水生微生物监测断面布设的原则和方法

第一节水生微生物监测断面布设的原则和方法

一、水生微生物监测断面布设的原则

水生微生物监测断面的布设，应在对所监测区域的自然环境和社会环境进行调查研究

的基础上根据不同的监测目的，根据以卜原则进行布设。

（-）断面布设要有代表性

根据调查计划方案的目的要求，选择具有代表性的水域布设断面，以获得所需要的代

表性样品。例如，在江河中，应在污染源附近及其上下游设断面（或站点），以反映受污染

和未受污染的河段状况。在排污口下游则往往要多设断面（或站点），以反映不同距离受污

染和恢复的程度。对整个调查流域，必要时按适当间距设断面（或站点）。这样，才能获得

代表性的生物样品。

（二）与水化学监测断面布设的一致性

水生微生物指标是评价水体水质和生态状况的重要参数，只有与水化学监测指标结合起

来进行污染与生物效应的相关分析，才能更全面地评价水环境质量及生态状况。因此，水生

微生物监测断面的布设要尽可能与水化学监测断面相一致，以利于时空同步采样，获得相互

比对的数据•，这样才能更全面地评价水环境质量及生态状况。

（三）断面布设要考虑水环境的整体性

水生微生物监测断面布设要有整体观点，从一条河流（河段），一个湖泊的环境总体考

虑，以获得反映一个水体的宏观总体数据，以满足对水体环境综合评价分析的需要。例如，

流经城市的河段布设监测析面时，既要了解河流入城市河段前的水生生物状况，又要掌握由

于城市排污对水体生态状兄的影响，以及水体是否有自净能力等。故其监测断面至少要在河

流入城市前、流经城市排污段以及出城市河段布设三个断面［即上（对照断面）、中（污染断

面）、下（观察断面）］,以便了解流经城市河段的整体情况，为综合评价该城市排污对水环

境生态的影响提供依据。

（四）断面布设的经济性

断面布设方案提出后，要进行优化验证，以期用最少的断面和人力、物力，获得具有

最大效益，并有代表性的数据。同时，要尽可能布设在交通方便、采样安全的地段，以保证

人身安全和样品的及时运输。

（五）断面布设的连续性

环境监测断面的布设，不仅要考虑反映环境生态现状的需要，而且要考虑长期的趋势

分析研究的需要，要为观测环境质量变化趋势、评价环境效益、强化环境管理服务。因此，

为获得长期的连续的，并具有可•比性的数据，断面布设一经确定，就不能随意改动。

二、布点方法

（-）河流

根据河流（河段）流经区域的长度，至少设三个断面，即排污口上游设对照断面，排

污口附近（一般在下游5007000m）设污染断面，排污口下游（一般在下游1500m以远）

设观察断面（或称消减断面），有条件的可增设1~2个观察断面。有支流的河流，要在支流

流入主河流处设断面（或站），以了解支流的水质状况。受潮汐影响的河流，涨潮时污水有

时向上游回溯，设点时也应考虑。每个断面的采样数可视河流宽度而定，宽度在50m以下

的河流，在河中心设1个采样点；宽度在50~100m的河流设左右2个采样点；宽度在100m

以.上的河流设左、中、右3个采样点。

（二）湖泊、水库

根据该水体的自然环境和社会环境特点，以获得该水体总体质量状况为基础布设。一

般应在下述水域布点（断面）：①入湖口区（入库口区）；②湖（库）中心区；③出口区；④

最深水区：⑤沿湖（库）边排污口区；⑥湖（库）相对清洁区。

各采样断面，可采集断面的左中右样品，也可根据实验验证能获得所需代表性样品的

区域有目的的布设。

复习思考题

1.水生微生物监测断面布设的原则有哪些？

2.简述湖泊和河流的布点方法.

第二节浮游生物的测定

浮游生物（plankton）是指随波逐流地生活在水体中的微型生物。它包括浮游植物

（phytoplankton）和浮游动物（zooplankton）两大类。在淡水中，浮游植物主要是藻类，它

们以单细胞，群体或丝状体的形式出现。浮游动物主要包括原生动物、轮虫、枝角类和槎足

类。浮游生物是水生食物链的基础，在水生态系统中占有重要地位。很多浮游生物对环境的

变化非常敏感,可作为水质状况的指示生物。而且浮游生物分布广，取材比较方便.所以在

水污染调查中，浮游生物常被列为主要的研究对象之一。

一、采样

（一）采样工具

1.浮游生物网

浮游生物网有两种类型，即定性网和定吊网。定性网是由黄铜环及缝在环上的圆锥形

筛绢网袋构成，网的末端有一浮游生物集中杯（图2-l）o网本身用尼龙筛绢制成。根据筛

绢孔经不同划分网的型号，常用的有25号，20号和13号三种规格，其中25号网网孔大小

为0.064mm（200孔/in）,用于采集个体较小的浮游植物，20号网网孔大小为0.076mm（193

孔/in）,用于采集一般浮游植物及中小型浮游动物,13号网网孔大小为0.1股mm（130孔/in）,

用于采集大型浮游动物，如枝角类、梗足类等。定性网的规格见表2-1。

表2/定性网的类型

定性网型号小型中型

网口直径（cm）2540

圆维体侧面动线长（cm）55100

集中杯直径（mm）3.5〜46

定量网与定性网的区别在于，定量网的前端有两个金属环（图2-2）,两环之间有•圈

帆布称为附加套，其作用在于减少浮游生物的流失。除此之外，定量网的网身比定性网长些,

网口略小些，其它材料都与定性网相同，定量网也有两种规格，见表2—2。

表2—2定・网的类型

定量网型号小型中型

网口（上环）直径（cm）10.820

附加套圆锥体侧面动线长（cm）1538〜40

圆维体侧面动线长（cm）401(X)

