在首尔上空，PM2.5不仅携带化学污染物，还潜伏着动态变化的微生物群落。一项发表于《Frontiers of Environmental Science & Engineering》的研究通过高通量基因测序，首次系统揭示了这些微生物随季节更替的演替规律及其与环境因素的复杂关联。研究发现，微生物群落的组成和功能受污染物与气象条件的交替控制，冬季和春季以化学物质主导，而夏季和秋季则更多受自然气象因素影响。

微生物的季节性“迁徙”图谱

研究团队在2018年分四季采集了75份PM2.5样本，发现细菌和真菌群落呈现明显的季节性轮替。例如，冬季的细菌群落以假节杆菌属（Pseudarthrobacter）和詹氏杆菌属（Janthinobacterium）为主，这类微生物常见于寒冷环境如南极土壤；春季则转为螺旋藻属（Arthrospira）主导，其偏好高钠离子浓度和强光照环境，与春季沙尘天气带来的矿物离子增多相关。真菌群落同样规律显著：冬季的念珠菌属（Candida）和春季的鬼伞属（Coprinopsis）在污染物浓度较高时占优，而夏秋两季的皮肤毛孢子菌属（Cutaneotrichosporon）则与降雨量呈正相关，暗示其可能通过雨水传播。

环境驱动的“生态博弈”

通过典型关联分析（CCA），研究揭示了不同季节的主导环境因素。冬季的微生物群落与多环芳烃（PAHs）、烷烃等有机污染物及NO₂、元素碳（EC）紧密关联。例如，尽管PAHs对多数微生物具有毒性，但链格孢属（Alternaria）真菌能将其降解为碳源，表现出独特的适应性。春季的微生物则同时受到自然与人为因素影响：污染物（PM2.5、O₃）和离子（Na⁺、NO₃⁻）共同作用，其中螺旋藻属与钠离子浓度正相关，而分枝杆菌属（Mycolicibacterium）依赖硝酸盐代谢。

夏季和秋季，温度与降水成为主要驱动力。 Pelomonas 在低温下活跃，而罗氏菌属（Rothia）在温暖环境中更易繁殖，后者已知与人类感染性心内膜炎相关，提示气象条件可能影响病原菌的传播风险。

微生物的功能适应性：从代谢到生态角色

基因功能预测显示，细菌群落在春季代谢活动最活跃，碳水化合物和氨基酸代谢通路占比超过70%。真菌则普遍以腐生营养为主，通过分解有机物参与大气碳循环。春季真菌群落包含14个功能模块，表明其生态角色更多元。值得注意的是，PM2.5中的真菌多为植物病原体或内生菌，可能来源于土壤和植被，并通过附着在颗粒物上增强存活率。

研究启示与未来挑战

该研究首次将大气有机化合物（如PAHs、二元羧酸）纳入季节性分析，填补了首尔地区相关空白。然而，环境因素对微生物的影响存在复杂交互作用（如降雨可能同时改变离子浓度和污染物分布），需通过长期观测进一步验证。这些发现为评估PM2.5的健康风险提供了新视角：特定季节富集的病原菌或代谢活性增强的微生物，可能加剧呼吸道疾病传播，需在污染防控中予以关注。

来源: FESE Message