Sensori di clorofilla: Monitoraggio della qualità dell’acqua

Perché dovrei misurare la clorofilla?

La misurazione e la distribuzione della materia vegetale microscopica vivente, comunemente chiamata fitoplancton o alga, è da decenni oggetto di interesse per scienziati, ricercatori e gestori di risorse acquatiche. La comprensione delle popolazioni di fitoplancton e della loro distribuzione permette ai ricercatori di trarre conclusioni sulla salute, la composizione e lo stato ecologico di un sistema acquatico.

La clorofilla è il pigmento che rende verdi le piante fotosintetiche. La quantità di clorofilla presente in un campione d’acqua indica il livello di fotosintesi. Maggiore è la fotosintesi, maggiore è la produzione primaria di cibo. Senza questa produzione primaria, ci sarebbe poca o nessuna vita acquatica più in alto nella catena alimentare. Pertanto, le misurazioni della clorofilla sono una buona indicazione della quantità di energia solare che è stata convertita in fonti di cibo per tutti, dallo zooplancton ai pesci e altri animali acquatici.

Mentre livelli modesti di clorofilla indicano buone prospettive per le forme di vita superiori, livelli eccessivi di clorofilla sono spesso la definizione o l’indicatore che un corpo idrico è diventato eutrofico. Le acque eutrofizzate sono esteticamente poco gradevoli, producono problemi di sapore e odore nei trattamenti dell’acqua potabile e possono causare la morte dei pesci quando gli organismi fotosintetici muoiono e si decompongono in gran numero.

I cambiamenti nell’andamento della clorofilla a lungo termine possono segnalare la necessità di uno studio chimico più dettagliato dell’acqua e delle sue fonti di contaminazione.

Come si misura la clorofilla?

Il sensore di clorofilla di Solinst Eureka è un sensore fluorimetrico. La fluorescenza si verifica quando una molecola assorbe energia luminosa a una lunghezza d’onda e poi la emette a una lunghezza d’onda diversa. I sensori fluorometrici emettono luce a una certa lunghezza d’onda e cercano in cambio una lunghezza d’onda diversa e molto specifica. Se si illumina la clorofilla con una luce blu, la clorofilla assorbe parte della luce blu e poi emette luce rossa. Un maggior numero di molecole di clorofilla produce più luce rossa, quindi l’entità della luce di ritorno è correlata alla quantità di clorofilla presente.

Le clorofille vengono spesso suddivise in clorofilla a e clorofilla b, in base alle differenze nelle loro funzioni. La clorofilla a è la clorofilla “importante”. Le clorofille hanno una fluorescenza leggermente diversa, quindi il sensore di clorofilla di Solinst Eureka è sintonizzato sulla clorofilla a. Tuttavia, il successo di questa sintonizzazione varia a seconda della speciazione specifica in casi particolari.

Esistono tre modi per calibrare i sensori di clorofilla. In primo luogo, puoi calibrare con una concentrazione nota di clorofilla; il campione può essere preparato gravimetricamente o acquistato. In secondo luogo, puoi calibrare con uno standard solido o “cal cube”, un dispositivo ottico disponibile da Eureka che fornisce un’uscita coerente per un determinato tipo di fluorescenza. In terzo luogo, puoi calibrare con uno standard di trasferimento, come la rodamina. Questi ultimi due metodi sono indiretti, ma veloci, economici e pratici.

Cosa devo sapere sulla misurazione della clorofilla sul campo?

Le incrostazioni possono rappresentare un problema per i sensori a fluorescenza. Qualsiasi materiale estraneo che si accumula sulla superficie attiva del sensore riduce la quantità di luce emessa o di luce ricevuta, o entrambe. Inoltre, a volte il materiale estraneo potrebbe fornire un falso segnale fluorescendo alle stesse lunghezze d’onda della clorofilla. Tuttavia, le incrostazioni dovrebbero essere un problema solo in caso di utilizzo a lungo termine, non nelle rilevazioni giornaliere. Per un utilizzo continuo, è possibile aggiungere accessori anti-incrostazione, come il sistema universale di tergicristalli Eureka e la protezione del sensore con rete di rame.