在水華監(jiān)測(cè)和藻類研究中，經(jīng)常被這樣的問題困擾：

·采集的水樣中混雜著大量死藻、泥沙、腐殖質(zhì)，測(cè)出的葉綠素a濃度很高，可實(shí)際上活體藻類并不多？

·常規(guī)的熒光法無(wú)法區(qū)分“死活”，導(dǎo)致誤判藻類暴發(fā)程度，錯(cuò)失了預(yù)警或過(guò)度預(yù)警？

·淺水湖泊、河流在風(fēng)浪擾動(dòng)下沉積物再懸浮，讓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，真假難辨？

源自匈牙利的DF活體浮游植物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如何做到只測(cè)量具有光合活性的藻類？下面將會(huì)詳細(xì)介紹。

一、只有“活著”才會(huì)發(fā)光：延遲熒光技術(shù)的硬核原理

植物的光合作用是一個(gè)極其精妙的光化學(xué)過(guò)程。當(dāng)藻類吸收光能后，一部分能量用于推動(dòng)光合作用，而另一部分則會(huì)以熒光的形式釋放出來(lái)。常見的葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)大多測(cè)量瞬時(shí)熒光——但這種熒光，活細(xì)胞能發(fā)，受損的細(xì)胞、甚至一些有機(jī)顆粒物也能產(chǎn)生類似信號(hào)，干擾由此而來(lái)。

延遲熒光（Delayed Fluorescence, DF）則一點(diǎn)都不同。它產(chǎn)生于光合電子傳遞鏈中電荷重組導(dǎo)致的電子回流。簡(jiǎn)單說(shuō)，只有完整運(yùn)轉(zhuǎn)的光合系統(tǒng)，才能發(fā)出延遲熒光。一旦藻細(xì)胞死亡或者光合機(jī)構(gòu)遭到破壞，這個(gè)信號(hào)就會(huì)消失。

這就意味著：

·死藻和腐殖質(zhì)不產(chǎn)生信號(hào)；

·泥沙再懸浮引起的濁度變化也不會(huì)干擾測(cè)量；

·儀器給出的每一個(gè)數(shù)據(jù)，都來(lái)自真正的活體藻類。

二、 不止測(cè)濃度，還能“認(rèn)出”它是誰(shuí)

DF活體浮游植物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用的是連續(xù)激發(fā)光源，可以獲取連續(xù)激發(fā)光譜。

配合6組特征光譜可識(shí)別：

·藍(lán)藻

·綠藻（含裸藻等）

·硅藻（含金藻、黃藻等）

·隱藻

增強(qiáng)版還支持識(shí)別紅藻，對(duì)近海與河口環(huán)境同樣適用。

不僅可以告訴你“有多少藻”，還能告訴你“都是些什么藻”

三、巴拉頓湖的2003-2004年連續(xù)驗(yàn)證

在歐洲最大的淺水湖泊之一——匈牙利巴拉頓湖，研究團(tuán)隊(duì)于2003-2004年進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。

當(dāng)時(shí)，研究人員同步監(jiān)測(cè)水溫、總輻射、光線垂直衰減、內(nèi)部磷負(fù)荷等因子，并以天為單位，連續(xù)獲取四種光合敏感藻類的延遲熒光時(shí)序數(shù)據(jù)。

成果：

·成功模擬了多種水華的形成和衰敗過(guò)程；

·在高度動(dòng)態(tài)變化的淺水環(huán)境下，依然穩(wěn)定捕捉到浮游植物群落的季節(jié)變化模式；

·更為關(guān)鍵的是，同步使用在線水質(zhì)分析儀監(jiān)測(cè)溶解氧變化，發(fā)現(xiàn)延遲熒光與溶解氧數(shù)據(jù)高度相關(guān)，用獨(dú)立的化學(xué)參數(shù)交叉驗(yàn)證了DF技術(shù)的可靠性。

這一經(jīng)典研究，發(fā)表于淡水生物學(xué)頂級(jí)期刊《Freshwater Biology》。

四、中國(guó)大江大湖的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)：從鄱陽(yáng)湖到長(zhǎng)江

在中國(guó)，鄱陽(yáng)湖水文局、長(zhǎng)江水資源保護(hù)科學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)，已引入DF活體浮游植物在線監(jiān)測(cè)儀，應(yīng)用于鄱陽(yáng)湖和長(zhǎng)江水體生態(tài)環(huán)境變化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)研究了活體浮游植物在線監(jiān)測(cè)結(jié)果與葉綠素a的關(guān)系，進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)在中國(guó)的適用性和數(shù)據(jù)可靠性。