营养盐原位监测系统

方案背景　　湖泊、水库水体作为我国重要的饮用水源水，其水质的好坏关系到亿万民众饮水健康。然而，现有的站房式水质自动监测站，建设过程用地审批、站房建设等工作，手续繁杂，建设周期长。同时，受现场条件限制站房选址难度大，采水工程复杂，也大大增加了项目建设费用。此外，受管路滋生的微生物影响，经过长距离输送采集的水样氨氮、溶解氧、浊度等参数易发生变化，导致结果缺乏代表性。以上诸多问题大大限制了水质自动监测系统在湖库水体水质保障领域的应用。　　为满足湖泊、水库，及河口等水体水质的自动监测和安全保障应用需求，聚光科技（杭州）股份有限公司结合多年水质在线监测系统研发和集成经验，研制推出了Buoy-3000型浮标式水质自动监测系统。Buoy-3000型浮标式水质自动监测系统采用太阳能供电，集成探头式化学法氨氮、总磷、总氮分析仪，电化学法多参数水质分析仪，光学法COD分析仪，以及气象多参数监测仪，监测指标涵盖氨氮、总磷、总氮、COD（UV）、pH、溶解氧、浊度、温度、叶绿素A、蓝绿藻、水中油等参数，并可根据现场应用灵活配置。系统组成　　Buoy-3000型浮标式水质自动监测系统综合先进监测传感器、自动化控制、无线通讯传输、智能信息化等技术，对现场水域水环境进行实时在线监测，真实、系统地反映水域水质、气象等状况及其变化趋势，对水域水体污染情况进行准确、及时预警，为湖泊、水库和河口等水体环境保护和污染应急处置提供科学依据。系统特点　　集成探头式化学法营养盐分析仪，实现总磷、总氮等营养盐参数的原位准确监测，填补浮标站不能监测总磷、总氮等营养盐参数的空白；　　采用探头式化学法氨氮分析仪，相比于离子选择电极法氨氮分析技术，仪器灵敏度高、稳定性好，测量结果能更真实反映水质情况；　　系统配备4个仪表安装孔位，采用可编程式数据采集系统，支持多种不同厂家仪表接入，可扩展性强；　　系统支持无线远程登录管理，可在办公室或者岸站远程对系统参数进行设置和仪器调试，维护方便；　　太阳能供电，支持外接备用蓄电池，有效保障持续阴雨天气的连续运行；　　浮标采用聚脲弹性体材料，具备良好的抗冲击、防腐蚀特性，皮实耐用。 系统应用场景图系统原理图

产品概述&bull 基于微环流分析技术，试剂耗量小，并且可以实现有毒废液和清洗废液分离&bull 配备集成式的光纤式比色探测器和新型荧光计，检测灵敏度高，抗干扰能力强，1台设备已支持5种营养盐因子原位监测&bull 作为一款便携式野外在线分析仪，可集成在浮标、浮台、浮船、走航等多场景使用产品特点&bull 一台设备可支持5种营养盐因子原位监测&bull 采用1.5 mL的微环流反应器 ，试剂消耗量低达0.12-0.24 mL &bull 引领行业单筒型设计，革新性的“插入式”试剂筒，便于浮标投放应用 &bull 具备超量程稀释再分析功能 &bull 具有有毒、无毒废液和废水分管路收集功能 &bull 使用水样清洗管路，减少纯水耗量 &bull 具有自动报警功能，如零部件故障、缺样报警、空气报警等 &bull 通过外接电脑，实现对设备的全功能操控 &bull 可读取状态参数，具有上传与远程反控功能&bull 外部13 V直流电源供电，支持太阳能电池供电工作&bull 0.1和25 μm的自清洗过滤舱可选 应用领域海水、地下水、地表水以及饮用水等

采用WET Labs 先进科技的Sea-Bird Coastal Cycle P 分析仪，专门设计用于对生物量丰富的水体进行溶解性磷酸盐的长期在线监测。Cycle P 测量方法主要依据美国EPA标准方法，将 WET Lab 精准的微流控技术与最先进的光学部件完美结合，为营养盐的现场检测领域提供了无与伦比的精确度与准确度。由于 Cycle P分析仪配有使用方便的原位试剂盒与试剂，可实现磷酸盐的原位自动监测；非常适合应用于无人值守区域的长期在线监测。该仪器的试剂盒通过颜色区分试剂种类，每个试剂盒安装采用位置编码，非常便于用户在现场作业期间进行更换。此外，Cycle P 配有NIST标准物质，可用于原位自动进行峰值校准，使用户能够对仪器测定的数据质量进行评估，对仪器采集的数据质量放心。校准频率用户可根据使用情况自行设定。直观的软件界面上配备所有必要的功能，例如，设置仪器、执行验标和数据下载等。此外，还可以对实时数据和下载后的数据进行做图，清晰的展示数据变化趋势。应用领域用于对下述水体中的溶解性磷酸盐进行持续性长期在线监测或实时监测：湖泊和水库小溪、河流、河槽或沟渠河口湾非常适合监测：点源和非点源营养盐输入环境动态和变化性能特性和优势耐用 — 进水口通过铜网和10 μm不锈钢滤膜双重屏障为仪器提供卓越的防污能力。精准 — 纳摩尔级分辨率和不易受散射干扰的光学反应池。性价比高 — 可测定超过 1000 个样品，包括针对QA/QC的现场峰值校准、长达三个月的典型布放周期，降低了现场操作成本。所有仪表出厂时，均经过校准，并配有NIST标准物质。客户可以自行安排校准频率。智能化采样，可以降低功耗软件使用方便操作简单。登录以下网站查看 LOBO 监测平台上的SUNA 实时数据： 技术指标 仪器参数：高度（含手柄） 56 cm宽度 18 cm空气中重量 6.8 kg（含试剂）深度 200 m温度1 1- 35°C光学参数：LED 波长 870 nm光程长度 5 cm线性度 ≥ 95% R2电源：电源输入 10～18VDC电流消耗 最大：2.0 A；平均：125 mA数据输出 RS-232 或 SDI-12主机接口 MCBH-6-MP SDI 接口 MCBH-8-MP采样速率 每小时 2 次数据内存 1 GB分析：检测限：18Mohm水的三个标准偏差≤75nM≤0.0023 mg P/L PO4-P定量限：18Mohm水的十个标准偏差≤ 0.25 μM≤ 0.0077 mg/L PO4-P2.6 μM 标准溶液的标准偏差≤ 0.05 μM≤ 0.0015 mg/L PO4-P量程，标称20 – 10 μM0 – 0.3 mg/L PO4-P 1. 传感器和试剂的贮存和操作温度。2. 可以超出规定量程（比如，0-40 μM, 0-1.2 mg/L PO4-P），但这样准确度就超出技术规格了。

