DF活體浮游植物在線監測系統

簡要描述：系統主要用于活體浮游植物的在線監測，測量活體浮游植物的生物量，并對其進行分類。可廣泛用于水華的長期在線監測，浮游植物初級生產力及其他生理特性的研究。

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更新時間：2024-10-15
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    DF活體浮游植物在線監測系統

    一、用途

    系統主要用于活體浮游植物的在線監測，測量活體浮游植物的生物量，并對其進行分類。可廣泛用于水華的長期在線監測，浮游植物初級生產力及其他生理特性的研究。系統最大特點是可以排除非活性物質及腐殖質對監測過程的干擾；同時系統采用連續激發光源，得到連續激發光譜，藻類識別更加準確。

二、原理

    延遲熒光技術，只測量光合活性藻類，排除死亡藻類和腐殖質等的干擾，更精確的監測藻類的生長狀態。

    理論背景

    在植物的光合過程中，被植物吸收的部分光會以熒光的形式釋放出來，在光被PSII利用之前就釋放的稱為瞬時熒光；因電荷復合激發葉綠素分子前，會發生隨時間變化的還原反應，這將導致光的延遲釋放，被稱為延遲熒光(DF)。延遲熒光光譜揭示了PSI葉綠素P700對PSII的電子傳遞效率。延遲熒光光譜技術主要用于延遲熒光兩個方面的測量：延遲熒光動力學特征，即延遲熒光的消亡過程；延遲熒光光譜，即DF0隨不同激發光源波長的變化。這兩種方法分別用于測量活體藻類的生物量及組成。

    延遲熒光由電子回流導致的電荷重組產生，因此，只有具有光合活性的細胞才能產程延遲熒光。這種技術與瞬時熒光技術相比，具有明顯的優勢，它不會受到非活性物質及腐殖質的干擾。這對淺水湖或河流能起到決定性的作用，特別是那些經常發生再懸浮和洪浪，從而將一定量的退化藻類或沒有光合功能的藻類帶入水體的區域。延遲熒光技術逐漸成為當前藻類研究的熱點技術。

    三、系統功能

    ※測量活體藻類濃度，排除非活性物質及腐殖質對監測過程的干擾；

    ※鑒別藻類種類：采用連續激發光源，標準配置可識別藍藻、綠藻（包括綠藻、裸藻等）、硅藻（包括硅藻、金藻、黃藻等）和隱藻類4種藻類，增強版還可識別紅藻（常見于海水中）；

    ※野外自動測量光合速率動態變化，進行藻類初級生產力的研究；

    ※連續監測藻類從產生到消亡的過程；

    ※HAB識別

    四、組成

    主機、自動采樣單元、自動清洗單元、其他附件等

    五、系統特點

    ※延遲熒光技術，排除了非活性物質及腐殖質的干擾，僅測量活體浮游植物；

    ※系統設計滿足在線測量的要求；

    ※觸摸屏，方便操作

    ※數據下載方便，USB或網絡遠程傳輸（可選RS-232）；

    ※可實現系統的遠程控制、遠程數據校正及遠程傳輸；

    ※系統高度集成，體積小；

    六、主要技術指標

    ※測量原理：延遲熒光技術，僅測量活體藻類

    ※測量參數：活體浮游植物生物量、組成、光合特性；

    ※可選測量參數：增強型植物群落識別、光-光合關系曲線；

    ※藻類分組特征光譜：6組

    ※通訊接口：USB或網絡遠程傳輸（可選RS-232），對Windows操作系統和蘋果Mac系統都兼容；

    ※分辨率：藍藻、綠藻（包括綠藻、裸藻等）、硅藻（包括硅藻、金藻、黃藻等）和隱藻類4種藻類，增強版還可識別紅藻，精度±5%；

    ※測量方式：可野外自動在線測量或便攜測量；

    ※用戶界面：觸摸屏，顯示所有運行參數；

    ※采樣：12VDC采樣泵；

    ※工作模式：自動/手動；

    ※采樣頻率：6-10次/小時；

    ※檢出限：1-5ugCHl-a•l-1；

    ※電壓：110-230VAC；

    ※功率：100W；

    ※尺寸：300x400x500mm；

    ※其他：可選GPS定位

七、系統應用

    匈牙利巴拉頓湖在線監測——高度動態變化的環境中研究浮游植物群落的穩定性

    2003-2004年對巴拉頓湖區的水生態因子，如水溫、總輻射、光線垂直衰減、內部P負荷等進行監測，并以天為單位，對4種顏色的光合敏感藻類的時序數據進行監測，利用所得數據分析浮游植物的季節變化模式，模擬各種水華的發生過程。實驗結果表明，以上所測數據可以足夠地模擬各種水華的形成和衰敗。

    應用溶解氧的變化來驗證DF

    應用Trios在線水質分析儀監測湖水中溶解氧的變化，來驗證DF延遲熒光，結果表明，盡管溶解氧的定量有不確定性，延遲熒光與溶解氧的相關性很大。

    鄱陽湖、長江水體生態環境監測

    鄱陽湖水文局、長江水資源保護科學研究所等科研機構應用DF活體浮游植物在線監測儀，監測鄱陽湖和長江水體生態環境的變化情況。

    八、產地匈牙利

    參考文獻

    1.IstvánovicsV.,HontiM.,OsztoicsA.,H.M.Shafik,PadisákJ.,Y.YacobiandW.Eckert(2005)On-linedelayedfluorescenceexcitationspectroscopy,asatoolforcontinuousmonitoringofphytoplanktondynamicsanditsapplicationinshallowLakeBalaton(Hungary).FreshwaterBiology50:1950-1970.

    2.HontiM.,IstvánovicsV.andOsztoicsA.(2005)Measuringandmodellinginsitudynamicphotosynthesisofvariousphytoplanktongroups.Verh.Internat.Verein.Limnol.29:194-196.

    3.HontiM.,IstvánovicsV.andOsztoicsA.(2007)Stabilityandchangeofphytoplanktoncommunitiesinahighlydynamicenvironment?thecaseoflarge,shallowLakeBalaton(Hungary).Hydrobiologia581:225-240.

    4.HontiM.,IstvánovicsV.andKozmaZs.(2008)AssessingphytoplanktongrowthinRiverTisza(Hungary).Verh.Internat.Verein.Limnol.30(1):87-89.

    5.IstvánovicsV.andHontiM.(2008)LongitudinalvariabilityinphytoplanktonandbasicenvironmentaldriversalongTiszaRiver,Hungary.Verh.Internat.Verein.Limnol.30(1):105-1

    6.劉愛玲，李梅，熊麗黎。活體浮游植物在線監測結果與葉綠素a的關系研究。江西水利科技，2013,39（1）11~16

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