我们知道人工湿地利用基质、植物、微生物的物理、化学和生物三重协同作用净化污水,在污水处理、污染物控制和改善环境等方面应用广泛。与传统污水处理工艺相比,人工湿地空气微生物对环境空气质量和人群健康的影响更应该引起足够重视。国投盛世专家研究发现其主要表现在:①随着城市化进程加快,人工湿地距离商业居住区越来越近,随之带来的环境卫生安全问题也应引起关注。②与传统污水处理工艺的严格封闭式管理不同,人工湿地是相对开放的生态系统,部分人工湿地还作为旅游景点。③人工湿地污水和基质中存在一定数量的病原微生物,使得在特殊情况下,人工湿地有可能成为周围环境病原微生物的源,并以微生物气溶胶形式传播。④人工湿地内恒温动物和鸟类也可能成为病原微生物的源,并且存在季节性变化,有较大的不确定性。⑤人工湿地植物叶片可以成为真菌孢子栖息和繁殖场所,使得人工湿地既是真菌孢子的汇也是周边环境的源。

人工湿地空气微生物群落碳源代谢特征-国投盛世

人工湿地不同季节空气微生物群落碳源代谢分析结果显示(图4),秋季和冬季空气微生物碳源代谢特征较相似,但与春季和夏季存在较大差异,其中,夏季与春季、秋季和冬季空气微生物群落碳源利用谱在PC1上容易区分,考察成分载荷矩阵可知,胺类在PC1上载荷较大,在PC2上载荷较小,是区分人工湿地夏季与春季、秋季和冬季空气微生物群落碳源代谢差异的主要碳源类型。春季与秋季、冬季空气微生物群落碳源利用谱在PC2上容易区分,考察成分载荷矩阵可知,羧酸类在PC2上载荷较大,在PC1上载荷较小,是区分人工湿地春季与秋季、冬季空气微生物群落碳源代谢差异的主要碳源类型。

人工湿地空气微生物群落碳源代谢特征-国投盛世

许多非生物因素(温度、湿度、海拔、风速、风向等)可以影响人工湿地空气微生物群落碳源代谢强度和利用能力。CCA典范对应分析能够从统计学角度分析环境因子和空气微生物群落碳源代谢相关性,揭示不同环境条件下微生物群落结构变化原因。人工湿地不同季节碳源代谢与环境因子相关性存在差异,其中,春季与湿度、风速等呈正相关,受风速影响相对较大,与温度呈负相关;夏季与温度、湿度呈正相关,与风速呈负相关,但总体受三者影响相对较小;秋、冬季与温度、湿度呈负相关,受风速影响较小,秋季受湿度影响大于冬季(图5)。

人工湿地空气微生物群落碳源代谢特征-国投盛世

总之,不同季节人工湿地空气微生物AWCD值、优势群落及McIntosh指数均存在差异,春季和夏季空气微生物碳源代谢强度明显高于秋季和冬季,夏季空气微生物对6类化合物的利用水平高于其他季节。秋季和冬季空气微生物碳源代谢特征相似,但与春季和夏季差别较大,胺类是区分人工湿地夏季与春季、秋季、冬季的主要碳源类型,羧酸类是区分春季与秋季、冬季空气微生物代谢差异的主要碳源类型。不同季节人工湿地空气微生物群落结构主导影响因子存在差异。