پایش لحظه ای جلبک ها

سبزینه یا کلروفیل، در جلبکها (فیتوپلانکتون) مسوولیت انجام فتوسنتز را دارد . وظیفه سبزینه، فتوسنتز در سلول است که گیاه را قادر می‌سازد از نور خورشید انرژی کسب کند. كلروفيل ماده ای شیمیایی است که رنگ آنها را سبز می‌کند.

 در حضور نور خورشید جلبکها مواد معدنی را سوخت و ساز کرده و اکسیژن را به عنوان ماده زاید تولید میکنند. اکسیژنی که به این ترتیب تولید میشود سریعا میتواند جایگزین اکسیژن از دست رفته در داخل آب شود. در حضور مواد مغذی و نور خورشید سوخت و ساز جلبکی میتواند به اندازه ای اکسیژن تولید کند که آب به حالت فوق اشباع برشد. از طرف ديگر نتایج منفی ایجاد شده در اثر رشد بی رویه جلبکها معمولا بیشتر از فواید اکسیژنی است که آنها تولید میکنند.

از طرف دیگر اکسیژن اضافی بوجود آمده در طول روز نمیتواند برای مصرف در شب ذخیره شود زیرا برای حفظ تعادل به درون اتمسفر تخلیه می شود. در شرایطی که رشد جلبکی به مقدار زیاد انجام می گیرد کاتابولیسم خودخوری میتواند به اندازه ای اکسیژن محلول در آب را کاهش می دهد که ماهی ها از بین بروند. با توجه به اینکه مساله اکسیژن محلول را که مایه حیات موجودات زنده میباشد دچار مشکل میکند بنابراین اندازه گیری میزان رشد کلروفیلها و نرخ عملیات فتوسنتز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است تا بتوان قبل از اینکه رشد جلبکها تاثیرات نامطلوبی روی محیط زیست بگذارد نسبت به پیشگیری اقدام نمود. اين پديده و رشد بي رويه جلبكها در سواحل جنوبي كشورمان به نام كشند قرمز مشهور ميباشد.

پدیده کشند سرخ یا  شکوفائی فیتوپلانکتون‌های مضردر دریا اتفاق می‌افتد. مقدار معمول اين فيتوپلانكتونها در حدود ۲۰۰۰ عدد در لیتر است و به علت تغییر رنگ آب دریا به رنگ سرخ یا مایل به سرخ آن را کشند سرخ (موج سرخ) می‌گویند.

دو عامل اصلی در ازدیاد جلبکها، معمولا دما و مواد مغذی بخصوص مواد فسفردار و  نیترات است.تخلیهٔ پساب‌های صنعتی و خانگی که مملو از موادی چون نیترات‌ و فسفات هستند در دریا موجب فراهم شدن غذای زیاد برای جلبکها و ازدیاد آنی جمعیت آن‌ها می‌شود.

تناوب تابش ابر-آفتاب و بارندگی کمک بسزایی در رشد این موجودات می‌کند و وزش طوفان و گردوغبار از طرف بیابان نیز باعث فراهم شدن ذرات آهن‌دار می‌شود.

بعضی از این جلبکها حاوی ژنهای تولید سم میباشند. یا باعث فزونی اکسیژن با تک اتم می‌شود که باعث مرگ و میر ماهی ها می‌شوند. علاوه بر این با مرگ جلبکها ، باکتری‌های بقایای مرده آنها را تجزیه میکنند که این خود اکسیژن محلول آب را مصرف می‌کند و در نتیجه ماهی‌ها و دیگر آبزیان منطقه دچار خفگی و کمبود شدید اکسیژن شده و در نهایت منجر به مرگ آنها می‌شود.

اندازه گيري جلبکها و مهمتر از آن تشخيص گونه بندي كلروفيلها مهمترين قدم در مطالعات و پژوهشهاي اكولوژيكي در آب ميباشد.

سيستم هاي اندازه گيري بايد در سريعترين زمان ممكن اين ميزان را تشخيص داده و نيز امكان ارسال اطلاعات بصورت آنلاين را به مراكز کنترل داده را داشته باشند.

يكي از كاملترين و پيشرفته ترين تجهيزات مورد استفاده براي مانيتورينگ مقدار كلروفيلها دستگاه Fluoroprobe ميباشد. اين دستگاه تاكنون بصورت كاملا تخصصي در بيشتر كشورهاي دنيا براي موارد زير استفاده شده است:

  • مانيتورينگ وضعيت رشد جلبكها در دريا و مدیریت شکوفایی جلبکی
  • مانيتورينگ محیط زیست یا پایشهای های لحظه ای منابع آب
  • پدافند غیرعامل
  • رفتارنگاری کیفی منابع آب و مخازن سدها
  • مدیریت کیفیت آب درياچه های و تالابها

متد اندازه گيري :

روش اندازه گیری استفاده از طیف سنجی میباشد سبزینه بخش اعظم نور آبی و قرمز را جذب و نور سبز و زرد را از بین طیفهای الکترومغناطیسی منعکس می‌کند. به طور مثال رنگ سبز گیاهان به دلیل انعکاس نور سبز از کلروفیل‌هاست. کمپانی bbe آلمان مشهورترین طراح و سازنده تجهیزات اندازه گیری انواع کلروفیل میباشد.

این تجهیزات در قالب مدلهای زیر طراحی و ارائه میگردند:

1) دستگاه پرتابل مدل آلگاتورچ: مناسب اندازه گیری میزان کل کلروفیل -آ، سیانوباکتری،دما، کدورت و عمق( درمحل و سریع)

2) دستگاه پرتابل مدل فلوروپراب : مناسب اندازه گیری میزان کل کلروفیل-آ و کلاسهای مختلف کلروفیل شامل آلگا سبز-آبی( سیانوباکتری)، آلگا سبز، دیاتومه، داینافلاژن، کریفتوفیسه و عمق و دما ( در محل و سریع)

3) دستگاه پرتابل مدل بنتوتورچ: مناسب اندازه گیری فیتوبنتوزها و گونه های مختلف آن ( در محل و سریع)

4) آنالایزر آنلاین جلبک : مناسب اندازه گیری ثابت و آنلاین کلروفیل-آ و گونه های مختلف در کنار فعالیتهای فتوسنتزی

5) آنالایزر آزمایشگاهی جلبک: مناسب اندازه گیری میزان کلروفیلها در نمونه های آب

دستگاه آلگاتورچ

اندازه گیری کل کلروفیل-آ، آلگای سبز-آبی ( سیانوفیسه) ، کدورت آب، دما تا عمق 100 متری

دارای GPS داخلی برای ثبت موقعیت محل اندازه گیری با امکان نمایش محل اندازه گیری روی نرم افزار Google Earth

مشخصات فنی دستگاه آلگاتورچ:

راهکاری مقرون بصرفه، ساده و راحت برای پایش سریع کلروفیل ها، سیانوباکتری، کدورت، دما و عمق و مانیتورینگ غیر مستقیم میزان وجود مواد مغذی در دریاچه ها، مخازن سدها

دستگاه آلگاتورچ

  • متد اندازه گیری : اسپکتروفلورومتری
  • محدوده اندازه گیری : 0 تا 500 میکروگرم بر لیتر
  • دارای نمایشگر برای انجام تنظیمات و نمایش داده های اندازه گیری شده
  • وزن دستگاه  حدود 2 کیلوگرم
  • قابلیت ذخیره سازی داده تا سقف 1000 ست داده
  • محدوده اندازه گیری کدورت: 0 تا 200 NTU
  • درجه محافظت دستگاه: IP 68 قابلیت کار تا عمق 100 متری زیر آب
  • دارای نرم افزار تحت ویندوز و بلوتوث
  • قابلیت اتصال به کامپیوتر از طریق پورت USB

 دستگاه فلوروپراب:

  • متد اندازه گیری : اسپکتروفلورومتری
  • حداکثر عمق قابل اندازه گیری: تا 100 متر (عمقهای دیگر تا 3000 متر در صورت سفارش قابل ارائه است)
  • اندازه گیری در جا و بدون نیاز به آماده سازی نمونه پارامترهای زیر :
    • کل کلروفیل-آ
    • جلبک سبز-آبی (سیانوباکتری)
    • جلبک سبز
    • جلبک قهوه ای و قرمز (دیاتوم و داینافلاژنها)
    • کریفتوفیسه ها
  • دمای آب
  • عمق قرارگیری سنسور با استفاده از سنسور فشاری
  • تصحیح اثرات مواد آلی رنگی بصورت اتوماتیک (با اندازه گیریCDOM (Colored Dissolved Organic Matters))
  • اندازه گیری کدورت و تصحیح اثرات کدورت بصورت اتوماتیک در اندازه گیری غلظت جلبکها
  • محدوده اندازه گیری : صفر تا 500 میکرو گرم بر لیتر
  • دقت اندازه گیری: 0.01 میکروگرم بر لیتر
  • محدوده دمای کارکرد: 2- تا 40+ درجه سانتیگراد
  • ابعاد دستگاه: ارتفاع 45 و قطر 14 سانتیمتر

دستگاه بنتوتورچ

مطابق استانداردهای مختلف پایش کیفیت آب،  اندازه گیری فیتوبنتوزها از پارامترهای مهم میباشد. با استفاده از دستگاه بنتوتورچ به راحتی میزان کل فیتوبنتوزها و کلاسهای مختلف آن اندازه گیری میشود. این روش در مقایسه با متدهای نمونه برداری سنتی بسیار آسان و مقرون بصرفه میباشد. داده های در داخل دستگاه ذخیره میشود. دستگاه دارای باتری داخلی قابل شارژ  و GPS میباشد.

 

دستگاه بنتوتورچ

اهمیت اندازه گیری فیتوبنتوزها

نظر به اینکه در بیشتر موارد اندازه گیری مواد مغذی نظیر فسفات ها و نیتراتها در پیکره های آبی بسیار دشوار و هزینه بر و در برخی موارد ناممکن است، معمولا اندازه گیری فیتوبنتوزها و کلروفیلها بهترین پارامتر نمایانگر میزان وجود مواد مغذی در پیکره های ابی نظیر رودخانه ها، سواحل دریاها و دریاچه های میباشد. بطور سنتی اندازه گیری دیاتومها به علت اینکه دیواره سیلیکا آن در زیر میکروسکوپ به راحتی قابل بررسی بوده،  مورد استفاده قرار میگرفت، اما با توجه به پیشرفتهای تکنولوژیکی، اندازه گیری تمامی گونه های فیتوبنتوزها نظیر دیاتومه، سبز و نیز سبزآبی در عرض چند ثانیه میسر میباشد.

دستگاه آنالایزر آنلاین جلبک

پایش لحظه ای کل کلروفیل-آ، گونه های مختلف کلروفیلها و فعالیتهای فتوسنتزی بصورت آنلاین، در این روش نمونه آب به میزان کمی از منبع مورد نظر برای اندازه گیری به داخل دستگاه پمپ میشود. اندازه گیری به سرعت در داخل دستگاه انجام شده و خروجی بصورت سری زمانی میزان کل کلروفیل و گونه های آن و میزان فعالیتهای فتوسنتزی در صفحه نمایش دستگاه نشان داده میشود. دستگاه دارای خروجیهای مختلف نظیر LAN، آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر، و امکانات مخابراتی مختلف میباشد.

دستگاه آنالایزر جلبک آزمایشگاهی:

به منظور اندازه گیری غلظت کلروفیل-آ و گونه های مختلف آن در محیط آزمایشگاه استفاده میشود. در این روش ظرف نمونه در داخل دستگاه قرار داده میشود. دستگاه داده های اندازه گیری شده را به کامپیوتر انتقال میدهد. این دستگاه یکی از دقیقترین فلوئورمترهای حال حاضر در دنیا میباشد که علاوه بر کلاسهای مختلف جلبک میتواند فعالیت فتوسنتزی را نیز اندازه گیری کند.

دستگاه آلگالب آنالایزر