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当夏季逐渐步入日常生活的主旋律时,在自然河流/湖泊等地游泳也成为了市民们防暑降温、健身娱乐的重要一环。
而水质问题,也和游泳者的身体健康息息相关。尤其是在河流、湖泊等地域频发的蓝绿藻问题更是引起了大家的广泛关注。
(图片源自网络,侵删)
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什么是蓝绿藻?
蓝绿藻,也称为蓝藻,是一类原核生物,它们是地球上最早出现的光合生物之一,出现时间大约在35至33亿年前。
蓝绿藻的细胞结构相对简单,没有细胞核,而是含有核物质,这些物质虽然没有核膜和核仁,但具有核的功能。
它们含有叶绿素a和藻胆素等色素,能够进行光合作用,但不包含叶绿素b。蓝绿藻的细胞壁由多糖、蛋白质和脂质组成,能够在不同的环境中生存,包括高温、冰冻、缺氧、干涸、高盐度和强辐射等极端条件。
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蓝绿藻的实际作用
蓝绿藻的种类繁多,已知有约2000种,中国已有记录的约900种。它们广泛分布于世界各地,大多数(约75%)生活在淡水环境中,少数种类生活在海水或温泉中。某些蓝绿藻还能与其他生物共生,如菌、苔藓、蕨类和裸子植物,甚至能够穿入钙质岩石或土壤深层中。
蓝绿藻在生态系统中扮演着重要角色,它们通过光合作用释放氧气,有助于维持水体的氧气平衡。此外,某些蓝绿藻能够固定大气中的氮,从而提高土壤肥力,促进作物增产。在食品工业中,一些蓝绿藻如发菜和螺旋藻等被用作食用资源。
然而,当水体中营养物质过剩时,蓝绿藻可能也会大量繁殖,对水源造成不容忽视的危害,因此,我们必须对蓝绿藻的双重性有清晰的认识,既要充分利用其有益的一面,也要积极防范其潜在的危害。
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蓝绿藻的危害
1、水华现象:蓝绿藻在适宜的环境条件下(如高温、高营养盐浓度)会迅速繁殖,形成可见的水华。这些水华不仅影响水体的景观价值,还可能导致水体缺氧,造成鱼类和其他水生生物的窒息死亡。
2、毒素产生:某些蓝绿藻种类能够产生毒素,如微囊藻毒素(Microcystins)和神经毒素(如BMAA)。这些毒素可以通过饮用水或食物链进入人体,对肝脏、肾脏和神经系统造成损害,甚至有致癌风险。
3、水质恶化:蓝绿藻的大量繁殖会消耗水中的氧气,导致水体缺氧,同时它们的代谢产物也可能使水体发臭,影响水质和水的可用性。
4、生态系统破坏:蓝绿藻水华会改变水体的生态平衡,排挤其他有益的藻类和植物,影响整个水生生态系统的稳定性和多样性。
5、经济损失:蓝绿藻的爆发会影响渔业、旅游业和饮用水源,给当地经济带来重大损失。
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蓝绿藻的监测手段
蓝绿藻在科学上的监测手段有许多种,这里列举一些常规的监测手法、原理及应用场景:
1、显微镜观察法:
通过采集水样,使用显微镜直接观察水样中的蓝绿藻细胞,可以获得关于细胞数量、形态和种类的直接信息。这种方法简单直观,但需要专业人员操作,且效率较低。
2、光学密度测量法:
利用蓝绿藻在不同波长下对光的吸收特性,通过测量光密度变化来推算出水体中的蓝绿藻浓度。这种方法操作简便,适用于现场快速检测。
3、分子生物学技术(DNA测量法):
通过提取水体样品中的蓝绿藻DNA,利用PCR、测序等分子生物学技术进行分析和测量。这种方法适合高通量测量和研究,具有高度的特异性和灵敏度,但成本较高。
4、流式细胞仪法:
利用流式细胞仪对水样中的微生物进行快速、准确的检测和计数。这种方法可以实现自动化和高通量检测,但设备昂贵,需要专业维护。
5、光学传感器监测法:
利用光学传感器监测水体中叶绿素的含量,间接检测蓝绿藻的存在。这种方法操作简单,适合在线实时监测,通过光谱分析或压滤法测定叶绿素浓度,评估藻类生长状态。叶绿素是蓝绿藻的主要色素,其含量与藻类生物量密切相关。
6、水中营养盐测定:
测试水样中的氮和磷浓度,了解蓝绿藻生长的潜在原因。氮和磷是蓝绿藻生长的重要营养物质,其浓度过高可能导致藻类大量繁殖。
7、遥感技术:
利用卫星或飞机搭载的传感器,通过测量水体反射光谱的变化,推断出水体中的蓝绿藻浓度。这种方法适用于大范围水域的监测,但需要复杂的图像处理和分析技术。
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关于泽铭
泽铭科技也有相关系列产品,可通过测定水中原位营养盐、氨氮、叶绿素等形式,以应用于应用于水源地、湖泊、水库、河流等水质在线自动监测。
过去在太湖,阳澄湖等湖泊和海区得到大量地应用,为蓝绿藻预警提供有效的科学依据。
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赛莱默EXO2
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HQ-FC 600浮船式水质在线监测系统
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HQ-9000微型水质自动监测站
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泽铭科技帮助管理者建立实时监测网络,以便及时发现藻类生长趋势和水华爆发的风险,从而帮助水体管理者能有效采取预防措施,以减少蓝绿藻对人类带来的危害,保护水资源和水体生态系统的健康。
参考资料:
蓝绿藻的多样性和分布:
出处:国际自然保护联盟(IUCN)和世界海洋数据库等权威机构发布的数据,以及相关的科学研究和调查报告。
蓝绿藻的生态作用和经济价值:
出处:环境科学和生态学的教科书、联合国粮农组织(FAO)的报告以及食品工业领域的相关文献。
蓝绿藻的潜在风险:
出处:环境保护署(EPA)和世界卫生组织(WHO)发布的关于水体富营养化和蓝绿藻毒素的研究报告,以及国际水生生物安全研讨会的会议论文。
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来源于:上海泽铭环境科技有限公司
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