仪器简介：便携测量/长期监测/自容测量/集成应用为满足不断发展的水质监测需求，YSI精心推出不仅可以测量常规参数，亦可同时安装四个光学传感器的仪器—YSI 6600V2型多参数水质监测仪，这些光学传感器包括光学溶解氧、蓝绿藻、浊度、叶绿素和罗丹明。ROX光学溶解氧传感器ROX溶解氧传感器采用荧光寿命检测技术，是当今最可靠的溶解氧传感器，维护量极低；在高硫化氢与低氧环境也能长时间工作，并获得可靠数据，亦不受流速限制。蓝绿藻（BGA）传感器YSI 蓝绿藻传感器可帮助用户监测目标水域的蓝绿藻数量。不管亦或是进行生态系统的研究，YSI 蓝绿藻传感器均能提供高灵敏性、高可靠性的现场 数据。应用方式便携式测量：配合YSI 650MDS型 多参数显示和记录系统，直接投放在水体中进行原位测量长期野外连续监测：连接数据采集平台或遥测系统，实时监测目标水域的水质变化自容式监测：仪器标配电池室和内存，无需通讯电缆亦可实现长期野外监测集成应用：集成到水质监测站中，作为其有机组成部分主要应用饮用水水源地管理赤潮监测和预警江河湖库水质监测海洋和海岸线水质调查水产养殖区水质评价富营养化状况监测和调查藻类和浮游生物量估算及其分布调查初级生产力评估和营养盐循环研究湿地生态研究水土流失研究技术参数：光学溶解氧(%空气饱和度)：测量范围 0-500%；分辨率 0.1%；准确度 (1)0-200%：读数之±1%或1%空气饱和度，以较大者为准 (2)200-500%：读数之±15%光学溶解氧(毫克/升)：测量范围 0-50毫克/升；分辨率 0.01毫克/升；准确度 (1)0-20毫克/升：读数之±1%或0.1毫克/升，以较大者为准 (2)20-50毫克/升：读数之±15%电导率：测量范围 0-100毫西门子/厘米；分辨率 0.001-0.1毫西门子/厘米（视量程而定）；准确度 读数之±0.5%+0.001毫西门子/厘米温度：测量范围 -5至50℃；分辨率：0.01℃；准确度：±0.15℃酸碱度：测量范围 0-14；分辨率 0.01；准确度 ±0.2氧化还原电位：测量范围 -999至+999毫伏；分辨率 0.1毫伏；准确度 ±20毫伏盐度：测量范围 0-70ppt；分辨率 0.01ppt；准确度 读数之±1.0%或0.1ppt，以较大者为准透气式水位：测量范围 0-9米；分辨率 0.001米；准确度 ±0.003米深度(浅水)：测量范围 0-9米；分辨率 0.001米；准确度 ±0.018米深度(中水)：测量范围 0-61米；分辨率 0.001米；准确度 ±0.12米深度(深水)：测量范围 0-200米；分辨率 0.001米；准确度 ±0.3米浊度：测量范围 0-1,000NTU(深度：61米)；分辨率 0.1NTU；准确度 读数之±2%或0.3NTU，以较大者为准罗丹明：测量范围 0-200微克/升（深度：61米）；分辨率 0.1微克/升；准确度 读数之±5%或1.0微克/升，以较大者为准蓝绿藻－藻蓝蛋白：测量范围0-280,000细胞/毫升、0-100RFU；检出限 220细胞/毫升；分辨率 1细胞/毫升、0.1RFU；线性 R2＝0.9999 蓝绿藻－藻红蛋白：测量范围0-200,000细胞/毫升、0-100RFU；检出限 450细胞/毫升；分辨率 1细胞/毫升、0.1RFU；线性 R2＝0.9999 叶绿素：测量范围 0-400微克/升叶绿素a、0-100RFU；检出线 0.1微克/升叶绿素a；分辨率 0.1微克/升叶绿素a、0.1RFU；线性 R2＞0.9999适用水体：淡水、海水或污水工作温度：-5至50℃贮藏温度：-10至60℃材 料：PVC软 件：EcoWatch数据分析软件（适用于Windows 95/98/2000/NT/ME/XP）通讯端口：RS-232,SDI-12外接电源：12伏 直流内置电源：8节2号碱性电池重 量：3.18公斤（含电池、带深度）尺 寸：直径8.9厘米；无深度长49.8厘米、带深度长54.9厘米主要特点：可直接投放入水体里进行原位测量,随时掌握水体的真实状况所有传感器均可由用户自行更换（深度传感器除外）光学传感器均自带清洁刷TM，消除气泡和沾污，有效延长维护周期，数据长期稳定可靠内置电池室，电池寿命长达54天（20℃，每15分钟采样间隔，全部参数）内置非散失性存储器，数据不会因断电而丢失，可存储读数多达150,000个

Envirotech公司营养盐原位监测系统MicroLAB和EcoLAB将过去只能在实验室内采用的标准湿化学分析方法带到了水下，监测数据满足美国EPA 标准。整个系统结构紧凑，将更换方便的试剂包、废液收集系统、内置电池、化学反应系统、测量系统整合到一起，形成一个完整的水下微型智能化实验室，是自动化技术和化学分析技术的完美结合。MicroLAB和EcoLAB可以在线监测硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐和氨氮。广泛用于河流、湖泊、水库和海洋的水质监测，两者的区别是，MicroLAB为单通道系统，而EcoLAB 为多通道系统，最多可配4通道。 为了精确地测量水体营养盐水平，本系统采用结合化学反应序列的顺序注射分析技术，此技术在美国环保署方法和水及污水测试行业标准的文献中均有详细说明。在整个检测的过程中，样品和化学试剂的使用量是很小的，因此会产生很少的废液，同时系统内置废液收集系统，确保不会排放到水体环境当中。一次试剂量可以保证仪器在水下连续监测40多天。 技术参数 MicroLAB（单通道）EcoLAB（多通道）测量指标硝酸盐硅酸盐磷酸盐氨氮硝酸盐硅酸盐磷酸盐氨氮原理采用顺序注射分析技术，将湿化学分析实现水下自动化检测范围(mg/L)0-130-40-1.50-40-50-60-0.80-4波长（nm）543810880-543810880－精度（范围百分比）2%3%3%2%2％3％3％1％检测限(mg/l)0.0020.0020.0020.0020.0030.0030.0030.003最大监测时间4个月2个月2个月2个月2个月2个月4个月4个月外形尺寸保护外壳内（215 mm ）直径x 450 mm保护外壳内(310 mm) 直径x (590 mm)重量9.9 Kg在空气中25kg，水中4kg工作环境淡水、半咸水、咸水，也可在空气中运行淡水、半咸水、咸水，也可在空气中运行最大工作水深200m标准200 m，可选4000 m，可定制其它深度供电12V DC（范围：9.0～15.5 V），27mA12V DC（范围9.0-15.5V）通讯RS 232（300～115200通讯波特率）（默认值19200bps）RS232 - ASCII - 19.2 kbaud (N81)耗电量50天（硝酸盐/每小时检测一次/20℃）46天（硝酸盐/每小时检测一次/0℃）分析样品时260mA/不分析样品时100uA，平均耗电量：22mA（即可供8周的电量）材质PVC（外壳）和钛金（主机）外壳：硬质PVC和聚丙烯；仪器：钛金可选附件叶绿素、温度、深度等传感器、布放支架叶绿素、温度等探头

