Погружной флуориметр используется специалистами для мониторинга экологической обстановки в искусственных и естественных водоемах и определения количества водорослей в них.
В нашей информационной заметке мы хотим рассмотреть различные методы анализа водорослей, в чем преимущества именно флуориметров и где они могут применяться.
Если же Вам необходимо купить флуориметры или другое оборудование для контроля качества воды – просто отправьте запрос на нашу почту.
Исследования водорослей
Водоросли — это обычная часть экосистемы водоема. Как и большие растения, водоросли используют солнечный свет для производства собственной пищи с помощью процесса, называемого фотосинтезом. Они поглощают солнечный свет, воду и углекислый газ, производя сахара и кислород. Выделяемый ими кислород попадает в воду, помогая водным организмам и растениям жить и дышать.
Водоросли обычно полезны, но когда в воде оказывается слишком много загрязняющих или питательных веществ, они могут разрастись слишком сильно. Это разрастание называется цветением водорослей, и оно может создавать большие скопления биомассы фитопланктона на поверхности, а иногда и под поверхностью водоема. Цветение водорослей потребляет кислород и может служить причиной появления вредных токсинов, затрудняя выживание рыб и других животных.
Факторы, которые усиливают разрастание водорослей:
- Условия окружающей среды. Водоросли любят теплую, стоячую воду. Пруды и озера, которые получают много солнечного света, подвержены риску цветения, поскольку солнечный свет нагревает воду и позволяет фитопланктону больше фотосинтезировать и расти. В стоячей воде меньше кислорода, что также создает хорошие условия для роста водорослей.
- Загрязнение и контаминация. Стоки с удобренных полей, сельскохозяйственных угодий и сточных вод добавляют больше азота и фосфора в водоем, что является идеальным «топливом» для процессов цветения. Химические загрязнители, такие как гербициды и пестициды, также могут нарушить баланс экосистемы.
- Другие растения в экосистеме. Даже органические вещества могут создавать нездоровые пруды или озера, которые подвержены риску появления избыточного количества микрофитопланктона. Разлагающиеся растения, которые не очищаются должным образом, добавляют слишком много питательных веществ в воду, а агрессивные инвазивные виды также могут нарушить экологический баланс. Если в пруду слишком мало водных растений, конкуренция снижается, и водоросли будут процветать при отсутствии здорового разнообразия.
Неконтролируемый рост водорослей может быть токсичным для людей, домашних и диких животных. Самый опасный тип водорослей — сине-зеленые, также известные как цианобактерии. Золотистые водоросли (хризофита) не так вредны для людей и домашних животных, но смертельны для рыб.
Зеленые водоросли (Chlorophyta) обычно не токсичны, но могут образовывать толстые маты, которые блокируют солнечный свет. Эвгленовые водоросли (Euglenophyta) снижают качество воды, а диатомовые водоросли (Bacillariophyta) поглощают много кислорода во время разложения.
Мониторинг состояния водорослей в озерах является целью большинства программ мониторинга экологической обстановки. На сегодняшний день существует несколько методов анализа, активно применяющийся для оценки качества воды.
Прозрачность диска Секки
Впервые разработанный профессором П. А. Секки в 1865 году для средиземноморской океанографической экспедиции, диск Секки с тех пор стал стандартным оборудованием для исследователей озер. Это просто утяжеленный круглый диск диаметром 20-30 сантиметров с четырьмя чередующимися черными и белыми секциями, нарисованными на поверхности.
Диск прикрепляется к измерительной линии, которая размечена в метрах (с делением на десятые доли метра). Диск опускается в озеро по измеряемой линии до тех пор, пока наблюдатель не потеряет его из виду.
В чрезвычайно чистых озерах показания диска могут превышать 10 метров. С другой стороны, озера, затронутые большим количеством водорослей, взвешенными отложениями или другими условиями, часто имеют показания менее полуметра.
К сожалению, данные диска Секки являются одними из самых неверно интерпретируемых измерений в программах мониторинга, поскольку люди часто напрямую отождествляют показания диска Секки с плотностью водорослей. Однако есть много других факторов, которые влияют на то, насколько глубоко человек может видеть в воде.
Хлорофилл а
Этот параметр является более надежным индикатором количества водорослей, поскольку хлорофилл а — это зеленый фотосинтетический пигмент, который содержится в клетках всех водорослей. Анализируя содержание хлорофилла, наблюдатели могут получить хорошее представление о плотности популяции водорослей.
