徐愛玲，郭明月，宋志文，喬鳳祿，李慧娟

(青島理工大學 環(huán)境與市政工程學院，青島 266033)

底泥作為水體生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，成分極其復(fù)雜，不僅是氮、磷、有機物等營養(yǎng)物質(zhì)的接納庫，也是水體中懸浮顆粒物和化學污染物的釋放源，更含有豐富的微生物源。底泥微生物是生態(tài)環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要動力，如碳循環(huán)、氮循環(huán)[1]、腐殖質(zhì)分解和合成以及厭氧菌對磷、硫、鐵以及重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化等。底泥微生物作為食物鏈中復(fù)雜的生物群體，對整個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要的作用。

關(guān)于物候期的變化、產(chǎn)量的提高、品質(zhì)的提升，也與今年葡萄管理和今年的氣候條件有關(guān)，試驗的葡萄園今年無論是施用本然的還是施用化肥的，產(chǎn)量都提高了，同時，檢測手段還不先進，所以在研究本然土壤調(diào)理劑的作用的時候要充分考慮這些因素[4]。

青島是我國東部沿海重要的經(jīng)濟中心城市，位于山東半島東南部沿海，東、南瀕臨黃海，海域面積約1.22萬 km2，海岸線總長為816.98 km，海洋旅游業(yè)已經(jīng)成為青島市的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，同時也向海洋環(huán)境提出了更高的要求。青島市的18家污水處理廠均采用直接排?；蛳扰藕雍笈藕５姆绞竭M行尾水排放[10]，其高排放量對海域底泥環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。因此，本文選取青島市3種不同排海方式市政排污口附近海域底泥作為研究對象，對其細菌群落組成、優(yōu)勢菌群、致病菌進行分析，揭示不同排海方式對細菌微生物群落和功能細菌微生物的變化規(guī)律及季節(jié)差異規(guī)律，以期為城市合理尾水排海方式的研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域及采樣點設(shè)置

設(shè)置三個采樣點，其中A為青島海泊河污水處理廠排污口附近海域，B為青島麥島污水處理廠排污口附近海域，C為青島第二海水浴場雨水排放口附近海域，采樣點附近海域水質(zhì)理化指標背景值見表1。其中海泊河污水處理廠采用MSBR處理工藝，處理污水量占全市的40%左右，排水方式為加氯消毒后先排入海泊河后再進入膠州灣，出水達到一級A標準；麥島污水處理廠采用Biostys生物濾池處理工藝，污水經(jīng)預(yù)處理后通過DN1000、長1030 m的管道直接排入深海中，出水達到一級B標準；第二海水浴場位于匯泉灣東側(cè)的太平灣內(nèi)與八大關(guān)別墅區(qū)相鄰的一處沙灘浴場，為雨水管道直接排污點，作為背景值。

別看我表面上鎮(zhèn)定，心里早就發(fā)毛了。紙里是包不住火的，在我們村，屁大點事都藏掖不住，不用說我也知道，我強奸李金枝的事肯定傳播得像蒼蠅一樣無處不在了。我感覺馬蘭眼里甩出來兩條鞭子，劈劈啪啪抽打著我的全身。

在受不同排海方式的影響下，三個研究區(qū)域底泥樣品的細菌微生物群落組成進行門水平的分類統(tǒng)計如圖2所示。12個底泥樣品中共檢測到35個菌門，其中，在A取樣點(先排河后排海)四季分別檢測出29，31，32，27個菌門，在B取樣點(直接排海)四季分別檢測出27，26，29，28個菌門，在C取樣點(雨水管道排放)四季分別檢測出29，29，31，29個菌門。相對于其他排放方式，直接排放附近海域底泥樣品菌門的數(shù)量較低。主要包括變形菌門( Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門( Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)和浮霉菌門( Planctomycetes)等，其中變形菌門( Proteobacteria)相對豐度均在36%以上表現(xiàn)出絕對優(yōu)勢。通過橫向排海方式對比發(fā)現(xiàn)，厚壁菌門( Firmicutes)在B點(直接排海)相對豐度較高，秋季最高為48.23%超過變形菌門( Proteobacteria)；放線菌門(Actinobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和藍藻門(Cyanobacteria)在C取樣點(雨水管道排放)相對豐度高于其他取樣點；綠彎菌門(Chloroflexi)和浮霉菌門( Planctomycetes)在A取樣點(先排河后排海)的相對豐度遠高于其他取樣點；其他菌門受排海方式的影響未出現(xiàn)明顯規(guī)律變化。通過縱向四季對比發(fā)現(xiàn)，秋冬季厚壁菌門( Firmicutes)的相對豐度高于春夏季；放線菌門( Actinobacteria) 在夏季的相對豐度遠低于其他季節(jié)，在C取樣點(雨水管道排放)擬桿菌門( Bacteroidetes)夏季出現(xiàn)驟降現(xiàn)象。

