Sensoren für blaue Grünalgen: Überwachung der Wasserqualität

Warum sollte ich Blaualgen messen wollen?

Blau-grüne Algen sind keine Algen, sondern Bakterien, die Cyanobakterien (Phycobiliproteine) genannt werden. Sie werden Algen genannt, weil sie wie Algen photosynthetisch sind. Tatsächlich sind Blaualgen für über 20% der gesamten Photosynthese auf der Erde verantwortlich. Und wie Algen können Cyanobakterien als einzelne Zellen in fadenförmigen Kolonien vorkommen. Es wurde festgestellt, dass Cyanobakterien eine zahlenmäßig starke Fraktion der Phytoplanktongemeinschaft sind. Ihre Rolle bei der Primärproduktion, der Struktur der Gemeinschaft und der räumlichen und zeitlichen Verteilung ist für zahlreiche wissenschaftliche Studien sowie für die Überwachung natürlicher Gewässer von Interesse. Da die Chlorophyllfluoreszenz nicht zur genauen Bestimmung des Vorhandenseins von Cyanobakterien verwendet werden kann, ist die Analyse der Phycobilinkonzentration für den Nachweis, die Quantifizierung und die Überwachung der Cyanobakterienkonzentration unerlässlich.

Obwohl Cyanobakterien eine nützliche Rolle im Sauerstoffkreislauf der Erde spielen, vermehren sie sich oft so stark, dass sie ihre Nährstoffquelle erschöpfen und in großer Zahl absterben. Ihr anschließender Zerfall kann den Sauerstoffgehalt im Wasser so weit senken, dass es zu einem Fischsterben kommt. Sterbende Cyanobakterien können Giftstoffe freisetzen, die für Menschen und andere Tiere schädlich sind.

Veränderungen in den langfristigen Trends bei Blaualgen können ein Zeichen dafür sein, dass eine detailliertere chemische Untersuchung von Gewässern und ihren Verschmutzungsquellen erforderlich ist.

Wie wird die Blaualge gemessen?

Der Solinst Eureka Blaualgensensor ist ein fluorometrischer Sensor. Fluoreszenz tritt auf, wenn ein Molekül Lichtenergie bei einer Wellenlänge absorbiert und dann diese Energie bei einer anderen Wellenlänge aussendet. Fluorometrische Sensoren senden Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aus und suchen im Gegenzug nach einer ganz bestimmten, anderen Wellenlänge. Wenn Sie blau-grüne Algen mit blauem Licht bestrahlen, absorbieren die blau-grünen Algen einen Teil des blauen Lichts und emittieren dann rotes Licht. Mehr Moleküle von Blaualgen erzeugen mehr rotes Licht, so dass die Stärke des zurückkehrenden Lichts mit der Menge der vorhandenen Blaualgen zusammenhängt.

Es gibt drei Möglichkeiten, Blaualgensensoren zu kalibrieren. Erstens können Sie mit einer bekannten Konzentration von Blaualgen kalibrieren; die Probe kann gravimetrisch hergestellt oder gekauft werden. Zweitens können Sie mit einem „Kalibrierungswürfel“ oder einem festen Sekundärstandard kalibrieren. Dabei handelt es sich um ein von Eureka erhältliches optisches Gerät, das eine konsistente Ausgabe für eine bestimmte Art von Fluoreszenz liefert.

Drittens können Sie mit einem Transferstandard kalibrieren, z. B. mit Rhodamin. Die beiden letztgenannten Methoden sind indirekt, aber schnell, kostengünstig und praktisch.

Was sollte ich über die Messung von Blaualgen im Feld wissen?

Verschmutzung ist das größte Problem für Fluoreszenzsensoren. Jedes Fremdmaterial, das sich auf der aktiven Oberfläche des Sensors ansammelt, reduziert entweder die Menge des emittierten oder des empfangenen Lichts oder beides. Und manchmal kann das Fremdmaterial ein falsches Signal liefern, indem es bei den gleichen Wellenlängen wie Blaualgen fluoresziert. Bewuchs stellt in der Regel kein Problem dar, wenn Sie bei täglichen Erhebungen ein Profil erstellen oder Stichproben machen, sondern nur, wenn Sie das Gerät über einen längeren Zeitraum einsetzen. Für den kontinuierlichen Einsatz kann Antifouling-Zubehör hinzugefügt werden, wie z.B. das universelle Wischersystem von Eureka und der Sensorschutz aus Kupfergewebe.