传统的原位营养盐传感器采用回流混合技术，模块化结构设计，管路复杂，取样精度低，无法根据现场水质状况灵活调整线性范围及检测参数，给营养盐的原位监测带来极大的不便。 为解决上述问题，朗诚公司率先将间断取样技术及流通池比色技术完美结合，成功推出μChem NIA2000新型原位营养盐分析仪。主要应用于各类水体中无机离子、有机化合物及金属离子的原位、在线监测。 NIA 2000通过多通阀与定量分配系统将样品和化学试剂导入主分析流路中，产生化学反应，通过自动比色获得各营养盐深度结果，不仅分析进度快，故障率低，而且数据精准度高，维护周期长。 NIA2000采用经典的分光光度法进行测量，分析过程完全模拟手工操作，检测原理充分遵循国家/行业标准，适用于多个主要营养盐参数的原位、在线测量。 μChem NIA 2000是朗诚科技自主创新的水质营养盐原位监测传感器，拥有独立知识产权，代表国际先进水平。是2022年度广东省名优高新技术产品。标配参数1、氨氮（N-NH3）2、正磷酸盐（P-PO4）3、硝酸盐（N-NO3）4、亚硝酸盐（N-NO2）5、总磷（TP）6、总氮（TN）选配参数1、硅酸盐SiO22、六价铬Cr6+产品特点? 技术创新性：采用平台化操作模式，创新性地将间断化学分析技术用于原位、在线分析仪上，采用多通道阀和高精度注射泵，取样精度高，数据科学性强，试剂消耗量低；? 可扩展性：根据监测需要设置监测参数，涵盖无机离子、有机化合物及金属离子；? 高线性度：采用多通道LED复合光源，具备耦合效率高、体积小、功耗低、光学准直性能好等优点；? 高精度定量：采用间断化学分析取样方式，取样精度可达0.1微升，有效保障数据的精准度。? 高可靠性：筒式整体结构化设计，适用于长期野外环境，测量稳定、废液量小，维护间隔时间长；? 开放性分析平台：可根据样品浓度随时调整样品量、试剂量、反应条件等参数，适应性强；? 整体结构化设计：无复杂管路，反应流程简洁，固件干扰因素少，维护便捷；功耗低，工作状态仅8W，待机状态为1.2W；? 应用广泛：原位、在线监测，现场快速测定，应急监测，地下水监测，可外部供电也可内置电池；主要用途及适用范围应用于地表水、饮用水、废水、地下水、海水等不同水体的原位监测和便携监测，便于监测浮标、监测浮排、监测船、微型趋势站等集成应用。

μChem NIA 2000原位营养盐分析仪传统的原位营养盐传感器采用回流混合技术，模块化结构设计，管路复杂，取样精度低，无法根据现场水质状况灵活调整线性范围及检测参数，给营养盐的原位监测带来极大的不便。为解决上述问题，朗诚公司率先将间断取样技术及流通池比色技术完美结合，成功推出μChem NIA2000新型原位营养盐分析仪。主要应用于各类水体中无机离子、有机化合物及金属离子的原位、在线监测。NIA 2000通过多通阀与定量分配系统将样品和化学试剂导入主分析流路中，产生化学反应，通过自动比色获得各营养盐深度结果，不仅分析进度快，故障率低，而且数据精准度高，维护周期长。NIA2000采用经典的分光光度法进行测量，分析过程完全模拟手工操作，检测原理充分遵循国家/行业标准，适用于多个主要营养盐参数的原位、在线测量。μChem NIA 2000是朗诚科技自主创新的水质营养盐原位监测传感器，拥有独立知识产权，代表国际先进水平。1、技术创新性：采用平台化操作模式，创新性地将间断化学分析技术用于原位、在线分析仪上，采用多通道阀和高精度注射泵，取样精度高，数据科学性强，试剂消耗量低；2、分析方法：传感器分析方法原理遵循国家标准检测方法；3、可扩展性：根据监测需要设置监测参数，涵盖无机离子、有机化合物及金属离子；4、高线性度：采用多通道LED复合光源，具备耦合效率高、体积小、功耗低、光学准直性能好等优点；5、高精度定量：采用间断化学分析取样方式，取样精度可达0.1微升，有效保障数据的精准度。6、高可靠性：筒式整体结构化设计，适用于长期野外环境，测量稳定、废液量小，维护间隔时间长；7、开放性分析平台：可根据样品浓度随时调整样品量、试剂量、反应条件等参数，适应性强；8、 整体结构化设计：无复杂管路，反应流程简洁，固件干扰因素少，维护便捷；功耗低，工作状态仅8W，待机状态为1.2W；9、 应用广泛：原位、在线监测，现场快速测定，应急监测，地下水监测，可外部供电也可内置电池；应用于地表水、饮用水、废水、地下水、海水等不同水体的原位监测和便携监测，便于监测浮标、监测浮排、监测船、微型趋势站等集成应用。配置方式1、 总磷+总氮+（氨氮、正磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬选择一个）2、 氨氮+磷酸盐+硝酸盐+亚硝酸盐+六价铬3、 氨氮+磷酸盐+硝酸盐+亚硝酸盐4、 总磷+（氨氮、正磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬选择1-3个）5、 总氮+（氨氮、正磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬选择1-3个）6、 其它配置方式请与工程师联系

原位营养盐分析仪In-situ Nutrient Analyzer原位营养盐分析仪是一种适用于浅水域的化学传感器，可以依序测量水体中溶解的氨氮（NH3-N）、亚硝酸盐（NO2-N）、硝酸盐（NO3-N）、磷酸盐（PO4-P）、硅酸盐（SiO3-Si）五项营养元素。它体积小，携带和布放方便，易于安装在浮标、岸站、调查船等监测平台，适用于海洋、入海口、河流、湖泊等水体，为富营养化研究、浮游植物生长研究和环境变化监测等提供高精度、连续稳定的数据。特性：l 具有前置过滤器，可适应高浊度水体；l 模块化设计，便于更换配件，维护方便；l 具有废液回收装置，避免污染环境；l 自带数据存储备份功能；可自动校正。 应用情况：n 体积小、功耗低。可应用于浮标、岸站、船载等各类监测平台，免维护周期较长。n 完成室内性能测试、中试检验、环境例行和海上应用示范。n 交付国家海洋局北海监测中心、国家海洋局东海监测中心和福建渔业厅、厦门大学等单位应用，在中大型浮标、鱼排和舟山沈家门等多家海洋站进行无人值守的连续监测。技术规格：亚硝酸盐硝酸盐磷酸盐硅酸盐氨氮分析方法重氮-偶氮法紫外/镉柱还原重氮-偶氮法磷钼蓝法硅钼蓝法荧光法检测波长543 nm543 nm880 nm810 nm365 nm/420~470nm测量范围（μg/L）可定制0-2000-20000-5000-20000-500精密度3%3%4%3%4%反应时间1h左右维护周期大于2个月工作环境水深：0~10m； 水温：5~40℃ 质量≤10kg（不包含试剂）体积主机：160mm（直径）×580mm（高度）材质主机外壳：硬质PVC； 固定支架：不锈钢电压12V DC功耗平均小于10w通讯接口RS232/485

