藻密度手工監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)研究

蔡琨，李娣，陳瑜，沈麗娟，朱冰川，許浩，姜晟，李旭文

(1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210019；2.江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 蘇州 215000；3.江蘇省常州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 常州 213000；4.江蘇省無(wú)錫環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 無(wú)錫 214000；5.南京皓安環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司，江蘇 南京 210000)

0 前言

藻類(浮游植物)不但是水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，而且是水中溶解氧的主要供應(yīng)者[1]，藻類過(guò)量繁殖時(shí)產(chǎn)生的水華，其夜晚呼吸作用及分解消亡時(shí)會(huì)大量消耗水中溶解氧，影響其他水生生物生存，在湖泊水體中甚至?xí)纬珊?。因此藻類的群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量顯著影響著水生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質(zhì)的傳遞[2]，決定了水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，因此藻類是水生態(tài)系統(tǒng)中的重要指示生物[3]。

藻密度(藻類的細(xì)胞密度)一直是我國(guó)重點(diǎn)湖庫(kù)水華預(yù)警啟動(dòng)的核心依據(jù)之一。根據(jù)《重點(diǎn)湖庫(kù)水華預(yù)警工作機(jī)制(試行)》(環(huán)辦水體函〔2019〕876號(hào))[4]，2020年，太湖、巢湖、滇池、洱海和丹江口水庫(kù)等5個(gè)重點(diǎn)湖庫(kù)水華預(yù)警系統(tǒng)啟動(dòng)。在湖庫(kù)區(qū)，當(dāng)水華面積占比達(dá)到預(yù)警值，且藻密度或葉綠素a濃度也達(dá)到預(yù)警值時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警工作；在集中式飲用水水源地，當(dāng)平均藻密度或平均葉綠素a濃度達(dá)到閾值時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警，閾值依據(jù)熒光法在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)而制定。2021年該文件進(jìn)行修訂，微調(diào)了預(yù)警條件和預(yù)警值，調(diào)整不影響本研究的適用性討論。

藻密度的測(cè)定方法主要包括顯微鏡人工計(jì)數(shù)法、熒光法、光密度法和流式細(xì)胞儀法等。其中顯微鏡人工計(jì)數(shù)是最基礎(chǔ)的技術(shù)，在微生物、小型水生生物監(jiān)測(cè)分析中應(yīng)用廣泛，具有直接、直觀、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，不但可以準(zhǔn)確測(cè)定藻密度，也是藻類分類鑒定的基礎(chǔ)[5-6]。由于顯微鏡人工計(jì)數(shù)存在分析周期長(zhǎng)、對(duì)人員專業(yè)水平要求高等問(wèn)題，為更好地滿足監(jiān)測(cè)需求，熒光法、光密度法、流式細(xì)胞儀法等也陸續(xù)被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用到浮游藻密度及生物量測(cè)算中[7]，其中熒光法因其簡(jiǎn)便、快捷的特點(diǎn)，在藻密度監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最為廣泛[8-9]。

為進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的直觀性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性，提升全國(guó)藻類監(jiān)測(cè)能力和服務(wù)管理應(yīng)用水平，2020年，生態(tài)環(huán)境部和中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站要求，除使用浮標(biāo)站、便攜式儀器等快速監(jiān)測(cè)(熒光法)的藻密度結(jié)果外，試點(diǎn)應(yīng)用藻密度手工監(jiān)測(cè)(顯微鏡人工計(jì)數(shù)法)數(shù)據(jù)結(jié)果，將其一并納入監(jiān)測(cè)預(yù)警體系中。

2020年5月，太湖某水域藻密度自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常，但試點(diǎn)的手工監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)到閾值，觸發(fā)水華預(yù)警。上述情況表明，在按工作機(jī)制程序開(kāi)展預(yù)警工作的同時(shí)，各相關(guān)監(jiān)測(cè)單位也急需對(duì)藻密度手工監(jiān)測(cè)的能力水平開(kāi)展比對(duì)研究，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