表1 樣品附近海域水質(zhì)理化指標背景值

1.2 樣品采集

三個研究區(qū)域底泥樣品的細菌微生物群落組成綱水平分類統(tǒng)計如圖3所示。12個底泥樣品中共檢測到73個菌綱，其中，在A取樣點(先排河后排海)四季分別檢測出67，81，58，61個菌綱，在B取樣點(直接排海)四季分別檢測出63，59，61，59個菌綱，在C取樣點(雨水管道排放)四季分別檢測出70，76，58，59個菌綱。相對于其他排放方式，直接排放附近海域底泥樣品菌綱的數(shù)量較低。主要由γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、ε-變形菌綱(Epsilonproteobacteria)、δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria)、黃桿菌綱(Flavobacteria)、梭菌綱(Clostridia)、芽孢桿菌綱(Bacilli)和擬桿菌綱(Bacteroidia)組成。通過橫向排海方式對比發(fā)現(xiàn)，ε-變形菌綱(Epsilonproteobacteria)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、梭菌綱(Clostridia)、擬桿菌綱(Bacteroidia)、螺旋菌綱(Spirochaetes)和柔膜菌綱(Mollicutes)在B取樣點(直接排海)的相對豐度明顯高于其他取樣點。通過縱向四季對比發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌綱(Bacilli)和放線菌綱(Actinobacteria)在秋冬季節(jié)的相對豐度明顯高于春夏季節(jié)，而酸微桿菌綱(Acidimicrobiia)只在春夏季節(jié)可以檢測出來。β-變形菌綱(Betaproteobacteria)在冬季的相對豐度明顯高于其他季節(jié)，黃桿菌綱(Flavobacteria)在秋季出現(xiàn)驟降現(xiàn)象。δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria)和α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)的占比在B點(直接排海)夏季出現(xiàn)驟降現(xiàn)象，而梭菌綱(Clostridia)和擬桿菌綱(Bacteroidia)在C取樣點(雨水管道)冬季出現(xiàn)驟增現(xiàn)象。

1.3 總DNA 提取與檢測

三個研究區(qū)域四季底泥樣品中A取樣點(先排河后排海)的Chao 1 指數(shù)和ACE 指數(shù)在春季、秋季、冬季均高于其他地點的底泥樣品，而夏季C取樣點(雨水管道排放)的Chao 1 指數(shù)和ACE 指數(shù)高于其他地點的底泥樣品，說明受排海方式的影響，在除夏季之外的季節(jié)，細菌群落的豐富度表現(xiàn)為：先排河后排海>雨水管道>直接排海；在夏季受雨水季節(jié)以及旅游旺季的影響，雨水管道排放附近海域底泥的群落豐富度較高?？v向季節(jié)對比發(fā)現(xiàn)，底泥樣品的群落豐富度在夏季和冬季最高，秋季次之，春季最低。所有樣品Simpson指數(shù)均在0.981 57～0.997 39之間。通過整體樣品對比發(fā)現(xiàn)，Chao 1和ACE指數(shù)所反映出的細菌豐富度與稀釋曲線表現(xiàn)的情況一致(表3)。

表2 DNA提取情況

2 結(jié)果與分析

2.1 物種豐度

2.1.1 OTU稀釋曲線

中國在全球奢侈品市場扮演的重要角色已無需解釋，值得注意的是，過去一年，擁抱互聯(lián)網(wǎng)和電商正逐漸成為鐘表行業(yè)的主流趨勢，特別在中國市場，不少代表傳統(tǒng)鐘表業(yè)核心價值的高端品牌正突破以往束縛，大膽試水線上渠道。

隨著測序深度的增加12個樣品的稀釋曲線趨于平緩，表明此時樣品的庫容已經(jīng)涵蓋該位點的絕大部分細菌菌群。整體來說，B取樣點(直接排放)的OTU數(shù)在四季相對較低，尤其夏秋季節(jié)，說明尾水直接排放處附近海域底泥中細菌微生物群落豐富度最低(圖1)。

