摘要:葉綠素a的含量是判定湖泊營養(yǎng)程度的重要指標(biāo),通過對比熒光法和分光光度法對葉綠素a的測定值,表明兩種方法對水質(zhì)較好的湖泊水體中葉綠素a含量的測定結(jié)果無顯著差異。
關(guān)鍵詞:葉綠素a;熒光法;分光光度法;測定
葉綠素是植物光合作用中的重要光合色素,其中葉綠素a存在于浮游植物中,大約占有機干重的1%~2%,是表征浮游植物生物量和水體富營養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)[1]。但葉綠素在自然界中不能穩(wěn)定存在,遇光、氧化劑、酸堿等都易分解。通過測定水中浮游植物葉綠素a的含量,可以掌握水體的初級生產(chǎn)力狀況以及富營養(yǎng)化水平,在環(huán)境監(jiān)測中,葉綠素a含量是評價水體富營養(yǎng)化的指標(biāo)之一[2]。
目前,測定葉綠素a的方法主要為熒光法[3][4]、分光光度法[5]以及高效液相色譜法[6]。熒光光度法可以現(xiàn)場測定葉綠素a,然而葉綠素降解產(chǎn)物易對光譜產(chǎn)生干擾從而造成誤差;分光光度法測定過程簡單可靠,目前是測定浮游植物葉綠素a的標(biāo)準(zhǔn)方法[4],不過分光光度法人工提取葉綠素和測定過程較為繁瑣,人員誤差較大,抽濾研磨費時費力,分析人員與丙酮的接觸時間長,對分析人員的身體健康有害;高效液相色譜法操作復(fù)雜,儀器設(shè)備成本高,因此不適合快速檢測樣品。
本文對比熒光法和分光光度法測定地表水中葉綠素a的結(jié)果進行比較,為今后相關(guān)工作提供借鑒和參考。
1實驗部分
1.1主要儀器與試劑
天津奧特賽恩斯儀器有限公司AP-9901s型真空泵,玻璃砂芯過濾器(配500ml三角燒瓶)、玻璃研缽、冷藏干燥設(shè)備、醋酸纖維過濾膜、北京普析通用儀器有限責(zé)任公司T9型多波長紫外可見分光光度計、上海盧湘儀離心機儀器有限公司TDZ4-WS低速自動平衡離心機、10毫升離心管、10毫升容量瓶、燒杯、試管架。
Turner Designs設(shè)計生產(chǎn)的Trilogy實驗室型熒光儀,配有葉綠素?zé)晒饽K和10x10毫米異丁烯酸酯塑料管若干。
90%丙酮溶液、1%MgCO3懸濁液。
1.2樣品采集和處理
于淮南市不同湖泊表層采樣,采集水樣裝入容積為500ml的棕色塑料瓶中,每瓶水樣加入0.5ml1%MgCO3懸濁液并搖勻以防酸化所引起色素波長偏移,采樣完成后使用黑色塑料袋包裹遮光。按照規(guī)范分別由分光光度法和熒光法對每個樣品測量三次,取其均值。
1.3實驗方法
1.3.1分光光度法
將一定量樣品用濾膜過濾截留藻類,研磨破碎藻類細胞,用丙酮溶液提取葉綠素,離心分離后分別于750nm、664nm、647nm和630nm波長處測定提取液吸光度,根據(jù)公式計算水中葉綠素a的濃度。
ρ=[11.85×(A664-A750)-1.54×(A647-A750)-0.08×(A630-A750)]×V1/V
式中,ρ是葉綠素a含量,mg/m3;V是水樣體積(L),A是吸光值,V1是提取液定容后的體積(ml)。
1.3.2熒光法
檢查Trilogy實驗室型熒光儀連接,連好后開機,選擇葉綠素?zé)晒饽K,調(diào)取標(biāo)準(zhǔn)曲線后取待測樣品于管中,放入模塊測量,待示數(shù)穩(wěn)定后讀取數(shù)值。
2結(jié)果和討論
下表l顯示了分辨采用分光光度法和熒光法對淮南市6個不同湖泊水體中葉綠素a的含量進行測定,剔除由于誤差產(chǎn)生的異常測定值,計算各湖泊的三個平行樣測定結(jié)果的平均值。
從表1可以看出,在淮南市不同湖泊水體的6個葉綠素a測定值中,葉綠素a的分光光度法分析結(jié)果普遍高于熒光分析結(jié)果((1#~5#點位),實際樣品分析時,測得6#點位的濁度高于其他位點,此時葉綠素a的測定結(jié)果為分光光度法分析結(jié)果低于熒光分析結(jié)果。根據(jù)趙洋甬等[7]在研究濁度對熒光法測定葉綠素a的影響時得出的結(jié)論,濁度可以增加水體中葉綠素a含量測定值,其增加量與濁度呈現(xiàn)正相關(guān)。其原因是水體中含有大量懸浮物或顆粒物,會對激發(fā)光和產(chǎn)生的熒光發(fā)生強烈的反射和散射作用,從而增加了測定的本底值,造成測定結(jié)果相對偏高。