1 研究方法

1.1 樣品來(lái)源及制備

觸發(fā)預(yù)警當(dāng)天，在觸發(fā)預(yù)警水域的岸邊，依據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)》及相關(guān)文獻(xiàn)[3,5]中樣品采集及前處理方法開(kāi)展樣品制備，制備過(guò)程中依據(jù)相關(guān)文件開(kāi)展質(zhì)量控制和質(zhì)量保證措施，確保樣品的均一性。

利用有機(jī)玻璃采水器，現(xiàn)場(chǎng)平行采集水面下0.5 m處水樣5瓶(各1 L)?，F(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí)，避開(kāi)水面有明顯藻類堆積的區(qū)域，采樣時(shí)發(fā)現(xiàn)采樣點(diǎn)水體中存在較多肉眼可見(jiàn)的藻類懸浮顆粒。

水樣采集后添加魯哥氏液進(jìn)行固定，并立即在實(shí)驗(yàn)室中同時(shí)進(jìn)行靜置沉淀。采樣后的第2天，靜置沉淀滿24 h，用虹吸法去除上清液，將樣品定容至40 mL，制備獲得5瓶各40 mL樣品。其中1瓶混勻后平均分成4份，每份10 mL，作為前處理完成后的平行樣品，全部標(biāo)記為樣品1，另4瓶標(biāo)記為樣品2，作為現(xiàn)場(chǎng)采集的平行樣品。將1瓶樣品1和1瓶樣品2作為1組樣品(圖1)。

圖1 樣品制備過(guò)程示意

1.2 樣品分配及送達(dá)

采樣后的第3天，分別將1組樣品送至環(huán)太湖的江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心(以下簡(jiǎn)稱“蘇州”)、江蘇省無(wú)錫環(huán)境監(jiān)測(cè)中心(以下簡(jiǎn)稱“無(wú)錫”)和江蘇省常州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“常州”)，剩余1組樣品送至江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“省中心”)，以上實(shí)驗(yàn)室全部具備CMA(中國(guó)計(jì)量認(rèn)證)浮游植物檢測(cè)資質(zhì)能力。4家實(shí)驗(yàn)室同時(shí)得到標(biāo)記為樣品1和樣品2的2個(gè)藻類樣品。

1.3 樣品分析

樣品分析前，考慮到4個(gè)實(shí)驗(yàn)室全部為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室，單次分析僅需要不到0.5 mL樣品，因此又邀請(qǐng)了具備CMA浮游植物檢測(cè)資質(zhì)的南京皓安環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“皓安”)共同參與本次分析比對(duì)。由于待測(cè)試樣品數(shù)量有限，該公司的2名技術(shù)人員均在江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室中，使用已經(jīng)檢定合格的移液槍、顯微鏡等儀器設(shè)備，獨(dú)立開(kāi)展分析工作。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的4個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別由1名人員開(kāi)展樣品分析工作，即共有6名分析人員同時(shí)獨(dú)立對(duì)樣品進(jìn)行分析。蘇州、無(wú)錫和常州分析的是獨(dú)立樣品；省中心及皓安公司共3人，分析的是同1組樣品。皓安公司的2名人員持有內(nèi)部頒發(fā)的浮游植物檢測(cè)上崗證，其余4家實(shí)驗(yàn)室的4名分析人員，均持有國(guó)家頒發(fā)的浮游植物檢測(cè)上崗證。

樣品分析過(guò)程中，6名人員均按相關(guān)規(guī)范[10]等文件要求，將樣品充分搖晃均勻后，取0.1 mL置于浮游生物計(jì)數(shù)框中制成玻片，在顯微鏡下對(duì)藻類細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)方法由分析人員根據(jù)實(shí)際情況自行選取，采取行格法、對(duì)角線法、視野法及其他方法抽樣計(jì)數(shù)或全片計(jì)數(shù)均不作要求。每個(gè)樣品分別鏡檢2張玻片，2次計(jì)數(shù)結(jié)果的相對(duì)偏差應(yīng)≤15%，相對(duì)偏差計(jì)算公式為：相對(duì)偏差=(高值-低值)/(高值+低值)×100%，否則進(jìn)行第3片計(jì)數(shù)，取其中數(shù)值相近2片的平均值，按公式(1)進(jìn)行換算，得到樣品藻密度的最終檢測(cè)結(jié)果。

