本實驗中所使用之月芽藻 (Pseudokirchneriella subcapitata),為一種單 細胞、成群體但不糾結、不能移動之綠藻 (Chlorophceae),一般細胞體積 為40-60 μm3,如圖2.4.1所示[25]。
圖 2.4.1 月芽藻之圖示[25]
典型的月芽藻體積約為45 μm3、重量10~20 pg/cell,為淡水單細胞藻類,
因體型呈半月型,故稱月芽藻,其優點有:取得容易、培養簡單、容易觀 察、生長期短、可以大量生長、具有地區代表性等實驗用的藻種需具有的 特點,並較大部分生物詴驗來的敏感[26]。此外,當培養過程中缺少營養 鹽或溫度、光線、pH、有毒物質侵害、細菌滋生等環境條件不佳時,母槽 會逐漸呈現明顯的黃綠色,故由外觀上可以容易的去判斷母槽的生長情形。
除了外觀上的判斷,利用顆粒計數器觀察其粒徑的分佈變化,若發現顆粒 數變少、大粒徑的藻類分佈變多時,則可判斷此藻種的健康情形不佳。
2.4.2 藻類生長測定方法
一般藻類生長情況之參數有下列幾種:細胞密度、細胞總體積、乾重、
葉綠素、活體內螢光值、營養基濁度、產氧量、碳源攝取量、ATP 及DNA 等參數。理想的測定方法應具備以下條件:迅速、精確、高敏感度、低偵
測極限、低成本,適合這些條件之藻類生長質量之方法有下列幾種:(1) 顯微鏡計數法 (2)電子顆粒計數法 (3)直接乾重量測法 (4)光學顆粒計數 法 (5)分光光度計測葉綠素A 法 (6)螢光光度計測葉綠素A法 (7)DNA 測 定法 (8)ATP 測定法 (9)14C 輻射標定法(10)溶氧測定法等[27]。
藻類毒性詴驗之標準方法: United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA)[28] 、 Organization for Economic Cooperation and Development (OECD)[29] 、 International Organization for Standardization (ISO)(30)、American Society for Testing and Materials(ASTM)[31]、American Public Health Association (APHA)[32]皆於詴驗終點時,測量藻類的生物質 量。量測生物質量最直接的方法為量測生物之乾重,但耗時較久,因此利 algae acutetoxicity test"[28] 、 OECD 所 用 之 "Algal growth inhibition test guideline"[29]、ISO所用之”Water quality-algal growth inhibition test"[30]、
APHA所用之 "Toxicity testing with phyto-plankton"[32]及ASTM所用之
"Standard Guide for Conducting Static 96-h Toxicity Tests with Microalgae"[31]等。
(1) 批次式:
批次式藻類毒性詴驗為藻類暴露於毒性物質一段時間,再測其詴驗終 點,並與無暴露之控制組比較分析。實驗過程中沒有新鮮基質的加入、藻 類之代謝物移出,實驗期間藻經歷完整的成長週期,遲滯期(lag phase)、
指數生長期(exponential phase)、穩定期(stationary phase)及死亡期(death phase)。標準詴驗方法可採用U.S. EPA[9]]所制定之“Fresh Algal Acute Toxicity Test”。
類毒性詴驗,將藻類、營養基質和詴驗毒物加入300 mL的BOD 瓶,蓋子
的遮蔽效應。光照強度應為一常數,並能使藻類呈現指數生長、縮小培養 體積及維持充分的混合有助於達到理想狀態。
(3) 溫度
當溫度逐漸增加時,藻類會呈現指數生長,而當達到其最適生長溫度 後即迅速下降。本研究採用U.S. EPA建議的24℃環境下來培養藻類及進行 實驗,整個培養及詴驗過程中,溫度之變化不可大於2℃。
(4)植種數量與時間
若實驗開始時的植種數量過高,將會造成批次式實驗後期藻類細胞大 量增加造成代謝物累積及水中碳源耗盡,而導致pH升高等問題,進而影響 毒性詴驗結果。生物毒性詴驗隨著時間增加,其敏感度提高而C.V.值減少;
隨著初始植種密度減少,其敏感度提高但變異係數亦提高[5]。改變初始生 物量進行批次詴毒性詴驗,提高實驗初始生物量時,EC50值也顯著提升[38]。
在 兼 顧 兩 者 的 考 量 下 , 選 定 最 佳 條 件 為 藻 類 初 始 植 種 密 度 1.5×104 cells/ml。
詴驗時間的長短關係到毒性詴驗的敏感性和數據結果。過長的詴驗時 間,會使得BOD瓶內的營養鹽不足,而有藻類有死亡的現象;過長的詴驗 期間,也會使得毒性的反應消失。一般標準的藻類毒性詴驗為96小時,但 有鑑於前述之缺點,因此本研究所選定的時間縮短為48小時。