DB44-T 2589-2024 陆地水域浮游植物监测技术指南

ICSCCS44TechnicalguidanceofphytoplanktonmonitoringininlandwatersIDB44/T2589—2024前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14试剂 25仪器设备 26点位布设与监测频次 37现场监测和采样 48样品处理和保存 49样品分析 6附录A （资料性）浮游植物监测现场记录表10附录B （资料性）浮游植物定性检测结果表11 （资料性）浮游植物丰度检测结果表12 （资料性）浮游植物细胞体积计算方法13 （资料性）浮游植物生物量检测结果表14参考文献 DB44/T2589—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由广东省水利厅提出并组织实施。本文件由广东省水利标准化技术委员会（GD/TC139）归口。本文件起草单位：广东省水文局、暨南大学。本文件主要起草人：廖征红、周艏、赵孟绪、肖利娟、丘冬琳、罗勇、李湘姣、林国恩、陈昊、黄丰明、蔡杰、王晓辉、谢理丽、黄丽、贾梦茹、郑素琴、杨俊华、凌悦琪、卢欣正、孙蓉蓉、鲁志文。DB44/T2589—20241陆地水域浮游植物监测技术指南本文件提供了浮游植物监测过程中样品的采集、处理及保存、定性及定量分析、丰度及生物量计算等工作的指导。本文件适用于水库、湖泊、河流等陆地水域的浮游植物（粒径＞2μm）监测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3838—2002地表水环境质量标准SL733—2016内陆水域浮游植物监测技术规程DB44/T2261—2020水华程度分级与监测技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1浮游植物phytoplankton水体中全部或大部分生活史营浮游生活的藻类，包括蓝藻和真核藻类。3.2浮游植物丰度phytoplanktonabundance单位水体中浮游植物的细胞数量，通常单位为cells/L。3.3浮游植物生物量phytoplanktonbiomass单位水体中浮游植物的质量，通常单位为mg/L。3.4藻类水华algalbloom水体中浮游植物丰度或生物量等指标达到或超过规定限值的状态，表现为大量浮游植物悬浮在水中或聚集在水体表面并导致水体颜色发生变化。3.5敞水区thepelagiczone水库、湖泊、河流等远离岸边的开阔水域。3.6显微镜视野microscopefieldofview通过显微镜的目镜所观察到的圆形视场。DB44/T2589—202424试剂4,1鲁哥氏碘液配制方法：称取60g碘化钾、40g碘，先后完全溶于新制备的去离子水或蒸馏水中，再加新制备的去离子水或蒸馏水定容至l000mL，储存于棕色瓶，密封避光保存。4.2甲醛溶液4.3甘油（丙三醇）规格：ω（HOCH2CHOHCH2OH）≥99.5%。5仪器设备样品采集包括现场监测和采样，所需仪器设备有：a)采水器，有机玻璃或不锈钢材质，圆柱形，规格2L～5L，能够准确采集不同深度水样；b)浮游生物网，网孔直径38μm（400目c)定量样品瓶，广口聚乙烯瓶，规格1000mL～2000mL；d)定性样品瓶，广口聚乙烯瓶，规格50mL～100mL；e)相关水质参数测定仪；f)温度计；g)透明度盘（塞氏盘）；h)测深仪；i)拍摄及定位设备。5.2样品处理样品处理包括水样浓缩和稀释，所需仪器设备有：a)浮游植物浓缩装置，带有体积刻度的沉降容器，如量筒、分液漏斗等，规格l000mL～2000mL；b)虹吸管，硅胶材质，管内直径2mm～3mm；c)筛绢，2500目～3000目，网孔直径4μm～5μm，用于封盖虹吸管吸水端。