AutoLAB 4是标准化、自动化的进行营养盐在线测量的化学分析系统。可以利用实验室方法在线测量硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氨氮、Fe3+、Cl-，可以根据需要配置1至6个营养盐检测器，仪器自带泵控制单元，可以自动取样、测量频率高，带有自我校正程序，数据可以远程传输，并且根据DataLINK软件作出完整的水环境解决方案。 应用范围：饮用水水源地监测和管理江河湖库水质监测地下水监测评价水产养殖区水质评价排污口监测富营养化研究 优点：确定营养盐的时空分布规律最大限度地结合了工程学原理和专业知识提高了现有的环境监测水平造价便宜的24小时监测系统 技术指标： 硝酸盐硅酸盐磷酸盐氨氮检测范围(mg/l)0-50-6mg/l0-8mg/l0-4mg/l波长（nm）543810880660检测限（mg/l）0.0030.0030.0030.003分析样品量（标准）840840840840分析样品量（最大）2520252025202520取样频率（最大）7mins6mins6mins6mins外形尺寸（h,w,d）单独单元：508x 216 mm x 381 mm双单元：508 x 343 mm x 381 mm重量单独单元：11.3kg双单元：25kg通讯RS232 - ASCII - 19.2 kbaud (N81)供电标准的是12V的直流电（范围10-15V）/Optional: 90 - 250 VAC 50 - 60 Hz电消耗分析样品时400mA/不分析样品时150uA（每个通道）配置分析单元、检测器、保护外罩、试剂袋套装、通讯线缆、工具套装、使用手册和光盘可选附件泵控制单元、水泵、无线传输单元、系统集成

产品简介营养盐传感器是国家重点研发项目成果，中科院与青岛海研电子有限公司联合研发。该仪器完全模拟手工法操作，仅1台仪器可同时高质量完成5种营养盐（NO2-N亚硝酸盐、NO3-N硝酸盐、PO4-P磷酸盐、NH4-N氨氮、SiO3-Si硅酸盐）的原位在线监测。配有手持终端，简化设置过程，操作便捷，可满足浮标、船载等多种现场调试需求。产品特点适用范围广，自适应海水或淡水极限低温可正常运行试剂用量少、长时效、低漂移、低功耗、高灵敏度、运行稳定可靠触控式手持终端，界面简洁，操作简便，维护便捷具有防附着功能，可适应高浊度水体应用场景体积小、功耗低可集成在浮标、岸站、调查船与实验室等平台，适用于海洋、入海口、河流、湖泊与地下水等水体，为富营养化研究、浮游植物生长研究和环境变化监测等提供高精度、连续稳定的数据。 技术参数测量参数：5个测量时间：56 min(5参数) 清洗用水量：18.4 mL/周期 (5参数) 废液量：33 mL/周期(5参数)数据传输：RS485 电源：12V电源调试设备：手持终端续航时间：4~8周 ，取决于取样间隔长短（按照试剂计算，最多可做240次） 参数量程检出限NO2-N0～1.0mg/L0.001mg/LNO3-N0～5.0mg/L0.001mg/LPO4-P0～0.8mg/L0.002mg/LNH4-N0～4.0mg/L0.003mg/LSiO3-Si0～6.0mg/L0.003mg/L

1引言密集农业活动和管理不善的土壤耕作造成的土壤侵蚀和面源污染营养盐负荷导致水生生境和沿岸植被退化（鱼类产卵区域、底部动物），水库库容迅速丧失及其使用寿命的缩短，养分微粒和有毒物质的输移导致水体富营养化、中毒和浑浊。流域管理急需流域尺度的近似估算法和模型模拟，并且，能采用实时调查的土壤侵蚀及库区淤积污染数据与模型计算结果比照，从而确定模型能够用于无测站流域面源污染的测评，并动态模拟关键污染源采用调控措施后，污染变化情况。 2 系统的应用水土面源污染调查及动态测评系统通过确定总负荷中点源/非点源比率，采用模型计算与实地面源污染调查比照，识别流域内面源污染贡献最大的关键点来协助制定流域管理战略。可用于大尺度有测站或无测站流域的管理，评估气候变化，流域最优管理的设计，面源污染调控、污染排放控制、湿地养分监测等领域。 3 系统组成 水土面源污染调查及动态测评系统 由PhosFate 模型、污染调查系统组成。PhosFate模型(Kovacs et al. 2008)是一种用来模拟流域和河网内水文、土壤流失、点源、面源污染P排放及其输移的GIS工具。通过流域尺度的模拟计算，减少侵蚀和面源污染营养盐排放。模型融合了单个经验模型和边界清晰的物理集水区模型的优势，它由已有的独立的方法构建而来，这些独立的方法通过适当的修正、延展，最后被整合到一个通用的模型框架中。 关于空间变异性，PhosFate完全忽略河水流动、水质成份，模型所有的输入与结果都是“长期平均值”。 PhosFate模型主要分为两部分：侵蚀／排放和输移子模型。模型的输入数据如下（针对水文和侵蚀模拟）：数字地图（ 海拔、土地利用类型、物理表土质量、腐殖质含量）气象资料（时间尺度内的平均降水、与不同降雨强度相关的降雨分布、平均潜在蒸散量、温度和风速）点源信息（水库的位置和运作容积） 流域水文采用WetSpass长期水文学模型(Batelaan and Woldeamlak, 2004)运算。地表径流计算基于土壤类型、土地利用类型、取决于坡面的潜在径流系数以及与土壤入渗能力有关的分配系数。参考蒸散量用成熟的Penman-Monteith方程计算，实际蒸散量采用恒定不变的水分相关系数修订参考蒸散量得到。入渗和地下水补充是该水分平衡方程的剩余条件，分别描述土壤表面和表土层情况。土壤流失采用通用土壤流失方程（USLE，Novotny, 2003）计算。输移子模型加入了单独的单元来提供相邻单元的交互作用，并计算流域内本地泥沙输移通量。