地表水中葉綠素a的測定方法對(duì)比

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(duì)比熒光法和分光光度法對(duì)葉綠素a的測定值，表明兩種方法對(duì)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(jī)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(jí)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(píng)價(jià)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(duì)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(fèi)時(shí)費(fèi)力，分析人員與丙酮的接觸時(shí)間長，對(duì)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(duì)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(jìn)行比較，為今后相關(guān)工作提供借鑒和參考。

1實(shí)驗(yàn)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(jì)、上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司TDZ4-WS低速自動(dòng)平衡離心機(jī)、10毫升離心管、10毫升容量瓶、燒杯、試管架。

Turner Designs設(shè)計(jì)生產(chǎn)的Trilogy實(shí)驗(yàn)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(duì)每個(gè)樣品測量三次，取其均值。

1.3實(shí)驗(yàn)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(xì)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(jì)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(shí)驗(yàn)室型熒光儀連接，連好后開機(jī)，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(duì)淮南市6個(gè)不同湖泊水體中葉綠素a的含量進(jìn)行測定，剔除由于誤差產(chǎn)生的異常測定值，計(jì)算各湖泊的三個(gè)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(gè)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(diǎn)位），實(shí)際樣品分析時(shí)，測得6#點(diǎn)位的濁度高于其他位點(diǎn)，此時(shí)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(duì)熒光法測定葉綠素a的影響時(shí)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(huì)對(duì)激發(fā)光和產(chǎn)生的熒光發(fā)生強(qiáng)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(duì)偏高。

去除6#點(diǎn)位測定值，采用T檢驗(yàn)對(duì)分光光度法和熒光法測定1#～5#點(diǎn)位葉綠素a含量的數(shù)值進(jìn)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(xì)胞壁，對(duì)葉綠素a的提取效率高[8];同時(shí)本次測定1#～5#點(diǎn)位的湖泊水體葉綠素a含量較低，水體相對(duì)潔凈，抽濾待測定水樣時(shí)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(duì)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(shí)，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(duì)地表水中葉綠素a含量進(jìn)行測定，與實(shí)驗(yàn)室分光光度法相比，分析過程相對(duì)簡單便捷、短時(shí)間即可獲取測定結(jié)果。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于湖泊水體的環(huán)境保護(hù)力度在不斷加強(qiáng)，葉綠素a作為評(píng)價(jià)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(jī)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(shí)時(shí)性，結(jié)合湖庫營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)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(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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[7]趙洋甬，沈碧君，胡建林，等.濁度對(duì)熒光法測定葉綠素a的影響[C].中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)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(hù)監(jiān)測站，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。