5.3样品镜检5.3.10.1mL计数框-显微镜计数法所需仪器设备有：a)正置或倒置生物显微镜，物镜5×（或4×)、10×、20×、40×,目镜10×（或15×);c)成像系统，具备浏览、拍摄及测量尺寸等功能；d)0.1mL浮游植物计数框，样品池面积20mm×20mm、容量0.1mL，样品池底部均匀划分为10e)盖玻片，面积22mm×22mm，厚约0.17mm；f)移液枪，量程规格100μL～1000μL，可适配阔口吸液嘴（进水口内径不低于1.9mm）；DB44/T2589—20243g)计数器。5.3.2Utermöhl沉降器-倒置显微镜计数法所需仪器设备有：a)倒置生物显微镜，物镜5×（或4×)、10×、20×、40×,目镜10×（或15×);c)成像系统，具备浏览、拍摄及测量尺寸等功能；d)Utermöhl沉降杯-计数框系统，分为组合式沉降杯-计数框系统（沉淀杯规格10mL、25mL、50mL、100mL）和一体式沉降杯-计数框系统（沉淀杯规格5mL、10mL、25mL）；e)沉降杯盖玻片；f)计数框盖玻片（适用于组合式沉降杯-计数框系统）；g)计数器。6点位布设与监测频次6.1.1布设原则监测点位布设遵循下列原则：a)充分考虑监测目的和水域类型、形态特点；b)布设在敞水区；c)覆盖监测水域典型生境，以最少点位反映水域整体状况；d)尽量沿用历史已有监测点位，与已有水文、水质监测站点相结合；e)藻类水华应急监测点位能反映水华分布范围，并有利于掌握水华对供水安全的影响。6.1.2水库湖泊监测点位布设方法根据水面面积和形态划分代表性区域，宜包括入水口、中心、出水口及湾区等，在代表性区域敞水区布设监测点位。对于河道型水库，分别在上游、中游、下游的中心河段敞水区布设监测点位。6.1.3河流监测点位布设方法在河流的上中下游、城市河段、水源保护区等代表性水域敞水区分别布设监测点位。在河流的缓流河段敞水区布设监测点位。6.1.4藻类水华应急监测点位布设方法发生藻类水华时，采用下列方法布设监测点位：a)水库湖泊发生藻类水华时，在各代表性区域、取水口附近、闸坝下游水域敞水区设置监测点位，以确定藻类水华发生范围,评估其对供水安全及下游水域的影响；b)河流发生藻类水华时，根据主要支流汇入口、水利枢纽、取水口的分布，将河流划分为若干代表性河段并在敞水区设置监测点位，以确定藻类水华发生范围,评估其对供水安全的影响。6.1.5采样深度采用下列方法设置采样深度：a)常规监测一般在0.5m水深处采样，必要时可根据监测需要在不同水深采样；DB44/T2589—20244b)藻类水华应急监测时，在取水口附近监测点位设置分层采样，即除0.5m水深以外，根据水深情况进行间隔分层采样，以了解浮游植物、藻毒素及嗅味物质的垂直分布情况，评估水华对供水安全的影响。6.2监测频次和采样时间6.2.1根据监测目的确定监测频次和采样时间。6.2.2根据所监测水体的功能、营养水平和监测能力等实际情况，确定常规监测频次,一般可按1次/月、1次/季度、1次/水期（丰水期、平水期、枯水期）进行设置。6.2.3藻类水华应急监测期间，宜根据水华发展态势适时调整监测频次，调整依据包括水华程度等级（宜按照DB44/T2261—2020判定），拟柱孢藻毒素、微囊藻毒素（宜按照GB3838—2002判定）、嗅味物质等指标的浓度等级，以及水华对供水安全的影响程度等。6.2.4宜将采样安排在8:00～16:00期间。7现场监测和采样7.1.1采样前，对监测点位的天气状况、周围环境、水体颜色等信息进行观测和记录。7.1.2现场测定气温、水温、pH值、溶解氧、透明度、水深等所需参数。7.1.3若具备相关水文测验条件，宜测定水体流速、流量、水位等水文参数。7.1.4采样完成后，及时填写浮游植物监测现场记录表（见附录A）。7.2定量样品采集7.2.1用采水器采集目标水层1000mL水样至定量样品瓶。7.2.2若水体透明度大于5m，宜将定量样品取水量增加至2000mL。7.2.3定量样品瓶不宜装满，以便在实验室内对样品进行摇匀。7.2.4在定量样品瓶标签上注明采样日期、水体名称、点位名称、样品类别、样品体积等信息。