مستشعرات الطحالب الخضراء الزرقاء: مراقبة جودة المياه

لماذا قد أرغب في قياس الطحالب الخضراء المزرقة؟

الطحالب الخضراء المزرقة ليست طحالب، بل هي بكتيريا تسمى البكتيريا الزرقاء الخضراء (البروتينات النباتية). وتسمى طحالب لأنها، مثل الطحالب، تقوم بعملية التمثيل الضوئي. وفي الواقع، فإن الطحالب الخضراء المزرقة مسؤولة عن أكثر من 20% من إجمالي التمثيل الضوئي للأرض. وعلى غرار الطحالب، يمكن العثور على البكتيريا الزرقاء كخلايا فردية في مستعمرات خيطية. وقد وجد أن البكتيريا الزرقاء هي فصيل وفير عددياً في مجتمع العوالق النباتية. ويحظى دورها في الإنتاج الأولي، وبنية المجتمع، والتوزيع المكاني والزماني باهتمام العديد من الدراسات العلمية وكذلك مراقبة المياه الطبيعية. وبما أنه لا يمكن استخدام فلورة الكلوروفيل لتحديد وجود البكتيريا الزرقاء بدقة، فإن تحليل تركيزات الفيكوبيلين ضروري للكشف عن مستويات البكتيريا الزرقاء وتحديدها ومراقبتها.

وعلى الرغم من الدور المفيد الذي تلعبه البكتيريا الزرقاء في دورة الأكسجين على الأرض، إلا أنها غالباً ما تتكاثر إلى درجة أنها تستنفد مصدرها الغذائي وتموت بأعداد كبيرة. ويمكن أن يؤدي اضمحلالها اللاحق إلى خفض مستوى الأكسجين في الماء إلى درجة تؤدي إلى قتل الأسماك. ويمكن أن تبعث البكتيريا الزرقاء الميتة سمومًا ضارة بالبشر والحيوانات الأخرى.

يمكن أن تشير التغييرات في اتجاهات الطحالب الخضراء المزرقة على المدى الطويل إلى الحاجة إلى دراسة كيميائية أكثر تفصيلاً للمسطحات المائية ومصادر تلوثها.

كيف يتم قياس الطحالب الخضراء المزرقة؟

سولينست يوريكا هو جهاز استشعار الطحالب الخضراء المزرقة مستشعر فلورومتري. 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. إذا سلطت ضوءًا أزرق على طحالب خضراء مزرقة، فإن الطحالب الخضراء المزرقة تمتص بعض الضوء الأزرق ثم تبعث ضوءًا أحمر. وينتج المزيد من جزيئات الطحالب الخضراء المزرقة المزيد من الضوء الأحمر، وبالتالي فإن حجم الضوء العائد يرتبط بكمية الطحالب الخضراء المزرقة الموجودة.

هناك ثلاث طرق لمعايرة مستشعرات الطحالب الخضراء المزرقة. أولاً، يمكنك المعايرة بتركيز معروف من الطحالب الخضراء المزرقة؛ يمكن تحضير العينة بالقياس الوزني أو يمكن شراؤها. ثانيًا، يمكنك المعايرة باستخدام “مكعب معايرة” أو معيار ثانوي صلب، وهو جهاز بصري متاح من Eureka يوفر مخرجات متسقة لنوع معين من التألق.

ثالثًا، يمكنك المعايرة باستخدام معيار نقل، مثل الرودامين. والطريقتان الأخيرتان غير مباشرتين، ولكنهما سريعتان وغير مكلفتين وعمليتين.

ما الذي يجب أن أعرفه عن قياس الطحالب الخضراء المزرقة في الحقل؟

التلوث هو أكبر مشكلة ميدانية 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 للطحالب الخضراء المزرقة. لا تشكل القاذورات عادةً مشكلة عند تحديد الملامح أو الفحص الموضعي للمسوحات اليومية؛ فقط عند النشر لفترات طويلة. وللنشر المستمر، يمكن إضافة ملحقات مضادة للقاذور مثل نظام يوريكا العالمي للمساحات وحارس المجس الشبكي النحاسي.