淡水中藻类检测方案(叶绿素藻类)

前言 随着社会和经济的发展，人类活动做造成的污染大大加速了淡水水体富营养化的进程。水体富营养化引起水体各项功能的下降。水华现象作为水体富营养化的重要表征，甚至能导致水生态系统结构(成分、食物链、食物网)的崩溃和供水、养殖等功能的彻底丧失。 作为社会和经济发展所带来的负面效应，水体富营养化反过来制约社会和经济发展，这种制约只要表面在淡水资源有效利用率的降低。当前水资源缺乏对我国经济社会发展的制约日趋明显地反映在对城市发展的制约上，水的问题已成为城市发展的最大制约因素。水体富营养化进一步加剧了我国淡水资源的匮乏。 水体富营养化过程中最重要的环节为藻类组成结构和数量变化，即藻类优势种类演变为适合在富营养水体中生长和竞争的种类，藻类丰度和生物量明显增加。作为食物链上的重要一环，藻类结构和数量对水环境和藻类的消费者均可能产生重要影响，如藻类水华导致水体缺氧、产生异味及鱼类死亡等，某些产毒藻类还能间接或直接危害人类的健康和生命安全。与传统的水质监测相比，淡水藻类监测结果能够综合准确地反映水环境质量状况和淡水生态系统本身的健康水平。 目前国内有关淡水藻类监测方法的文献资料较少，且多数文献对藻类监测与分析过程的叙述较为简单。另外，已有的有关藻类监测文献中未区分河流、湖泊和水库的藻类监测方法。水库作为一种半人工半自然水体，兼用河流和湖泊的特点，其形态结构。水吞吐流特征、物理、化学以及生物学过程明显异于湖泊。水库藻类监测方法与规范也因上述差异而有别于湖泊类监测。因此，水库藻类监测是水库水环境监测中的重中之重。 产品介绍 藻类细分剖面浮标是由我公司自主研发的全国首套藻类细分在线监测浮标，该浮标能够实现原位、自动对水体垂向的藻类浓度进行高频测试。浮标最大监测深度可达50m，目前该浮标已在淳安县千岛湖、杭州市闲林水库、台州市长潭水库等多个饮用水源地库区内投放运行。它的出现大大减少了环保工作人员的工作量，同时提高了监测频次，系统已成为各大水库高频自动监测系统的重要组成部分。 系统结构示意图 现场安装 浮体现场安装 观测要素 水文参数 流速、流向、流量 水质参数 温度、深度、电导率、溶解氧、PH、叶绿素、浊度、COD、TOC、 硝氮、亚硝氮、氨氮、硫酸盐、硅酸盐等 气象参数 风速、风向、温度、湿度、气压、降雨量、长波辐射、短波辐射、 能见度、大气二氧化碳等 藻类参数 绿藻浓度、蓝藻浓度、硅藻浓度、隐藻浓度、总浓度、黄色物质、 绿藻细胞数、蓝藻细胞数、硅藻细胞数、隐藻细胞数、总细胞数 等 产品特点 本系统的优点主要集中在三个方面：(1)原位(2)分层测量(3)高频。 浮标组成 浮台 水文绞车 9 数据采集通信 辅助系统 技术指标 单元 技术指标 浮体 主尺寸：总高≥4m， 直径3m，型深≥0.8m 横摇角：<35° 基本衡准数：>1 水深：10-200m 最大风速： 75m/s 最大波高：20m 最大潮差：8m 最大流速：5m/s 环境温度：-10℃~60℃ 机械系统 测量深度：50米 测量方式：0-50m 连续测量或者定深测量 测量频率：3小时/次，频次可调 步进电机：低功耗电机， 24v150w， 最大负载 70kg，配刹车装置 缆绳收放功能：具有手动和自动收放功能 硬指令按键：具备实现收、放、停止等应急功能 反馈控制功能：能够接收地面站发送的收、放、停止、速度等控 制指令，并控制收放线装置按指令运行 具有收、放线实时长度记录功能 具有主动送线功能 具有有序排线功能 具有自动锁定功能，并承载不大于 700n.m 拉力 具有在线收、放线功能 具有在线传输电源的功能 电控式收放线装置控制部分与上位机之间可以采用 RS232通信 方式 电控式收放装置算法上需采用闭环控制方式，电缆收放长度根据 上位机位置信息能进行实时调整，保证电缆不过度拉伸与过度松 弛 藻类分析仪 仪器适用于水体藻类的剖面监测、野外移动监测 检测方法：荧光指纹谱图分析法，采用至少七波长测量 检测参数：叶绿素 a、蓝藻、绿藻、硅甲藻、隐藻、水深、水温 水下工作深度：0-100m 检测范围：0-200 ug chl-a/L (结果可显示为：藻类浓度) 叶绿素 a分辨率：0.01ug chl-a /L 检出限： 0.1ug chl-a/L(单一藻) 水温传感器：-2-40°℃(精度：0.01°℃) 压力传感器：0-100m 通信接口： RS485/USB可选 工作电压：12V 监测软件 监测软件是系统采集数据最终的显示界面，也是用户直接使用最频繁的部分。 