浮游藻類的監(jiān)測(cè)方法主要包括藻細(xì)胞密度測(cè)定、浮游藻類種屬類別鑒定識(shí)別、葉綠素法、黑白瓶法和水體pH值法等多種監(jiān)測(cè)方法。
葉綠素a的測(cè)定
葉綠素是植物光合作用中的重要光合色素。通過測(cè)定浮游植物葉綠素，可掌握水體的初級(jí)生產(chǎn)力情況。浮游藻類里常見的葉綠素有a、b、c、d四種類型，其中，葉綠素a在一切浮游藻類里大約占有機(jī)物干質(zhì)量的1%~2%，是環(huán)境監(jiān)測(cè)中表征浮游植物生物量最常用的指標(biāo)之一，所以常被用于研究地表水環(huán)境的富營養(yǎng)化。同時(shí)，葉綠素a也被用來評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化水平，以及衡量水體水質(zhì)。葉綠素a的測(cè)定方法有分光光度法、熒光光譜法、色譜法和遙感監(jiān)測(cè)等方法，其中，分光光度法和熒光光譜法應(yīng)用最為廣泛。
分光光度法
分光光度法屬于光度法的一種，該分析方法采用的原理是物質(zhì)分子對(duì)光具有選擇吸收的特性。葉綠素a的最大吸收峰位于663nm，在一定濃度范圍內(nèi)，其吸光度與濃度符合朗伯-比爾定律，可根據(jù)吸光度-濃度之間的線性關(guān)系，計(jì)算葉綠素a的濃度。
分光光度法優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，結(jié)果重現(xiàn)性好，是一種非常簡(jiǎn)便、有效的測(cè)定方法。它的適應(yīng)性較廣，技術(shù)成熟，已被廣泛地應(yīng)用于研究水生生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)量。測(cè)定時(shí)可以不破壞樣品，樣品取得后也可先保存起來供以后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定。缺點(diǎn)是無論使用哪種有機(jī)溶劑，都不能將藻類細(xì)胞中葉綠素完全提取。多次提取轉(zhuǎn)移過程繁瑣，存在較大的人為誤差，特別是淡水浮游植物中綠球藻類占優(yōu)勢(shì)時(shí)，無法將腐屑和其他懸浮物與藻類分離，因此這些物質(zhì)所含的色素將影響測(cè)定的結(jié)果，尤其在水體渾濁時(shí)無法采用此方法。葉綠素濃度低時(shí)，用分光光度計(jì)測(cè)定，靈敏度不夠。
熒光光譜法
葉綠素分子被紫外光照射后可發(fā)射出特征紅色熒光，其熒光強(qiáng)度與葉綠素濃度呈正比，據(jù)此可釆用熒光法進(jìn)行葉綠素a的定量分析。普通萃取熒光法的操作步驟主要為標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定和樣品熒光強(qiáng)度的測(cè)定。將提取的新鮮綠色植物液中的葉綠素作為儲(chǔ)備液，用分光光度法標(biāo)定其濃度：將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋配制成標(biāo)準(zhǔn)系列，用熒光光度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的熒光強(qiáng)度，繪制葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)曲線;由樣品測(cè)得的熒光強(qiáng)度從葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)濃度。
熒光光譜法測(cè)定葉綠素a的檢測(cè)限低、靈敏度高，能對(duì)水質(zhì)狀況做實(shí)時(shí)反映，適合用于在線監(jiān)測(cè)及應(yīng)急監(jiān)測(cè)。其缺點(diǎn)是，對(duì)于熒光發(fā)射峰相距較近的色素，會(huì)干擾其測(cè)定，分析過程中需使用大量的有機(jī)溶劑，且需要的樣品量大。
色譜法
高效液相色譜(HPLC)法是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、生命科學(xué)等領(lǐng)域的分析手段。使用高效液相色譜法測(cè)定葉綠素a時(shí)，需要破壞測(cè)定藻類的原樣，前處理方法與分光光度法的前處理方法相似。
