浅谈浮游藻类的监测方法及其优缺点

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2019年第2期 第46卷总第388期广东化工
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浅谈浮游藻类监测方法及其优缺点
沈莹
(苏州市环境监测中心中心分析科,江苏苏州215004)
[摘 要]近年来,水体富营养化问题突出。浮游藻类与水污染密切相关。为了全方位掌握水体水质情况,必须对浮游藻类进行监测,并且浮 游藻类监测已经成为了水体监测必不可少的项目。本文对浮游藻类监测中常用的几种方法进行简单阐述,并分析比较各种监测方法的优点和缺 点,对进一步开展浮游藻类监测工作起到借鉴作用。
[关键词]藻类监测;方法比较;藻类密度测定;叶绿素a 的测定[中图分类号]TQ  [文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2019)02-0143-02
Monitoring  Methods  of  Planktonic  Algae  and  Their  Advantages  and  Disadvantages方正电脑报价
Shen  Ying
(Central  Analysis  Section, Environmental  Monitoring  Centre, Suzhou  215004, China)
Abstract: In  recent  years, water  eutrophication  is  prominent. Planktonic  algae  are  closely  related  to  water  pollution. In  order  to  grasp  the  water  quality  in  an  all-round  way, it  is  necessary  to  monitor  the  planktonic  algae, and  the  monitoring  of  planktonic  algae  has  become  an  indispensable  project  for  water  monitoring. In  this  paper, several  commonly  used  monitoring  methods  of  planktonic  algal  are  briefly  described, and  the  advantages  and  disadvantages  of  these  monitoring  methods  are  analyzed  and  compared, which  can  be  used  as  a  reference  for  further  monitoring  of  planktonic  algae.
Keywords: planktonic  algal  monitoring ; method  comparison ; planktonic  algal  density  determination : chlorophyll  a  determination
随着社会和经济的快速发展,人类活动不断加剧,大量工业 废水和生活污水排入天然水体,所造成的污染大大加速了淡水水 体的富营养化进程。水体富营养化引起水体各项功能的下降,水 华现象作为
水体富营养化的重要表征,甚至能导致水生态系统结 构的崩溃和供水、养殖等功能的彻底丧失,并对人类健康造成直 接或潜在的严重危害。自上世纪90年代始,我国淡水水体的富营 养化趋势明显增加,近几年许多水库、湖泊和河流频繁爆发高浓 度的水华灾害。与传统的水质监测相比,浮游藻类监测具有直观、 客观、综合和历史追溯性的特点,其结果更能综合、准确地反映 水环境质量状况和水生态系统本身的健康水平,也可评价水体污 染毒性及其对水质和人类健康的潜在影响。因此,藻类监测是水 质监测的重要指标之一。
浮游藻类的监测方法主要包括藻细胞密度测定、浮游藻类种 属类别鉴定识别、叶绿素法、遥感技术、黑白瓶法和水体pH 值 法等多种监测方法。
1藻类密度的测定
1.1细胞计数法
hb集团作为一种经典的藻类数量测定的基本方法,细胞计数法主要 是利用透镜放大及成像技术进行藻体个数观测,利用计数框直接 计数对原水中藻类的数量进行监测。即通过一定体积的样本固化 后,再经计数换算而来。细胞计数法是一种常用的微生物计数法, 水体受藻类污染实际状况可通过主观数据反映出来,并且检测结 東较为淮确。
1.2库尔特法