2.1.2 α多樣性分析

稱取約0.25 g的底泥樣品，采用E.Z.N.A. Soil DNA Kit提取樣品中的總DNA，通過微量核酸蛋白分析儀對提取后的DNA 濃度與純度進行檢測，全部DNA樣品波長260 /280 值均在1.7～1.9(表2)。檢測合格的基因組DNA 樣品交由派森諾公司對其進行Illumina MiSeq高通量測序。

表3 樣品菌群微生物α多樣性指數(shù)

2.2 門水平分析

教師們提到，影響小學教師情緒勞動表現(xiàn)的因素主要有教師與學生、同事、家長等各種關(guān)系狀況，種種關(guān)系的交織狀態(tài)所形成的教師對學校文化的自我感知更是影響小學教師情緒勞動表現(xiàn)的重要因素之一，因此有必要探究小學教師眼中理想的學校文化類型，以期更好地助益實踐。下面根據(jù)訪談資料從教師的期望中捕捉有助于他們情緒展現(xiàn)的理想學校文化特征。

圖2 不同排海方式下底泥樣品在門水平群落分類學組成和豐度分布

2.3 綱水平分析

分別于2017年11月、2018年1月、7月和11月用已滅菌的柱狀采泥器采集表層(0～20 cm) 底泥樣品，每個斷面采集3—4 個重復(fù)，分離時用活塞自下而上將泥柱推出，并將泥樣每隔5 cm 分層，置于無菌自封袋中，2 h內(nèi)送回實驗室并盡快提取DNA ，用于PCR擴增。

圖3 不同排海方式下底泥樣品在綱水平群落分類學組成和豐度分布

2.4 種水平分析

底泥是一個物質(zhì)交換頻繁、微生物種類豐富、生物活性高的特殊環(huán)境。本研究發(fā)現(xiàn)，排海方式為先排河后排海的排污口附近底泥樣品細菌微生物群落豐富度除夏季外均高于其他排海方式，原因可能是先排河后排海的排海方式交換能力較高、穩(wěn)定性較差，對底泥中微生物有稀釋作用。而夏季在雨水管道排放處群落豐富度最高，考慮由于雨水管道排放處的取樣點為青島第二海水浴場，夏季又是青島旅游旺季，受氣溫和人類活動的影響，其群落豐富度最高，而直接排海有利于提高微生物群落多樣性。顯示底泥樣品的群落豐富度在夏季和秋季最高，春季次之，冬季最低，這與其他研究[11-12]存在顯著差異。其主要原因是受季節(jié)污水處理量的影響，冬季氣溫低，底泥微生物活性較低，城市用水量也較少，而夏秋季受氣溫和人類活動的影響，底泥中細菌大量生長繁殖，因此夏秋季細菌群落豐富度偏高；冬季受氣溫和排水量的影響，在氣溫較低排水量減少的情況下，冬季細菌群落豐富度最低。因此，各區(qū)域的底泥微生物多樣性和豐富度在季節(jié)和空間上存在顯著差異[13]。這與徐愛玲等研究的城市尾水排海過程中的細菌微生物群落豐富度和多樣性的結(jié)果[9]相一致，由此也可總結(jié)出底泥與水體環(huán)境中微生物多樣性和豐富度相互響應(yīng)。

圖4 不同排海方式下相對豐度大于1%的種水平群落分布

3 討論

對排海方式影響下三個研究區(qū)域四季底泥樣品的細菌微生物群落組成中相對豐度大于1%的優(yōu)勢菌種進行分類統(tǒng)計如圖4所示。12個樣品共檢測出優(yōu)勢菌種68種，在A點(先排河后排海)四季的底泥樣品中分別檢測出7，2，7，5種，在B點(直接排海)四季的底泥樣品中分別檢測出9，11，11，8種，在C點(雨水管道排放)四季的底泥樣品中分別檢測出1，3，9，10種。整體來說直接排海的排放方式在春、夏、秋季會增加優(yōu)勢菌的種類，而雨水管道排放在冬季會增加優(yōu)勢菌的種類。其中水單細胞菌(Pelomonasaquatica)和布魯氏菌(Brucellamicroti)在A取樣點冬季樣品中相對豐度分別為16.18%和12.71%，表現(xiàn)出絕對優(yōu)勢；秋季Lactococcuspiscium在三個取樣點的相對豐度分別為5.57%，11.99%和13.05%，表現(xiàn)出絕對優(yōu)勢，其他季節(jié)沒有發(fā)現(xiàn)。Propionigeniummaris只在A點(先排河后排海)處發(fā)現(xiàn)，秋季B點(直接排海)的優(yōu)勢菌表現(xiàn)出的相對豐度明顯高于其他地點；春季和夏季三個取樣點的樣品所研究的優(yōu)勢菌的相對豐度都小于10%，且變化幅度較小，沒有呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。