大环直径（cm）2540

集中杯直径（mm）46

图2—1浮游生物定性网图2-2浮游生物定量网

1一金属环：2一帆布，3—筛绢，1一金属环，2一帆布；

4一帆布；5—浮游生物集中杯；6一活栓3一筛绢；4一帆布；5—浮游生物集中杯；6一活栓

2.采水器

采水器系由金属、塑料或有机玻璃制成的盛水器，具有一定的容积，有的可自动关闭。

采水器种类很多，而且也没有统一起来。常用的有以下几种：

（1）瓶式采水器瓶式采水器又叫采水瓶，是用容量为1升的广口瓶制成的。其制作方

法是：在广口瓶的瓶底附.加一重量约1500克的铅块或铁块，以铁丝绕紧，使瓶子可以沉入

水中，瓶中加橡皮塞，塞上穿三个孔，一个插入温度计；一个插入一根较长的玻璃管，管的

下端接近瓶底，为进水管；另一个插入一根短玻璃管，其下端恰好在橡皮塞的下端，为排气

及出水管。两根玻璃管的上端，均露出橡皮塞上3厘米左右。用一根长约25厘米，口径与

玻璃管几乎相吻合的橡皮管将两根玻璃管连接起来，接于出水管的一端要扎紧，以免脱落，

接于进水管的一端要松一些,并在橡皮管的一端系上一根小绳，以便采水时可以拉脱橡皮管,

使水样流入瓶中。作为进出水玻璃管的口径，最好在10亳米以上，这样进水较快，较大的

浮游动物也不易逃遁。在采水瓶上，用粗铁丝做一个环，系上一根粗线绳，线绳上做好尺度

以慢速拖拽，时间一般为10~20分钟。水样采好后，将网从水中提出，待水滤去，轻轻打开

集中杯的活栓，放入贴有标签的标本瓶中，以备室内分类鉴定之用。

2.定量样的采集

采集定品样可用采水器和定显网，常用的是采水器。采集水样的最要根据浮游生物的密

度和研究的需要而定。一般来说，浮游生物密度低采水量就要多。对于藻类，一般采水1~2

升；对原生动物、轮虫及未成熟的微小甲壳动物，采水1~5升；成熟的甲壳动物则要10-50

升。

加用定晨网采集定量水样，可选择适当型号的网，放入距水底05米处，然后垂直上拖，

以0.5米/秒的均匀速度拖取，所采水样的体积可按下列公式推算出来。

水样体积=八rXH

式中r为网口半径，H为拖取的深度。

（四）采样频率

一般常规生物监测，每年采样应不少F两次，一般在春秋两季进行，若要了解浮游生物

周年的变化，则一年四季都要采样，特殊需要，则根据具体情况增加采样次数。采样要尽量

在晴朗无风的天气进行。

二、样品的固定、浓缩和保存

水样采集之后，除留着进行活体观察的样品（这样的样品不应太浓，不应完全充满容器，

应避免日光照射，放在背光处，可不封闭瓶口，并应在3小时内镜检）外，其它定性、定量

样品，都应马上加固定液固定，以免标本变质。对藻类、原生动物和轮虫可用鲁哥氏液

（Lugols）（碘化钾60g溶于200mL蒸储水中,加碘40g,溶解后,加蒸储水至1000mL）

固定，一般1000mL水样加15mL鲁哥氏液。对枝角类和槎足类，可用4%的福尔马林（福

尔马林4mL,甘油10mL,水86mL）或70%酒精固定，一般100mL水样加4~5mL福尔马

林溶液。如先用福尔马林溶液固定48小时，再转入70%酒精中保存效果更好。

定量样品经固定后，还要进行浓缩，浓缩常用的方法是沉淀法。即将固定好的定量样

品倒入沉淀器中，如无沉淀器可用烧杯或大体积（1000mL）分液漏斗代替，沉淀24〜48小

时。沉淀中途可轻轻摇动沉淀器一次，使粘在器壁上的生物脱落下沉，然后用虹吸管（橡皮

管，内径3~5mm左右）小心缓慢地抽掉上层清液，一般以吸完980mL上清液需20-30分钟

为宜。虹吸管最好用25号筛绢扎在管口，以防止水样中的生物流失（图2-5）。余下的20mL

左右沉淀物摇动均匀转入30mL容最瓶或最筒中。为减少样品损失，再用少最上清液冲洗沉

淀器两次，冲洗液加到容量瓶中，最后加到30mL。为使样品能较长时间保存，可补加1mL4%

左右的福尔马林、贴好标签，密封保存。另外，也可将定最样品用滤纸、筛绢或滤器过滤浓

缩，然后定容至30mL。还可以通过过滤或离心的方法浓缩水样。

图2-5浮游生物浓缩装置

三、浮游生物的测定

（-）定性测定

浮游生物的定性测定就是将采集来的样品进行分类鉴定，以确定其中种类组成。分类

鉴定最好用活体观察，也可用固定的样品进行鉴定。鉴定时，吸取一滴样品放在载片上，置

显微镜下进行观察。某些生物活动过快，可在载玻片加上适量的低浓度麻醉剂，如1%硫酸

镉、水合氯醛、酒精等，也可在载玻片，加少许棉纤维，以阻止其活动。最后将所观察到的

种类分门别类地记录下来，一个样品要多做几张装片进行观察，以确保样品中的种类都能观

察到。

（二）定量测定

定量测定主要是计数所采集的定量样品中浮游生物的数量，也可进行容量（体积）或

重量的测定，这里只介绍计数方法。

1.计数框及其使用

计数框的容量有O.ImL、ImL、5mL和8mL四种。常用的计数框有两种：

（1）塞奇威克一拉夫脱计数框（简称S-R计数框）：该计数框氏50mm,宽20mm，深1mm,