(1)

式中：N——藻密度，個(gè)/L(單位中“個(gè)”代表細(xì)胞個(gè)數(shù))；A——計(jì)數(shù)框面積，mm2；Ac——計(jì)數(shù)面積，mm2；V0——水樣濃縮前體積，L；Vs——水樣濃縮后體積，mL；Va——計(jì)數(shù)框容積，mL；n——浮游植物計(jì)數(shù)細(xì)胞數(shù)，個(gè)。

1.4 比對(duì)方法

現(xiàn)行關(guān)于實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等主要針對(duì)化學(xué)測(cè)量方法，由于顯微鏡人工計(jì)數(shù)分析方法的特殊性，對(duì)于浮游植物分析等生物指標(biāo)檢測(cè)目前暫無(wú)完全適用的比對(duì)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。同樣，在顯微鏡人工計(jì)數(shù)應(yīng)用較多的衛(wèi)生領(lǐng)域也沒(méi)有比較完善的科學(xué)質(zhì)量保證與考核辦法[11]。通過(guò)在“中國(guó)知網(wǎng)”(www.cnki.net)以“浮游植物+比對(duì)”“藻+比對(duì)”“藻密度+對(duì)比”等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，均未檢索到開(kāi)展多家實(shí)驗(yàn)室藻密度比對(duì)的相關(guān)研究文獻(xiàn)；以“微生物+比對(duì)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生領(lǐng)域開(kāi)展過(guò)類似比對(duì)工作[12-13]，但由于相關(guān)研究中的比對(duì)數(shù)據(jù)值與本研究中藻密度相比，相差4～6個(gè)數(shù)量級(jí)，方法對(duì)本研究的適用性存疑。

根據(jù)檢測(cè)方法實(shí)際，使用《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2020)[14]中精密度確定方法，并參考國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范《化學(xué)量測(cè)量比對(duì)》(JJF 1117.1—2012)[15]和《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》(CNAS-GL002：2018)[16]，對(duì)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于浮游植物密度無(wú)標(biāo)準(zhǔn)樣品，分析過(guò)程幾乎完全依靠人工肉眼觀察，使用的儀器設(shè)備主要是對(duì)個(gè)體進(jìn)行光學(xué)放大作用的顯微鏡，無(wú)不確定度相關(guān)指標(biāo)值，無(wú)可靠的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差、復(fù)現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)偏差等，結(jié)合相關(guān)研究應(yīng)用的成功案例[12-13,17-18]，采用Z比分?jǐn)?shù)法(Z-score)進(jìn)行比對(duì)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)[15-16]。考慮到參加本次比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室(即樣本數(shù)據(jù))較少，利用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)法，比對(duì)參考值采用多組實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的算術(shù)平均數(shù)，比對(duì)結(jié)果分散度采用比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差[19]。Z比分?jǐn)?shù)計(jì)算方法見(jiàn)式(2)。

Z=(x-x0)/s

(2)

式中：Z——Z比分?jǐn)?shù)值；x——參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果；x0——比對(duì)參考值；s——比對(duì)結(jié)果的分散度。當(dāng)|Z|≤2，表明參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果為合格；當(dāng)2<|Z|<3，判定為可疑；當(dāng)|Z|≥3，判定為不合格[15-16]。

2 比對(duì)結(jié)果

2.1 樣品監(jiān)測(cè)分析結(jié)果

將6組檢測(cè)結(jié)果視為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行比對(duì)，具體監(jiān)測(cè)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各單位監(jiān)測(cè)分析結(jié)果

