مجسات الكلوروفيل: مراقبة جودة المياه

لماذا قد أرغب في قياس الكلوروفيل؟

لطالما كان قياس وتوزيع المادة النباتية المجهرية الحية، التي يشار إليها عادةً باسم العوالق النباتية أو الطحالب، موضع اهتمام العلماء والباحثين ومديري الموارد المائية لعقود من الزمن. يمكّن فهم تجمعات العوالق النباتية وتوزيعها الباحثين من استخلاص استنتاجات حول صحة النظام المائي وتكوينه وحالته البيئية.

الكلوروفيل هو الصبغة التي تجعل النباتات التي تقوم بعملية البناء الضوئي تبدو خضراء. وتشير كمية الكلوروفيل الموجودة في عينة الماء إلى مستوى البناء الضوئي. وكلما زاد البناء الضوئي، زاد إنتاج الغذاء الأولي. وبدون هذا الإنتاج الأولي، لن يكون هناك حياة مائية أعلى في السلسلة الغذائية. وبالتالي، فإن قياسات الكلوروفيل هي مؤشر جيد على كمية الطاقة الشمسية التي تم تحويلها إلى مصادر غذاء لكل شيء من العوالق الحيوانية إلى الأسماك والحيوانات المائية الأخرى.

في حين أن مستويات الكلوروفيل المتواضعة تشير إلى احتمالات جيدة لأشكال الحياة العليا، فإن مستويات الكلوروفيل المفرطة غالباً ما تكون تعريفاً أو مؤشراً على أن المسطح المائي أصبح مغذياً. إن المياه المغذية غير جذابة من الناحية الجمالية، وتنتج مشاكل في الطعم والرائحة في معالجات مياه الشرب، ويمكن أن تؤدي إلى نفوق الأسماك عندما تموت الكائنات الحية الضوئية وتتحلل بأعداد كبيرة.

يمكن أن تشير التغييرات في اتجاهات الكلوروفيل على المدى الطويل إلى الحاجة إلى دراسة كيميائية أكثر تفصيلاً للمياه ومصادر تلوثها.

كيف يتم قياس الكلوروفيل؟

مستشعر الكلوروفيل من سولينست يوريكا هو مستشعر فلوري. يحدث التألق عندما يمتص الجزيء طاقة ضوئية عند طول موجي واحد ثم يبعث تلك الطاقة عند طول موجي مختلف. تبعث أجهزة الاستشعار الفلورومترية الضوء عند طول موجي معين، وتبحث في المقابل عن طول موجي محدد ومختلف. فإذا سلطت ضوءًا أزرق على الكلوروفيل، يمتص الكلوروفيل بعض الضوء الأزرق ثم يبعث ضوءًا أحمر. وينتج المزيد من جزيئات الكلوروفيل المزيد من الضوء الأحمر، وبالتالي فإن حجم الضوء العائد يرتبط بكمية الكلوروفيل الموجودة.

غالبًا ما تنقسم الكلوروفيل إلى الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب، بناءً على الاختلافات في وظائفها. الكلوروفيل أ هو الكلوروفيل “المهم”. ويتألق الكلوروفيل بشكل مختلف قليلاً، لذلك يتم ضبط مستشعر الكلوروفيل في سولينست يوريكا على الكلوروفيل أ. ومع ذلك، يختلف نجاح هذا الضبط باختلاف النوعية المحددة في حالات معينة.

هناك ثلاث طرق لمعايرة مجسات الكلوروفيل. أولاً، يمكنك المعايرة بتركيز معروف من الكلوروفيل؛ ويمكن تحضير العينة بالقياس الوزني، أو يمكن شراؤها. ثانيًا، يمكنك المعايرة باستخدام معيار صلب أو “مكعب الكال”، وهو جهاز بصري متاح من Eureka يوفر إخراجًا ثابتًا لنوع معين من التألق. ثالثًا، يمكنك المعايرة باستخدام معيار نقل، مثل الرودامين. الطريقتان الأخيرتان غير مباشرتين ولكنهما سريعتان وغير مكلفتين وعمليتين.

ما الذي يجب أن أعرفه عن قياس الكلوروفيل في الحقل؟

يمكن أن يشكل التلوث مشكلة لمستشعرات التألق. فأي مادة غريبة تتراكم على السطح النشط لجهاز الاستشعار إما أن تقلل من كمية الضوء المنبعث أو الضوء المستقبِل أو كليهما. وفي بعض الأحيان قد توفر المادة الغريبة إشارة خاطئة من خلال التألق بنفس الأطوال الموجية التي يصدرها الكلوروفيل. ومع ذلك، يجب أن يكون القاذورات مشكلة فقط في عمليات النشر طويلة الأجل، وليس في عمليات المسح اليومية. وبالنسبة للنشر المستمر، يمكن إضافة ملحقات مضادة للقاذور مثل نظام يوريكا العالمي للمساحات وحارس الاستشعار الشبكي النحاسي.