水體不同含量葉綠素a的快速測定方法探討

周麗珍 黃成 丁煒煒 嚴紹熙 賴胤龍

摘要：為進一步提高藍藻水華應急工作中葉綠素a數據的準確性和快捷性，以西牛潭水庫水源地水樣為樣本，開展了不同研磨時間和浸提時間對不同含量葉綠素測定的影響試驗。結果表明，在水華應急工作中，樣品在充分研磨的條件下，浸提時間可縮短至2h進行葉綠素a含量測定。相比于《水質葉綠素a 的測定分光光度法》（HJ897-2017）手工法，該方法提高了快速測定的準確性和快捷性。

關鍵詞：葉綠素a;浸提時間;藍藻水華;應急監測

中圖分類號 Q946 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2020）16-0169-02

1 前言

藍藻水華是指氮、磷以及其他微量元素等迅速增加，同時光照、溫度及水紋地理等條件恰好適宜藻類生長繁殖時，藻類大量繁殖聚集并達到一定濃度后，使水體呈現藍綠色的一種水體污染現象[1-2]。葉綠素a是表征藍藻生物量的重要因子之一，藍藻水華暴發時，對葉綠素a濃度的快速準確分析可以評價藻類水華暴發情況與動態變化趨勢，對于做好水華應急處置工作具有重要的指導意義[3-5]。《水質葉綠素a的測定分光光度法》（HJ897-2017）[6]是分析葉綠素a濃度的國標法，該方法操作簡單、穩定性好且準確度高。但對樣品的浸泡提取時間推薦在2～24h，而不同濃度的葉綠素a充分浸泡提取時間并不明確，從而不能很好地滿足水華應急監測工作中分析速度快的要求。

本研究以西牛潭水庫水源地水樣為樣本，在《水質葉綠素a的測定分光度法》（HJ897-2017）方法基礎上，開展不同研磨時間和浸提時間對不同含量葉綠素a測定的影響試驗，縮短樣品分析時間，為葉綠素a的測定提供一種快速有效的方法。

2 材料與方法

2.1 試驗材料 全自動樣品快速研磨器：品牌;上海凈信;型號規格：JXFSTPRP-24;出產編號：019518261;研磨頻率：65Hz;紫外可見分光光度計（配10mm石英比色皿）：品牌：新世紀;型號規格：T6;出廠編號：28-1650-01-0520;其他設備和藥品見《水質葉綠素a的測定分光光度法》（HJ897-2017）。

2.2 試驗設計 以西牛潭水庫水源地水樣為樣本。（1）1OOmL水樣，抽濾后的水樣一份研磨時間為90s，另一份研磨時間為180s，2份水樣的浸提時間均為24h;（2）抽濾3份50mL水樣，研磨時間均為90 s，浸提時間分別為2h、4h和24h;抽濾3份1OOmL水樣，研磨時間均為90s，浸提時間分別為2h、4h和24h;抽濾3份200mL水樣，研磨時間均為90s，浸提時間分別為2h、4h和24h。

3 結果與分析

3.1 研磨時間對葉綠素a含量測試的影響 在《水質葉綠素a的測定分光光度法》（HJ897-2017）中，采用手工反復研磨、多次轉移到離心管的方式提取葉綠素a，不僅研磨效率低，而且多次轉移研磨液會導致葉綠素a損失較大，影響數據的準確度。全自動樣品快速研磨器可以快速自動研磨，不僅研磨速度快，效率高，而且可以完全避免葉綠素a的損失，從而大大地提高了測試葉綠素a含量的準確度。為初步探討全自動樣品快速研磨器研磨時間對葉綠素a含量測試的影響，根據廠家的建議，研磨時間90s同時再設置180s作為對比，結果見表1。由表1可知，當研磨時間為90s和180s時，葉綠素a濃度的均值為73μg/L，相對偏差為1.4%，說明葉綠素a濃度變化不大，基本達到充分研磨狀態。因此，選定研磨時間90s，繼續探討不同浸提時間對葉綠素a濃度的影響。

3.2 浸提時間對葉綠素a含量測定的影響 在《水質葉綠素a的測定分光光度法》（HJ897-2017）中，對樣品浸提時間推薦在2～24h。因此，本實驗以浸提時間24h為背景參考，探索浸提時間2、4h、24h背景參考相比對葉綠素a濃度測試的影響。由表2可知，在50mL、100mL、200mL相同抽濾體積下，分別浸提2h、4h和24h，葉綠素a濃度的范圍為70～71μg/L，相對標準偏差為1.8%～2.9%，說明相同抽濾體積時，浸提2h和4h與24h比較，葉綠素a濃度差別不大，浸提2h時基本達到浸提充分狀態。對抽濾體積（50mL、1OOmL、200mL）、浸提時間（2h、4h、24h）和葉綠素a濃度3個因素進行雙側顯著相關性分析，浸提時間和葉綠素a濃度的P值為0.561，大于0.05，表明相同抽濾體積時，浸提2h和4h與背景參考24h比較，葉綠素a濃度變化均不顯著。因此，在藻類水華應急工作中，準確、快速測定不同含量葉綠素濃度的最佳浸提時間為2h。抽濾體積和葉綠素a含量的P值為0.490，大于0.05，表明相同浸提時間時，抽濾體積為50mL、100mL、200mL的葉綠素a濃度變化不顯著。4結論由本次試驗可知，葉綠素a的研磨階段，采用全自動樣品快速研磨器研磨90s，基本可以研磨充分，相比于手工研磨，不僅提高了效率，而且減少了研磨過程中葉綠素a的損失率，大大提高了數據的準確性。葉綠素a的浸提階段，在50mL、1 OOmL、200mL相同抽濾體積下，浸提2h、4h與24h比較，葉綠素a濃度變化不顯著。因此，在水華應急工作中，樣品在充分研磨的條件下，浸提時間可縮短至2h進行葉綠素a濃度測定。相比于《水質葉綠素a的測定分光光度法》（HJ897-2017）手工法，該方法提高了測定的準確性和快捷性。

參考文獻

[1] 鄭建軍，鐘成華，鄧春光.試論水華的定義[J].水資源保護，2006（5）：45-47.

[2] 謝有奎，俞棟，高殿森，等.水體富營養化危害、成因及防治[J].后勤工程學院學報，2004（3）： 27-29.

[3] 陳云峰，殷福才，陸根法.水華爆發的突變模型——以巢湖為例[J].生態學報，2006（03）： 878-883.

[4] 黃浙豐.基于時序神經網絡的藻類水華預測模型研究[D].杭州：浙江大學，2011.

[5]Boyer J N，Kelble C R，Ortner P B，et al. Phytoplankton bloom sta-tus： Chlorophyll a biomass as anindicator of water quality condi-tion in the southern estuaries of Florida，USA[J].Ecological Indica-tors， 2009，9（6） ： 56-67.

[6]HJ 897-2017，水質葉綠素a的測定分光光度法[S].

（責編：張宏民）

基金項目：韶關市2018年科技計劃社會發展與農村科技專項資金項目，項目編號：2018sn047。

作者簡介：周麗珍（1989-），女，廣東韶關人，碩士，工程師，從事環境監測技術研究工作。 *通訊作者 收稿日期：2020-06-30