釆用高效液相色譜法分析研究葉綠素a，主要調(diào)節(jié)檢測(cè)器、柱溫、流動(dòng)相及固定相對(duì)分離分析的影響。流動(dòng)相一般采用的是二元甚至三元梯度洗脫系統(tǒng)，其選用差別不大，多為甲醇、異丙醇、丙酮、乙腈。丙酮作為一種調(diào)節(jié)劑來使用，可以增加色素的流岀強(qiáng)度，能夠?qū)⑸赝耆疵摚⑶以谄渲刑砑右欢康木彌_鹽或酸(如乙酸銨或乙酸)可以改善葉綠素a及其衍生物的峰型及分離效果。各流動(dòng)相組分的選擇，以及組分的比例，與葉綠素a分離效果，出峰時(shí)間的長短以及檢出限具有很大的關(guān)系。對(duì)葉綠素a的檢測(cè)采用光電二極管陣列和熒光檢測(cè)器較多，這類檢測(cè)器關(guān)鍵是波長的選定。這兩種檢測(cè)器，在分析葉綠素降解中各具優(yōu)勢(shì)，前者有利于葉綠素降解產(chǎn)物的分析，而后者靈敏度高，適用于微量成分的檢測(cè)分析。此外分析柱的選擇也是影響分離效果，系統(tǒng)穩(wěn)定，靈敏度和精密度的一個(gè)關(guān)鍵因素，常見的反相色譜柱， 適用于葉綠素的分析。在使用高效液相色譜法測(cè)定樣品之前，需要采用葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。利用每一種色素的色譜峰面積對(duì)樣品進(jìn)行定量分析。
高效液相色譜法靈敏度髙，能夠精確的測(cè)定葉綠素a和其他色素以及它們的衍生物的含量，可用于要求精確，分離色度和微量分析。適用于空間全面監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。分析時(shí)所需樣品量少其缺點(diǎn)是儀器精密昂貴，操作復(fù)雜，試劑純度要求較高，難以作為常規(guī)的監(jiān)測(cè)方法。
遙感監(jiān)測(cè)
水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)是通過監(jiān)測(cè)一定波長范圍內(nèi)的水體輻射值，定量分析水體反射光譜特征與水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建水質(zhì)指標(biāo)反演算法的一類方法體系。
遙感技術(shù)測(cè)定葉綠素a近年來已經(jīng)被國內(nèi)外許多學(xué)者證實(shí)具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。目前通過水體的反射光譜以及相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)，建立高光譜反射模型，可以在一定程度上對(duì)葉綠素α進(jìn)行定量估算。遙感技術(shù)的 采用減少了測(cè)定時(shí)間，能夠有效的反映整個(gè)的水體狀況，全方面的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)水質(zhì)情況。但是它仍需要分光光度法測(cè)定個(gè)樣作為基礎(chǔ)。
pH值法
pH值法是研究水域生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)量的又一種方法。該方法測(cè)定原理主要是依據(jù)初級(jí)生產(chǎn)量與溶于水中的二氧化碳有定的關(guān)系，即水體中的pH值是隨著光合作用中吸收二氧化碳和呼吸過程中釋放二氧化碳而發(fā)生變化的。使用pH電極連續(xù)記錄水體的pH值變化，由此分析光合量和呼吸量，從而來估計(jì)初級(jí)生產(chǎn)力。
pH值法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)這個(gè)系統(tǒng)不會(huì)帶來任何干擾，特別適用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)微生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力研究。缺點(diǎn)在于pH值變化與CO?含量的變化不是線性關(guān)系;水中含有緩沖物質(zhì)，而各種水的緩沖容量是不相同的，因此，這種方法需要對(duì)每一個(gè)具體水生生態(tài)系統(tǒng)中的pH值和CO?之間的關(guān)系進(jìn)行專門的校準(zhǔn)，測(cè)定出pH與CO?變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
對(duì)于浮游藻類監(jiān)測(cè)方法的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，綜合考慮多種因素，如研究目的、對(duì)樣品前處理精度要求、樣品種類的要求、儀器靈敏度要求、儀器成本等。
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