一、葉綠素a
葉綠素是植物體內的綠色色素,可光作用下通過光合作用產生能量。通過測量葉綠素,可間接測量樣品中光合作用植物(藻類或浮游植物)的量。
葉綠素 a 色素適用于所有植物種類,而其他葉綠素(如 b,c1,c2,d,f)只適用于一些特定的植物、藻類或藍藻細菌,可用來指示一些主要藻類團的存在。
二、測量葉綠素a的必要性
營養物(如磷和氮)的流入內陸或沿海的水體,會造成藻類的瘋長。隨后的腐爛會降低水體中樣品的含量,影響魚類、貝類、甲殼類等生物的生存環境。營養物載荷的變化同樣能改變浮游植物總群的構成和多樣性。
藻類濃度高說明了水質惡化,濃度低則水質較好。浮游植物的增加會讓水變渾濁,影響海草生長和相關的漁場。在一些極端事件中,富營養化會造成缺氧,無氧區會殺死魚類、貝類和甲殼類生物,會造成有毒有害藻類的爆發。
從水質方面來看,葉綠素a是現有手段中能最佳、最直接的方法,可測量浮游植物數量和質量以及潛在導致水變渾濁和低溶解氧損害。
葉綠素a的單位是μg/L或mg/L,一般認為超過100μg/L的量就會對魚類產生影響。即使最清潔的水也會含有將近 5μg/L葉綠素 a。針對水體的不同用途和目標,存在一些特定的水質標準。準確來講可以通過對葉綠素a的檢測,來判斷水質的具體狀況。
三、應用對象
例如擁有地表水蓄水庫的自來水廠需要測量葉綠素a來控制水源。通常包括預測和控制藻類爆發或確定避免藻類進入的取水點,以避免過濾系統堵塞、有機負載增加、引起公共健康損害,而必須額外的處理過程。
四、測量說明
將已知量的水樣過濾,通常是玻璃纖維過濾器。過濾器需要在丙酮溶液中研磨,然后進行加工和分析。
通常有三種標準方法來測量葉綠素 a:分光光度法(紫外分光光度計)、熒光法(熒光分光光度計)、高效液相色譜法(HPLC)(高效液相色譜儀)。
分光光度法是實驗室最常用的方法,樣品處理通常只需要 1-5 分鐘,一般測量下限是 0.08 mg/L6(用 1cm 比色池),儀器成本也很低。HPLC 能夠區分葉綠素的種類和輔助色素,但是測量耗時且技術要求更高,一般要 20-25 分鐘來處理樣品。1 臺 HPLC 的可能可以買 10 臺非常好的分光光度計,并且后續的耗材成本也很高。熒光法間接測量葉綠素 a,更適合遠程監控。
使用的分光光度計需要較窄的光譜帶寬,及多個波長來測量。如三色法使用 750nm(濁度校正)、664nm(葉綠素 a)、647nm(葉綠素 b 校正)和 630nm(葉綠素 c1、c2 校正)。另一個替代方法是在酸化前后用 750、664、665nm 來測量,可校正脫鎂葉綠素 a 和濁度的干擾。根據選擇的方法來挑選波長和方程。