由表1可見(jiàn)，樣品1的藻密度為39 281×104～64 000×104個(gè)/L，平均值為48 728×104個(gè)/L；樣品2的藻密度為38 249×104～77 943×104個(gè)/L，平均值為62 264×104個(gè)/L。樣品1與樣品2平均藻密度絕對(duì)差值為13 536×104個(gè)/L，相對(duì)偏差為12.2%。參考每個(gè)樣品鏡檢2張玻片，2次計(jì)數(shù)結(jié)果的相對(duì)偏差≤15%的要求，將樣品1和樣品2各實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的均值視為一個(gè)樣品的2次計(jì)數(shù)，則分析結(jié)果達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 數(shù)據(jù)結(jié)果直接比對(duì)

各實(shí)驗(yàn)室間，樣品1的標(biāo)準(zhǔn)偏差為8 681×104個(gè)/L，實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(即變異系數(shù)C.V)為17.8%；樣品2的標(biāo)準(zhǔn)偏差為15 264×104個(gè)/L，實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為24.5%。樣品1的標(biāo)準(zhǔn)偏差遠(yuǎn)小于樣品2，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差比樣品2低6.7%。

各單位Z比分?jǐn)?shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，樣品1各實(shí)驗(yàn)室的Z比分?jǐn)?shù)范圍為-1.09～1.76，樣品2為-1.57～1.03，|Z|均≤2，表明參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室的樣品1和樣品2分析結(jié)果均為合格。各實(shí)驗(yàn)室|Z|的均值，樣品1比樣品2低0.05。

表2 各實(shí)驗(yàn)室Z比分?jǐn)?shù)計(jì)算結(jié)果

樣品2分析結(jié)果的離散程度、評(píng)價(jià)結(jié)果的|Z|的均值均高于樣品1，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)采樣的隨機(jī)誤差可能大于實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程中的隨機(jī)和系統(tǒng)誤差。

2.3 數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后比對(duì)

藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌，藻類與微生物相似，也存在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，參考微生物數(shù)據(jù)分析方法，將浮游植物分析結(jié)果對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行比對(duì)分析[12]。

各實(shí)驗(yàn)室分析得到的樣品1藻密度對(duì)數(shù)范圍為8.594～8.806，平均值為8.682；樣品2藻密度對(duì)數(shù)范圍為8.583～8.892，平均值為8.782。樣品1與樣品2藻密度對(duì)數(shù)均值的絕對(duì)差值為0.1，相對(duì)偏差為6.8%。

各實(shí)驗(yàn)室間，樣品1標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.074，實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.9%；樣品2標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.118，實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%。

由表2可見(jiàn)，樣品1各實(shí)驗(yàn)室的Z比分?jǐn)?shù)范圍為-1.19～1.67，樣品2為-1.69～0.94，|Z|均≤2，表明參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室的樣品1和樣品2分析結(jié)果均為合格。各單位|Z|的均值，樣品1比樣品2低0.02。樣品2分析結(jié)果的離散程度、評(píng)價(jià)結(jié)果的|Z|的均值也均高于樣品1。

3 討論

3.1 評(píng)價(jià)方法的適用性和可靠性

本研究使用的《HJ 168—2020》，明確了1組測(cè)定結(jié)果精密度的確定方法，但并無(wú)參比實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)結(jié)果是否合格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)約定；《JJF 1117.1—2012》的適用范圍僅為“化學(xué)量測(cè)量比對(duì)”，不包含生物相關(guān)數(shù)據(jù)的比對(duì)。本研究參考上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此可能存在一定缺陷。

在參考《JJF 1117.1—2012》進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，僅能通過(guò)多家實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果的算術(shù)平均數(shù)作為比對(duì)參考值，無(wú)不確定度相關(guān)指標(biāo)值，無(wú)可靠的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差、復(fù)現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)偏差等，僅能采用Z比分?jǐn)?shù)對(duì)各實(shí)驗(yàn)室比對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，無(wú)法采用En值(評(píng)價(jià)比對(duì)結(jié)果的基本方式，應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)規(guī)范建議優(yōu)先采用)、CD值、ZΔ值等方法。而在采用Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，由于本次比對(duì)實(shí)驗(yàn)室僅5家，數(shù)據(jù)量偏小，無(wú)法使用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)法，但算術(shù)平均數(shù)易受單個(gè)結(jié)果(特別是極值)影響，參考值的代表性方面也可能受到不小的影響。

