伴隨著我國經濟快速發展的同時,生態環境持續惡化。近年來我國水體中有害藻華(Harmful Algal Blooms,HABs)(包括海洋赤潮和淡水水華)持續高頻次發生,已嚴重影響到居民的飲水安全、水產養殖、水體景觀價值等方面,造成了巨大的經濟損失。我國各級政府部門和科研機構對水體中浮游植物群落的動態變化進行快速監測、對淡水藍藻水華和海洋硅藻/甲藻赤潮進行早期預警的需求越來越強烈。 | ||
現有的方法及局限性 | ||
目前我國浮游植物和有害藻華的監測主要采用顯微計數、葉綠素含量測定、衛星遙感、藻毒素監測等技術。 傳統顯微計數采集的樣品需要經過魯格氏液、甲醛等固定液固定,帶回實驗室沉淀濃縮后進行定性定量分析,需要花費的時間較長。傳統的光學顯微鏡由于聚焦金和景深的限制,只能測量很小體積的樣品,且不能在水下原位測量。 葉綠素含量測定是一種相對較快速簡單的測量技術,但傳統的測量方法多為現場抽濾后帶回實驗室抽提,然后進行分光光度計分析、熒光分光光度計分析或高效液相色普(HPLC)分析,但這種技術也需要1-2天才能獲得結果。這兩種方法均不能立即反映出水體中的藻類信息,而是要經過一段分析時間,從而降低了生物監測的時效性,大大影響有害藻華的監測/預警。此外,葉綠素含量測定也可用原位傳感器進行連續監測,但這種方法多采用若丹明法(化學法)校正數據,誤差大,且傳感器需要經常維護。 衛星遙感具備監測范圍廣、數據多、不受地理位置和人為條件限制等優點,但其容易受天氣條件影響,且往往需要藻類細胞累積到一定程度(可能已經發生藻華)才能監測到,往往達不到預警的效果,而且購買衛星遙感數據費用高,分析復雜,因此衛星遙感多在專業機構進行。 藻毒素監測目前主要采用HPLC和ELISA方法,兩種方法都可以精確的測量水體中的藻毒素含量,但都需要人工到現場采集樣品,帶回實驗室破碎細胞抽提毒素,過程復雜,速度慢,且不能*自動連續監測。即使兩次采樣都未檢測到毒素,但也不能保證兩次采樣的間隔期藻類沒有產毒,或毒素沒有釋放到水中。 | ||
新方案的監測功能 | ||
l 利用浮游植物熒光儀PHYTO-PAM-Ⅱ現場測量藍藻、綠藻、硅/甲藻、隱藻的葉綠素a含量和總葉綠素a含量,以及它們的光合活性(“生長潛能”) l 利用水質多參數儀及浮標監測平臺快速或實時監測水體富營養化趨勢 l 利用便攜式浮游植物流式細胞儀CytoSense或水下浮游植物流式細胞儀CytoSub對浮游植物細胞數進行快速計數,并獲知主要類群的細胞濃度、細胞大小、細胞形態學信息;獲知微囊藻、棕囊藻等的群體(囊)動力學變化情況;對于鏈狀藻類,可以測量每條鏈的細胞數;對于硅藻、甲藻等形狀特殊的藻類,可根據浮游植物專家庫進行快速鑒定 l 利用CytoSense-Online系統或在線監測型浮游植物流式細胞儀CytoBuoy對水體中的浮游植物進行*連續監測 l 利用產毒藻及藻毒素在線監測系統ESP,在水下利用分子探針技術和免疫技術原位、*監測產毒藻和藻毒素的變化
| ||
新方案的預警功能 | ||
l 根據葉綠素a含量和細胞數變化趨勢進行預警 l 根據水質變化趨勢對富營養化水域進行監測 l 浮游植物的光合活性(“生長潛能”)預示著未來的生長潛力,光合活性高、耐強光的浮游植物在環境條件(營養鹽、光照、溫度)適合時更容易發生藻華 l 微囊藻、棕囊藻等帶囊的藻類,不形成囊不發生藻華,而利用CytoSense等可*監測水體中微囊藻、棕囊藻等“囊”的變化,進行早期預警 l 根據產毒藻和藻毒素的變化(與供水、水產養殖密切相關!!)進行預警 | ||
新方案所需設備及用途 | ||