模型单独计算水、沉积物、地表面源溶解态磷（DP）和颗粒态磷（PP）排放，地下排放和点源排放。计算的结果是流域内任意点的排放总量、泥沙、DP和PP负荷值，这些值的组分（地表、地下、点源）以及流域内泥沙与P的滞留模式。 污染调查系统即可便携式测量各点的营养盐参数 如 硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、磷酸盐，也可固定在观测点长期、动态观测营养盐或水体物理和化学参数。 4、系统技术指标计算面积： 10000平方公里－50000平方公里基本单元面积：100m x 100m单元计算参数：植被截流、地表径流、地表渗透、实际蒸散、地下水补给输出结果： BMPs，河床和库底的滞留量，营养盐负荷运算法则： 1、对每个单元可达增益进行估算 2、以最大可达增益为指导，对单元实施干预（转变土地利用方式） 3、在受影响的区域实施模型运算（被干预单元的上/下游相邻单元） 4、如果预算用完，进行第5步，否则从第1步开始重复。 5、结束测量范围：氨氮 ：0~0.4/1/2/5/mg/l ，其它范围可定制硝酸盐＋亚硝酸盐： 0~0.5/1/5/10 mg/l ，其它范围可定制亚硝酸盐： 0~0.1/0.2/0.5 mg/l ，其它范围可定制磷酸盐： 0~0.3/1/2/5/ mg/l ，其它范围可定制 5、应用案例5.1流域管理评估PhosFate模型工具允许编制流域最佳管理措施（BMPs），并可模拟对泥沙和营养盐负荷可能的影响。多种BMP可选方案及方案间的组合能有效降低土壤流失(Campbell et al., 2004)。模型尤其关注农村土地利用管理，包括土地利用方式转变，耕作方法改变，缓冲区和湿地建立等，如通过减少径流和土壤流失为手段的源控制干预措施，减少 耕作方式的改变（例如耕地的方向，保护性耕地，等高条植，耕后覆盖，梯田耕作等）对土壤流失值也有影响。根据计划好的干预措施，更改土地利用图并运行排放和运移模型后，改良后的水文和负荷降低功效能被模拟出来。模型还可跟踪河网内的点源排放情况。模型可计算河床和库底的滞留量，因此可以模拟距下游目标（河段或静水）有较远距离的点源的影响。5.2 评估气候变化情形因为一些输入数据是气候变量，PhosFate可以被用来开展气候变化影响评价。因为输出的是长时期平均值，模型可以方便地根据预期气候变化修改输入数据，不需对每日或更密时间频率作缩小尺度规模的预报。气候情形可以与预期土地利用发展相关联，创造一个综合的框架，为流域管理预报未来的变化或挑战。5.3最优管理技术的设计为了达到最优管理（低成本高效地降低土壤流失），不是所有的侵蚀源区域都必须被干预措施涉及，因为不是所有的源区域对泥沙和营养盐负荷都有有效的贡献率。最优策略受两个目标功能支配（现有固定成本下的负荷降低功率和固定污染限度下的成本效益）。最优化过程的目标功能是以最有效的干涉方法（涵盖尽量少的单元）减少输移进入河网的SS总量。或者，反过来讲，怎样在指定数量的单元内以干预措施实现负荷下降的最大效益？那些成功将最大总量的侵蚀物送入河网的单元可以被当作理想的源控制目标（本地侵蚀的减少）。然而，其它仅具有有限侵蚀率的单元，也能输移从其直接邻近区域过来的具有相当总量的SS。这些是最佳的输移控制地点，即用来建立滞留区域（多数沿着水流方向）。按照这两个特性排列单元为最优干预计算构建基础。这两种干预类型（源控制和输移控制）在计算过程中必须相互协调。如果一个高度侵蚀的单元被干预，其下游相邻单元的相对重要性也就减少。同样，通过安置缓冲区，上游相邻单元的有效贡献也会降低。因此，在每个特定单元实施干预活动后，单元的重要性排序必须被更新。 5.4匈牙利大尺度、有测站流域PhosFate 系统在匈牙利全境的小流域内，为不同管理计划的水质评估模拟水平衡、土壤侵蚀、磷排放及负荷。4个试点流域被选择出来用于校准和详细分析，这是为在其它无测站流域的后续应用提供参数范围。试点流域出口观测站测量出的排放量、颗粒态磷（PP）和可溶性活性磷（SRP）负荷被用作校准。各参数在终点校正都取得了成功，最佳参数值（与实测值）显示出显著的相似性。Zala流域是用于校准模型的试点流域之一。不仅在该流域的出口处，在其它3个沿河监测站的排放量，校准的模型输出值与测量值也有很好的一致性。计算得出的主河道内的平均行程时间与基于小型洪峰传播速度的估算值非常接近。模型的良好性能允许将其扩展应用到校准区以外的流域。除了计算基准值，5个全国管理策略对营养盐负荷和水质也进行了测试。测试显示，土地利用管理策略（曾是BMP的可选措施）自发和统一的应用对于减少侵蚀和富营养化，是一种没有经济和社会效益的方法。在已识别出的“热点”实施最优干预措施，成本效益可增加2倍，而且，在总侵蚀量显著下降的情况下，影响面积缩小50％。因此，在具有代表性的有测站区域应用 PhosFate有助于对无测站流域进行高精度的流域管理评估和设计。 5.5阿尔巴尼亚大尺度、无测站流域 阿尔巴尼亚（28 750 km2）是坐落于亚得里亚、爱奥利亚海岸与巴尔干山脉之间的欧洲小国。东部沿海部分是平原，而其余部分是山区。关于该国对整个地中海水文，泥沙及营养负荷贡献率的评估很稀少，其精度也不准确。PhosFate的任务是用该国高空间分辨率的数据对当时的侵蚀状况作基准评估，并检验设计的干预措施的功效。除此之外，还分析了由数据缺失造成的不确定性。为了完成侵蚀和泥沙输移评估，建立起了一个符合PhosFate要求的GIS数据库。从不同来源收集到了必要的数字地图和气候数据。除此之外，也从文献中收集了SS负荷数据以及其它侵蚀研究的结果，用来校准模型和执行对比。对比文献中评估结果，校正了河流长期平均排放。单参数组被用于整个国家。计算好的排放值与监测数据有很好的一致性，与文献中（不是很准确的）评估值的最高偏差为30%，土壤流失和滞留的参数被校正过，因此计算出的对地中海SS负荷的贡献率与文献中相关数据相吻合。 土壤流失在阿尔巴尼亚整个区域普遍显著，但在位于该国北方、中部和南部的三个小区域特别显著。与Grazhdani（2006）研究结果相似，在这三个小区域中，土壤流失率高达超过10 t﹒ha-1﹒a-1 (吨每公顷每年),甚至损失率超过100 t﹒ha-1﹒a-1的情况也频繁出现。全国范围内平均土壤流失率为31.5 t﹒ha-1﹒a-1，这一数字大大超过了10 t﹒ha-1﹒a-1的承受极限，但符合Bockheim (1997)报导的平均损失率。