7.3定性样品采集7.3.1定性样品的采集在定量样品采集完成后进行。7.3.2采用网孔直径为38μm的浮游生物网采集定性样品。7.3.3采集前先对浮游生物网进行清洗，清洗结束后关闭活塞。7.3.4将浮游生物网沉入约0.5m水深处，拉动绳索牵引其在水面3m～5m水域范围移动，牵引过程保持水从网口进入、网孔滤出，牵引至少5次后，缓慢将浮游生物网提出水面，待网内水滤尽，打开活塞将集水管中的水样放入定性样品瓶中。再次将浮游生物网沉入透光层底部（深度以3倍透明度计缓慢上提绳索将其提出水面，待网内水滤尽，重复上述动作3次～5次，打开活塞将集水管中的水样放入同一定性样品瓶中。共收集水样30mL～50mL。7.3.5在定性样品瓶标签上注明采样日期、水体名称、点位名称、样品类别等信息。7.3.6定性样品采集完成后，及时清洗浮游生物网。8样品处理和保存DB44/T2589—202458.1.1样品采集完成后，立即加入固定剂并充分摇匀（活体镜检样品可不加固定剂）。8.1.2使用鲁哥氏碘液固定定量样品；根据实际情况，选择使用甲醛溶液或鲁哥氏碘液固定定性样品。甲醛溶液的用量宜为水样体积的1%，鲁哥氏碘液的用量宜为水样体积的1%～1.5%。8.1.3若定量样品中浮游植物丰度达到藻类水华限值，将鲁哥氏碘液用量增加至水样体积的2%。8.1.4样品固定过程需采取相关安全防护措施，并保持操作环境通风。8.2样品浓缩定量样品浓缩适用于0.1mL计数框-显微镜计数法，采用Utermöhl沉降器-倒置显微镜计数法无需对样品进行浓缩。8.2.1预检8.2.1.1定量样品预检在样品固定后、样品浓缩前进行。8.2.1.2将定量样品瓶反复上下倒转以充分摇匀样品。8.2.1.3立即使用装配阔口吸液嘴的移液枪移取0.1mL样品注入0.1mL计数框样品池内，用盖玻片将样品池完全封盖，确保封盖后的样品池内无气泡，若产生气泡则重新制片。若样品池内浮游植物未完全沉淀，可将少许甘油均匀涂抹在盖玻片四周，以防止样品池内水分蒸发，而后将计数框静置15min~30min，使浮游植物完全沉降至样品池底部。8.2.1.4完成制片后，将其放置于生物显微镜载物台，在100×放大率条件下对样品池进行扫视，根据观察到的浮游植物细胞数量，初步评估浮游植物丰度的数量级，确定定量样品所需浓缩或稀释的倍数。8.2.2沉淀将待浓缩的定量样品摇匀，倒入浓缩装置中，用封口膜将浓缩装置顶端密封以防碘挥发。在室温环境避光静置沉淀48h以上，或按0.25cm/h的沉降速度计算所需沉淀时间。为减少浮游植物吸附在浓缩装置内壁，静置初期宜适时轻敲浓缩装置外壁。8.2.3虹吸与定容样品沉淀完成后，按照以下步骤进行虹吸与定容。a)将虹吸管吸水端（吸水端用2500目～3000目筛绢封盖）插入样品液面下1cm左右，缓慢吸出上清液，并将所吸出上清液接入烧杯中。b)调整虹吸管两端高度差以控制虹吸流量，虹吸流量不宜超过100mL/min。c)随着液面下降，向下挪动虹吸管吸水端，使其全程保持在液面下1cm左右，且距离沉淀装置底部不小于2cm；虹吸过程避免扰动浓缩装置底部的沉淀物，若发生扰动则重新静置沉淀。d)根据预检结果，确定虹吸后余下的样品体积。e)虹吸完成后，将余下样品转入量筒，用少许烧杯中的上清液冲洗浓缩装置内壁，冲洗液同样转入量筒。f)用烧杯中的上清液将量筒中样品定容至目标体积。g)将定容后的浓缩样品转移至样品瓶，贴好标签，注明采样日期、水体名称、点位名称、样品类别、样品浓缩前后体积等信息。8.2.4藻类水华样品处理若发生藻类水华，定量样品可不经浓缩直接用于0.1mL计数框-显微镜计数法镜检计数；若浮游植物丰度过高，可将定量样品适度稀释后进行0.1mL计数框-显微镜计数法镜检计数。DB44/T2589—202468.3样品保存8.3.1定性样品在4℃~10℃避光条件下的保存时间不超过1周；若需保存1周以上，每100mL定性样品宜补充加入2mL～3mL甲醛溶液。8.3.2定量样品在室温避光条件下可保存3周，在1℃~5℃避光条件下可保存12个月。