特洛伊病毒悬浮在电解液中的颗粒随电解液通过小孔管时,因颗粒取代 相同体积的电解液,在恒电流设计的电路中导致小孔管内外两电 极间电阻发生瞬时变化,产生电位脉冲。脉冲信号的大小和次数 与颗粒的大小和数目成正比。因此,库尔特颗粒计数仪能够对单 个流过孔口的颗粒进行测量,精确统计出所测颗粒的个数,实现 真正意义上的计数统计⑴。库尔特法可以规避由于细胞几何形状 的不规则带来的测量误差,对于测量浮游藻类粒径有明显的优势。 这种方法可以方便、快速地测量浮游藻类的粒径分布和细胞个数, 其缺点是不能进行种类鉴定⑵。
2浮游藻类种属鉴别
藻类种属鉴别时,首先区分藻类与其他杂质和动物。藻类由 细胞构成,藻类细胞一般都是具有一定的素质或素体并具有 细胞壁的(裸藻除外)有生命的植物体。然后通过抓住藻类的分门 特征中有关藻类外形与细胞构造、细胞素等特点来判断属于何 门藻类。最后通过分属分种特征有关藻体外形与细胞素、内含 物、构造等特点来鉴定种属。
由于藻类是种类数量庞大的微生物,仅有记录的淡水藻类就 有近5000种,还不包括逐年变异产生的新种。所有这些藻类的分
[收稿日期]2018-11-20~
[作者简介]沈莹(1985-),女,苏州人,大学本科,主要研究方向为环境监测。
雅克141类特征都要求技术人员通过大脑记忆,然后进行镜检辨认。因此 对藻类的种属类别鉴定需要技术人员长期从事相关工作,并且需 要大量工作经验的积累与总结。而且涉及到将藻类分到“种”等 级的书刊繁多,即使是专业分类学者也不能对所有的门类样样精 通,因此藻类的种属鉴别工作对技术人员专业知识要求较高。
3叶绿素a 的测定
叶绿素是植物光合作用中的重要光合素。通过测定浮游植 物叶绿素,可掌握水体的初级生产力情况⑶。浮游藻类里常见的 叶绿素有a 、b 、c 、d 四种类型,其中,叶绿素a 在一切浮游藻类 里大约占有机物干质量的1 %〜2%〔4],是环境监测中表征浮游植 物生物量最常用的指标之一,所以常被用于研究地表水环境的富 营养化。同时,叶绿素a 也被用来评价水体富营养化水平,以及 衡量水体水质。叶绿素a 的测定方法有分光光度法、荧光光谱法、 谱法和遥感监测等方法,其中,分光光度法和荧光光谱法应用 最为广泛。
3.1分光光度法
分光光度法属于光度法的一种,该分析方法采用的原理是物 质分子对光具有选择吸收的特性。叶绿素a 的最大吸收峰位于663 nm,在一定浓度范围内,其吸光度与浓度符合朗伯■比尔定律, 可根据吸光度■浓度之间的线性关系,计算叶绿素a 的浓度。
分光光度法优点是操作简单,结果重现性好,是一种非常简 便、有效的测定方法。它的适应性较广,技术成熟,已被广泛地 应用于研究水生生态系统的初级生产量。测定时可以不破坏样品, 样品取得后也可先保存起来供以后在实验室进行测定。缺点是无 论使用哪种有机溶剂,都不能将藻类细胞中叶绿素完全提取。多 次提取转移过程繁琐,存在较大的人为误差,特别是淡水浮游植 物中绿球藻类占优势时,无法将腐屑和其他悬浮物与藻类分离, 因此这些物质所含的素将影响测定的结果,尤其在水体浑浊时 无法采用此方法。叶绿素浓度低时,用分光光度计测定,灵敏度 不够。
3 2荧光光谱法
叶绿素参子被紫外光照射后可发射岀特征红荧光,其荧光
强度与叶绿素浓度呈正比,据此可采用荧光法进行叶绿素a 的定 量分析。普通萃取荧光法的操作步骤主要为标准溶液的配制、标 准曲线的制定和样品荧光强度的测定。将提取的新鲜绿植物液 中的叶绿素作为储备液,用分光光度法标定其浓度;将标准储备 液稀释配制成标准系列,用荧光光度计测定标准系列的荧光强度, 绘制叶绿素a 标准曲线;由样品测得的荧光强度从叶绿素a 标准 曲线上查得相应浓度。
荧光光谱法测定叶绿素a 的检测限低、灵敏度高,能对水质 状况做实时反映,适合用于在线监测及应急监测。其缺点是,对 于荧光发射峰相距较近的素,会干扰其测定,分析过程中需使 用大量的有
机溶剂,且需要的样品量大。
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33谱法
高效液相谱(HPLC)法是一种广泛应用于化学、医药、生命科学等领域的分析手段⑸。使用高效液相谱法测定叶绿素a时,需要破坏测定藻类的原样,前处理方法与分光光度法的前处理方法相似。
采用高效液相谱法分析研究叶绿素a,主要调节检测器、柱温、流动相及固定相对分离分析的影响。流动相一般采用的是二元甚至三元梯度洗脱系统,其选用差别不大,多为甲醇、异丙醇、丙酮、乙睛。丙酮作为一种调节剂来使用,可以增加素的流出强度,能够将素完全洗脱,并且在其中添加一定量的缓冲盐或酸(如乙酸讓或乙酸)可以改善叶绿素a及其衍生物的峰型及分离效果。各流动相组分的选择,以及组分的比例,与叶绿素a 分离效果,出峰时间的长短以及检出限具有很大的关系。对叶绿素a的检测采用光电二极管阵列和荧光检测器较多,这类检测器关键是波长的选定。这两种检测器,在分析叶绿素降解中各具优势,前者有利于叶绿素降解产物的分析,而后者灵敏度高,适用于微量成分的检测分析。此外分析柱的选择也是影响分离效果,系统稳定,灵敏度和精密度的一个关键因素,常见的反相谱柱,适用于叶绿素的分析。在使用高效液相谱法测定样品之前,需要采用叶绿素a标准品绘制标准曲线⑹。利用每一种素的谱峰面积对样品进行定量分析。
