水中葉綠素a監測方法監測現狀及發展趨勢

簡永遠

(黔東南生態環境監測中心 貴州凱里 556011)

水中浮游植物葉綠素a是估算浮游植物生物量的重要指標，掌握水體的初級生產力情況和富營養化水平，對水體質量的管理會產生較大影響。若想更好地開展水體內部葉綠素a 的質量監測，需適時明確合適的監測方法，對其監測過程實行合理控制，從對各項步驟的管控中完成水中葉綠素a的監測工作。

1 水中葉綠素a分析方法的具體步驟

1.1 水樣采集與保存

為更好地監測水中葉綠素a 的具體含量，對采集的水樣進行保存，水樣用棕色玻璃瓶進行采集，采集水面下50 cm的樣品。在每升樣品中加入1 mL碳酸鎂懸濁液，以防止酸化引起色素溶解。將其置放到陰涼區域，有效避免因陽光直射。水樣采集后應在0 ℃～4 ℃避光保存、運輸，24 h 內運送至檢測實驗室過濾（若樣品24 h內不能送達檢測實驗室，應現場過濾，濾膜避光冷凍運輸)，樣品濾膜于-20 ℃避光保存，14 d內分析完畢。樣品采集后，如條件允許，宜盡快分析完畢。其保存的水樣量需根據水內的浮游植物量而定，一般來講，水樣保存的量在0.5～2.0 L之間。

1.2 水樣過濾

在完成水樣的采集與保存后，開始開展過濾工作，在過濾裝置內的濾器中放置玻璃纖維濾膜，根據水體的營養狀態確定取樣體積，（通常情況下的過濾體積為：富營養和中營養取樣體積為100～200 mL；貧營養取樣體積為500～1 000 mL），用量簡量取一定體積的混勻樣品，進行過濾，最后用少量蒸餾水沖洗濾器壁。在進行過濾時負壓值要保持在50 kPa 以下，在樣品剛剛完全通過濾膜時結束抽濾，用鑷子將濾膜取出，將有樣品的一面對折，用濾紙吸干濾膜水分[1]。

1.3 葉綠素a的提取

葉綠素a 的提取，試驗人員可用玻璃研缽完成研磨工作，也可以用組織破碎儀進行研磨，將樣品濾膜放置于研磨裝置中，加入3～4 mL 90%丙酮溶液，研磨至糊狀。再用3～4 mL 90%丙酮溶液繼續研磨，并重復1～2次，保證充分研磨5 min以上。將完全破碎后的細胞提取液轉移至玻璃刻度離心管中，用90%丙酮溶液沖洗研缽及研磨杵，一并轉入離心管中，定容至10 mL。葉綠素對光及酸性物質敏感，試驗人員操作時光線應盡量微弱，能進行分析操作即可，所有器皿不能用酸浸泡或洗滌。浸泡提取，將離心管中的研磨提取液充分振蕩混勻后，用鋁箔包好，放置于4 ℃避光浸泡后提取2 h 以上，不超過24 h。在浸泡過程中要顛倒搖勻2～3次。

2 水中葉綠素a的監測現狀

2.1 信息技術的使用頻次較低

隨著信息技術的快速發展，人們需將更多的技術手段放置到水中葉綠素a 的實際監測中，借助該項技術的合理性來完成水中葉綠素a的監測工作。具體來看，部分試驗人員在進行水中葉綠素a的現場監測時，未能增加信息技術的使用頻次與次數，僅將其當作監測工作的輔助性手段，沒能采用科學性較強的傳感技術，在傳統技術的應用中無形中降低了葉綠素a 的數據監測效果，縮減其數據監測的整體水平，使其對葉綠素a 成分的監測變得更加模糊，難以在專業人員面前呈現出較為合理的葉綠素a 監測方案。此外，當前的遙感技術較為先進，在應用該項技術的過程中可幫助試驗人員切實了解與掌握多項葉綠素a的監測信息數據，而在信息技術應用水準不佳的情況下，其對遙感技術的使用也極難達到較高水平，其推測出的數據信息也難以公開，降低了水中葉綠素a 測算的科學性、準確性。

2.2 對樣品的保存方式不佳

在進行水中葉綠素a 的正式監測前，試驗人員應對該類樣品進行有效的提取與保存，而其涉及的保存方法或保存條件則會對葉綠素a的監測質量產生較大影響，因而需合理控制該類樣品的保存方式。在當前部分水中葉綠素a 的樣品保存中，試驗人員未能根據該水中葉綠素a 的實際狀況來開展冷藏工作，受溫度影響無形中降低樣品的保存質量，其使用水準也會出現明顯下降，給水中葉綠素a 的監測工作帶去極高難度。在該類保存方式的影響下，無論是測試、監測還是保存，都給葉綠素a的質量控制帶去極高難度，葉綠素a中的內部多項成分也會發生不同程度的改變，因而試驗人員需明確不佳的樣品保存方式會給葉綠素a的質量監測工作帶去較大影響，需在未來發展中探索出合適的樣品保存方法，滿足不同類型樣品的所有保存條件[2]。

