圖1. 寧波市常見水華快速檢索。
水華監測已經成為環境監測的一個重要環節。如何有效地對水華進行原位快速分析是各監測部門所面臨的難題。本文應用PHYTO-PAM葉綠素熒光儀，通過多年原位監測數據結合實驗室模擬結果，建立了一套水華原位分析技術，為水華監測的現場快速反應提供技術支持。
水華是一種水體中藻類異常快速增殖的自然現象，大量藻細胞受迫短時間內消亡時可能使水體腥臭難聞，溶解氧減少，大量魚類死亡，嚴重的還會影響飲用水水質安全，危害周圍居民的身體健康[1,2,3]，此外，如微囊藻等藍藻還可能會產生藻毒素。
鑒于現場應急監測的緊迫性，經常需要現場判斷水體異色的成因，確定污染的程度、發展趨勢及危害，以便及時有效地采取措施。水華的現場分析包括水華種類的確定（污染類型）、水華藻生物量/密度測定（污染程度）、水華消長趨勢分析以及水源的安全性。
圖2. 2006~2010年寧波市主要飲用水源地水華季節分布概況。
水華優勢種確定
能引起水華現象的藻類有很多，常見的水華按優勢種類可以分為15個基本類型[4]。以寧波地區為例，近年來常見的水華主要有藍藻、綠藻、硅藻、甲藻、隱藻5門9種。
水華優勢種有多種實驗室確定方法，最常用的是顯微鏡觀測法和PCR熒光定量分析法，但這兩種方法耗時較長，且需要專業人員操作，不適合現場的快速分析需要。荷蘭CytoBuoy浮游植物流式細胞儀可對大小在0.4~4 mm的浮游植物進行分析，但其價格較貴，目前為300萬左右，且分析精度一般，特別對于球形藻的區分度較低，還需要進一步改進。
不過，不同優勢藻種的水華的表觀現象和熒光特性略有差異，與溫度也存在著較大相關性。通過對這些信息進行系統分析整理可得到較為準確的初步判定結果，如圖1所示。由于目前統計的水華個案數量較少，僅17次，所以其與溫度的相關性只能作為參考，如圖2。
藻生物量/密度快速測定
水華生物量測定主要有鏡檢法、OD法（光密度法）、顆粒計數器法、熒光法以及流式細胞儀法等。由于顯微鏡屬于不便移動的檢測設備，故一般只適用于實驗室分析。光密度法是利用同種藻的藻密度與分光光度計的吸光值在一定波長下成正比（不同藻略有差異，一般認為是680nm左右），但是對于有濁度的樣品或是非純種樣品，分析結果可信度較低。顆粒計數器法與流式細胞儀的工作原理相似，在一定電壓下讓水通過一狹縫，其中的藻細胞逐個通過狹縫時進行計數，但顆粒計數器無法對非藻類顆粒物進行區分。熒光法也是較常用的浮游植物生物量測試方法之一，它根據不同生物量藻液中生物量與藻類發出的熒光值呈正相關計算得到。由于非藻類的顆粒物不產生熒光，故此方法測定精度較高，低濁度水樣中的非藻類顆粒物不會對測定結果產生影響。
水華消長趨勢分析
水華的消長受到溫度、光照、流速、降水、營養鹽濃度、捕食生物等因素影響。目前的研究多以單因子或少數幾個偶聯作用為主[4]。由于在原位研究過程中忽略了部分因子的作用，使得水華的預測模型成功率不高。
表2的適溫范圍為實驗室單因子脅迫實驗測得。結果表明，一般藍藻的適溫范圍較高，在較高溫度下其增殖可能性較大；擬多甲藻的適溫范圍較低，高溫對其有很大殺傷作用；而小球藻和硅藻的適溫范圍較寬，一般溫度對其活性影響不大。
因為葉綠素熒光可以估計光系統II的光化學電荷分離的效率，并且所有的電子都是通過光系統II泵出來，因此環境因子對整個電子傳遞步驟的任何影響可通過葉綠素熒光的變化反映[5,6]。藻類快速增殖時，其光合活性一般都處于較高水平[7]。但若單用即時的光合活性預測水華藻生物量，得到的發展趨勢也是不科學的，因為即時的光合活性只代表當時藻群總體受環境脅迫情況，結論還應以環境脅迫總量維持相對穩定為前提，否則應根據環境脅迫總量的變化而對變化趨勢的結論作出調整。
水源安全性判斷
微囊藻能產生微囊藻毒素，為肝毒素，可誘發肝癌；魚腥藻能產生魚腥藻毒素，為神經毒素；其他藻不產生明顯毒素。對于微囊藻或魚腥藻水華，應時刻關注其毒素產生情況，飲用水經特殊處理后才能供應，必要時需采取停水措施。對于其他水華，因當其短期內大量死亡可能帶來嚴重的生態后果，且此時的營養鹽濃度已完全符合有毒藻華發生條件，所以應密切關注其密度和種群變化動態。
結語
使用熒光儀可對水華種類、水華藻生物量/密度、水華消長趨勢以及水源的安全性進行現場快速分析，為管理部門的現場決策提供技術支持。為進一步完善結論，還應加強對水華水體的跟蹤監測，并從源頭上截污、控污，降低富營養程度，避免水華現象反復發生。
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