保存过程中宜定期观察样品颜色，若颜色变浅，则向样品中补充加入适量鲁哥氏碘液，直至样品颜色恢复至黄褐色。若需保存12个月以上，宜每100mL定量样品补充加入2mL～3mL甲醛溶液。9样品分析9.1.1将定性样品瓶反复上下倒转以充分摇匀样品，立即用滴管移取2滴～3滴样品至载玻片，以盖玻片覆盖制成标本片，在生物显微镜下观察并鉴定浮游植物种类。9.1.2将装有浓缩定量样品的样品瓶反复上下倒转，充分摇匀样品后，立即用滴管移取2滴～3滴样品至载玻片，以盖玻片覆盖制成标本片，置于生物显微镜下观察并鉴定定性样品中未出现的浮游植物种类。9.1.3对于每个定性样品，观察不少于3个标本片。9.1.4宜拍照记录优势种类。9.1.5及时将定性分析结果填写至浮游植物定性检测结果表（见附录B)。9.2丰度分析9.2.1制片9.2.1.10.1mL计数框-显微镜计数法的制片，按照以下步骤进行。a)将装有浓缩样品的定量样品瓶反复上下倒转，充分摇匀样品。b)立即用装配阔口吸液嘴的移液枪移取0.1mL样品进行制片，步骤同8.2.1.3。9.2.1.2Utermöhl沉降器-倒置显微镜计数法的制片，按照以下步骤进行。a)根据水体营养状态选择沉降杯规格，若样品采集自富营养或中营养水体，宜选用5mL或10mL沉降杯；若样品采集自贫营养水体，宜选用25mL或50mL沉降杯。b)将定量样品充分摇匀后，立即缓慢倒入Utermöhl沉降杯-计数框系统，注满沉降杯后用沉降杯盖玻片将其密封，沉降杯内不能留有气泡。c)将密封后的Utermöhl沉降杯-计数框系统置于室温环境避光静置沉淀8h以上，或按0.25cm/h的沉降速度计算所需沉淀时间。d)若采用一体式沉降杯-计数框系统，沉淀完成后即完成制片。若采用组合式沉降杯-计数框系统，沉淀完成后，用计数框盖玻片缓慢平推沉降杯底部以移除上清液，直至盖玻片完全覆盖密封计数框，即完成制片。过程中避免扰动计数框内浮游植物，且计数框内不能出现气泡。9.2.2细胞计数9.2.2.10.1mL计数框-显微镜计数法的浮游植物细胞计数，按照以下步骤进行。a)将制好的标本片置于生物显微镜下放大100倍，扫视整个样品池，初步了解浮游植物种类组成和粒径大小概况，并列出种类名录。b)根据单个计数格内的浮游植物个体数量（将1个群体或1个丝体的个体数量计为1）选择计数方式进行计数，1个标本片的计数个体不低于400个：DB44/T2589—202471)若个体数量低于8，则进行整片计数，即选择整个样品池范围进行计数；2)若个体数量在8～15之间，则选择2、4、6、8、10行或列进行计数；3)若个体数量在15～40之间，则选择2、5、8行或列进行计数；4)若个体数量在40～100之间，则采用对角线计数方式进行计数，即选择位于计数框一条对角线位置上的10个计数格进行计数；5)若个体数量大于100，则采用视野法进行计数，即避开样品池边缘区域随机抽取一定数量的显微镜视野进行计数。c)在100×放大率条件下，对样品池内存在但未出现于计数区域的大个体种类（粒径超过30μm）进行整片计数。9.2.2.2Utermöhl沉降器-倒置显微镜计数法的浮游植物细胞计数，按照以下步骤进行。a)将制好的标本片置于倒置生物显微镜下放大100倍，扫视整个样品池，初步了解样品中浮游植物种类组成和粒径大小概况，并列出种类名录。b)避开样品池边缘区域，随机抽取一定数量的视野进行计数，1个标本片的计数个体不低于400个，根据单个显微镜视野内个体数量确定计数视野数：1)若个体数量大于40，计数10个视野；2)若个体数量在20～40之间，计数10个～20个视野；3)若个体数量在10～20之间，计数20个～40个视野；4)在100×放大率条件下，若每个视野内个体数量不足10，则对整个样品池进行计数。c)在100×放大率条件下，对样品池内存在但未出现于计数视野中的大个体种类（粒径超过30μm）进行整片计数。