12個底泥樣品中共檢測到34個菌門，優(yōu)勢菌門主要有變形菌門(Proteobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)和放線菌門(Actinobacteria)，這與張承銘的研究結(jié)果[14]一致。研究[15]發(fā)現(xiàn)厚壁菌門(Firmicutes) 豐度與營養(yǎng)化指數(shù)呈顯著正相關(guān)，而在B取樣點污水處理廠特有的Biostys曝氣生物濾池脫氮除磷[16]導(dǎo)致厚壁菌門(Firmicutes)在直接排海處相對豐度較高。由于放線菌門( Actinobacteria)是革蘭氏陽性細菌，在有機質(zhì)分解過程中起重要作用[17]，而秋冬季節(jié)是青島第二海水浴場滸苔暴發(fā)的季節(jié)，在一定時間內(nèi)導(dǎo)致有機物含量增加[18]，這也是秋冬季節(jié)放線菌門( Actinobacteria)以及藍藻門(Cyanobacteria)在雨水排放口相對豐度較高的原因。有研究[19]報道疣微菌門(Verrucomicrobia)、綠彎菌門(Chloroflexi)和浮霉菌門(Planctomycetes)是廣泛存在于底泥環(huán)境中的。冬季氣溫低，底泥中污染物的釋放量和微生物的酶活性均較低，微生物的新陳代謝能力低，導(dǎo)致冬季細菌微生物群落豐度出現(xiàn)降低現(xiàn)象。

第四，共享經(jīng)濟的運作離不開信息技術(shù)平臺這一關(guān)鍵媒介和載體，互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)是保障共享經(jīng)濟順利運行的重要保障，能夠為其帶來很多支持與便利。

由于底泥環(huán)境為兼性厭氧或者發(fā)酵環(huán)境，海水流量以及河流的補給，導(dǎo)致底泥環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生改變[20]，對底泥中的細菌微生物群落組成產(chǎn)生一定的影響，而直接排海在這三種排海方式中流量最小，因此，直接排放附近海域底泥樣品菌綱的數(shù)量較低，并且變形菌綱(Epsilonproteobacteria)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、梭菌綱(Clostridia)、擬桿菌綱(Bacteroidia)等厭氧菌綱在直接排海方式下的相對豐度高于其他取樣點。秋冬季節(jié)是海水富營養(yǎng)化、滸苔暴發(fā)的季節(jié)，底泥中的有機物含量增加，異養(yǎng)菌豐度增加[21]，因此，芽孢桿菌綱(Bacilli)在秋冬季的相對豐度明顯較高。夏季溫度升高，δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria)和α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)的占比在直接排海的方式下夏季出現(xiàn)驟降現(xiàn)象，有研究報道[13]溫度是影響底泥中細菌群落組成的重要因素。β-變形菌綱(Betaproteobacteria)在冬季的相對豐度明顯高于其他季節(jié)，造成這種現(xiàn)象的主要原因是β-變形菌綱(Betaproteobacteria)中包含腸胃疾病和口腔疾病的致病菌，這符合張乾[22]曾報道胃腸道比較容易在冬季發(fā)難的結(jié)論，冬季氣溫低，河道底泥容易缺氧，并增加梭菌綱(Clostridia)和擬桿菌綱(Bacteroidia)的豐度，這與林國榮等[21]的研究結(jié)果相一致。

三個研究區(qū)域四季底泥樣品的細菌微生物群落組成中相對豐度大于1%的優(yōu)勢菌種有68種，這遠遠大于本課題組前期對尾水的研究[8-9]?？梢姷啄嗍俏⑸锏闹饕獥⒌睾蛢Υ鎺欤c尾水水體進行能量和物質(zhì)交換，并與水體環(huán)境互相響應(yīng)。而相較于其他尾水排放方式，尾水直接排放對尾水稀釋較快，底泥中營養(yǎng)物質(zhì)濃度較低，故優(yōu)勢菌種數(shù)量相對較低。秋季乳酸乳球菌屬(Lactococcusspp.)在三個研究區(qū)域均表現(xiàn)出絕對優(yōu)勢，乳球菌屬(Lactococcusspp.)是主要發(fā)酵菌劑之一，河道底泥為其生長提供了兼性厭氧環(huán)境，而秋季是水體富營養(yǎng)化的季節(jié)，河道底泥中營養(yǎng)成分較復(fù)雜，促進其生長繁殖；有研究[23-25]發(fā)現(xiàn)乳球菌屬(Lactococcusspp.)可以調(diào)節(jié)腸胃、呼吸等功能，對魚類的生長起到促進作用。產(chǎn)丙酸菌屬(Propionigeniumspp.)廣泛分布于淡水底泥中，而筆者只在A點(先排河后排海)處發(fā)現(xiàn)，原因可能是先排河后排海處河流流量較大，擴散距離增加促使其生長。

