淺析熒光法測定藍(lán)藻生物量的可行性

楊曉冬

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228)

淺析熒光法測定藍(lán)藻生物量的可行性

楊曉冬

(昆明市環(huán)境監(jiān)測中心，云南昆明650228)

比較熒光法與群落計(jì)數(shù)法的測定方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用t檢驗(yàn)法分析兩種方法的差異性，通過回歸分析驗(yàn)證熒光法測定藍(lán)藻生物量的穩(wěn)定性和線性響應(yīng)性，認(rèn)為熒光法測定藍(lán)藻生物量可行。

群落計(jì)數(shù)法;熒光法;藍(lán)藻生物量;可行性

近年來，大量工業(yè)廢水、生活廢水排入天然湖體，致使湖體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化。許多內(nèi)陸湖泊，包括太湖、巢湖、滇池等都出現(xiàn)了藍(lán)藻暴發(fā)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)耗盡水中氧氣造成魚類死亡，更為嚴(yán)重的是，藍(lán)藻中有些種類(如微囊藻)還會(huì)產(chǎn)生毒素(簡稱MC)，MC除了直接對魚類、人畜產(chǎn)生毒害之外，也是肝癌的重要誘因。因此對藍(lán)藻的預(yù)警監(jiān)測就顯得尤為重要，而藍(lán)藻生物量又是表征藍(lán)藻多與少的最重要指標(biāo)，能否及時(shí)、準(zhǔn)確測定水體中的藍(lán)藻生物量無疑是藍(lán)藻預(yù)警監(jiān)測最重要技術(shù)支撐。

1 群落計(jì)數(shù)法與熒光法簡介

目前，藍(lán)藻生物量的測定，標(biāo)準(zhǔn)方法是《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的群落計(jì)數(shù)法，其測定步驟為:吸取0.1ml樣品注入0.1ml計(jì)數(shù)框，在10×40倍或8×40倍顯微鏡下計(jì)數(shù)，藻類計(jì)數(shù)100個(gè)視野，計(jì)數(shù)兩片取其平均值。如兩片計(jì)數(shù)結(jié)果個(gè)數(shù)相差15%以上，則進(jìn)行第三片計(jì)數(shù)，取其中個(gè)數(shù)相近兩片的平均值。亦可采用長條計(jì)數(shù)法，選取兩相鄰刻度從計(jì)數(shù)框的左邊一直計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)框的右邊稱為一個(gè)長條。與下沿刻度相交的個(gè)體，應(yīng)計(jì)數(shù)在內(nèi)，與上沿刻度相交的個(gè)體，不計(jì)數(shù)在內(nèi)，與上、下沿刻度都相交的個(gè)體，以生物體的中心位置作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，也可在低倍鏡下，按上述原則單獨(dú)計(jì)數(shù)，最后加入總數(shù)之中，一般計(jì)數(shù)3條，即第2、5、8條，若藻體數(shù)量太少，則應(yīng)全片計(jì)數(shù)。把計(jì)數(shù)所得結(jié)果按下式換算成每升水中藻的數(shù)量。

式中:N——每升水中浮游植物的數(shù)量(個(gè)/L);A——計(jì)數(shù)框面積(mm2);AC——計(jì)數(shù)面積(mm2);VW——1L水樣經(jīng)沉淀濃縮后的樣品體積(ml);V——計(jì)數(shù)框體積(ml);n——計(jì)數(shù)所得的藻的個(gè)體數(shù)或細(xì)胞數(shù)。

熒光法原理為:探頭發(fā)射波長為590 nm的橙色光線射到水樣中，水中的藍(lán)綠藻吸收該光線的能量，并釋放出熒光，熒光的波長范圍在650 nm。傳感器直接測量藍(lán)綠藻釋放出來的橙色光線強(qiáng)度?？梢詫y量結(jié)果顯示為電壓(0～5V)或濃度(0～2000000個(gè)/ml)。測定步驟主要為:使用前用群落計(jì)數(shù)法測定結(jié)果校準(zhǔn)儀器。測定時(shí)，連接手操器和探測器，將待測水樣裝至探測器的校準(zhǔn)杯，取樣量約為校準(zhǔn)杯的2/3，啟動(dòng)手操器，儀器每2s(可以設(shè)置為每隔1s到24h)讀取1個(gè)數(shù)據(jù)，待手操器顯示數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定后，記錄數(shù)據(jù)，單位為:個(gè)/ml。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 材料

群落計(jì)數(shù)法:顯微鏡、浮游生物計(jì)數(shù)框、浮游生物計(jì)數(shù)器。

熒光法:Hydrolab DS5X水質(zhì)多參數(shù)分析儀。

2.2 采樣方式

采樣點(diǎn)位:滇池暉灣中。觀音山中、滇池南、觀音山岸邊。

采樣規(guī)范:參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版，增補(bǔ)版)中浮游生物的采集與保存方法。

2.3 樣品測定

用群落計(jì)數(shù)法結(jié)果對Hydrolab DS5X水質(zhì)多參數(shù)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，再分別用Hydrolab DS5X水質(zhì)多參數(shù)分析儀和群落計(jì)數(shù)法進(jìn)行水樣的測定。

2.4 結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析方法

熒光法與群落計(jì)數(shù)法測定結(jié)果之間的差異性和熒光法的穩(wěn)定性、線性響應(yīng)性分析分別采用《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊》(第二版)中t檢驗(yàn)方法和回歸分析。

