本文档是由Jussi Meriluoto、Lisa Spoof和Geoffrey A. Codd编辑的《蓝藻监测与蓝藻毒素分析手册》(Handbook of Cyanobacterial Monitoring and Cyanotoxin Analysis)的引言部分，于2017年由John Wiley & Sons出版。该手册旨在为蓝藻及其毒素的监测和分析提供全面的指导。
蓝藻(cyanobacteria)，又称蓝绿藻(blue-green algae)，是具有全球分布的古老微生物。这些生物通过产氧光合作用，在22-24亿年前负责创造了地球的有氧大气层，至今仍是碳、氮和矿物质生物循环的主要参与者。蓝藻是多种环境的自然居民，包括淡水、咸淡水和海水，以及岩石和土壤的受光表面。
由于其光合生长模式、许多物种将气态氮转化为氨和氨基酸的能力，以及能够承受不利和极端环境条件的能力，蓝藻是初级定植者。在资源丰富的时期，蓝藻可以储存必需的营养物质（磷、氮、碳、铁），从而在营养限制条件下继续生长。一些蓝藻采用进一步的策略以抵抗环境极端情况（高盐度、高低温度、间歇性干燥、高太阳辐射）以在极端环境中生存和生长。蓝藻构成了众多水生和陆地食物链的基础，并在生物技术领域找到了越来越多的应用，从生物肥料的生产到潜在的药物研发。
在水生环境中，蓝藻可能出现在多种栖息地：悬浮在水中呈分散形式或聚集体，位于水面上，底部沉积物上，或附着在岸边岩石、沉积物和植物上。这些位置的蓝藻大量繁殖可形成水华(blooms)、浮沫(scums)和生物膜或藻垫(mats)。这种大量繁殖现象可能发生在未受人类活动影响的原始水体中，但现今人为因素通常会加剧水体富营养化(eutrophication)，包括：来自人类、家庭、农业和工业来源的营养物负荷增加，水体集水区侵蚀加剧，以及水资源过度开发。在适宜的温度、光照、水体pH值、湖内水停留时间或河流流量条件下，蓝藻水华、浮沫和藻垫可能大量形成。
除了对生态系统生物多样性产生不利影响外，蓝藻大量繁殖还会对水资源的可用性、美学质量、健康/安全性和成本产生负面影响，影响范围包括饮用水供应、家畜饮水、农作物灌溉、水产养殖、工业加工、娱乐和旅游等。
蓝藻毒素(cyanotoxins)的存在早在首次纯化和毒理学与结构表征之前就已通过环境中毒事件和生物测定得到证实。最广泛引起中毒并最常被报道的毒素包括鱼腥藻毒素-a(anatoxin-a)和几种微囊藻毒素(microcystins)，它们的结构分别于约40年和30年前被阐明。
蓝藻毒素可根据化学结构分为几类： - 微囊藻毒素：环状七肽，肝毒性，抑制蛋白磷酸酶 - 节球藻毒素(nodularins)：环状五肽，类似微囊藻毒素 - 圆柱鱼腥藻毒素(cylindrospermopsins)：三环鸟嘌呤生物碱，多器官毒性 - 鱼腥藻毒素-a：双环生物碱，神经毒性 - 鱼腥藻毒素-a(s)：磷酸化环状N-羟基鸟嘌呤，神经毒性 - 石房蛤毒素(saxitoxins)：生物碱，神经毒性 - 林比亚藻毒素(lyngbyatoxins)：吲哚生物碱，促进肿瘤形成 - BMAA和DAB：二氨基酸，神经毒性 - 脂多糖(LPS)：所有属的蓝藻都含有，具炎症作用
大多数蓝藻毒素是低分子量分子，从118 Da（BMAA和DAB）到约1000 Da（微囊藻毒素），而脂多糖范围为10-20 kDa。对蓝藻毒素毒性的认识，加上环境、病理和组织学数据，以及定量分析，已经确定了大多数蓝藻毒素是人类和动物中毒的主要或辅助原因。然而，这个列表不能被视为详尽无遗，因为对蓝藻细胞和粗提物的毒性测试继续表明存在无法用已知蓝藻毒素解释的毒性化合物。
成功管理蓝藻及其毒素带来的危害，需要充分认识人类和动物可能面临风险的暴露途径和媒介。主要暴露途径包括： - 口服：通过水、食物、膳食补充剂摄入 - 皮肤接触：通过水接触皮肤和粘膜 - 吸入：通过水、气溶胶、尘埃吸入 - 血液透析：接触未经充分处理的透析用水
在欧洲，目前主要认识到的暴露媒介是水和从有蓝藻大量繁殖的水体中收获或捕获的食物。在发达国家，由于大多数人饮用经处理的饮用水，通过饮用原水暴露最可能在娱乐活动中偶然发生。陆生植物作物如果被喷洒灌溉，也可能构成暴露媒介，因为粘液状蓝藻细胞可牢固附着在植物叶片上，蓝藻毒素可被植物组织吸收。鱼类、贝类和虾类对蓝藻细胞和毒素的摄取可能导致这些食物成为重要的暴露媒介。
随着人口快速增长，人类活动（农业、城市和工业）似乎将继续在全球范围内增加蓝藻大量繁殖的规模、地理分布和季节持续性。气候变化已经对一些生态系统和生态系统服务产生负面影响。气候变化导致的许多水生生态系统水文变化可能特别有利于蓝藻大量发展：水温升高、垂直混合和冲刷减少，以及极端天气事件（干旱、洪水）。因此，水体管理者（饮用水供应、娱乐、水产养殖、灌溉）和卫生当局将越来越需要采用反应性和主动性策略来解决蓝藻大量繁殖带来的问题。
本手册的目标是： 1. 为规划和执行野外和实验室的监测和分析程序提供实用帮助 2. 为结果计算和解释提供指导 3. 促进将蓝藻和蓝藻毒素领域长期从业者和研究人员积累的经验和最佳实践转移给新进入这些领域的实验室和可能不是专家的终端用户 4. 鼓励开展进一步的实验室间方法验证研究 5. 为保护水资源和健康免受蓝藻大量繁殖和蓝藻毒素带来的危害做出贡献
该手册包含完整的方法学指导，从采样策略到各类蓝藻毒素的分析方法，为研究人员和水资源管理者提供了全面的参考资料，有助于应对全球范围内日益严重的蓝藻问题。