高效液相谱法灵敏度高,能够精确的测定叶绿素a和其他素以及它们的衍生物的含量,可用于要求精确,分离度和微量分析。适用于空间全面监测及动态评价。分析时所需样品量少。其缺点是仪器精密昂贵,操作复杂,试剂纯度要求较高,难以作为常规的监测方法。
3.4遥感监测
水质遥感监测是通过监测一定波长范围内的水体辐射值,定量分析水体反射光谱特征与水质指标间的关系,进而构建水质指标反演算法的一类方法体系。
遥感技术测定叶绿素a近年来已经被国内外许多学者证实具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势。目前通过水体的反射光谱以及相关的水质参数,建立高光谱反射模型,可以在一定程度上对叶绿素a进行定量估算。遥感技术的采用减少了测定时间,能够有效的反映整个的水体状况,全方面的动态评价水质情况。但是它仍需要分光光度法测定个样作为基础。
4黑白瓶测氧法
植物通过光合作用,将太阳能转化为生物能,吸收二氧化碳,转化为有机碳并释放出氧气的过程,称为初级生产。通过比较一段时间内有无光照的条件下,水中氧气浓度的差别,可计算出植物光合作用形成的初级生产量。
黑白瓶法优点在于对流水系统、河口湾和污水系统都特别适用,尤其适宜于富营养化水域,其方法十分简单,操作简便⑺。黑白瓶法的缺点主要有是其基本假设条件是植物呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的,这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的,但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。另外贫营养型水体浮游植物含量低,或当水被污染或含有高菠度的细菌時,此法比较不就感。
5pH值法
pH值法是研究水域生态系统初级生产量的又一种方法。该方法的测定原理主要是依据初级生产量与溶于水中的二氧化碳有一定的关系,即水体中的pH值是随着光合作用中吸收二氧化碳和呼吸过程中释放二氧化碳而发生变化的。使用pH电极连续记录水体的pH值变化,由此分析光合量和呼吸量,从而来估计初级生盘力。
pH值法的优点是对这个系统不会带来任何干扰,特别适用于实验室中对微生态系统的生产力研究。缺点在于pH值变化与CO2含量的变化不是线性关系;水中含有缓冲物质,而各种水的缓冲容量是不相同的,因此,这种方法需要对每一个具体水生生态系统中的pH值和CO2之间的关系进行专门的校准,测定出pH与CO?变化的标准曲线。
对于浮游藻类监测方法的选取应根据实际情况进行选择,综合考虑多种因素,如研究目的、对样品前
处理精度要求、样品种类的要求、仪器灵敏度要求、仪器成本等。
参考文献
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(本文文献格式:沈莹.浅谈浮游藻类的监测方法及其优缺点[J].广东化工,2019,46(2):143-144)
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(上接第155页)
对于泡沫钩管的使用,则不适用易熔盘内浮顶罐初期火灾。在油罐着火时,我们惯性的认为钩管就是用来灭油罐火灾的,钩管的灭火原理是将泡沫输送至内罐壁流至液面向内推进的,根据上述钢制内浮顶罐与易熔盘内浮顶罐内结构和灭火原理的不同,此类罐的灭火过程是泡沫从中间向四周覆盖,故火灾初期不能使用泡沫钩管进行灭火。
4.7严防次生灾害。
在处置非成品油的易熔盘内浮顶油罐火灾的同时,因为存在沸溢、喷溅的风险,我们应该预估发生沸溢、喷溅的时间,根据罐体温度、所使用的泡沫用量,定时对管内底部的积水进行排除,加大着火罐的冷却强度,可适时注入冷油进行循环,防止沸溢、喷溅的发生。在火灾第一到场后,应及时关闭罐区雨排系统,防止油气进入管道发生次生灾害,待防护堤内积水较多需要排水时,在打开雨排进行排水,为防止油品进入管道,不可全部排尽,应留有一定水量保证水封。5结论
在易熔盘油罐火灾扑救中,对罐体结构、灭火原理、战术要点的认知直接影响着是否能有效处置,相关设施、装备的合理运用是降低内浮顶油罐火灾危险性的重要保障,因此,加强有关易熔盘内浮顶油罐火灾扑救的分析,总结油罐火灾的风险规律及火灾扑救技术要点,有着重要的现实意义。
参考文献
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(本文文献格式:张涛.浅谈易熔盘内浮顶储罐火灾危险性及扑救措施[J].广东化工,2019,46(2):154-155)

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