qū)和包裝區(qū))空氣中細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌門與辦公區(qū)種類相似，但具體優(yōu)勢(shì)菌門的相對(duì)豐度存在區(qū)域性差異。

與菌門分布規(guī)律類似，3個(gè)區(qū)域空氣中優(yōu)勢(shì)菌屬種類相近，但相對(duì)豐度有所不同。共有優(yōu)勢(shì)菌屬均為不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)(13.02%±6.23%)和棒狀桿菌屬(Corynebacterium)(7.56%±4.57%)。其他相對(duì)豐度較高的菌屬還包括堆肥區(qū)的腸桿菌屬(Enterobacter)(7.40%±4.04%)，包裝區(qū)的動(dòng)性球菌屬(Planococcus)(12.00%± 8.35%)，以及辦公區(qū)的氣單胞菌屬(Aeromonas)(4.01%±5.63%)。其中不動(dòng)桿菌屬在堆肥區(qū)(12.06%±4.52%)和辦公區(qū)(16.33%±6.10%)空氣中相對(duì)豐度最高，但兩者與包裝區(qū)(9.68%±5.32%)無顯著差異(P=0.600,P=0.114)。而棒狀桿菌屬在包裝區(qū)(12.36%±4.28%)的相對(duì)豐度最高，且與堆肥區(qū)(6.37%±2.21%)和辦公區(qū)(3.96%±1.44%)相對(duì)豐度的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.032,P=0.006)。已有報(bào)道顯示，堆肥后棒狀桿菌屬和節(jié)細(xì)菌屬(Arthrobacter)的相對(duì)豐度呈下降趨勢(shì)，不動(dòng)桿菌屬可以被完全去除[13]，但筆者研究對(duì)空氣中細(xì)菌菌屬的分析并未發(fā)現(xiàn)類似趨勢(shì)。值得注意的是，不動(dòng)桿菌屬和棒狀桿菌屬這2個(gè)菌屬通常攜帶多種抗生素抗性基因[20]，對(duì)其相對(duì)豐度的變化規(guī)律研究可為多角度評(píng)價(jià)堆肥廠空氣中微生物的潛在風(fēng)險(xiǎn)提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。

利用約束主坐標(biāo)分析法(CPCoA)分析了堆肥廠不同區(qū)域空氣中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，細(xì)菌菌門和菌屬之間的聚類分析結(jié)果如圖2所示。結(jié)果顯示，所調(diào)查3個(gè)區(qū)空氣中細(xì)菌菌門和菌屬的整體差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，菌屬水平上的群落結(jié)構(gòu)差異性更為顯著。在細(xì)菌門水平上，辦公區(qū)和堆肥區(qū)空氣中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的進(jìn)化關(guān)系較辦公區(qū)和包裝區(qū)更為接近。雖然菌屬水平的聚類分析也得到了類似結(jié)果，但是該水平上各個(gè)采樣區(qū)域空氣微生物的群落結(jié)構(gòu)差異更為明顯(P=0.001)。結(jié)合圖2分析可知，優(yōu)勢(shì)菌的區(qū)域性差異導(dǎo)致了其群落結(jié)構(gòu)相似性的整體差異。

為分析堆肥廠工作區(qū)(堆肥區(qū)和包裝區(qū))逸散微生物對(duì)辦公區(qū)空氣造成的可能影響，對(duì)3個(gè)區(qū)域細(xì)菌菌門和菌屬的差異和共有部分進(jìn)行詳細(xì)分析(圖3)。結(jié)果顯示，辦公區(qū)空氣中特有細(xì)菌菌門數(shù)量最高(6個(gè))，其次為包裝區(qū)(2個(gè))，堆肥區(qū)空氣中規(guī)與其他2個(gè)區(qū)不同的特有菌門。3個(gè)區(qū)域共有菌門分析結(jié)果顯示，堆肥區(qū)與包裝區(qū)的共有菌門數(shù)量(26個(gè))高于堆肥區(qū)與辦公區(qū)共有菌門數(shù)量(24個(gè))，說明堆肥區(qū)與包裝區(qū)細(xì)菌菌門更為相似。