本次平台将采用稳健性的 B/S 结构的设计体系，支持多种浏览器，也满足局域网数据私密性的需要。 登入界面 界面介绍 页面显示：左侧为站点名称，中部显示站点地图信息。 点击站点会弹出列表信息，列表数据显示站点基本信息及测量数据，列 表数据为表层测量数据(表层定义：水下1m深度)。 ● 统计数据：最新表层数据的时间、设备在线情况、站点在线率。 ● 地图模式选择：地图、卫星、三维 数据管理功能 (1)定深数据 ● 定深数据：点击定深数据，跳转显示数据页面，定深数据步长0.5m(可调) 日期选择：：点点击选择日期，选择需要的日期信息即可得到对应的数据。 ● 测量时间选择：默认测量频率为3小时1次，一天测量8次，可以选择需要的时间信息即可得到对应的数据。 定深数据页面 (2)自容数据 ●自容数据：测量时间内监测传感器下放过程中测量的所有原始数据(为方便用户数据查看，只显示下放过程数据，以减少数据重复)。 ● 日期选择：点击选择日期，选择需要的日期信息即可得到对应的数据。 数据报表功能 为方便用户使用数据，数据报表功能提供两种报表输出的模式：定深数据报表和自容数据报表，!导出格式为 excel 格式。 管理员，欢迎击! 测量时间 深度 水温 透光率 绿浓度 盐染浓度 硅漠浓度 隐浓度 总浓度 黄色物质 绿牙胞数 蓝胞数 硅烟数 隐胞数 总细数 当前测试站点：三津岛 开始时间：2021-08-2400：00：00戴止时间：2021-08-2410：27：36 查询 导出Excel m % pg/L pg/L pg/L pg/L Hg/L u. kcells/ml kcells/ml kcells/ml kcells/ml kcells/ml 2021-08-241000：46 0.5 31.17 95.75 11.45 4.11 4.12 0 20.07 0.39 6070 4108 1853 0 12031 2021-08-2410：00：54 1 31.18 95.71 11.09 3.93 4.18 0 19.6 0.39 5880 3935 1881 0 11695 2021-08-2410：01：04 1.5 31.1 95.23 11.23 3.97 5.01 0 20.52 0.31 5951 3972 2252 0 12175 2021-08-2410：01：14 2 31.01 94.94 11.09 4.37 5.74 0 21.7 0.5 5877 4369 2583 0 12828 2021-08-2410：01：24 2.5 30.91 94.71 10.77 5.25 708 0 23.67 0.56 5710 5253 3187 14150 2021-08-2410：01：34 3 30.8 94.95 10.94 4.79 6.92 0 23.24 0.58 5799 4792 3116 0 13707 2021-08-2410：01：44 3.5 30.76 95.12 10.07 5.03 684 0 22.58 0.64 5338 5032 3077 0 13446 2021-08-2410：01：53 4 30.71 94.85 9.75 5.32 6.96 0 22.8 0.77 5168 5320 3132 0 13620 2021-08-2410-02：03 4.5 30.69 9545 1002 5.66 6.59 -0 23.08 0.81 5311 5656 2967 13933 定深数据报表 自容数据报表 提供多种因素不同组合的数据分析功能，如：浓度/深度、浓度/时间、时间/定深浓度、最大浓度变化、太阳辐射数据分析、水质数据分析、气象数据分析、数据统计及预警。 (1)农度/深度 (2)浓度/时间 (3)时间/定深农度 (4)最大深度变化 (5)太阳辐射数据分析 (6)水质数据分析 报警管理功能 提供低电压报警功能、电子围栏报警功能，系统电压过低或移动超过警戒范围时会通过短信通知工作人员尽快进行维护工作。 天气地图功能 提供两种模式的天气地区：台风模式和天气模式。 系统管理功能 (1)数据量管理：统计监测因子数据采集到报率及有效数据率。 (2)节点管理：提供各站点节点信息。 (3)用户管理：提供个各用户信息及权限 (4)站点管理：提供各站点数据信息及基础信息。 腾海科技藻类剖面原位监测系统 目 目 区 安 回 数据管理 数据报表数据导出数据分析 报警管理 天气地图 退出 系统管理 数据量节点管理用户管理站点管理 气象站 A 数据到报濕 有效数据 日期 Bbe-fip 有效光照 数据列技率 有效数据 数据列技 有效数据 ■闲林水库 2021-08-06 5/8 63 100/160 63k 14/24 80/144 564 14/24 58% 80/144 56 合配水碗 2021-08-07 3/8 100 160/160 1004 24/24 100% 143/144 999 24/24 100% 143/144 99% 千岛湖 2021-08-08 8/8 100% 160/160 100% 24/24 100% 143/144 904 24724 100% 143/144 90% 鸠坑口 2021-08-09 3/8 100% 155/160 97 24/24 100% 133/144 964 24/24 100% 139/144 90 合三潭岛 2021-08-10 8/8 1004 160/160 100% 24/24 100% 140/144 97% 24/24 100% 140/144 97% 大坝前 2021-08-11 9/2 100% 160/160 100% 24/24 100% 142/144 999 24/24 100% 142/144 99% 临安区 2021-08-12 8/8 100% 160/160 100% 24/24 1004 142/144 90 24/24 100% 142/144 50% 合青山湖 2021-08-13 8/8 100% 147/160 224 24/24 100% 143/144 99 24/24 100% 143/144 99% 2021-08-14 8/8 100% 160/160 1009 24/24 100% 137/144 95% 24/24 100% 137/144 95 长潭水库 白士山 2021-00-15 9/9 100% 160/160 1004 24/24 100% 143/144 99% 24/24 1004 143/144 99% 2021-08-16 8/8 100% 160/160 100% 24/24 100% 142/144 90% 24/24 100% 142/144 90% c2019版所有杭州海科技有限公司 13/15 辅助系统 为了更好的保证浮标系统的正常运行，系统配备了辅助测量系统，如：：专用航标灯、雷达反射器、AIS助航系统、GPS移位报警、视频监控。 航标灯采用符合国际航道标志协会要求的警示灯标，在晚上或浓雾时向周边船只发出警示，有效警示距离 3km， 自带独立太阳能电源系统。 雷达反射器：雷达反射器是无源雷达信标，是一种自身不能发射信号、通过增大目标截面积(也称回波或反向散射面积)的方法来增强船船导航雷达反射波，进而提高船用导航雷达对目标识别能力的无源设备。 AIS 助航：AIS助航设备可以将浮标 GPS 位置信息点发送给附近的船舶，避免碰撞，这提高了浮标安全，也有助于船舶航行。 GPS 移位报警：浮体安装 GPS 模块用于定位，将这些位置信息发送到控制中心，都能正确的获取到浮体位置信息， GPS 移位报警功能主要用于浮体出现飘移或者人为破坏偷盗，超过预设定的电子栅栏实现报警功能，极大的减少浮标系统的损失和丢失情况。 视频监控：配套视频监控系统。