空氣齡(Age of Air)是指房間內(nèi)某點處空氣在房間內(nèi)已經(jīng)滯留的時間，反映了室內(nèi)空氣的新鮮程度，可以用來衡量房間內(nèi)空氣的新鮮程度和通風換氣效果，是評價室內(nèi)空氣的重要指標.這一概念最早是由SANDBERG[9]在20世紀80年代提出的.某處空氣齡越小，則空氣越新鮮，空氣品質(zhì)也就越好.圖6為各斷面平均空氣齡(Mean Age of Air)分布圖.Y=0.8 m、Y=1.2 m與Y=1.6 m處工作區(qū)平均空氣齡為110～283 s，辦公區(qū)域空氣齡并不是很大，且越接近送風口，辦公室內(nèi)的平均空氣齡數(shù)值越小，空氣便越新鮮，空氣品質(zhì)也就越高.

筆者在冬季A取樣點(先排河后排海)發(fā)現(xiàn)致病菌Pelomonasaquatica和Brucellamicroti的占比高達16.18%和12.71%，水單細胞菌(Pelomonasaquatica)是皮膚、呼吸道和腸道的主要致病菌；布魯氏菌(Brucellamicroti)可引起人畜共患性全身傳染病，主要表現(xiàn)癥狀為長期發(fā)熱、多汗、關(guān)節(jié)痛及肝脾腫大等，該病進入慢性期可能引發(fā)多器官和系統(tǒng)損害，造成不孕不育，嚴重者可導(dǎo)致死亡，由于它的廣泛傳播和極大危害已經(jīng)對部分地區(qū)人們的健康和經(jīng)濟造成極大的影響。假交替單胞菌屬(Pseudoalteromonasspp.)是一種海洋底泥中常見的魚類條件致病菌，由于A取樣點附近海域有水產(chǎn)養(yǎng)殖，該菌屬相對豐度更高一點；而在秋冬季節(jié)致病菌種類和豐度明顯增多。尾水底泥中存在的各種致病菌不僅能降低水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且對附近海域活動的人群健康也有很大威脅，青島作為著名的旅游勝地，建議相關(guān)部門加強對海濱附近海域的致病菌檢測，尤其是人口流量大的區(qū)域。

4 結(jié)論

1) 尾水先排河后排海排放附近海域底泥中細菌分布在27—32個菌門，58—81個菌綱，四季相對豐度大于1%的優(yōu)勢菌種分別有7，2，7，5種；尾水直接排海排放附近海域底泥中細菌分布在26—29個菌門，59—63個菌綱，四季相對豐度大于1%的優(yōu)勢菌種分別有9，11，11，8種；雨水管道排海排放附近海域底泥中細菌分布在29—31個菌門，58—76個菌綱，四季相對豐度大于1%的優(yōu)勢菌種分別有1，3，9，10種，相對于其他排海方式，直接排放處菌門、綱種類數(shù)量較少，優(yōu)勢種的種類較多。除夏季外先排河后排海排放的細菌微生物群落豐富度最高，雨水管道排放次之，直接排海排放最低。優(yōu)勢菌門有變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門，優(yōu)勢菌綱主要集中在α-變形菌綱、γ-變形菌、δ-變形菌綱和黃桿菌綱。底泥微生物受季節(jié)變化以及排海方式的影響，導(dǎo)致補給水、海水流量、海水環(huán)境發(fā)生變化，進而導(dǎo)致底泥環(huán)境以及底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生改變，從而使底泥中的細菌微生物群落組成發(fā)生改變并隨著季節(jié)呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。

2) 秋冬季節(jié)在尾水間接排放附近海域底泥中檢測出的致病菌Pelomonasaquatica占比高達16.18%，可引起皮膚、呼吸道和腸道等疾病，同時檢測出的致病菌Brucellamicroti的占比達到12.71%，是人畜共患性全身傳染病的致病菌，相關(guān)部門應(yīng)該加強對這兩種致病菌的監(jiān)測力度。