Senzory chlorofylu: Monitorování kvality vody

Proč bych měl měřit chlorofyl?

Měření a distribuce živé mikroskopické rostlinné hmoty, běžně označované jako fytoplankton nebo řasy, je předmětem zájmu vědců, výzkumníků a správců vodních zdrojů již po desetiletí. Poznání populací fytoplanktonu a jejich rozmístění umožňuje výzkumníkům vyvozovat závěry o zdraví, složení a ekologickém stavu vodního systému.

Chlorofyl je barvivo, díky němuž jsou fotosyntetické rostliny zelené. Množství chlorofylu přítomného ve vzorku vody udává úroveň fotosyntézy. Čím více fotosyntézy, tím větší produkce primární potravy. Bez této primární produkce by na vyšších stupních potravního řetězce bylo jen málo vodních živočichů nebo žádný. Měření chlorofylu je tedy dobrým ukazatelem množství sluneční energie, která byla přeměněna na zdroje potravy pro všechny živočichy od zooplanktonu až po ryby a další vodní živočichy.

Zatímco mírné hladiny chlorofylu naznačují dobré vyhlídky pro vyšší formy života, nadměrné hladiny chlorofylu jsou často definicí nebo ukazatelem toho, že se vodní útvar stal eutrofním. Eutrofní vody jsou esteticky nevábné, způsobují problémy s chutí a zápachem při úpravě pitné vody a mohou způsobit úhyn ryb, když fotosyntetické organismy ve velkém množství hynou a rozkládají se.

Změny v dlouhodobých trendech chlorofylu mohou signalizovat potřebu podrobnějšího chemického zkoumání vody a zdrojů jejího znečištění.

Jak se měří chlorofyl?

Senzor chlorofylu Solinst Eureka je fluorometrický senzor. Fluorescence nastává, když molekula absorbuje světelnou energii o jedné vlnové délce a poté tuto energii vyzařuje o jiné vlnové délce. Fluorometrické senzory vyzařují světlo o určité vlnové délce a na oplátku hledají velmi specifickou, jinou vlnovou délku. Pokud na chlorofyl posvítíte modrým světlem, chlorofyl pohltí část modrého světla a poté vyzařuje červené světlo. Více molekul chlorofylu produkuje více červeného světla, takže velikost zpětného světla souvisí s množstvím přítomného chlorofylu.

Chlorofyly se často dělí na chlorofyl a a chlorofyl b na základě rozdílů v jejich funkcích. Chlorofyl a je „důležitý“ chlorofyl. Chlorofyly fluoreskují mírně odlišně, proto je senzor chlorofylu Solinst Eureka naladěn na chlorofyl a. Úspěšnost tohoto naladění se však v konkrétních případech liší podle konkrétního druhu.

Existují tři způsoby kalibrace senzorů chlorofylu. Za prvé můžete kalibrovat na známou koncentraci chlorofylu; vzorek lze připravit gravimetricky nebo jej lze zakoupit. Za druhé můžete kalibrovat pomocí pevného standardu nebo „cal cube“, což je optické zařízení dostupné od společnosti Eureka, které poskytuje konzistentní výstup pro daný typ fluorescence. Zatřetí můžete kalibrovat pomocí přenosového standardu, například rhodaminu. Poslední dvě metody jsou nepřímé, ale rychlé, levné a praktické.

Co bych měl vědět o měření chlorofylu v terénu?

Znečištění může představovat problém pro fluorescenční senzory. Jakýkoli cizí materiál, který se nahromadí na aktivním povrchu senzoru, sníží množství vyzařovaného nebo přijímaného světla, případně obojí. Někdy může cizí materiál poskytovat falešný signál, protože fluoreskuje na stejných vlnových délkách jako chlorofyl. Znečištění by však mělo být problémem pouze při dlouhodobém nasazení, nikoli při každodenních průzkumech. Pro nepřetržité nasazení lze přidat příslušenství proti znečištění, jako je univerzální stírací systém Eureka a ochranný kryt senzoru z měděné síťoviny.