活體浮游植物及生態(tài)環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)
河水中的浮游植物對于流水中碳的新陳代謝起著非常重要的作用。其凈生長率是河流生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵因子。動態(tài)的環(huán)境中，光、溫度和營養(yǎng)波動很快，當(dāng)一個(gè)流域的水流匯集到某一區(qū)域，隨著水流的減慢，營養(yǎng)逐漸富集，在適宜的光照和溫度下可以監(jiān)測到藻類明顯的增長，極易造成水華。因此，水華的形成是由活體藻類的大量繁殖引起，并受水體溫度，營養(yǎng)鹽含量，輻射等環(huán)境因素的影響。
目前，針對水華現(xiàn)象常見的檢測方法為快速熒光技術(shù)，其所測量的是所有能釋放熒光的物質(zhì)，包括死的浮游植物和腐殖質(zhì)。而延遲熒光是活細(xì)胞光合的專屬特性，是光合效率的指示指標(biāo)。延遲熒光技術(shù)可有效屏蔽再懸浮、死的生物和腐殖質(zhì)對測量精度的干擾，其他熒光測量技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。延遲熒光技術(shù)和普通快速熒光技術(shù)的這一不同對淺水湖或河流能起到?jīng)Q定性的作用。特別是那些經(jīng)常發(fā)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(qū)域。因此，延遲熒光技術(shù)已成為目前水華監(jiān)測的研究熱點(diǎn)。
活體浮游植物及生態(tài)環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)（DF）可在線監(jiān)測藻類的延遲熒光，并自動記錄活的浮游植物光合的生物量和組成，適用于天然浮游植物數(shù)量的持續(xù)和在線監(jiān)測。這些產(chǎn)生光合作用的藻類數(shù)據(jù)是通過延遲熒光技術(shù)來獲得，因此該系統(tǒng)可探測藻類和水華的形成和消亡。
為模擬各種水華的形成和衰敗，還需得到影響活體浮游植物的生態(tài)因子 （NO3, NO2, COD, TOC, 濁度，水體紫外、可見光等光譜輻射），這些參數(shù)也可通過該系統(tǒng)測量。利用光合敏感藻類的時(shí)序數(shù)據(jù)，結(jié)合所測得的生態(tài)因子參數(shù)，分析浮游植物的季節(jié)變化模式，作為動態(tài)變化環(huán)境的函數(shù)。zui終建立隨季節(jié)而變化的生態(tài)因子和浮游植物的生長之間的函數(shù)關(guān)系，因此可以足夠地模擬各種水華的過程。
系統(tǒng)性能指標(biāo)：
1. 測量藻類濃度
2. 識別包括藍(lán)藻、綠藻（包括綠藻、裸藻等）硅藻（包括硅藻、金藻、黃藻等）和隱藻類四種藻類，可擴(kuò)展到6種藻類，精度:±5%；
3. 可用于HAB識別；
4. 可野外自動測量光合速率動態(tài)變化；
5. 測量頻率：每小時(shí)6—10次。
6. 可測量的水質(zhì)參數(shù)有藍(lán)綠藻（測量范圍：0-10，0-100ug/L，精度：0.02 ug/L）、葉綠素a（測量范圍：0-10，0-100ug/L，0-500ug/L,精度：0.02 ug/L）、CDOM（測量范圍：0-20/200ug/L，精度：0.04 ug/L）、水中油（測量范圍：0-10，100,500,5000ug/L，精度：0.1 ug/L）、水中硫化物（H2S、PH、水溫和水深）、紫外水質(zhì)（COD、BOD、TOC、硝氮、亞硝氮、濁度）。
7. 可測得的光譜波長范圍：280-500nm（UV）或320-950nm（UV/VIS）；
可選增強(qiáng)型群落識別及光合速率—光曲線；
系統(tǒng)特點(diǎn)
1. 采用延遲熒光技術(shù)，排除了非活性物質(zhì)及腐殖質(zhì)的干擾，僅測量活體浮游植物；
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足在線測量的要求，無需采樣和實(shí)驗(yàn)室分析
3. 觸摸屏，顯示所有運(yùn)行參數(shù)；
4. 數(shù)據(jù)下載方便，USB或網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸（可選RS-232）；
5. 可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)校正及遠(yuǎn)程傳輸；
6. 系統(tǒng)高度集成，體積??；
7. 可選葉綠素a、藍(lán)綠藻、水中油、CDOM、高光譜輻射等探頭，同步測量相關(guān)參數(shù)
8. 2G大容量內(nèi)存
9. 水質(zhì)探頭多種量程可選
系統(tǒng)組成
1. DF延遲熒光儀、自動采樣單元、自動清洗單元
2.TriBox II微型工控機(jī)
3. TriBos II擴(kuò)展模塊
4. ProPS水質(zhì)電極
5. 擴(kuò)展電極（藍(lán)綠藻、葉綠素、水中油、水中硫化物、CDOM、高光譜等）
6.電纜
7. 清洗模塊
系統(tǒng)應(yīng)用
匈牙利巴拉頓湖在線監(jiān)測——高度動態(tài)變化的環(huán)境中研究浮游植物群落的穩(wěn)定性
2003-2004年對巴拉頓湖區(qū)的水生態(tài)因子，如水溫、總輻射、光線垂直衰減、內(nèi)部P負(fù)荷等進(jìn)行監(jiān)測，并以天為單位，對4種顏色的光合敏感藻類的時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，利用所得數(shù)據(jù)分析浮游植物的季節(jié)變化模式，模擬各種水華的發(fā)生過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以上所測數(shù)據(jù)可以足夠地模擬各種水華的形成和衰敗。
應(yīng)用溶解氧的變化來驗(yàn)證DF
應(yīng)用活體浮游植物及生態(tài)環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，用溶解氧的變化來驗(yàn)證DF延遲熒光，結(jié)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(guān)性很大。
鄱陽湖、長江水體生態(tài)環(huán)境監(jiān)測
鄱陽湖水文局、長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所等科研機(jī)構(gòu)應(yīng)用，監(jiān)測鄱陽湖和長江水體生態(tài)環(huán)境的變化情況。
參考文獻(xiàn)
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