该国总面积中近80%的区域遭受的是可以承受的土壤侵蚀。然而，其余20%的面积是大部分（93%）土壤侵蚀结果的主要原因。具有最高土壤流失级别的区域面积最小（其国土面积的8%），然而它制造了总土壤流失量的79%。尽管该国产生了巨大的土壤流失量（90.5×106 t﹒ha-1﹒a-1），但只有大约60×106吨/年的悬浮泥沙通过河流被输移到了海洋中。因此，大约1/3的流失土壤因为输移路径的滞留能力而不能到达海洋。相当多的泥沙截留是通过沉淀造成的，这种沉淀可能发生在地面，当地表径流经过时速度降低（坡度减缓，土地覆盖方式改变）；也可能发生在河流系统，当水流速度因为渠道水文改变而下降（水库、植被生长的渠道、缓水区、以及流经洪泛平原）。在那些明确土壤流失率计算值高于10 t﹒ha-1﹒a-1的区域，按照其几个干预方式，实施了管理方案分析。除此之外，沿永久性水道的缓冲区也被评估。除了综合管理策略的评估，最优干预程序也被应用。其目标是通过干预措施，使最大负荷减少量最高达到全部区域总量的4.5%。干预措施的成效随流域的不同而变化，减少量从50%（Erzeni）到68%（Vjosa）。同样的，该国干预场所的空间分布也并非均匀。大部分的干预措施集中于在3个主要区域中。从全国水平来说，这3个区域是侵蚀及泥沙负荷的热点。 参考文献： Bockheim JG. Proposal to study economic and environmental benefits of reducing soil erosion in Albania. Land Tenure Center, University of Wisconsin, Madison USA 1997.Borah DK, Bera M. Watershed-scale hydrologic and nonpoint-source pollution models. Review of mathematical bases. Trans ASAE 2003 46(6):1553–66.Campbell N, D’Arcy B, Frost A, Novotny V, Sansom A. Diffuse Pollution: An Introduction to the Problems and Solutions. London: IWA Publishing 2004.Fread DL. Flow routing. In: Maidment DR, editor. Handbook of Hydrology. New York: McGraw-Hill 1993. p. 10.1–10.36.Grazhdani S. Albania, in: Soil Erosion in Europe (eds Boardman J and Poesen J), John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK. 2006.Kovacs AS, Honti M, Clement A. Design of best management practice applications for diffuse phosphorus pollution using interactive GIS. Wat Sci Tech 2008 57:1727-33.Liu YB, de Smedt F. WetSpa Extension: A GIS-based Hydrologic Model for Flood Prediction and Watershed Management, User Manual. Brussels: Vrije Universiteit Brussel 2008.Liu ZJ, Weller DE. A Stream Network Model for Integrated Watershed Modeling. Environ Model Assess 2008 13(2):291-303.Neitsch SL, Arnold JG, Kiniry JR, Williams JR, King KW. Soil and Water Assessment Tool. TWRI Report TR-191. Temple USA: Agricultural Research Service 2002.Novotny V. Diffuse Pollution and Watershed Management. Hoboken USA: Wiley 2003.Ritter WF, Shirmohammadi A, editors Agricultural Nonpoint Source Pollution. Boca Raton USA: CRC Press 2001.Strahler AN. Quantitative analysis of watershed geomorphology. EOS T Am Geophys Un 1957 8(6): 913–20.Vollenweider RA. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in lake eutrophication. Mem Ist Ital Idrobiol 1976 33:53-83.Vollenweider RA, Kerekes J. Eutrophication of waters. Monitoring, assessment and control. OECD Cooperative programme on monitoring of inland waters (Eutrophication control), Paris: Environment Directorate, OECD 1982. p. 154.White DW, Smith RA, Price CV, Alexander RB, Robinson KW. A spatial model to aggregate point-source and non-point source water-quality data form large areas. Comput Geosci 1992 18(8):1055-73.