9.2.2.3藻类水华应急监测期间，若仅对水华优势种类进行计数，对于每个水华优势种，1个标本片中的计数个体数量达到100时即可停止计数。9.2.2.4群体与丝状蓝藻的计数，宜按照以下方法进行。a)对于形成群体的蓝藻（如微囊藻若具备超声波处理条件，可先对定量样品中群体蓝藻以外的其他浮游植物种类进行细胞计数，再采用超声波处理定量样品以打散蓝藻群体，而后单独对样品中可形成群体的蓝藻进行细胞计数。若不具备超声波处理条件，可先将大的蓝藻群体划分成若干大小相近的子群体，再对子群体进行细胞计数，子群体细胞数乘以子群体数量，即得出群体细胞数量。b)对细胞间隔不明显的丝状蓝藻（如拟柱孢藻、泽丝藻等）进行细胞计数时，可先在高放大率(如400×)条件下挑选5个～10个细胞间隔相对清晰的丝体，测量不少于10个细胞的长度并计算出平均值，以丝体总长度除以单细胞长度均值，即得出丝体的总细胞数。9.2.3丰度计算9.2.3.1种群丰度计算样品中种群i的丰度（Ni）按照公式（1）进行计算。Ni——样品中种群i的丰度，单位为cells/L；A——计数框面积，单位为mm2；Ai——计数面积（采用视野法进行计数时，为单个显微镜视野面积乘以计数视野数单位为mm2；V1——浓缩（或稀释）后的样品体积，单位为mL；DB44/T2589—20248V0——浓缩（或稀释）前的样品体积，单位为mL；ni——种群i的计数细胞数量，单位为cells；V——0.1mL计数框-显微镜计数法中为样品池体积，即0.1mL；Utermöhl沉降器-倒置显微镜计数法中为注入沉淀杯的样品体积，单位为mL。9.2.3.2总丰度计算样品中浮游植物的总丰度（N）按照公式（2）进行计算。1Ni N——样品中浮游植物总丰度，即各种群丰度之和，单位为cells/L；Ni——样品中种群i的丰度，单位为cells/L；m——定量计数的种群数。9.2.4质量控制宜按照SL733-2016的相关规定进行质量控制。9.2.5结果记录完成丰度计算后，及时填写浮游植物丰度检测结果表（见附录C)。9.2.6结果表示检测结果以科学计数法表示，保留2位有效数字。9.3生物量分析9.3.1细胞尺寸测量根据种群细胞具体形态，将其视为最近似的立体几何图形，对于形态不规则的细胞，则将其视为多个最近似立体几何图形的组合。使用目镜测微尺或图像分析测量软件，按最近似立体几何图形来测量细胞的长度、宽度、高度、直径等尺寸，测量宜在不低于400×放大率条件下进行。对于每一种群，至少随机测量10个细胞的尺寸。对于形成丝体或群体的种群，宜随机选取不同丝体或群体中的细胞进行尺寸测量。9.3.2单细胞质量计算按照细胞最近似的立体几何图形，计算单细胞体积，常见浮游植物细胞体积计算方法见附录D。以“109μm3≈lmg鲜重”的换算关系，按照公式（3）将单细胞体积换算为单细胞质量。Bcell——单细胞质量，单位为mg；Vcell——单细胞体积，单位为μm3。9.3.3种群生物量计算DB44/T2589—20249取同一种群的至少10个单细胞质量，计算出平均细胞质量，种群生物量为平均细胞质量与种群丰度的乘积，按照公式（4）进行计算。Bi——种群i的生物量，单位为mg/L；Bcellj——用于计算平均细胞质量的第j个单细胞质量，单位为mg；n——用于计算平均细胞质量的细胞数量；Ni——样品中种群i的丰度，单位为cells/L。9.3.4总生物量计算浮游植物生物量为各个种群的生物量之和，按照公式（5）进行计算。B——浮游植物生物量，单位为mg/L；Bi——种群i的生物量，单位为mg/L；m——定量计数的种群数。9.3.5结果记录完成生物量计算后，及时填写浮游植物生物量检测结果表（见附录E)。9.3.6结果表示检测结果以科学计数法表示，保留2位有效数字。DB44/T2589—2024浮游植物监测现场记录表表A.1推荐了浮游植物监测的现场记录内容。表A.1浮游植物监测现场记录表℃mDB44/T2589—2024浮游植物定性检测结果表表B.1推荐了浮游植物定性检测结果记录方式。表B.1浮游植物定性检测结果表门门门门门门门门