不確定適用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、分析方法特殊性、參考值的代表性等，可能導(dǎo)致本研究評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性受到一定影響。

3.2 比對(duì)結(jié)果的普適性

由于本研究需要快速取得比對(duì)結(jié)果，因此僅在1個(gè)點(diǎn)位平行采集了1組比對(duì)樣品，分析結(jié)果顯示，比對(duì)樣品的藻密度約40 000×104～60 000×104個(gè)/L，處于極高位。本研究比對(duì)結(jié)果僅能代表各實(shí)驗(yàn)室對(duì)高密度區(qū)間浮游植物樣品分析結(jié)果的一致性，并不能擴(kuò)展說(shuō)明其對(duì)于不同密度樣品的分析能力均合格。

在后續(xù)研究中，將進(jìn)一步開(kāi)展深入的比對(duì)研究，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)置如多個(gè)不同密度梯度的藻類平行樣品開(kāi)展分析比對(duì)，并由盡可能多的實(shí)驗(yàn)室對(duì)這些不同密度梯度的樣品開(kāi)展檢測(cè)分析，以更好地說(shuō)明各實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果的合格性。

3.3 藻密度手工監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差較大的原因分析

藻密度手工監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差較大，主要源于監(jiān)測(cè)分析技術(shù)方法。通常藻密度樣品采集后，需要靜置沉淀24～48 h，但即便沉淀48 h，由于不同藻類密度不同、沉降速度不同，同時(shí)虹吸去除上清液時(shí)，對(duì)底部擾動(dòng)也存在差異，濃縮后的藻樣與實(shí)際情況已經(jīng)存在少許偏差；在顯微制片時(shí)，通過(guò)搖動(dòng)混勻濃縮定容后的40 mL樣品，取0.1 mL樣品制片進(jìn)行分析，由于部分藻類存在聚集成團(tuán)的特性，同時(shí)搖動(dòng)并不能完全保證均勻，制片的隨機(jī)性對(duì)結(jié)果存在不小的影響；在顯微鏡鏡檢時(shí)，由于計(jì)數(shù)量太大，計(jì)數(shù)規(guī)范和相關(guān)文獻(xiàn)均說(shuō)明，可以對(duì)計(jì)數(shù)框中的網(wǎng)格按行格法、對(duì)角線法或視野法等進(jìn)行抽樣計(jì)數(shù)，在實(shí)際計(jì)數(shù)時(shí)，由于藻類排列不規(guī)則且總數(shù)較高，個(gè)別細(xì)胞重復(fù)計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)遺漏現(xiàn)象難以避免。經(jīng)各分析步驟的不斷抽樣，顯微鏡中計(jì)數(shù)時(shí)的偏差會(huì)被放大數(shù)萬(wàn)倍甚至數(shù)十萬(wàn)倍，這直接導(dǎo)致了最終監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的偏差較大?，F(xiàn)行的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，通過(guò)重復(fù)計(jì)數(shù)等質(zhì)控手段有效將偏差范圍限定在了可接受的范圍內(nèi)。

雖然手工監(jiān)測(cè)的偏差數(shù)值偏高，并不意味著分析計(jì)數(shù)方法不適用于藻類監(jiān)測(cè)，主要有2個(gè)方面的原因：(1)藻密度手工監(jiān)測(cè)雖然數(shù)量偏差的絕對(duì)量動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)、數(shù)百萬(wàn)甚至更高，但是對(duì)數(shù)億、數(shù)十億的群落總數(shù)而言，偏差的比例仍然在可接受的范圍內(nèi)，且手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最主要的應(yīng)用場(chǎng)景是監(jiān)測(cè)藻類的群落多樣性，數(shù)量(密度)上的偏差對(duì)于諸如物種數(shù)、生物多樣性指數(shù)等的影響有限；(2)抽樣計(jì)數(shù)對(duì)于動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)、數(shù)億的個(gè)體數(shù)而言，是十分必要的，否則樣品分析時(shí)長(zhǎng)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)分析結(jié)果也毫無(wú)時(shí)效性可言。