去除6#點位測定值,采用T檢驗對分光光度法和熒光法測定1#~5#點位葉綠素a含量的數(shù)值進行分析比較,結(jié)果表明兩種方法測得的數(shù)值無顯著差異(P>0.05)。分析分光光度法測定湖泊水體中葉綠素a含量結(jié)果高于熒光法測定的結(jié)果,主要原因是分光光度法操作步驟中可以充分破碎藻類細胞壁,對葉綠素a的提取效率高[8];同時本次測定1#~5#點位的湖泊水體葉綠素a含量較低,水體相對潔凈,抽濾待測定水樣時不易堵塞濾膜,可以抽取較多體積的水樣(根據(jù)湖泊水體營養(yǎng)狀態(tài),水樣過濾體積范圍在100~1000ml),從而對葉綠素a的測定結(jié)果產(chǎn)生了一定影響。
3結(jié)論
本文比較了分光光度法法和熒光法測定地表水中葉綠素a的結(jié)果,結(jié)果表明,分光光度法與熒光法測定水質(zhì)較好的地表水中葉綠素a的結(jié)果沒有顯著差異。當(dāng)水質(zhì)較差,水體濁度較高時,熒光法測定葉綠素a含量與濁度存在相關(guān)性,測定誤差增大。
采用熒光法可現(xiàn)場對地表水中葉綠素a含量進行測定,與實驗室分光光度法相比,分析過程相對簡單便捷、短時間即可獲取測定結(jié)果。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,對于湖泊水體的環(huán)境保護力度在不斷加強,葉綠素a作為評價湖庫富營養(yǎng)化水平的重要指標(biāo),其檢測方法也日益受到相關(guān)部門和科研機構(gòu)的高度重視,熒光法以其在葉綠素a測定中便捷性和實時性,結(jié)合湖庫營養(yǎng)狀態(tài)評價的其他指標(biāo),可以快速判斷湖庫營養(yǎng)狀態(tài),為水環(huán)境管理和科研工作提供即時的數(shù)據(jù)支撐。
參考文獻
[1]金相燦,屠清瑛.湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社.1990,268-270
[2]童桂鳳,陳志芳,范瑩.分光光度法測定葉綠素a的比較[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2012,21(1):53-55.
[3]張麗,郭翠蓮,張述偉,等.熒光法測定葉綠素a的影響因素及其數(shù)據(jù)校正[J].山東科學(xué),2017,30(3):8-11,16.
[4]呂鵬翼.熒光法測定水體中葉綠素的影響因素研究[D].石家莊:河北科技大學(xué),2014
[5]環(huán)境保護部HJ 897-2017水質(zhì)葉綠素a的測定分光光度法[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社.2017
[6]戴榮繼,佟斌,黃春,等.HPLC測定飲用水中藻類葉綠素含量[J].北京理工大學(xué)學(xué)報,2006,26(1):87-89
[7]趙洋甬,沈碧君,胡建林,等.濁度對熒光法測定葉綠素a的影響[C].中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集.北京:[s.n],2013
[8]黃昌妙,葉樹才,王潮,等.浮游植物葉綠素a測定方法的比較分析[J].福建分析測試,2013,22(4):23-27
作者簡介
王粟(1983-),男,漢族籍貫:安徽臨泉,職稱:工程師,學(xué)歷:安徽大學(xué)生態(tài)學(xué),碩士研究生單位:淮南市環(huán)境保護監(jiān)測站,研究方向:環(huán)境監(jiān)測。