2.3 監測條件不完備

在進行水中葉綠素a 的質量監測前，相關人員應精準確認監測條件，只有當監測條件較完備的情況下才能切實開展葉綠素a 的監測。當前葉綠素a 的主要監測手段有三色法與單色法，在實行正式監測前，需及時探尋水體質量，利用對水體質量的合理控制來保障監測效果，而在當前部分水中葉綠素a的監測中，無論是監測技術還是監測條件都并不完備，無形中縮減了該葉綠素的監測質量，在部分監測條件并不具備的前提下，其開展的葉綠素a 監測活動無形中縮減其監測質量，降低其監測水平。當水中葉綠素a產生問題時，相關人員較難判斷該問題生成的具體環節，難以查找出引發該問題的具體原因，無形中給水中葉綠素a 的質量監測帶去更大的安全隱患，降低監測效果。

2.4 監測器械的應用條件不佳

在進行水中葉綠素a 的質量監測時，相關人員將使用不同類型的監測器械，該類器械的合理使用也直接影響著葉綠素a 具體的監測質量。具體來看，在使用監測器械時，部分工作人員未能明確相關器械的內部功能與操作方法，在實際使用時對某些數值的取舍較模糊，該類狀態無形中減低水中葉綠素a 的監測質量，難以明確監測器械的使用過程。另外，良好的水中葉綠素a 監測應精準融合監測器械的使用流程，即將該監測狀態放置到具體的監測過程中，提升對各項監測環節的控制性，而部分監測器械受具體的應用條件限制，在開展實際監測時其監測到的數據信息將產生極大變化，若對該類變化的控制較模糊，則會極大地影響水中葉綠素a 監測工作的穩定性，降低監測數據的準確性與質量。

3 監測水中葉綠素a的發展趨勢

3.1 合理使用遙感技術

在未來水中葉綠素a 的監測工作中，試驗人員需精準發揮出信息技術的內在優勢，利用對遙感技術的合理使用來提升水體內部各項成分的監測效果。具體來說，基于遙感技術內部性能的科學性，其能更加高效地完成葉綠素a 的數據或成分監測工作，在此后的工作中，試驗人員應對遙感裝置內的各項傳感器實行專業研究，透過對其內部性能的提升與探索來發展出分辨率更高的光譜數據，在該類數據的影響下增加對葉綠素a 的成分分析內容，其數據提取也將變得更加精準。在改善高光譜數據的同時，試驗人員還應依照水中葉綠素a的監測狀況來合理搭建與地面數據相接收的數據站，利用該類裝置數量的增加來彌補此前遙感技術存有的周期性不足等缺陷，及時拓展與水體相融合的傳感器，有效加強對水體葉綠素a的質量監測，在該該項傳感器的影響下其生成的遙感數據將更具真實性、科學性與公開性。

3.2 增加理論研究

一方面，針對水中葉綠素a的質量監測而言，若想提升監測效果，在遙感技術增加使用頻次的基礎上還要開展更為專業的理論研究。一般來講，試驗人員在日常工作中需不斷積累與更新反演算法與反演模型，透過橫縱向的精準比較高效找出不同水域與模型間的聯系，借助實測數據來科學檢測不同模型數據的精準度，在找出其存有的規律后，可準確完善更為專業的反演模型與反演算法。另一方面，在實行水中葉綠素a的成分數據監測期間，要對水體內部的光學性質進行深入研究，透過對該理論的合理探索來找出理想狀態下葉綠素a濃度與光譜特征、反射率等數值間的關系，在查明其存有的關系后可將水體內部的黃色物質、懸浮物、溫度與季節等多項要素相融合，切實提升水體內部的葉綠素a的監測質量，完善該項質量管控工作，提升對水體內部各項成分的了解度[3]。

