Sensorer för blågröna alger: Övervakning av vattenkvalitet

Varför skulle jag vilja mäta blågröna alger?

Blågröna alger är inte alger, det är bakterier som kallas cyanobakterier (fykobiliproteiner). Den kallas alger eftersom den, precis som alger, är fotosyntetisk. Faktum är att blågröna alger står för över 20% av jordens totala fotosyntes. Och precis som alger kan cyanobakterier hittas som enskilda celler i trådformiga kolonier. Cyanobakterier har visat sig vara en numeriskt riklig fraktion av fytoplanktonsamhället. Deras roll i primärproduktion, samhällsstruktur samt rumslig och tidsmässig fördelning är av intresse för många vetenskapliga studier samt för övervakning av naturliga vatten. Eftersom klorofyllfluorescens inte kan användas för att exakt bestämma förekomsten av cyanobakterier är analys av fykobilinkoncentrationer avgörande för att upptäcka, kvantifiera och övervaka cyanobakterienivåer.

Trots cyanobakteriernas gynnsamma roll i jordens syrecykel förökar de sig ofta så mycket att de uttömmer sin näringskälla och dör i stora mängder. Deras efterföljande nedbrytning kan sänka syrenivån i vattnet så mycket att det leder till fiskdöd. Döende cyanobakterier kan avge gifter som är skadliga för människor och andra djur.

Förändringar i långsiktiga trender för blågröna alger kan signalera behovet av mer detaljerade kemiska studier av vattendrag och deras föroreningskällor.

Hur mäts blågröna alger?

Solinst Eurekas sensor för blågröna algsensor är en fluorometrisk sensor. Fluorescens uppstår när en molekyl absorberar ljusenergi vid en våglängd och sedan avger den energin vid en annan våglängd. Fluorometriska sensorer sänder ut ljus med en viss våglängd och letar efter en mycket specifik, annan våglängd i gengäld. Om du lyser med blått ljus på blågröna alger absorberar de blågröna algerna en del av det blå ljuset och avger sedan rött ljus. Fler molekyler av blågröna alger producerar mer rött ljus, så storleken på det återlämnade ljuset kan relateras till mängden blågröna alger som finns.

Det finns tre sätt att kalibrera sensorer för blågröna alger. För det första kan du kalibrera med en känd koncentration av blågröna alger; provet kan beredas gravimetriskt eller köpas in. För det andra kan du kalibrera med en ”cal cube” eller en solid sekundärstandard, som är en optisk enhet som finns tillgänglig från Eureka och som ger en konsekvent utgång för en viss typ av fluorescens.

För det tredje kan du kalibrera med en överföringsstandard, t.ex. rhodamin. De två sistnämnda metoderna är indirekta, men snabba, billiga och praktiska.

Vad bör jag veta om mätning av blågröna alger i fält?

Påväxt är det största fältproblemet för fluorescenssensorer. Allt främmande material som ansamlas på sensorns aktiva yta minskar antingen mängden utsänt eller mottaget ljus, eller bådadera. Och ibland kan det främmande materialet ge en falsk signal genom att fluorescera med samma våglängder som blågröna alger. Påväxt utgör normalt inte något problem vid profilering eller stickprovskontroller för dagliga undersökningar, utan endast vid utplacering under längre perioder. För kontinuerlig användning kan tillbehör mot påväxt läggas till, t.ex. Eurekas universella torkarsystem och sensorskydd av kopparnät.