تاثير طوفان‌هاي گردوغباري بر كيفيت ميكروبي هوا در شهر اهواز و منشا‌يابي آن با استفاده از مدل‌سازي عددي

The effect of dust storm on the microbial quality of ambient air in ahvaz city and dust source identification using numerical modeling

سابقه و هدف : ذرات معلق موجود در هوا شاخص مهمي در كيفيت هواي خارجي است. غلظت‌هاي بالاي اين ذرات منجر به بسياري از مشكلات بهداشتي مي‌شود. تماس با آلودگي ناشي از هواويزهاي زيستي تقريباً در زندگي شهري در سراسر جهان ‌اجتناب‌ناپذير است. حضور ميكروارگانيسم‌هاي بيماري‌زا در ذرات گردوغبار منجر به بيماري‌هاي دستگاه تنفسي، آسم و ذات‌الريه مي‌شود. جمعيت ميكروبي موجود در ذرات گردوغبار در روزهاي عادي و روزهاي غباري و نيز تطابق بين افزايش ذرات pm10 و افزايش جمعيت ميكروبي در اين تحقيق بررسي شده است.مواد و روش‌ها: نمونه‌برداري توسط نمونه‌بردار ميكروبي هوا 1 و در ارتفاع 1/5 الي 2 متري از سطح زمين با جريان l/min14/3 و به مدت 5 دقيقه انجام شد. شناسايي جمعيت ميكروبي با رقيق‌سازي‌هاي متوالي تا 5-10 از نمونه‌هاي گردوخاك در سرم فيزيولوژيك و كشت در محيط‌هاي كشت مربوطه و به مدت 5-3 روز در دماي محيطي c 2±25 گرمخانه‌گذراي انجام شد.نتايج و بحث: در طوفان‌هاي غباري بر فراز شهر اهواز در فصول گرم (فروردين الي شهريورماه) سال 1390 هر نوع افزايش در غلظت ذرات pm10 حاضر در هوا در تطابق با افزايش غلظت باكتريايي و قارچي بوده است. در ماه‌هاي خرداد، تير و مرداد سال 1390 غلظت ذرات pm10 به‌طور مداوم بيشتر از حد استاندارد بوده است. افزايش غلظت باكتريايي در شهر اهواز به دليل طوفان‌هاي غباري در روزهاي غباري 5 برابر و غلظت قارچي نيز در روزهاي غباري 1/7 برابر روزهاي عادي افزايش‌يافته است. در روزهاي غباري غلظت ميكروارگانيسم‌هاي غالب با افزايش مواجه بوده است و باكتري غالب باسيلوس 45% جمعيت كل باكتريايي و قارچ غالب آسپرژيلوس 44% جمعيت كل قارچي را در ذرات گردوغبار شامل مي‌شود. نتايج حاصل افزايش جمعيت ميكروبي حاضر در ذرات گردوغبار در روزهاي غباري را نشان مي‌دهد. هر نوع افزايش در جمعيت ميكروبي حاضر در ذرات گردوغبار مي‌تواند منجر به تاثيرات منفي بر سلامتي انسان شود.نتيجه‌گيري: با بررسي روند تغييرات ساليانه و فصلي پارامترهاي هواشناسي و استفاده از نرم‌افزار hysplit مي‌توان دريافت كه منشا احتمالي اين ذرات در شهر اهواز، كشورهاي همسايه در جنوب غرب ايران به‌ويژه مناطق شمال غرب كشور عراق و شرق كشور سوريه است.

Introduction: Airborne particles are considered to be an important indicator of air quality and high concentrations of these particles cause many health problems. Around the world, it is impossible to avoid contact with bio-aerosol contamination in urban life. The presence of pathogenic microorganisms in dust storms can cause diseases such as pneumonia, asthma, and other respiratory infections. The aim of this study was to investigate the relationship between airborne particles with airborne microorganisms in normal and dusty days. Materials and methods: The sampling method was quick take 30 equipped with a single-stage sampler at the elevation of 1.5 to 2 meters above the ground. Air flow was 14.3 L/min and its duration was 5 min. The original samples were diluted several times (10-5 - 10-4) to reduce the microbial population sufficiently to obtain separate colonies upon plating. All cultures were incubated at environmental temperature (25 ± 2 °C) for 3 to 5 days and repeated twice. Any increase in PM10 concentrations were in agreement with an increase of bacterial and fungal concentrations during dusty days in Ahvaz city during the warm period (April to September) in 2011. Results and discussion: The concentration of particles in June, July and August was greater than the standard value. The results of the present study illustrated that the average number of bacteria and fungi, respectively, in dusty days was 5 and 1.7 times that of normal days. Also, the predominant species of bacteria and fungi during the occurrence of dust storms were Bacillus sp. (45% of total bacteria) and Aspergillus sp. (44% of total fungi), respectively. Therefore, any increase in the number of airborne microorganisms (bacteria and fungi) during dust storms can cause biologically harmful effects on human health. Conclusion: Based on the annual and seasonal changes in meteorological parameters and HYSPLIT, it can be seen that the probable origin of airborne particles are neighbouring countries to southwestern Iran, especially the northwestern parts of Iraq and the eastern parts of Syria.