叶绿素传感器海上应用影响因素研究进展

廖丹宁 , 郑旻辉 , 潘建明 , 杨俊毅, 林燈科

(1. 自然资源部 海洋生态系统动力学重点实验室, 浙江 杭州 310012; 2. 自然资源部 第二海洋研究所, 浙江 杭州 310012; 3. 杭州电子科技大学 机械工程学院, 浙江 杭州 310018)

浮游植物是海洋环境中初级生产力的重要组成部分, 在海洋生态系统中扮演着极为重要的角色。叶绿素浓度是衡量浮游植物丰度的重要指标[1], 通过测量叶绿素含量可获知水体中初级生产力情况和水质的富营养化程度[2], 因此叶绿素含量指标在海洋水质环境监测、赤潮监测预报等方面有着广泛应用。此外, 研究海洋叶绿素和初级生产力情况, 还有助于了解海洋中碳的生物地球化学循环和气候变化,对全球海洋碳循环研究具有重要意义[3]。由此可见,快速准确地测定海水中的叶绿素含量, 对于业务化监测和科学研究都具有重要的现实意义。

测定叶绿素的常用方法有分光光度法、荧光萃取法、高效液相色谱法、荧光传感器法、卫星遥感法等。分光光度法、荧光萃取法、高效液相色谱法都属于实验室常规方法, 具有精确度高等优点[4-5],但该类方法必须经过水样采集和样品处理, 操作步骤繁杂、时间冗长, 使得获得的叶绿素数据在时空上不连续[6]。遥感法具有综合、客观、便捷的特点, 适用于大面积水体的长期动态监测, 但遥感法测定过程较为复杂且易受天气等因素影响, 数据准确性仍较低[7]。与上述几种方法相比, 基于活体荧光法的叶绿素传感器操作简便, 可长期原位在线监测, 能轻易获取大批量实测数据, 是海水叶绿素高精度测量手段的主要发展趋势。……