Czujniki chlorofilu: Monitorowanie jakości wody

Dlaczego miałbym mierzyć chlorofil?

Pomiar i rozmieszczenie żywej mikroskopijnej materii roślinnej, powszechnie określanej jako fitoplankton lub glony, od dziesięcioleci jest przedmiotem zainteresowania naukowców, badaczy i zarządców zasobów wodnych. Zrozumienie populacji fitoplanktonu i ich rozmieszczenia umożliwia badaczom wyciągnięcie wniosków na temat zdrowia, składu i stanu ekologicznego systemu wodnego.

Chlorofil to pigment, który sprawia, że rośliny fotosyntetyzujące wyglądają na zielone. Ilość chlorofilu obecnego w próbce wody wskazuje poziom fotosyntezy. Im więcej fotosyntezy, tym więcej pierwotnej produkcji żywności. Bez tej produkcji pierwotnej życie wodne na wyższych poziomach łańcucha pokarmowego byłoby niewielkie lub nie istniałoby wcale. Dlatego też pomiary chlorofilu są dobrym wskaźnikiem ilości energii słonecznej, która została przekształcona w źródła pożywienia dla wszystkiego, od zooplanktonu po ryby i inne zwierzęta wodne.

Podczas gdy umiarkowane poziomy chlorofilu wskazują na dobre perspektywy dla wyższych form życia, nadmierne poziomy chlorofilu są często definicją lub wskaźnikiem, że zbiornik wodny stał się eutroficzny. Wody eutroficzne są estetycznie nieatrakcyjne, powodują problemy ze smakiem i zapachem w uzdatnianiu wody pitnej i mogą powodować zabijanie ryb, gdy organizmy fotosyntetyzujące umierają i rozkładają się w dużych ilościach.

Zmiany w długoterminowych trendach chlorofilu mogą sygnalizować potrzebę bardziej szczegółowych badań chemicznych wody i źródeł jej zanieczyszczenia.

Jak mierzy się chlorofil?

Czujnik chlorofilu firmy Solinst Eureka jest czujnikiem fluorometrycznym. Fluorescencja występuje, gdy cząsteczka absorbuje energię świetlną o jednej długości fali, a następnie emituje tę energię o innej długości fali. Czujniki fluorometryczne emitują światło o określonej długości fali i szukają w zamian bardzo specyficznej, innej długości fali. Jeśli skierujesz niebieskie światło na chlorofil, chlorofil pochłonie część niebieskiego światła, a następnie wyemituje światło czerwone. Więcej cząsteczek chlorofilu wytwarza więcej czerwonego światła, więc wielkość światła powrotnego jest powiązana z ilością obecnego chlorofilu.

Chlorofile są często dzielone na chlorofil a i chlorofil b, w oparciu o różnice w ich funkcjach. Chlorofil a jest „ważnym” chlorofilem. Chlorofile fluoryzują nieco inaczej, więc czujnik chlorofilu Solinst Eureka jest dostrojony do chlorofilu a. Jednak sukces tego dostrojenia różni się w zależności od konkretnej specjacji w określonych przypadkach.

Istnieją trzy sposoby kalibracji czujników chlorofilu. Po pierwsze, można skalibrować do znanego stężenia chlorofilu; próbkę można przygotować grawimetrycznie lub zakupić. Po drugie, można skalibrować za pomocą stałego wzorca lub „kostki kalibracyjnej”, która jest urządzeniem optycznym dostępnym w firmie Eureka, zapewniającym stałą moc wyjściową dla danego rodzaju fluorescencji. Po trzecie, można skalibrować za pomocą wzorca transferowego, takiego jak rodamina. Dwie ostatnie metody są pośrednie, ale szybkie, niedrogie i praktyczne.

Co należy wiedzieć o pomiarze chlorofilu w terenie?

Zanieczyszczenia mogą stanowić problem dla czujników fluorescencyjnych. Każdy obcy materiał, który gromadzi się na aktywnej powierzchni czujnika, zmniejsza ilość emitowanego lub odbieranego światła, lub obu tych czynników. A czasami obcy materiał może dostarczyć fałszywego sygnału poprzez fluorescencję przy tych samych długościach fal co chlorofil. Zanieczyszczenia powinny jednak stanowić problem tylko w przypadku długotrwałych wdrożeń, a nie codziennych pomiarów. W przypadku ciągłego wdrażania można dodać akcesoria przeciwporostowe, takie jak uniwersalny system wycieraczek Eureka i osłona czujnika z siatki miedzianej.