仪器简介： 上海新拓公司与国内著名高校合作，共同设计研制出一套自动化程度高、结构紧凑体积小、抗震性能良好，能在野外或船上等恶劣操作环境下开展分析工作的多组分营养盐检测的XT-3000A型多通道营养盐分析系统。为满足更多不同用户的要求，根据用户建议及本公司的实践，研制出可在野外或船上等恶劣操作环境下开展分析工作的便携式营养盐分析仪。用户还可根据自己的实际分析需求，只需简单地更换检测盒，即可实现在各种营养盐的现场快速分析。技术参数：◎便携式：配手提箱，可配车用蓄电池（需另配电池箱），方便携带和野外现场使用；◎进样模块：样品泵，4通道；转速，0～100 rpm；◎反应模块：温控范围，室温～150℃；加热功率，50 W；控制方式，程序控制；◎检测模块：光源，单波长LED灯（标配410，543，812和880 nm共4种波长LED光源）；光路，双光路设计；流通池，石英流通池（光程为10 mm）；◎分析性能（10 mm光程流通池）：完全满足或远远高于国家相关标准的分析要求，其详细分析性能如下所示。 营 养 盐测量波长/nm检出限/&mu g/L线性范围/&mu g /L亚硝氮（NO2--N）54325-200硝氮（NO3--N）543420-500铵氮（NH4+-N）543316-300磷酸根（PO43--P）880315-1500硅酸根（SiO32--Si）812415-1500硅酸根（SiO32--Si）41030150-2500◎操作界面：仪器自带操作界面和数据处理系统。配有标准RS232接口与计算机联接以及USB数据接口（计算机安装环境：Windows XP sp2系统；双核以上CPU；内存512M以上；硬盘4G以上；14英寸或以上彩显）和USB 2.0接口。◎其他：电源，220V± 10% 50Hz；尺寸，390mm× 320mm× 230 mm（长× 宽× 高）；净重：10 kg性能特点:◎便携式设计：仪器结构紧凑，配有手提箱，易于携带，方便现场在线分析；◎高抗震性：仪器主要部件高度模块化，尤其是集光源、流通池和光电管检测于一体的模块化抗震设计，保证在野外（车用、船用）等恶劣工作环境下的仪器分析的准确性；◎模块化设计：仪器由进样、反应和检测三个模块组成。各模块相对独立，无复杂的机械连接，抗震性能好、稳定可靠，适于野外（车用、船用）等恶劣工作环境下的现场分析； 1）溶液混合恒温模块：采用自主专利技术，使溶液混合以及加热速度更快、更均匀； 2）气泡消除装置：独特的膜过滤除泡装置（自主专利技术）可轻易除去流路中的小气泡，消除其对检测的影响； 3）集成管路设计：创新性地将温度控制部分与反应管道融合于反应模块中，免去繁琐易错的管路连接，操作更为简便；◎高灵敏度和稳定性：仪器采用单波长LED灯光源和双光路设计，极大地提高仪器分析灵敏度和稳定性；◎应用范围广泛：用户只需简单更换不同波长的检测盒，即可实现不同营养盐组分分析。此外，通过配置其他波长的检测模块，该仪器还可实现其他非营盐组分的分析，从而拓展该仪器分析的对象和范围。◎自动控制：仪器可独立工作，方法参数和检测结果可存于U盘；也可利用标准RS232接口通过计算机进行控制；

水体富营养化(eutrophication)是指由于人类活动的影响，导致大量外源氮、磷等营养物质进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。当总磷浓度超过0.1mg/l（如果磷是限制因素）或总氮浓度超过0.3mg/l（如果氮是限制因素）时，藻类会过量繁殖。经济合作与发展组织（OECD）提出富营养湖的几项指标量为：平均总磷浓度大于0.035mg/l；平均叶绿素浓度大于0.008mg/l；平均透明度小于3m。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10&mu mg/L。水体富营养化在线观测预报系统由藻类在线观测模块、氮磷在线观测模块、水体呼吸在线观测模块及污染源荧光示踪仪组成，可在线监测藻类浓度动态变化及生态生理状况、总氮总磷及营养盐动态变化、溶解氧动态变化及BOD等，并通过移动式荧光示踪测量仪观测分析藻类的空间分布状况、荧光示踪测量分析污染源分布和时空变化等，全面监测和解析富营养化的时空动态变化及来源，即时作出预测预报及相应防治对策。藻类在线观测模块采用叶绿素荧光技术（Technique of chlorophyll fluorescence）原理和叶绿素延迟荧光技术（Delayed fluorescence technique）原理。前者通过脉冲调制荧光方法（Pulse amplitude modulated (PAM)fluorescence methods）,利用调制测量光、持续光化学光及饱和光闪激发叶绿素荧光，测量分析Ft、QY及OJIP等快速荧光参数，以研究藻类及高等植物的光合生理生态和胁迫生理，如不同除藻剂及不同剂量的QY和OJIP变化，以便找出除藻剂最低有效剂量及高效无污染除藻剂技术，其中Ft、OJIP固定面积（Fix-area，指OJIP曲线下面的面积）与藻类叶绿素浓度呈相关关系，经校准可以测量藻类密度（藻类叶绿素浓度）；延迟荧光是比快速荧光弱但持续时间更长的叶绿素荧光，浮游植物延迟荧光与活体藻类浓度相关，不同颜色藻类可以激发出不同的延迟荧光，依次可以区分不同藻类的浓度，达到定性、定量监测藻类的目的。水体富营养化在线观测预报系统使用公认的实验室湿化学分光光度法进行样品分析，水体呼吸采用&ldquo 间歇式&rdquo 测量原理，集合了&ldquo 开放式&rdquo （实时测量）和&ldquo 封闭式&rdquo （测量简单但精度差）的优点，同时又克服了开放式测量时间解析度差、封闭式不能连续长时间测量等缺点，利用光纤荧光氧气测量技术，在线测量观测溶解氧及水体呼吸并可求出BOD等。水体富营养化在线观测预报系统主要功能特点如下：1. 可在线分类定量监测蓝藻和绿藻等其它藻类的动态变化2. 在线监测光谱性藻类的叶绿素荧光参数Ft、QY及OJIP-fix area，从而可全面分析藻类的光合生理状况、胁迫状况、生长状况及浓度状况3. 在线分析总氮、总磷，并进一步监测分析各组分包括磷酸盐、氨氮、亚硝态氮、硝态氮的动态变化4. 在线监测分析水体溶解氧变化、水体呼吸及BOD状况5. 各监测模块自由组合，又可独立运行6. 利用荧光示踪技术，可追踪污染源的空间分布状况，可用于地表水污染状况分布图绘制、污染状况监测研究、污染源追踪等性能指标1. 高灵敏度在线监测广谱藻类叶绿素荧光特性包括Ft、QY和OJIP-Fix area等，检测极限达30ng Chl/l，可检测出10 cells/ml的绿藻或100 cell/ml的蓝藻。蓝色（455nm）和红色（630nm）双色测量光，可选配其它波长测量光2. 延迟荧光技术分类定量监测蓝藻、绿藻（包括绿藻、裸藻等）、硅藻（包括硅藻、金藻、黄藻等）和隐藻类4种藻类，可通过USB接口下载数据或通过网络远程数据下载和数据诊断3. 在线测量监测总磷、磷酸盐、总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮的动态变化，超量程自动稀释；标准检测范围：a) 总磷：0-3ppm-200ppm-Pb) 总氮：0-5 ppm - 1000 ppm &ndash Nc) 氨氮：0-0.2 ppm - 200 ppm - N-NH3d) 硝酸盐＋亚硝酸盐：0-5 ppm - 1000 ppm - N-NO3e) 亚硝酸盐：0-0.05 ppm - 20 ppm - N-NO2f) 磷酸盐：0-0.2 ppm - 200 ppm - P-PO44. 