與細(xì)菌菌門結(jié)果相似，辦公區(qū)檢測(cè)到的特有菌屬數(shù)量最高(71)，在堆肥區(qū)也檢測(cè)到了15個(gè)特有細(xì)菌菌屬，高于包裝區(qū)(13個(gè))。與菌門分析結(jié)果一致，包裝區(qū)和辦公區(qū)共有菌屬數(shù)量最高，為457個(gè)，其余依次為堆肥區(qū)和辦公區(qū)(447)、包裝區(qū)和堆肥區(qū)(431)。對(duì)不同區(qū)域空氣中特有菌屬和菌門的分析結(jié)果顯示，2種水平上辦公區(qū)空氣中特有微生物的比例均為最高，分別為18.75%和12.54%。而3個(gè)區(qū)共有的菌屬和菌門在堆肥區(qū)占比均為最高，分別為85.19%和85.14%。在菌屬水平上，包裝區(qū)空氣中微生物對(duì)辦公區(qū)的影響要大于堆肥區(qū)。

2.2 動(dòng)物糞便堆肥廠不同工作區(qū)空氣中人類條件致病菌分布特征

近年來，人們對(duì)可引起呼吸道過敏和感染的相關(guān)菌屬關(guān)注度持續(xù)增加[21-23]。該研究對(duì)動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)空氣中常見的11種人類條件致病菌進(jìn)行分析，以考察動(dòng)物糞便堆肥廠空氣中人類條件致病菌的區(qū)域性分布特征。使用CPCoA方法對(duì)3個(gè)區(qū)域空氣中人類條件致病菌的整體結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行分析，結(jié)果見圖4。堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)空氣中人類條件致病菌的結(jié)構(gòu)整體上有所不同，但差異并不顯著(P=0.34)。進(jìn)一步利用Heatmap圖對(duì)11種目標(biāo)人類條件致病菌的相對(duì)豐度進(jìn)行分析，結(jié)果顯示不動(dòng)桿菌屬為11種人類條件致病菌中的優(yōu)勢(shì)菌屬，其相對(duì)豐度在4.02%～26.82%之間，其余10種人類條件致病菌的相對(duì)豐度均低于1%，該結(jié)果與之前對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)空氣中人類條件致病菌的研究結(jié)果相似[14]。

為探究堆肥廠工作區(qū)域(堆肥區(qū)和包裝區(qū))空氣中人類條件致病菌對(duì)辦公區(qū)空氣造成的可能影響，分析工作區(qū)域(堆肥區(qū)和包裝區(qū))和辦公區(qū)空氣中11個(gè)人類條件致病屬之間的相關(guān)性，結(jié)果見表2。辦公區(qū)和堆肥區(qū)顯著相關(guān)的人類條件致病菌有2個(gè)，分別為弓形桿菌屬(r=0.993，P=0.007)和鏈球菌屬(Streptococcus)(r=0.984，P=0.016)；辦公區(qū)和包裝區(qū)顯著相關(guān)的2種人類條件致病菌分別為螺桿菌屬(r=1.000，P=0.000)和腸球菌屬(Enterococcus)(r=-0.969，P=0.031)。除此之外，對(duì)堆肥區(qū)和包裝區(qū)空氣中的人類條件致病菌的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。綜合分析以上結(jié)果，不同工作區(qū)域(堆肥區(qū)和包裝區(qū))人類條件致病菌對(duì)辦公區(qū)造成的影響不同，具體菌屬存在差異。

表2 堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)空氣中11種人類條件致病菌相對(duì)豐度的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficient of human pathogenic bacteria in the air of compost, packing and office areas

整體上，11種人類條件致病菌中不動(dòng)桿菌屬的相對(duì)豐度最高(13.03%±6.23%)，顯著高于其他10種人類條件致病菌，螺桿菌屬的相對(duì)豐度最低(0.002%±0.004%)。其中，不動(dòng)桿菌屬相關(guān)的多個(gè)種屬是引起醫(yī)院內(nèi)感染的重要人類條件致病菌，特別是當(dāng)機(jī)體免疫力低下時(shí)，可引起呼吸道感染、腦膜炎、心內(nèi)膜炎、傷口及皮膚感染等，重癥者可導(dǎo)致死亡[24-25]。

