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荧光光谱识别——水体藻类荧光光谱在线分析仪

Moresci科学+ 2018-12-27 17:49 发文

近年来,随着沿海经济建设速度的加快和海洋资源的不断开发利用,海洋环境污染问题也逐步显现出来,虽然政府不断加大了海洋环境保护工作的力度,但是我国近海四大海域的环境污染形势依然严峻,特别是最近几年来,近海海域大面积范围赤潮频发,近岸海域海洋生态系统恶化的趋势一直未得到彻底的解决。 

赤潮( Red Tide)通常是指一些海洋徵藻、原生动物或细菌在适当的海洋环境下过度繁殖或聚集而令海水变色的现象。



而一些淡水湖泊也频繁出现“水华”现象。水华是湖泊、池塘等淡水水体中某些蓝藻过度生长的水污染现象。蓝藻大量生长时,水面形成一层厚厚的绿色藻层,并释放出毒素--湖淀,湖淀能杀死鱼虾等水生动物。蓝藻和水生动物死亡、腐败、被分解后,消耗大量水中溶解的氧,会使水体产生恶臭。




二者的危害


赤潮的危害:


由于人类经济的发展,对大自然造成了许多干扰,最主要的是N、P营养成分的增加,造成淡水、海水的富营养化,为水中这些微小生物的爆发性生长提供了十分有利的条件。在赤潮消失期,赤潮生物大量死亡和分解,耗尽了水中的溶解氧,分解物产生大量的有害气体,恶臭难闻,严重威胁海洋养殖业和旅游业的发展。


水华的危害:


同样地,淡水中富营养化后,"水华"频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有"水华",就连流动的河流,如长江最大支流----汉江下游汉口江段中也出现"水华"。淡水中"水华"造成的较大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻"水华"的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。




水体藻类荧光光谱在线分析仪


目前水质安全在线预警技术的研究是国际上环境监测领域的一个研究重点。近年来,我国“水华”“赤潮”爆发日益频繁,已经严重威胁到了饮用水安全。


建立一种能够快速检测海水中浮游植物群落组成的现场监测技术迫在眉睫,已经成为我国海洋科学工作者的一项重要任务。今天小砖头要说的就是一款水体藻类荧光光谱在线分析仪




它不像分光光度法、高效液相色谱法等传统藻类测量方法,需要“现场采样-离线分析”,存在测量周期长、手续繁琐、测量时效性差,无法满足现代环境监测对藻类在线监测的需求。


水体藻类荧光光谱在线分析仪创新性地使用离散三维荧光光谱识别技术,结合独特的光机结构设计、信号调制检测理论、微弱荧光信号检测技术、多组分分类算法和计算机软硬件技术,实现了水体中蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐藻实时分类测量。


这一分析仪大大简化传统藻类测量方法烦琐的测量步骤、降低环境监测的成本,显著提高环境监测部门对水体藻类的监测技术水平,为“水华”和“赤潮”的预警提供设备和技术支撑。




荧光光谱存在差异性


原理:依据不同门类藻类荧光光谱存在的差异性,采用12波段LED激发光源、8波段荧光探测通道,结合调制解调式微弱荧光信号检测技术,配套活塞式自清洁型的水体自动进样模块,实现了藻类色素特征荧光光谱快速在线测量;利用预先建立不同门类藻的特征荧光光谱库,通过混叠离散三维荧光光谱解析方法,实现藻类群落识别与浓度测定。




用途


水体藻类荧光光谱在线分析仪结构简单紧凑、体积小、操作简便,能够在无人值守条件下实现藻类浓度快速连续在线的分类测量,适用于水质富营养化调查、赤潮与水华监测预警、海洋与湖库初级生产力评估、水体生态与环境调查等领域


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