1)浮游植物熒光儀PHYTO-PAM-Ⅱ u 現場快速對水樣中的藍藻、綠藻、硅/甲藻、隱藻自動定性(分類)定量(測葉綠素a) u 現場快速測量藍藻、綠藻、硅/甲藻、隱藻的光合活性(“生長潛能”) 2) Xylem便攜式水質多參數檢測儀 u 550A型便攜式溶解氧測量儀 u ProODO光學溶解氧測量儀 u YSI ProPlus型多參數水質測量儀 u pH100A便攜式pH計 3)GreenEyes營養鹽原位監測系統(EcoLABⅡ、Nulab4) u 將濕化學法應用于野外 u 實時觀測水體氮、磷等藻類生長要素的變化 4) 海洋/淡水浮標生態監測系統 u 實現水文水質實時監測 u 水體葉綠素及浮游植物在線監測 5) CytoBuoy系列浮游植物流式細胞儀(CytoSense、CytoBuoy、CytoSub) u 現場快速計數水體中浮游植物細胞總數 u 現場快速獲取浮游植物細胞類群信息(濃度、大小、類群、定種) u 現場快速測量微囊藻、棕囊藻等細胞數以及“囊”的比例 6) 產毒藻及藻毒素在線監測系統ESP u *、自動、連續監測產毒藻和/或藻毒素的變化 u *、自動、連續監測特定藻、細菌、浮游動物等的變化 u 提供定制化分子探針組合套裝,完善解決客戶的特殊需求 u 監測結果可無線傳輸到岸上基站 u 可水下原位工作(耐受50m水壓),也可在監測平臺或水站房中工作 u 可在水下采集并保存樣品,等回收后在實驗室 | ||
利用浮游植物光合活性進行藻化預警的原理 | ||
藻類的生長靠光合作用,藻華的爆發是在特定的環境條件下(富營養、高光、高溫)由藻類短期快速暴增造成的,這其間藻類必須具備*的光合作用才能快速生長。 監測葉綠素a含量可以了解目前水體中的藻類生物量,但這只代表歷史(如果營養鹽很低,即使當前藻類生物量高,也不具備發生藻華的可能);而監測藻類的光合作 用活性可以了解藻類的“生長潛能”,結合其它環境條件可以預測未來(富營養條件且高光高溫下,即使當前藻類生物量不高,但只要光合作用活性強,就具有*的 發生藻華的可能)。由于PHYTO-PAM-Ⅱ可以測量自然水樣中藍藻、綠藻和硅/甲藻、隱藻各自的光合作用,就可以對藻華發生時不同藻類類群進行分析。利用PHYTO- PAM-Ⅱ測量不同藻類葉綠素a含量和光合作用活性的功能,可以*監測自然水體中浮游植物種群生物量的動力學變化和不同類群光合作用潛力的變化趨勢,這對于藻 華的預警具有重要參考價值。 | ||
利用浮游植物流式細胞儀進行藻化預警的原理 | ||
藍藻水華多由微囊藻引起,而微囊藻形成水華的前提是藻細胞聚集形成群體(“囊”)并浮到水面。如果沒有群體細胞的形成,就不會形成水華。微囊藻的群體比較大,一般的流式細胞儀不能直接進樣測量,但CytoBuoy系列浮游植物流式細胞儀可以直接進樣測量,并且可以獲知群體細胞的粒徑大小和不同大小的群體所占的比例。從春季開始,定期監測不同水層的微囊藻群體細胞的粒徑變化和所占比例的變化,就可以對微囊藻水華進行早期預警。當群體細胞占的比例越來越高并且從下層水面遷移時,就預示著形成水華的條件逐漸成熟了,可以啟動預案。 有些藍藻水華或海洋赤潮是由鏈狀細胞形成的。對這些細胞而言,細胞鏈的長度有助于藻增加浮力獲得充足的光照,如果營養鹽豐富、氣象條件合適,細胞鏈長的藻類就更可能形成水華。因此,利用CytoBuoy系列浮游植物流式細胞儀來測量細胞鏈的長度是可以用于水華預警的。 對于形狀特殊的赤潮硅藻和甲藻而言,利用CytoBuoy系列浮游植物流式細胞儀可以建立專家庫,進而對自然水樣進行有害藻的快速篩選/預警。 | ||
有害藻華監測/預警展望 | ||
綜上所述,浮游植物熒光儀PHYTO-PAM-Ⅱ、水質便攜/在線監測技術、CytoBuoy系列浮游植物流式細胞儀和產毒藻及藻毒素在線監測系統ESP在有害藻華的監測/預面具有非常大的應用潛力:PHYTO-PAM-Ⅱ重在自動分類的基礎上同時了解生物量和光合活性(“生長潛能”);水下原位營養鹽系統將濕化學方法應用于野外,實時觀測水體氮、磷等藻類生長要素的變化,水質多參數監測儀及浮標在線監測系統可快速、實時監測水質水文要素的動態變化;CytoBuoy重在專門針對浮游植物的細胞計數,且可直接測量微囊藻,對形狀特殊的藻可鑒定到種;ESP重在對于產毒藻和藻毒素進行*、連續、在線監測。四種計數都是目前上前沿的技術,且儀器都是為了野外應用而設計,充分考慮到了現場監測的困難。四種技術可分別用于有害藻華的監測/預警,如果結合使用,對于監測/預警的效果會更好。相信四種技術對于我們淡水與海洋的環境的有害藻華監測/預警都會發揮*的助力作用。 | ||
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
*您想獲取產品的資料:
個人信息: