水(shui)體富營養化(hua)（eutrophication）是(shi)指由(you)於(yu)人(ren)類活(huo)動的影(ying)響(xiang)，導(dao)致大(da)量外(wai)源(yuan)氮(dan)、磷(lin)等營養物質進(jin)入湖(hu)泊、河口(kou)、海灣等緩流(liu)水(shui)體，引(yin)起(qi)藻類(lei)及(ji)其(qi)他(ta)浮(fu)遊(you)生(sheng)物迅速(su)繁(fan)殖(zhi)，水體溶解氧(yang)量(liang)下(xia)降，水質惡化(hua)，魚(yu)類(lei)及(ji)其(qi)他(ta)生(sheng)物大(da)量死(si)亡的現(xian)象。當總磷濃度(du)超過0.1mg/l（如(ru)果(guo)磷是(shi)限(xian)制因(yin)素(su)）或(huo)總氮(dan)濃(nong)度超過0.3mg/l（如(ru)果(guo)氮(dan)是(shi)限(xian)制因(yin)素(su)）時，藻(zao)類會(hui)過(guo)量繁(fan)殖(zhi)。經濟合(he)作(zuo)與(yu)發(fa)展組織（OECD）提(ti)出(chu)富(fu)營(ying)養湖(hu)的幾項指標(biao)量(liang)為(wei)：平(ping)均總(zong)磷(lin)濃度大(da)於0.035mg/l；平(ping)均葉(ye)綠(lv)素(su)濃度大(da)於0.008mg/l；平(ping)均透明度小於3m。目(mu)前壹(yi)般(ban)采(cai)用的指標(biao)是(shi)：水(shui)體中氮(dan)含量(liang)超過0.2-0.3ppm，生(sheng)化(hua)需氧量(liang)大(da)於10ppm，磷(lin)含量(liang)大(da)於0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡(dan)水(shui)中細菌總(zong)數(shu)每(mei)毫(hao)升超過10萬(wan)個(ge)，表(biao)征(zheng)藻類數(shu)量(liang)的葉(ye)綠(lv)素(su)-a含量(liang)大(da)於10μmg/L。
水(shui)體富(fu)營養化(hua)在(zai)線(xian)觀測預報(bao)系(xi)統(tong)由藻類(lei)在(zai)線(xian)觀測模塊(kuai)、氮(dan)磷(lin)在線(xian)觀測模塊(kuai)、水(shui)體呼(hu)吸(xi)在(zai)線(xian)觀測模塊(kuai)及(ji)汙染源(yuan)熒(ying)光示蹤儀(yi)組成，可(ke)在線(xian)監(jian)測藻類(lei)濃(nong)度動態(tai)變化(hua)及(ji)生(sheng)態(tai)生(sheng)理狀況(kuang)、總(zong)氮(dan)總(zong)磷及(ji)營(ying)養鹽(yan)動(dong)態(tai)變(bian)化(hua)、溶(rong)解(jie)氧(yang)動態變化(hua)及(ji)BOD等，並(bing)通(tong)過(guo)移動式熒(ying)光示蹤測量儀(yi)觀測分析(xi)藻類的空(kong)間(jian)分布(bu)狀況(kuang)、熒(ying)光示蹤測量分(fen)析(xi)汙染源(yuan)分布(bu)和(he)時空(kong)變化(hua)等，全(quan)面(mian)監(jian)測和解(jie)析(xi)富營養化(hua)的時空(kong)動態變化(hua)及(ji)來源(yuan)，即時作(zuo)出預測預報(bao)及(ji)相應防治對策。

藻類在線(xian)觀測模塊(kuai)采(cai)用葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技術(shu)（Technique of chlorophyll fluorescence）原理和(he)葉(ye)綠(lv)素(su)延(yan)遲(chi)熒(ying)光技術(shu)（Delayed fluorescence technique）原理。前(qian)者(zhe)通(tong)過脈沖(chong)調(tiao)制(zhi)熒(ying)光方(fang)法(fa)（Pulse amplitude modulated （PAM）fluorescence methods）,利(li)用調制測量光、持續(xu)光化(hua)學(xue)光及(ji)飽(bao)和(he)光閃激(ji)發葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光，測量分(fen)析(xi)Ft、QY及(ji)OJIP等快速熒(ying)光參(can)數(shu)，以(yi)研(yan)究藻類及(ji)高(gao)等植(zhi)物的光合(he)生(sheng)理生(sheng)態(tai)和(he)脅(xie)迫生(sheng)理，如(ru)不(bu)同除(chu)藻劑(ji)及(ji)不(bu)同劑(ji)量的QY和(he)OJIP變(bian)化(hua)，以(yi)便(bian)找(zhao)出除(chu)藻劑(ji)zui低(di)有(you)效(xiao)劑(ji)量及(ji)高(gao)效(xiao)無(wu)汙染除(chu)藻劑(ji)技術(shu)，其(qi)中(zhong)Ft、OJIP固(gu)定面(mian)積(ji)（Fix-area，指OJIP曲線(xian)下(xia)面(mian)的面(mian)積(ji)）與(yu)藻(zao)類(lei)葉(ye)綠(lv)素(su)濃度呈(cheng)相關關系(xi)，經(jing)校(xiao)準可(ke)以測量藻(zao)類(lei)密(mi)度（藻(zao)類葉綠(lv)素(su)濃度）；延(yan)遲(chi)熒(ying)光是(shi)比(bi)快速熒(ying)光弱但持續(xu)時間(jian)更長的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光，浮(fu)遊(you)植(zhi)物延(yan)遲(chi)熒(ying)光與(yu)活(huo)體(ti)藻(zao)類(lei)濃度相關，不同顏色(se)藻(zao)類(lei)可(ke)以激(ji)發出(chu)不同的延(yan)遲(chi)熒(ying)光，依(yi)次可(ke)以區(qu)分(fen)不(bu)同藻類(lei)的濃(nong)度(du)，達到(dao)定性(xing)、定量(liang)監測藻類(lei)的目(mu)的。水(shui)體(ti)富營(ying)養化(hua)在(zai)線(xian)觀測預報(bao)系(xi)統(tong)使用*的實(shi)驗(yan)室濕化(hua)學(xue)分(fen)光光度法(fa)進(jin)行樣(yang)品分(fen)析(xi)，水體呼(hu)吸(xi)采(cai)用(yong)“間(jian)歇式”測量原理，集(ji)合(he)了(le)“開放(fang)式”（實時測量）和(he)“封(feng)閉(bi)式”（測量簡單(dan)但精度差(cha)）的優(you)點，同時又克(ke)服(fu)了(le)開放(fang)式測量時間(jian)解析(xi)度差(cha)、封(feng)閉(bi)式不能(neng)連(lian)續(xu)長時間(jian)測量等缺(que)點，利用光纖熒(ying)光氧氣測量技術(shu)，在(zai)線(xian)測量觀測溶解(jie)氧(yang)及(ji)水(shui)體(ti)呼(hu)吸(xi)並(bing)可(ke)求出BOD等。

主要功(gong)能(neng)特(te)點如下：
1. 可(ke)在線(xian)分(fen)類定量(liang)監測藍(lan)藻和綠(lv)藻等其它藻類(lei)的動(dong)態(tai)變化(hua)
2. 在(zai)線(xian)監(jian)測光譜性(xing)藻(zao)類(lei)的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光參(can)數(shu)Ft、QY及(ji)OJIP-fix area，從(cong)而可(ke)全(quan)面(mian)分(fen)析(xi)藻類的光合(he)生(sheng)理狀況(kuang)、脅(xie)迫狀況(kuang)、生(sheng)長(chang)狀況(kuang)及(ji)濃(nong)度(du)狀況(kuang)
3. 在(zai)線(xian)分(fen)析(xi)總氮(dan)、總(zong)磷，並(bing)進(jin)壹步監測分析(xi)各(ge)組分包(bao)括磷酸鹽、氨(an)氮(dan)、亞(ya)硝態(tai)氮(dan)、硝(xiao)態氮(dan)的動(dong)態(tai)變化(hua)
4. 在(zai)線(xian)監(jian)測分析(xi)水體溶(rong)解氧變(bian)化(hua)、水(shui)體(ti)呼(hu)吸(xi)及(ji)BOD狀況(kuang)
5. 各(ge)監測模塊(kuai)自由組合(he)，又可(ke)獨(du)立運(yun)行
6. 利(li)用熒(ying)光示蹤技術(shu)，可(ke)追蹤汙染源(yuan)的空(kong)間(jian)分布(bu)狀況(kuang)，可(ke)用於地表(biao)水(shui)汙染狀況(kuang)分(fen)布(bu)圖(tu)繪(hui)制(zhi)、汙染狀況(kuang)監(jian)測研(yan)究、汙染源(yuan)追蹤等

性能指標(biao)
1. 高(gao)靈敏(min)度(du)在線(xian)監(jian)測廣譜藻(zao)類葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光特性(xing)包(bao)括Ft、QY和OJIP-Fix area等，檢測極(ji)限(xian)達30ng Chl/l，可(ke)檢測出10 cells/ml的綠(lv)藻或(huo)100 cell/ml的藍(lan)藻。藍(lan)色（455nm）和紅(hong)色(se)（630nm）雙色(se)測量光，可(ke)選(xuan)配其(qi)它波長(chang)測量光
2. 延(yan)遲(chi)熒(ying)光技術(shu)分(fen)類(lei)定(ding)量監測藍(lan)藻、綠(lv)藻（包(bao)括綠(lv)藻、裸藻等）、矽藻（包括矽藻(zao)、金(jin)藻、黃藻等）和隱藻(zao)類4種(zhong)藻(zao)類，可(ke)通過USB接口(kou)下(xia)載(zai)數(shu)據(ju)或(huo)通過(guo)網絡(luo)遠程(cheng)數據(ju)下載(zai)和數(shu)據(ju)診斷(duan)
3. 在線(xian)測量監(jian)測總磷(lin)、磷(lin)   酸鹽、總(zong)氮(dan)、氨(an)氮(dan)、硝(xiao)態氮(dan)和(he)亞(ya)硝態(tai)氮(dan)的動(dong)態(tai)變化(hua)，超量程(cheng)自動稀(xi)釋(shi)；標準檢測範圍：
a） 總磷(lin)：0-3ppm-200ppm-P
b） 總氮(dan)：0-5 ppm - 1000 ppm – N
c） 氨(an)氮(dan)：0-0.2 ppm - 200 ppm - N-NH3
d） 硝(xiao)  酸鹽＋亞(ya)硝  酸鹽：0-5 ppm - 1000 ppm - N-NO3
e） 亞(ya)硝 酸鹽：0-0.05 ppm - 20 ppm - N-NO2
f） 磷(lin)酸鹽：0-0.2 ppm - 200 ppm - P-PO4
4. 營(ying)養鹽(yan)測量方(fang)式為(wei)循環(huan)順序測量，測量間(jian)隔(ge)程(cheng)序可(ke)調
5. 具(ju)備試劑(ji)冷(leng)藏配置，試劑(ji)更換(huan)3-6周（取決(jue)於(yu)測量參(can)數(shu)及(ji)方(fang)法(fa)等因(yin)素(su)）
6. 內置時鐘(zhong)和顯(xian)示屏(ping)，在線(xian)顯(xian)示和(he)存儲數據(ju)包括日期(qi)、時間(jian)及(ji)測量值等
7. Mini型(xing)熒(ying)光光纖氧(yang)傳(chuan)感器， Mini光纖氧(yang)探(tan)頭外徑2.8mm，內(nei)徑2.0mm，被(bei)覆有(you)光隔(ge)離材料以避(bi)免(mian)生(sheng)物自發光造成(cheng)的幹(gan)擾，因(yin)而可(ke)以測量藻(zao)類(lei)等（有(you)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光）具(ju)有(you)內部(bu)自發光的生(sheng)物耗(hao)氧；零氧耗(hao)、高(gao)穩(wen)定性(xing)，響(xiang)應時間(jian)快於6秒（氣相測量）；可(ke)測量液(ye)相和氣相氧濃度，測量範(fan)圍0-50%空氣氧、0 - 22.5 mg/L，測量極(ji)限(xian)0.15 %空氣氧、15 ppb溶(rong)解氧(yang)；氧濃(nong)度在線(xian)溫(wen)度補償，不受電(dian)磁(ci)信號(hao)幹(gan)擾
8. 汙染源(yuan)熒(ying)光示蹤儀(yi)為(wei)帶(dai)參(can)考光束的90度(du)濾波(bo)式熒(ying)光儀(yi)，光源(yuan)、檢測器內(nei)置用戶(hu)自定義(yi)設(she)置的光學濾波(bo)器(qi)，多(duo)廣譜測量，適(shi)於(yu)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光和其(qi)它示蹤熒(ying)光如熒(ying)光素(su)（光源(yuan)465nm，檢測器530nm）、若(ruo)丹(dan)明（光源(yuan)530nm，檢測器580nm）等；測量單(dan)位(wei)：ppt，ppb，μg/l，μmol等，或(huo)者任意單(dan)位(wei)，靈敏(min)度(du)Chla 0.025μg／l
9. 防水級別(bie):IP65

國(guo)內外(wai)應用(yong)狀況(kuang)
藻(zao)類(lei)熒(ying)光技術(shu)應用(yong)於(yu)水(shui)體藻類監(jian)測包括水華(hua)監測預報(bao)及(ji)藻(zao)類(lei)生(sheng)理生(sheng)態(tai)和(he)防治研(yan)究，近些年(nian)來在上得到(dao)越來越廣泛的重(zhong)視(shi)和應用(yong)，成(cheng)為(wei)評(ping)估水(shui)體生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)的重(zhong)要技術(shu)手段和(he)研(yan)究領(ling)域(yu)，對(dui)水生(sheng)態(tai)評(ping)估和(he)研(yan)究具(ju)有(you)劃時代意義。Dijkman等（1999）利用雙調(tiao)制(zhi)熒(ying)光儀(yi)可(ke)以檢測到(dao)100pM（皮(pi)摩(mo)爾(er)濃(nong)度）葉綠(lv)素(su)濃度的藻(zao)類(lei)。Vera Istvanovics 等（2005）利用延(yan)遲(chi)熒(ying)光技術(shu)對(dui)匈(xiong)牙(ya)利(li)Balaton湖(hu)浮(fu)遊(you)植(zhi)物進(jin)行了(le)持續(xu)在線(xian)監(jian)測，結果(guo)表(biao)明延(yan)遲(chi)熒(ying)光數據(ju)與(yu)傳(chuan)統顯(xian)微鏡計數(shu)法(fa)及(ji)實(shi)驗(yan)室葉(ye)綠(lv)素(su)濃度測量法(fa)具(ju)有(you)*的吻(wen)合(he)性(xing)，可(ke)以精確(que)監測不同藻類(lei)的濃(nong)度(du)，檢測極(ji)限(xian)約(yue)為(wei)1μg Chl/l。Gabriel等（2006）以Ft作(zuo)為(wei)藻(zao)類葉(ye)綠(lv)素(su)濃度指標(biao)、QY（Fv/Fm）作(zuo)為(wei)藻(zao)類光合(he)效(xiao)率(lv)指標(biao)，研(yan)究了(le)哥(ge)倫比(bi)亞(ya)安第(di)斯(si)高(gao)山(shan)帶(dai)湖(hu)泊藻類(lei)動態(tai)，結(jie)果顯(xian)示6月(yue)份深(shen)水(shui)層藻類葉綠(lv)素(su)濃度高(gao)但(dan)光合(he)效(xiao)率(lv)低(di)，而10月(yue)份水(shui)體(ti)循環(huan)期(qi)，藻(zao)類(lei)葉(ye)綠(lv)素(su)濃度低(di)但光合(he)效(xiao)率(lv)高(gao)，藻(zao)類(lei)光合(he)效(xiao)率(lv)並(bing)不(bu)依(yi)賴於(yu)生(sheng)物量，而是(shi)與(yu)營(ying)養可(ke)獲得性(xing)及(ji)光輻(fu)射情(qing)況有(you)關。2007年(nian)，*屆“葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技術(shu)與(yu)水(shui)科學(xue)”（Aquafluo 2007: chlorophyll fluorescence in aquatic sciences）會(hui)議在捷(jie)克(ke)召開；2010年(nian)，《Chlorophyll Fluorescence in Aquatic Sciences: Methods and Applications》（David J.Suggett等，2010）壹書(shu)正(zheng)式出版(ban),該書(shu)全(quan)面(mian)介紹(shao)了(le)熒(ying)光技術(shu)包(bao)括延(yan)遲(chi)熒(ying)光技術(shu)在(zai)水(shui)體(ti)藻類監測、研(yan)究、水體生(sheng)產(chan)力(li)評(ping)估等方(fang)面(mian)方(fang)法(fa)、技術(shu)和(he)應用(yong)等。
我國營養鹽(yan)測量監(jian)測多采(cai)取(qu)采樣(yang)實驗(yan)室分(fen)析(xi)的方(fang)法(fa)（劉(liu)信安(an)等，2005；李哲(zhe)等，2009；），與(yu)實(shi)驗(yan)室分(fen)析(xi)相比，原地（in-situ）在線(xian)監(jian)測具(ju)有(you)即時（real-time）持續(xu)監測動態(tai)變(bian)化(hua)等*的優(you)點，而且(qie)可(ke)以與(yu)藻(zao)類(lei)在(zai)線(xian)監(jian)測等數據耦合(he)分(fen)析(xi)，因(yin)此(ci)成(cheng)為(wei)研(yan)究的熱(re)點。歐盟(meng)於2007年(nian)啟動(dong)了(le)WARMER 項(xiang)目(mu)（Water Risk Management in EuRope），其目(mu)標為(wei)在(zai)海濱地帶(dai)及(ji)大(da)江(jiang)大(da)湖(hu)區(qu)建(jian)立壹個水(shui)質即時（real-time）監(jian)測系(xi)統(tong)，作(zuo)為(wei)本(ben)項目(mu)的內(nei)容(rong)，Gunatilaka等（2009）利用原位(wei)監測技術(shu)，對(dui)威(wei)尼(ni)斯(si)瀉湖(hu)磷酸鹽、銨(an)態氮(dan)、硝(xiao)態氮(dan)和(he)亞(ya)硝態(tai)氮(dan)進(jin)行了(le)監(jian)測，監測結果(guo)比(bi)起(qi)抽(chou)樣(yang)實驗(yan)室分(fen)析(xi)法(fa)（如(ru)每(mei)周(zhou)或(huo)每(mei)月(yue)抽(chou)樣(yang)）更精確(que)系(xi)統(tong)地反映(ying)了(le)營(ying)養鹽(yan)的日變化(hua)、月(yue)變(bian)化(hua)等動態。
參(can)考文(wen)獻(xian)：
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