3.3 強化樣品保存方式

在當前水中葉綠素a 質量監測的過程中，試驗人員需在該項工作中適時明確樣品的監測程序與對應性流程，在確保監測方法合適的情況下提升葉綠素a 監測效果。一般來講，在進行水中葉綠素a 的內部成分與質量監測前，試驗人員應精準掌握其測試樣品的數量，若想增強該類樣品的應用水平，對其的保存就顯得較為重要，對樣品保存方法應實行合理強化。從目前試驗人員持有的條件上看，樣品的保存方式與保存條件存有些許不同，對應的水樣在完成合理采集后，要對其冷藏保存的溫度實行精準控制，需盡量保持4 ℃左右，樣品內部的濾膜也可實行冷凍保存，只有冷凍保存的方式較合理，質量監測工作才能取得突出效果。另外，在測試葉綠素a樣品時，要借助對其內部濾膜合理冷凍保存來開展對應的研磨工作，在該項舉措的影響下葉綠素a 的提取效率將獲得切實提升[4]。若試驗人員未能在采樣后及時進行數據測試工作，則要對其開展-18 ℃的冷凍，并在室溫條件中完成對應的冷凍融解工作，借助細胞內部冰粒的生成與濃度增高來引起對應的溶漲現象，在胞壁結構遭受破壞的前提下來溶出更多的葉綠素a，提升不同成分的內部監測效果。

3.4 精準完備監測條件

一方面，針對水中葉綠素a中的成分監測，試驗人員需精準完備監測條件，比如：針對試劑提取而言，常見的提取方式為分光光度法，還可將90%的丙酮當作提取試劑，在未來的發展中90%的丙酮溶液也精準完成葉綠素a的細胞提取工作，在使用該項提取方式后，其衍生物可極大縮減，因而要合理強化監測條件，提升監測效果。同時，對于葉綠素a監測工作的濾膜而言，試驗人員要合理甄別濾膜類型，盡量選用乙酸纖維類濾膜與玻璃纖維濾膜，在該類濾膜的應用下適時加強濾膜的應用效果，強化葉綠素a 監測工作的整體質量[5]。另一方面，在完善監測條件的過程中，試驗人員應適時優化波長與計算方式的控制，比如：在進行葉綠素a內部各項成分的計算時，可選用單色法與三色法，前者主要考量脫鎂后葉綠素a 遭受的干擾；而從后者的角度上看，其會精準管控葉綠素c與葉綠素b的干擾要素，在進行數據測定時會盡量將其與葉綠素a 相剝離。透過對兩種方式的比較，相較于單色法，三色法在實際應用中更為廣泛，即無論是操作程序、生成誤差的概率還是操作的簡便性都帶有較大優勢[6]。

3.5 借助生物傳感器監測水中葉綠素a

在此后的水中葉綠素a 監測中，相關人員可運用生物傳感器來完成對該項工作的監測。具體來看，若在監測水中葉綠素a 內部的各項成分時，受水體環境影響，其可能處在沉積物或污染程度較低的污染物內，根據其呈現出的具體狀態，可合理使用生物傳感器。基于生物傳感器的創新屬性，該裝置可合理融合物理學、化學與生物學，在實際工作時其可借用葉綠素a中的細胞組織來確認其對相關污染的具體反應，再依照該反應轉化成對應的電信號，并根據該電信號的具體反應來呈現出各內部組織的質量問題，相關人員再借助計算機技術來完成相關電信號的檢驗，切實完成對葉綠素a 的自動化監測，并提升監測水平。隨著信息技術的快速發展，生物傳感器的使用正變得愈加廣泛，在明確其內部優勢后，相關人員需適時明確生物傳感器在未來的專業化、智能化、微型化與高性能化的發展趨勢，解決水中葉綠素a監測中遭遇的各項問題。

3.6 運用遺傳毒理學監測水中葉綠素a

在未來水中葉綠素a 的質量監測中，相關人員還可借助遺傳毒理學來完成對應的監測工作。一般來講，在實行水中葉綠素a的監測前，要對其監測環境進行及時檢查，確認其監測環境的合理性、科學性，避免產生因監測環境的改變而降低監測質量。針對水中葉綠素a的環境監測而言，受具體的環境狀態影響，其會改變葉綠素a中的各項成分，為確保葉綠素a整體的監測質量，相關人員應采用合適的方式來探究水體內部的污染物種類與污染程度，在進行具體探測時可采用遺傳毒理學，如SOS 顯色法等，在該項方式的處理下，其能精準檢測出水體內部的污染物質，確保水中葉綠素a的環境監測條件，無形中提升環境監測效果，也及時強化了水中葉綠素a 各環節的質量監測。此外，在應用遺傳毒理學的過程中，質量監測人員還可將其內部的具體監測方法應用到水體環境監測內，極大提升了水體監測質量，進一步保證了水中葉綠素a 的監測水平，增進其監測數據的準確度。

4 結語

綜上所述，在進行水中葉綠素a的監控期間，相關人員應適時明確合理的監測方案，將具體的監測方式與先進的信息技術相結合，利用監測條件與技術的完備來改善監測狀態，使其測量出的葉綠素數據變得更為準確，增強水體質量的研究效果。