葉綠素是植物光合作用中的重要光合色素，通過測定浮游植物葉綠素，可以掌握水體的初級(jí)生產(chǎn)力情況。浮游藻類里常見的葉綠素有a、b、c、d四種類型，其中，葉綠素a在一切浮游藻類里大約占有機(jī)物干質(zhì)量的1%-2%，是環(huán)境監(jiān)測中表征浮游植物生物量最常用的指標(biāo)之一，常被用于研究地表水環(huán)境的富營養(yǎng)化。葉綠素a也被用來評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化水平，以及衡量水體水質(zhì)。葉綠素a的測定方法有分光光度法、熒光光譜法、色譜法和遙感監(jiān)測等方法，其中，分光光度法和熒光光譜法應(yīng)用最為廣泛。

一、葉綠素a測定方法

1. 分光光度法

原理：通過有機(jī)溶劑提取葉綠素a，然后在特定波長下測量其吸光度，從而計(jì)算葉綠素a的含量。

優(yōu)點(diǎn)：

操作簡單，結(jié)果重現(xiàn)性好。

適應(yīng)性廣，技術(shù)成熟，已被廣泛應(yīng)用于研究水生生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)量。

測定時(shí)可以不破壞樣品，樣品取得后也可先保存起來供以后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測定。

缺點(diǎn)：

無論使用哪種有機(jī)溶劑，都不能將藻類細(xì)胞中葉綠素完全提取。

多次提取轉(zhuǎn)移過程繁瑣，存在較大的人為誤差。

淡水浮游植物中綠球藻類占優(yōu)勢時(shí)，無法將腐屑和其他懸浮物與藻類分離，這些物質(zhì)所含的色素將影響測定結(jié)果，尤其在水體渾濁時(shí)無法采用此方法。

葉綠素濃度低時(shí)，用分光光度計(jì)測定，靈敏度不夠。

2. 熒光光譜法

原理：通過激發(fā)葉綠素a的熒光，測量其熒光強(qiáng)度，從而計(jì)算葉綠素a的含量。

優(yōu)點(diǎn)：

檢測限低，靈敏度高，能對(duì)水質(zhì)狀況做實(shí)時(shí)反映。

適合用于在線監(jiān)測及應(yīng)急監(jiān)測。

缺點(diǎn)：

對(duì)于熒光發(fā)射峰相距較近的色素，會(huì)干擾其測定。

分析過程中需使用大量的有機(jī)溶劑，且需要的樣品量大。

3. 色譜法

原理：通過高效液相色譜法分離和測定葉綠素a和其他色素及其衍生物的含量。

優(yōu)點(diǎn)：

靈敏度高，能夠精確測定葉綠素a和其他色素的含量。

適用于要求精確、分離色度和微量分析。

適用于空間全面監(jiān)測及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

分析時(shí)所需樣品量少。

缺點(diǎn)：

儀器精密昂貴，操作復(fù)雜。

試劑純度要求較高，難以作為常規(guī)的監(jiān)測方法。

4. 遙感監(jiān)測

原理：通過水體的反射光譜以及相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)，建立高光譜反射模型，對(duì)葉綠素a進(jìn)行定量估算。

優(yōu)點(diǎn)：

監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低。

便于進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

能夠有效反映整個(gè)水體狀況，全面動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)水質(zhì)情況。

缺點(diǎn)：

需要分光光度法測定個(gè)樣作為基礎(chǔ)。

仍需對(duì)每一個(gè)具體水生生態(tài)系統(tǒng)中的pH值和CO?之間的關(guān)系進(jìn)行專門的校準(zhǔn)。

5. pH值法

原理：通過測定水體的pH值變化，間接反映葉綠素a的含量。

優(yōu)點(diǎn)：

對(duì)系統(tǒng)不會(huì)帶來任何干擾。

特別適用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)微生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力研究。

缺點(diǎn)：

pH值變化與CO?含量的變化不是線性關(guān)系。

水中含有緩沖物質(zhì)，各種水的緩沖容量不同，需要對(duì)每一個(gè)具體水生生態(tài)系統(tǒng)中的pH值和CO?之間的關(guān)系進(jìn)行專門的校準(zhǔn)。

二、葉綠素a測定方法的選擇

選擇葉綠素a測定方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，綜合考慮多種因素，如研究目的、對(duì)樣品前處理精度要求、樣品種類的要求、儀器靈敏度要求、儀器成本等。

三、總結(jié)

葉綠素a是評(píng)估水體富營養(yǎng)化水平和水質(zhì)的重要指標(biāo)。不同的測定方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的測定方法需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求。分光光度法操作簡單、成本低，但靈敏度有限；熒光光譜法靈敏度高，適合在線監(jiān)測，但操作復(fù)雜；色譜法精確度高，但設(shè)備昂貴；遙感監(jiān)測范圍廣，但需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持；pH值法適用于實(shí)驗(yàn)室研究，但需要校準(zhǔn)。通過科學(xué)合理的選擇和應(yīng)用，葉綠素a測定方法可以為水體監(jiān)測和環(huán)境管理提供有力支持。

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