2.5 結(jié)果分析

(1)采用t檢驗(yàn)對兩種測定方法的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)樣本為24對，測定結(jié)果見表1。

表1 群落計(jì)數(shù)法與熒光法測定藍(lán)藻生物量結(jié)果統(tǒng)計(jì)

①H0:μ=0(雙側(cè)檢驗(yàn))

②計(jì)算統(tǒng)計(jì)量:

③計(jì)算t值:

④給定α=0.05，查t表得t0.05(23)=2.021

因?yàn)閨t|=2.021＜t0.05(23)=2.069

經(jīng)t檢驗(yàn)分析，不拒絕原假設(shè)，即兩種方法測定結(jié)果之間不存在顯著差異，能相互替代。

(2)對熒光法測定同一水樣不同稀釋倍數(shù)的結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)定性和線性響應(yīng)性回歸分析，結(jié)果見表2。

表2 各稀釋倍數(shù)下熒光法測定的藍(lán)藻生物量統(tǒng)計(jì)

從表2及圖1、圖2的相關(guān)系數(shù)可以看出，使用Hydrolab DS5X水質(zhì)多參數(shù)分析儀測定水體中藍(lán)藻生物量時(shí)，各個(gè)稀釋倍數(shù)下的測定結(jié)果與稀釋倍數(shù)之間呈顯著冪相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9991與0.9873，說明熒光法在測定同一水樣不同稀釋倍數(shù)的藍(lán)藻生物量時(shí)，具有良好的穩(wěn)定性和線性響應(yīng)性。

3 結(jié)論

目前藍(lán)藻生物量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法是《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的群落計(jì)數(shù)法。整個(gè)檢測過程耗時(shí)長，數(shù)據(jù)處理繁瑣，檢測人員1d只能檢測2～3個(gè)樣品，效率低，取樣量較小(0.1ml)，代表性差。相對而言，熒光法則操作簡便、直觀、便于攜帶，能及時(shí)獲取數(shù)據(jù)，但現(xiàn)場測量時(shí)數(shù)據(jù)波動(dòng)比較大，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，如果只為定性了解藍(lán)綠藻生物量，只需讀取范圍值;如果要定量，應(yīng)待儀器讀數(shù)相對穩(wěn)定后，分別讀取高、中、低值計(jì)算其平均值。

用t檢驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)分析兩種方法，結(jié)果不存在顯著差異，能相互替代，從表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，值最高為906.0，兩種方法測定結(jié)果相差2.8倍，可比性較差。分析其原因:藍(lán)藻生物量沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品，熒光法的測定儀器是用群落計(jì)數(shù)法測定的結(jié)果來校準(zhǔn)，而群落計(jì)數(shù)法測定結(jié)果的準(zhǔn)確性受取樣量小、樣品中藍(lán)藻分布不均勻等因素影響，儀器在校準(zhǔn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差，導(dǎo)致在測定樣品時(shí)與群落計(jì)數(shù)法出入較大，所以，在選擇校準(zhǔn)樣品時(shí)，建議選取測量區(qū)域藍(lán)藻濃度的50%作為校準(zhǔn)點(diǎn)，以減少校準(zhǔn)誤差，使測定結(jié)果更準(zhǔn)確。經(jīng)對熒光法測定同一樣品不同稀釋倍數(shù)的結(jié)果回歸分析，測定結(jié)果呈顯著冪相關(guān)，驗(yàn)證了熒光法測定藍(lán)藻生物量時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和線性響應(yīng)性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種方法可以相互替代，熒光法在測定藍(lán)藻生物量時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和線性響應(yīng)性。用熒光法測定藍(lán)藻生物量是可行的。

4 結(jié)束語

對于監(jiān)測水域廣、監(jiān)測點(diǎn)位多、監(jiān)測頻次要求高的水體，群落計(jì)數(shù)法單點(diǎn)有限頻次的現(xiàn)狀監(jiān)測遠(yuǎn)不能滿足藍(lán)藻預(yù)警監(jiān)測的要求。熒光法能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)位、高頻次、連續(xù)的藍(lán)藻生物量監(jiān)測，能有效解決群落計(jì)數(shù)法耗時(shí)長、效率低、代表性差等問題。然而熒光法經(jīng)濟(jì)成本高，檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性依賴傳統(tǒng)的群落計(jì)數(shù)法。只有把兩種方法有效結(jié)合起來，才能為藍(lán)藻預(yù)警監(jiān)測提供更為準(zhǔn)確、高效的數(shù)據(jù)支持。

［1］國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版，增補(bǔ)版)［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［2］中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊(第二版)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1994.

Feasibility of Determining the Biomass of Cyanobacteria by Fluorescence Method

YANG Xiao－dong
(Kunming Environmental Monitoring Station，Kunming Yunnan 650228 China)

The experimental results both by fluorescence method and community counting methods to determine the biomass of cyanobacteria were compared.The differences between these two methods were tested by t－test method.The stability and linear response of fluorescence method were analyzed by regression analysis.The results indicated that the fluorescence method is feasible to determine the biomass of cyanobacteria.

community counting method;fluorescence method;biomass of cyanobacteria;feasibility

X83

A

1673－9655(2011)05－0089－03

2011－04－22