硅藻应急检测方法的研究

摘要：指出了预防硅藻水华是确保河流型集中式饮用水源安全的重要工作。通过对河流中硅藻样品的采集和保存，分析了3种硅藻检测方法的可比性，为河流硅藻水华应急检测提供了可行的方法，以提高环境监测时效。

关键词：硅藻；水华；应急检测

中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：16749944（2013）08022102

1引言

硅藻是重要的浮游植物，具有高度硅质化的细胞壁。硅藻是河流中藻类的主要优势种之一，在我国南方某些江河中硅藻类的密度甚至占到浮游藻类总密度的90%以上[1]。在河流型集中式生活饮用水水源地发生硅藻水华造成的直接危害是：饮用水源受到威胁，增加水厂生产优质饮用水的难度，引起滤池堵塞；增加工作量；提高生产成本；藻类等有机物会防碍絮凝作用，导致出水浑浊，并影响加氯消毒分泌过程。因此探讨河流硅藻水华应急检测的方法很有必要。

2硅藻定量样品的采集和保存

在应急监测中，用容积为2.5L或5L颠倒式采水器采集0.5m深处水样，注入容积为1～2L 的硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中，水样采集后须立即固定，以免时间延长标本变质。每升水样中加入15mL鲁哥氏液（Lugols solution）固定保存，使水样呈棕黄色。通常将15mL鲁哥氏液提前加入1L棕色玻璃瓶中，带到现场采样，固定后送实验室沉淀。需长期保存的水样，需在水样中加几毫升甲醛溶液固定。与甲醛溶液相比，鲁哥氏液固定的定量样品中的硅藻细胞更容易沉降至河流底部，有利于定量样品的浓缩。

在河流中，由于水不断流动，上下混合较快，采集水面下0.5m深处亚表层水样即可。该方法采集的是河流表层硅藻丰度较高的样品，基本可达到监测河流中硅藻丰度水平的目的。在较宽阔的河流采样时，河流横向混合较慢，往往需要在近岸的左右两边设置采样点位。河流中硅藻丰度与河流流速、流量、气温、光照、风速、气压、地形、土壤成分、水土流失、人类活动各方面因素均具有密切关系，现场采样时应进行认真观察和记录。

3实验室分析

3.1藻类观察

为了看清硅藻细胞壁上的花纹，在鉴定种类之前，硅藻样本必须经过处理，将内含物，主要是有机质除去。淡水硅藻主要采用酸处理，必要时硅藻可制片进行鉴定，以取得较好的效果[2]。

3.2硅藻的浓缩

碘液固定沉降硅藻计数法是传统的硅藻检测方法，由于检测前必须静置沉淀24h，而不能及时地提供河流中硅藻生长信息，用于环境管理决策。为了缩短硅藻检测的时间，进行预警并及时地分析和解决问题，本文探讨了两种硅藻应急检测的浓缩方法，样品的浓缩都遵循“去水留藻”的原则。第一种方法是在经典方法的基础上，将水样的固定沉降时间缩短为2h，另一种方法是使用离心沉降的方法检测水中硅藻，能够在1h内获得硅藻检测结果，及时反映河流中硅藻信息。

3.2.1经典方法

为避免损失，样品不要多次转移。1000mL的水样直接静置沉淀24h后，用虹吸管缓慢吸取上清液，余下20～25 mL沉淀物转入30mL定量瓶中。为减少标本损失，再用上清液冲洗容器几次，冲洗液一起转入30mL定量瓶中并定容至标线。

3.2.2两小时沉淀法

将采集的水样缓慢摇匀，取100mL水样于100 mL棕色试剂瓶中静置沉淀。静置2h后用虹吸管缓慢吸取上清液直至剩余约30mL。在操作中不得搅动水样和吸出硅藻。将剩余的30mL左右沉淀液移入50mL棕色定量瓶中，取少量纯水洗涤100mL棕色试剂瓶2～3次，将洗涤液一并转入定量瓶并定容至标线 。

3.2.3离心沉淀法

准确量取50～100mL水样于离心管，4000r/min离心10min，小心倒扣弃去上清液，用滤纸吸去管口余水，向管内加入少量生理盐水， 旋涡振荡洗下粘附在管壁的藻细胞，定容至1～2 mL（或数mL），计算浓缩倍数，此悬浊液用于下一步镜检。

3.3镜检计数

使用显微镜对藻类进行鉴定和计数。将定容后的样品混溶后，用微量进样器加100 μL充分摇匀的悬浊液，注入到0.1mL计数框中。移入之前将盖玻片斜盖在计数框上，其中两对角一边进样，另一边出气，可以避免气泡产生[3]，注满后把盖玻片移正，不得有样品溢出，样本制成后，静置几分钟，让硅藻沉至框底。不易下沉到框地的生物，则要另行计数，并加到总数之内。将玻片标本置于显微镜载物台上，先以10×10倍的放大倍率调好焦距，当见到盖玻片上碎小的水痕或计数框的框线时，再转用10×40倍的放大倍率观察，调至可清晰看到框内硅藻的形状和轮廓为止。如果镜检发现视野内硅藻数量较少，可适当调大离心浓缩时的取样量。

采用个体计数方法对硅藻进行定量首先找到计数框中小方格的交点，确定其中一个小方格为计数单元，计数选定小方格中的硅藻数量，随机选其他格子数硅藻个数，采用“正”字的方法记录硅藻个数并统计[4]。根据样品中硅藻个数的多少，对源水至少要数出5个方格中的硅藻总数；对生活饮用水应至少数10个格子再进行计算。当硅藻处于两格子之间，可根据情况以半个或两格共同计数，不得重复计数。每个标本计数两片再取平均值，如果两片计数结果相差在l5%以上，则应对第三片进行计数，取个数相近两片的平均值。

4结果与讨论

从三种方法检测结果的偏差来看，经典方法和离心沉淀法的结果没有显著差异，符合河流浮游生物检测的质量要求。经典方法一般样品浓缩倍数为40倍，而离心沉淀法为50～l00倍，因此离心沉淀法的下检测限可以比经典方法降低l倍左右。离心沉淀法具有快速检测、显微图像清晰、不会造成细胞破碎、所需水样品量少等优点，设备投资与经典方法比较，只需增加一台普通低速大容量离心机即可，非常适合作为应急监测方法使用，及时对河流水质变化作出预警。2h沉淀法的结果与经典方法检测结果的数量级是一致的，该方法实用、简捷，在条件限制时，可以作为应急监测备选方法。

5结语

河流硅藻水华对河流型饮用水源的安全有着重要影响，硅藻水华应急监测的采样与实验室定量分析，必须符合生物统计学中的抽样调查原理，提高样本代表性是硅藻监测工作中遵循的基本原则。离心沉淀法具有简便、快速、与经典方法可比性等优点，可以作为河流硅藻水华应急检测方法，及时对河流中硅藻生长信息作出判断。参考文献：

[1]胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类-系统、分类及生态[M].北京：中国科学出版社，2006.

[2]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002.

[3]刘晓蕙，柳桢，庄东刚，等.郑州市某地表水源藻类与环境因子回归分析[J].中国公共卫生，2006，22（1）：58～60.

[4]郭蔚华，刘娜娜，王柱，等.嘉陵江出口段春季水华藻种鉴定[J].生态环境学报，2010，l9（8）：2458～2460.