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兰州大学大气科学学院生物气溶胶研究方面取得重要成果

日期: 2018-05-28 点击: ...
   

  近日,兰州大学大气科学学院生物气溶胶研究团队在国际一流期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》(ACP)发表了题为“Characterization of atmospheric bioaerosols along the transport pathway of Asian dust during the Dust-Bioaerosol 2016 Campaign”的重要研究成果。该文章第一作者为2016级直博生唐凯,通讯作者为黄忠伟副教授。据了解,这是我校首次发表有关大气生物气溶胶的研究成果。

  全球每年大约有10-30亿吨的沙尘进入大气,约占对流层气溶胶总量的一半。亚洲地区每年有约8亿吨沙尘进入大气,主要来自塔克拉玛干沙漠和戈壁等源地。国外学者研究发现,沙尘中可以携带大量微生物,这些横跨大陆、海洋的沙尘事件向大气中输入大量的微生物及花粉,并通过长距离传播扩大了生物的地理分布范围,从而对下游的大气环境、公共卫生、生态系统,以及气候造成重要影响。但是,目前对沙尘-生物气溶胶的来源、传输、转化及其影响的相关研究甚少。

  鉴于此,我校生物气溶胶研究团队,自2014年以来在我国北方开展了沙尘-生物气溶胶观测研究计划(the Dust-Bioaerosol Campaign,简称DuBi计划)。该计划已分别于2014年、2016年与2017年开展,主要关注我国北方沙尘传输路径上生物气溶胶的变化特征,以期探讨沙尘-生物气溶胶的传输规律及其对生态与气候的影响等关键科学问题。

  唐凯同学的论文主要介绍了2016年DuBi观测计划的最新研究成果。通过在沙尘传输路径上设置多个采样点,把空气样品采集到滤膜上,然后主要利用荧光显微镜和DNA提取测序等手段进行分析。研究发现源自中蒙戈壁沙漠区的沙尘中携带了数量巨大且种类繁多的微生物,其可能对下游的大气环境、生态环境、人体健康,甚至天气气候具有潜在重要影响。

  该成果的发表,标志着我校生物气溶胶研究团队已熟练掌握生物气溶胶采样技术、DNA提取测序等核心技术,为今后开展相关关键科学问题研究奠定了良好的基础。

  《Atmospheric Chemistry and Physics》是大气科学领域国际著名期刊(SCI-1区),影响因子IF=5.318 (近5年IF=5.896)。该研究受到国家自然科学基金项目面上项目(41575017, 41375031)和国家基金委创新研究群体项目(41521004)资助。

新闻链接:

  生物气溶胶(bioaerosols)主要是指悬浮在空气中的各种生物质粒,包括细菌、真菌、病毒等微生物粒子和活性粒子(花粉、孢子等)以及由有生命活性的有机体所释放到空气中的各种质粒(Burge, 1995; Ariya and Amyot, 2004; Grinshpun and Clark, 2005)。生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,对人体健康、大气环境、生态系统和气候变化等有着潜在的重要影响。

  生物气溶胶对人体健康具有潜在的重要影响。空气中的细菌、真菌、病毒等生物气溶胶粒子广泛地存在于大气的底层,并能在大气中扩散和传播,引发人类呼吸道感染、哮喘气喘、皮肤过敏、慢性肺部疾病和心血管疾病等急慢性病以及动植物疾病,严重威胁人类的身体健康并影响空气质量(Burger, 1990; Molesworth et al., 2002; Ichinose et al., 2005; Rodó et al., 2011)。

  生物气溶胶还可以间接影响全球气候变化,并对大气化学和物理过程有着潜在的重要影响(祁建华和高会旺,2006)。研究发现,生物气溶胶可以作为冰核和云凝结核(Franc and DeMott, 1998; Sun and Ariya, 2006; Möhler et al., 2007),并可以改变其他CCN(如有机气溶胶)的特性而影响云量,进而间接影响全球气候变化。研究发现(Amato, 2012)由于部分生物气溶胶的粒径较大从而可形成巨核(Giant CCN),最终加快降水云的发展。丁香假单胞菌则被公认为是冰核活性最强的菌种,研究发现它可在-2℃发挥催化作用,形成冰晶(Chang-Chien & Caldwell, 1974)。

 

文:黄忠伟
图:唐凯
编辑:赵洋
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