除此之外，筆者在養(yǎng)殖廠空氣中也檢測(cè)到相對(duì)豐度較高的葡萄球菌屬(Staphylococcus)(0.490%～0.093%)和腸球菌屬(1.30%～0.042%)，與其相關(guān)的多個(gè)種屬是最重要的革蘭氏陽(yáng)性醫(yī)院感染病原菌。例如，金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)被認(rèn)為是醫(yī)院感染最重要的誘因之一，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌更是引起了全世界44%的醫(yī)院感染[26]。另一種豐度較高的分支桿菌屬(Mycobacterium)(0.320%～0.073%)中2個(gè)重要的種屬為結(jié)核分枝桿菌(M.tuberculosis)和麻風(fēng)分枝桿菌(M.leprae)，主要通過呼吸道或皮膚粘膜損傷進(jìn)入機(jī)體，引發(fā)相關(guān)疾病[27]。

對(duì)不同區(qū)域空氣中以上11種人類條件致病菌的差異進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5所示。

同一種人類條件致病菌屬在不同區(qū)域之間的相對(duì)豐度存在差異。整體上11種人類條件致病菌在辦公區(qū)的相對(duì)豐度高于堆肥區(qū)和包裝區(qū)，其中梭菌屬、埃希氏桿菌屬(Escherichia)和密螺旋體屬這3種人類條件致病菌屬的相對(duì)豐度顯著高于堆肥區(qū)和包裝區(qū)(P<0.05)。由于人類條件致病菌大多不能在高溫下存活，因此堆肥過程被認(rèn)為可以完全或者極大程度降低人類條件致病菌的相對(duì)豐度[13]，但該研究并沒有在堆肥區(qū)和包裝區(qū)空氣中檢測(cè)到人類條件致病菌相對(duì)豐度的顯著差異。說明包裝區(qū)空氣中人類條件致病菌除了受到固體成品肥逸散微生物的影響之外，可能還受到其他因素的影響，比如由堆肥區(qū)空氣傳輸過來的微生物。辦公區(qū)中相對(duì)豐度最高的3個(gè)菌屬依次為不動(dòng)桿菌屬(17.33%±6.10%)，腸球菌屬(0.51%±0.24%)和埃希氏桿菌屬(0.41%±0.12%)，埃希氏桿菌屬可引起腹瀉和泌尿系統(tǒng)感染等疾病[28]。以上研究結(jié)果是基于11個(gè)人類條件致病菌屬的相對(duì)豐度數(shù)值，后續(xù)還需對(duì)空氣中微生物總濃度或者每種目標(biāo)微生物的絕對(duì)濃度進(jìn)行定量分析。

3 結(jié)論

研究堆肥廠不同工作區(qū)空氣中細(xì)菌及人類條件致病菌的豐度和類型，對(duì)于綜合評(píng)估其潛在健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境污染至關(guān)重要。該研究發(fā)現(xiàn)堆肥區(qū)、包裝區(qū)和辦公區(qū)3個(gè)區(qū)域空氣中細(xì)菌群落差異顯著，辦公區(qū)細(xì)菌的豐富度和多樣性均高于堆肥區(qū)和包裝區(qū)。雖然在3個(gè)區(qū)域空氣中11種人類條件致病菌的群落結(jié)構(gòu)沒有顯著差異，但人類條件致病菌的相對(duì)豐度存在區(qū)域性差異。堆肥區(qū)和包裝區(qū)空氣中各有2種人類條件致病菌與辦公區(qū)存在顯著相關(guān)性。初步結(jié)果顯示，堆肥廠堆肥區(qū)和包裝區(qū)空氣中細(xì)菌和人類條件致病菌可逸散至辦公區(qū)，對(duì)其空氣產(chǎn)生污染。