3.4 藻密度手工分析對(duì)水華預(yù)警的適用性

2020年，根據(jù)重點(diǎn)湖(庫(kù))水華預(yù)警等級(jí)啟動(dòng)閾值[4]，太湖湖區(qū)藻細(xì)胞密度達(dá)3 000×104個(gè)/L，且全湖水華面積占比達(dá)[20%，40%)時(shí)，就應(yīng)啟動(dòng)Ⅲ級(jí)(黃色)預(yù)警；達(dá)到5 000×104個(gè)/L，且全湖水華面積占比達(dá)[40%，60%)時(shí)，啟動(dòng)Ⅱ級(jí)(橙色)預(yù)警；達(dá)到8 000×104個(gè)/L，且全湖水華面積占比≥60%時(shí)，啟動(dòng)最高的I級(jí)(紅色)預(yù)警。太湖集中式飲用水水源地要求更為嚴(yán)格，只要藻密度達(dá)3 000×104，4 000×104和6 000×104個(gè)/L，即啟動(dòng)Ⅲ級(jí)(黃色)、Ⅱ級(jí)(橙色)和I級(jí)(紅色)預(yù)警。

在本研究中，平行采集的樣品1和樣品2絕對(duì)差值是I級(jí)預(yù)警閾值的1.69倍；分析結(jié)果評(píng)價(jià)為合格的5家不同實(shí)驗(yàn)室的分析數(shù)據(jù)，樣品1標(biāo)準(zhǔn)偏差(8 681×104個(gè)/L)已超過(guò)I級(jí)預(yù)警閾值，樣品2標(biāo)準(zhǔn)偏差(15 264×104個(gè)/L)是I級(jí)預(yù)警閾值的1.91倍。即便考慮到本研究中比對(duì)樣品的藻密度處于高位，放大了相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的數(shù)值，筆者仍然認(rèn)為，藻密度手工分析方法的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差相較預(yù)警閾值來(lái)說(shuō)都偏大，藻密度手工分析方法對(duì)當(dāng)前條件下的太湖水華預(yù)警工作的適用性不高。

4 結(jié)論

(1)由江蘇省5家實(shí)驗(yàn)室的6名技術(shù)人員對(duì)藻密度進(jìn)行手工比對(duì)監(jiān)測(cè)。2個(gè)平行樣品的6組手工監(jiān)測(cè)分析結(jié)果表明，2個(gè)樣品的相對(duì)偏差為12.2%，若將2個(gè)樣品視為同1個(gè)樣品的2次計(jì)數(shù)分析，則結(jié)果達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求。

(2)將2個(gè)平行樣品的實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)果直接進(jìn)行比對(duì)，各實(shí)驗(yàn)室的Z比分?jǐn)?shù)分別為-1.09～1.76和-1.57～1.03，|Z|均≤2，表明參加比對(duì)的5家實(shí)驗(yàn)室對(duì)2個(gè)樣品的分析結(jié)果均為合格。實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行比對(duì)，各實(shí)驗(yàn)室的Z比分?jǐn)?shù)分別為-1.19～1.67和-1.69～0.94，|Z|均≤2，表明參加比對(duì)的5家實(shí)驗(yàn)室對(duì)2個(gè)樣品的分析結(jié)果均為合格。

(3)藻密度手工監(jiān)測(cè)因分析方法原理導(dǎo)致偏差較大，但分析方法對(duì)于藻類群落監(jiān)測(cè)仍是合適的，絕對(duì)數(shù)值的偏差對(duì)于反映群落結(jié)構(gòu)和多樣性情況的影響有限。

(4)藻密度手工分析方法的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差相較當(dāng)前湖庫(kù)水華預(yù)警閾值來(lái)說(shuō)都偏大，藻密度手工分析方法對(duì)當(dāng)前條件下的太湖水華預(yù)警工作的適用性不高。