Klorofyllsensorer: Overvåking av vannkvalitet

Hvorfor vil jeg måle klorofyll?

Måling og fordeling av levende mikroskopisk plantemateriale, ofte omtalt som planteplankton eller alger, har vært av interesse for forskere og forvaltere av vannressurser i flere tiår. En forståelse av planteplanktonpopulasjoner og deres utbredelse gjør det mulig for forskere å trekke konklusjoner om et akvatisk systems helse, sammensetning og økologiske status.

Klorofyll er pigmentet som får fotosyntetiske planter til å se grønne ut. Mengden klorofyll i en vannprøve indikerer nivået av fotosyntese. Og jo mer fotosyntese, desto mer primærproduksjon av mat. Uten denne primærproduksjonen ville det vært lite eller ikke noe vannlevende liv høyere oppe i næringskjeden. Klorofyllmålinger er derfor en god indikasjon på hvor mye solenergi som har blitt omdannet til næringskilder for alt fra dyreplankton til fisk og andre akvatiske dyr.

Mens beskjedne klorofyllnivåer indikerer gode utsikter for høyere livsformer, er for høye klorofyllnivåer ofte definisjonen eller indikatoren på at en vannforekomst har blitt eutrof. Eutrofe vann er estetisk utiltalende, gir smaks- og luktproblemer i drikkevannsanlegg og kan føre til fiskedød når de fotosyntetiske organismene dør og råtner i stort antall.

Endringer i langsiktige klorofylltrender kan gi signaler om at det er behov for mer detaljerte kjemiske undersøkelser av vannet og forurensningskildene.

Hvordan måles klorofyll?

Solinst Eurekas klorofyllsensor er en fluorometrisk sensor. Fluorescens oppstår når et molekyl absorberer lysenergi ved én bølgelengde og deretter avgir denne energien ved en annen bølgelengde. Fluorometriske sensorer sender ut lys med en bestemt bølgelengde, og ser etter en helt spesifikk, annen bølgelengde i retur. Hvis du lyser med blått lys på klorofyll, absorberer klorofyllet noe av det blå lyset og avgir deretter rødt lys. Flere klorofyllmolekyler produserer mer rødt lys, slik at størrelsen på returlyset kan relateres til mengden klorofyll som er til stede.

Klorofyllene deles ofte inn i klorofyll a og klorofyll b, basert på forskjeller i deres funksjoner. Klorofyll a er det «viktige» klorofyllet. Klorofyllene fluorescerer litt forskjellig, så Solinst Eurekas klorofyllsensor er innstilt på klorofyll a. Hvor vellykket denne innstillingen er, varierer imidlertid med den spesifikke arten i de enkelte tilfellene.

Det finnes tre måter å kalibrere klorofyllsensorer på. For det første kan du kalibrere med en kjent konsentrasjon av klorofyll; prøven kan tilberedes gravimetrisk eller kjøpes inn. For det andre kan du kalibrere med en fast standard eller «cal cube», som er en optisk enhet som er tilgjengelig fra Eureka, og som gir en konsistent utgangseffekt for en gitt type fluorescens. For det tredje kan du kalibrere med en overføringsstandard, for eksempel rhodamin. De to sistnevnte metodene er indirekte, men raske, rimelige og praktiske.

Hva bør jeg vite om klorofyllmåling i felt?

Begroing kan utgjøre et problem for fluorescenssensorer. Ethvert fremmedlegeme som samler seg på sensorens aktive overflate, vil enten redusere mengden lys som sendes ut eller mottas, eller begge deler. Og noen ganger kan fremmedlegemet gi et falskt signal ved å fluorescere ved de samme bølgelengdene som klorofyll. Begroing bør imidlertid bare være et problem ved langvarige utplasseringer, ikke ved daglige undersøkelser. For kontinuerlig bruk kan det legges til tilbehør som forhindrer begroing, for eksempel Eurekas universelle viskersystem og sensorbeskyttelse i kobbernett.