Однако концентрацию хлорофилла а нельзя считать идеально точным показателем плотности водорослей, поскольку количество хлорофилла а, обнаруженное в живых клетках, варьируется среди различных видов. Таким образом, два озера могут иметь одинаковую плотность водорослей, но при этом иметь существенно разные концентрации хлорофилла а, поскольку в них доминируют разные виды.
Прямая сопоставимость, даже в пределах одного озера, еще больше осложняется тем фактом, что количество пигмента в клетке меняется в зависимости от условий освещенности. Здоровые клетки постоянно пытаются поддерживать концентрацию хлорофилла на уровне, обеспечивающем максимальную эффективность фотосинтеза.
Содержание хлорофилла в клетке обычно уменьшается в условиях высокой освещенности и увеличивается ночью или в условиях низкой освещенности. Аналогично, клетка, которая погружается в толщу воды (от солнца), также может производить больше хлорофилла, чтобы компенсировать малое количество света.
Несмотря на эти недостатки, простота отбора проб и относительно низкая стоимость анализа делают хлорофилл а привлекательным параметром для оценки плотности водорослей в озерах, особенно в рамках быстрых полевых измерений.
Общий фосфор
Фосфор — один из нескольких основных питательных веществ, необходимых водорослям для роста и размножения. Во многих озерах фосфора не хватает. Поэтому он часто служит ограничивающим фактором для роста растений.
Фосфор попадает в воду озера только из нескольких природных источников. В результате, озера, расположенные в нетронутых диких местах, редко сталкиваются с проблемами цветения.
Водоросли наиболее охотно потребляют форму фосфора, известную как ортофосфат, простейшую форму, встречающуюся в природных водах. Фактически, ортофосфат так быстро поглощается растущей популяцией планктона, что он часто обнаруживается только в низких концентрациях в озерах.
Существуют экспресс тесты на соединения фосфора, но в целом данное решение подходит только для лабораторных условий.
Как работает флуориметр
Флуориметр измеряет флуоресценцию или свет, испускаемый различными флуоресцирующими объектами (в данном случае это хлорофилл в клетках микроводорослей).
Флуоресценция происходит, когда свет определенной длины волны взаимодействует с электронами в образце и возбуждает их. Поскольку часть энергии не может быть поглощена и преобразована пигментом, возникает эффект ответной флуоресценции, когда пигмент начинает испускать свет в течение короткого отрезка времени. Все флуоресцентные объекты имеют свой собственный характер этого свечения и довольно сложную кривую его затухания. Таким образом с помощью точного прибора можно зафиксировать эти «отпечатки» и по ним определить, с какими именно видами имеет дело специалист.
Флуоресцентные образцы создают спектр излучения, который измеряется с помощью монохроматора, подключенного к фотоумножительному детектору, аналогичному спектрофотометру. Во многих современных системах анализируются несколько пигментов, например, к хлорофиллу добавляется фикоцианин для отслеживания наиболее опасных цианобактерий.
Погружной флуориметр – это довольно компактное решение, которое позволяет получить данные о состоянии водоема на месте, без необходимости в сложных лабораторных тестах. Имея моноблочную конструкцию, он опускается в воду на тросе и собирает данные по мере прохождения сквозь неоднородные уровни водоема.
Погружной флуориметр PhycoProbe
Вам нужно заказать погружной флуориметр для экологических наблюдений? В наличии на нашем складе имеется модель PhycoProbe от компании bbe Moldaenke.
Это высокочувствительный измерительный прибор для анализа in vivo хлорофилла-а и несвязанного фикоцианина. Работая как автономный самописец, он может погружаться на глубину до 100 (опционально до 200) метров, записывая данные в память для последующего экспорта на компьютер. Также можно подключить прибор к компьютеру для прямой передачи данных через RS485.
Встроенное ПО самостоятельно проводит предварительную обработку данных, определяя различные виды микрофитопланктона по характерным отличиям ответной флуоресценции.
В дополнение к этому для повышения точности обнаруживаются другие флуоресцирующие вещества (например, желтые вещества), что существенно повышает качество анализа.
Для заказа достаточно написать на нашу электронную почту, и Вам в самое ближайшее время перезвонит наш специалист. Погружной флуориметр PhycoProbe доступе для поставки в любой регион России и стран Таможенного союза.