视频监控采用海康威视 DS-2DC4423IW-D变焦球形监控摄像头，该摄像头具备防水防尘防爆功能，智能旋转，400万高清摄像头， IP66防护等级。监控探头实时监控浮体和测量系统，并且储存监控记录15天。 社会关注 自藻类细分剖面浮标正式运行以来得到了社会的广泛关注，为保障人民饮用水安全提供了数据支持，目前已成为各大饮用水源地高频自动监测系统的组成部分。 中器”亮相备受媒体关注 器”硬件软件相得益彰 11月10日， CCTV-13《新闻直问》以《千岛湖水质水华预测预警系统件；平台配备剖面泽标站4，标站19，通量站4，河 着民生，关系着饮水安全。千鸟湖水质水华预测预警平台的建立，将成为国内然中营 平， 、*行、、、15里、 13个浮标站数据一目了然，11个视频点可以实时查看现场情况，所有信息集成在动态电子屏上，从监测情况看，无水华(淡水水体中某些蓝藻类过度生长所产生的现象发生区域，水华预警等级为最低级...... 分剖面浮标以及卫星遥感监测等功能作用，实现对千岛湖的水质、气象和水文三大方面进行24小时不间断监测和分析。同时通过模型模拟出历史和未来来岛湖出入湖流量数据，千岛湖水动力和水质指标的空间分布及动态变化，即刻自动生成《千岛湖水质水华预测预警报告》。 5月25日，在杭州市生态环境局淳安分局监控中心内，千岛湖水质水华预测预警系统上情况一目了然。 千岛湖水质水华预测预警系统是全国首个深水水库水质水华预测预警系统，亮相于2010年11日9只苦*千0"一级田就公了伍护 藻类细分剖面浮标系统是由我公司自主研发的全国首套在线监测浮标，该浮标能够实现原位、自动对水体垂向的藻类浓度进行高频测试。浮标最大检测深度可达30m，目前该浮标已在杭州市千岛湖库区内投放运行。它的出现不但大大减少了环保工作人员的工作量，而且提高了检测频次，系统已成为千岛湖高频自动监测系统的重要组成部分。本系统的优点主要集中在三个方面：（1）高频原位（2）垂直剖面（3）拓展性。（1）高频系统24小时高频监测，将实时监测数据传输至服务器，无需人工手动测量，大大提高了测量效率，同时获取到了更多更丰富的测量数据。（2）实时原位水体藻类监测一般分为实验室检测和原位在线实时检测，相对于实验室检测，原位实时在线监测更加最有代表性，水样若经过转移及处理，其测量出来的数据已失去部分真实性，而本系统可实现藻类的实时在线监测。水体藻类监测一般分为实验室检测和原位在线实时检测，相对于实验室检测，原位实时在线监测更加最有代表性，水样若经过转移及处理，其测量出来的数据已失去部分真实性，而本系统可实现藻类的实时在线监测。（3）垂向分布常规在线藻类监测仪器一般布放在某一个固定式水深深度，这样测量的数据实际上仅代表了某一个深度值下藻类的情况，而本系统可通过升降系统对水体的不同深度的藻类进行实时监测，从而得到更加具有代表意义的藻类分层数据。藻类分析仪的技术参数：l  仪器适用于水体藻类的剖面监测、野外移动监测l  检测数据可以存储在仪器中检测方法：荧光指纹谱图分析法，采用七波长测量；检测参数：叶绿素a、蓝藻、绿藻、硅甲藻、隐藻、水深、水温l  水下工作深度：0-100ml  检测范围：0-200 ug chl-a /L（结果可显示为：藻类浓度）l  叶绿素a分辨率：0.01 ug chl-a /Ll  检出限：0.1 ug chl-a/L（单一藻）l  透光传性： 0-100%l  精度：0.015 ug/L（总藻）l  检测频率：最快每秒测量3次l  内置数据存储：可存储250万个数据l  水温传感器：-2-40°C（精度：0.01°C）l  压力传感器：0-100ml  通信接口：RS485/USB可选工作电压：12V监测软件是系统采集数据最终的显示界面，也是用户直接使用最频繁的部分。本次监测软件采用网页版，方便用户登入查看需求。主要的软件功能（1）数据管理中定深数据；（2）数据管理中自容数据；（3）数据报表导出功能；（4）数据分析；（5）辅助功能：报警管理。为了更好的保证浮标的正常运行，本浮标配套辅助设备有：3G移位报警、雷达反射器、航标灯、AIS助航系统、视频监控。