总面积为lOOOmm?,总体积为ImLc

（2）网格计数框：这种计数框长20mm,宽20mm,深0.25mm,总面积为400mm“总

体积为0.1mL,计数框的底部刻有100个均等的方格。

无论哪一种计数框，在计数时，先将盖玻片斜放在计数框.上（图2-5）,把样品摇匀后

用吸管慢慢注入样品，注满后把盖玻片移正。静置10分钟左右再计数。计数单位是每个分

离的细胞或每个自然的群体。

2.显微镜的校准

将目（测微）尺放入10倍目镜内，应使刻度清晰成像（一般刻度面应朝下），将台（测

微）尺当作显微玻片标本，用10〜40倍物镜进行观察，使台尺刻度清晰成像。台尺的刻度代

表标本上的实际长度，一般每小格0.01mm。转动目镜并移动载物台上的移动尺，使目尺与

台尺平行，并且目尺的边沿刻度与台尺的0点刻度重合，然后向右找出目尺与台尺重合最好

的刻度，分别数出两条重合线之间台尺和目尺的格数，然后用下式计算目尺的长度。

两重合线之间台尺格数

目尺长度（丽）=

两重合线之间日尺格数

3.计数

个体计数仍是目前常用的浮游生物定量方法。浮游生物计数时.，要将样品充分摇匀，将

样品置入计数框内，在显微镜或解剖镜下进行计数。用定量加样管在水样中部吸液移入计数

框内。加样之前要将盖玻片斜盖在计数框上（如图2-6）,样品按准确定量注入，在计数框

中一切讲样，另一动出气，这样可避免气泡产牛注满后杷盖玻片移正。计数片子制成后，

稍候几分钟，让浮游生物沉至框底，然后计数。不易下沉到框底的生物，则要另行计数，并

加到总数之内。

每个样品均计数两片取其平均值。如两片计数结果个数相差15%以上，则进行第三片

计数，取其中个数相近两片的平均值。

图2・6塞奇威克一拉夫脱计数框（显示注样方法）

4.计数方法

（1）长条计数法：利月此方法时，首先将FI测微尺放入目镜中，然后用台测微尺去校目

尺的长度，再用S-R计数框计数，以目测微尺的长度作为一个长条的宽度，从计数框的左

边一百川数到计数框的右边称为一个长条。计数的长条数取决于浮游牛•物的多少，浮游牛.物

越少，计数的长条就要越多，一般计数2〜4个长条。计数时，浮游植物和浮游动物要分开计

数，然后分别计算单位体积中的浮游植物数和浮游动物数。其计算公式为：

浮游生物数/mL=CxlQ0Q

LWDS

式中C-计数的浮游生物数；

L-一个长条的长度，也就是计数框的长度（mm）：

一个长条的宽度，即目尺的长度（mm）；

D-一个长条的深度，即计数框的深度（mm）；

S--计数的长条数。

一般藻类和轮虫计数可采用此方法，硅藻细胞破壳不计数。若需「解藻类种属的组成，

可用划“正”字的方法，分类计数200个藻体以上，每一划代表一个个体，记录每个种属的

个体数。轮虫则取1mL注入S-R计数框内，在10义10倍显微镜下全片计数。

（2）视野计数法：先用台测微尺测出显微镜视野的直径，然后算出视野的面积，再用

S-R计数框或网格计数框计数。计数时以视野为单位计数。其计算公式为:

浮游生物个数/mL=Cxl°°°

ADF

式中A・・一个视野面积(mm2)；

D-视野的深度(mm)；

F--计数的视野数(一般至少10个)；

C--计数的生物个数。

藻类和原生动物的计数可用此法。计数时一般吸取0.1mL样品注入0.1mL计数框内，

在10X40倍或8X40倍显微镜下计数，藻类计数100个视野，原生动物全片计数。

(3)网格计数法：如用网格计数框，可采用网格计数法。如浮游生物密度不大，可将

框内生物全部数出，密度大时，可利用计数框上的刻度，计数其中的几行(如2、5、8行)。

其计算公式为：

浮游生物数/升=3

V2

式中C--计数的生物个数；

V,-由1升水浓缩成的样品水量;

v2-计数的样品水量。

四、结果报告

浮游生物调查后，整理出各类群的种类和数量的数据，如何利用这些数据来说明水体受

污染的程度或污染消除的状况，目前尚无统一的表达方式，常用的有以下指标。

(-)利用指示生物进行评价

由于各种污染程度不同的水体有其特有生物的存在，因此，可以利用各种水体中特有

生物和敏感生物在水体中的出现情况来反映水质状况，

1.多污带种类

浮游球衣菌(Sphaerotilusnutans)

白色贝日阿托氏菌(Be^giatoaalba)

螺旋鱼腥藻(Anabaenaspiroides)

方胞螺旋藻(Spirulinajenneri)

铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)

小颤藻(Oscillatoristenuis)(多污中污)

绿色裸藻(Euglenaviridis)(多污-a中污)

镰形纤维藻(AnkErodesmusfalctmis)

站蝠变形虫(AmoebaMax)

污钟虫(Vorticellaputrina)

2.a-中污带种类

巨颤藻(