营养盐测量方式为循环顺序测量，测量间隔程序可调5. 具备试剂冷藏配置，试剂更换3-6周（取决于测量参数及方法等因素）6. 内置时钟和显示屏，在线显示和存储数据包括日期、时间及测量值等7. Mini型荧光光纤氧传感器， Mini光纤氧探头外径2.8mm，内径2.0mm，被覆有光隔离材料以避免生物自发光造成的干扰，因而可以测量藻类等（有叶绿素荧光）具有内部自发光的生物耗氧；零氧耗、高稳定性，响应时间快于6秒（气相测量）；可测量液相和气相氧浓度，测量范围0-50%空气氧、0 - 22.5 mg/L，测量极限0.15 %空气氧、15 ppb溶解氧；氧浓度在线温度补偿，不受电磁信号干扰8. 污染源荧光示踪仪为带参考光束的90度滤波式荧光仪，光源、检测器内置用户自定义设置的光学滤波器，多广谱测量，适于叶绿素荧光和其它示踪荧光如荧光素（光源465nm，检测器530nm）、若丹明（光源530nm，检测器580nm）等；测量单位：ppt，ppb，&mu g/l，&mu mol等，或者任意单位，灵敏度Chla 0.025&mu g／l 国内外应用状况藻类荧光技术应用于水体藻类监测包括水华监测预报及藻类生理生态和防治研究，近些年来在国际上得到越来越广泛的重视和应用，成为评估水体生态系统的重要技术手段和研究领域，对全球水生态评估和研究具有划时代意义。Dijkman等（1999）利用双调制荧光仪可以检测到100pM（皮摩尔浓度）叶绿素浓度的藻类。Vera Istvanovics 等（2005）利用延迟荧光技术对匈牙利Balaton湖浮游植物进行了持续在线监测，结果表明延迟荧光数据与传统显微镜计数法及实验室叶绿素浓度测量法具有极高的吻合性，可以精确监测不同藻类的浓度，检测极限约为1&mu g Chl/l。Gabriel等（2006）以Ft作为藻类叶绿素浓度指标、QY（Fv/Fm）作为藻类光合效率指标，研究了哥伦比亚安第斯高山带湖泊藻类动态，结果显示6月份深水层藻类叶绿素浓度高但光合效率低，而10月份水体循环期，藻类叶绿素浓度低但光合效率高，藻类光合效率并不依赖于生物量，而是与营养可获得性及光辐射情况有关。2007年，第一届&ldquo 叶绿素荧光技术与水科学&rdquo （Aquafluo 2007: chlorophyll fluorescence in aquatic sciences）国际会议在捷克召开；2010年，《Chlorophyll Fluorescence in Aquatic Sciences: Methods and Applications》(David J.Suggett等，2010)一书正式出版,该书全面介绍了荧光技术包括延迟荧光技术在水体藻类监测、研究、水体生产力评估等方面方法、技术和应用等。我国营养盐测量监测多采取采样实验室分析的方法（刘信安等，2005；李哲等，2009；），与实验室分析相比，原地(in-situ)在线监测具有即时（real-time）持续监测动态变化等无可比拟的优点，而且可以与藻类在线监测等数据耦合分析，因此成为国际研究的热点。欧盟于2007年启动了WARMER 项目（Water Risk Management in EuRope），其目标为在海滨地带及大江大湖区建立一个水质即时（real-time）监测系统，作为本项目的内容，Gunatilaka等（2009）利用原位监测技术，对威尼斯泻湖磷酸盐、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮进行了监测，监测结果比起抽样实验室分析法（如每周或每月抽样）更精确系统地反映了营养盐的日变化、月变化等动态。参考文献：1. Kijkman，N., D. Kaftan and M. Trtilek. Measurements of phytoplankton of sub-nanomolar chlorophyll concentrations by a modified double-modulation fluorometer. Photosynthetica, 37(2): 249-254, 19992. Istvanovics, Vera, Mark Honti, Andras Osztoics, etc. Continuors monitoring of phytoplankton dynamics in Lake Balaton (Hungary) using on-line delayed fluorescence excitation spectroscopy. Freshwater Biology, 50: 1950-1970, 20053. Gabriel A., John C. and Carlos A. Photosynthetic efficiency of Phytoplankton in a Tropical Mountain Lake. Caldasia 28(1): 57-66, 20064. Prasil O, Suggett D J, Cullen JJ, etc. Aquafluo 2007: chlorophyll fluorescence in aquatic sciences, an international conference held in Nove ́ Hrady. Photosynth Res. 95(1): 111-115, 20085. David J., Borowitzka, Michael A, etc. Chlorophyll a Fluorescence in Aquatic Sciences: Methods and Applications. Springer Dordrecht Heidelberg London New York, 2010.6. Gunatilaka, A., P. Moscetta, L. Sanfilippo, etc. Observations on Continuous Nutrient Monitoring in Venice Lagoon. IEEE Oceans&rsquo 09 conference, Biloxi(USA), 26-29, 20097. Moscetta, P., L. Sanfilippo, E. Savino, etc. Instrumentation for continuous monitoring in marine environment. IEEE Oceans&rsquo 09 conference. Biloxi(USA), 20098. 李哲、方芳、郭劲松等，三峡小江回水段2007年春季水华与营养盐特征。湖泊科学，21（1）：36-44，20099. 刘信安、湛敏、马艳娥，三峡库区流域藻类生长与营养盐吸收关系。环境科学，26（4）：95-99，2005

Cleverchem 380Plus全自动海水营养盐分析仪分析原理 CleverChem全自动海水营养盐分析仪是将比色分析法自动化的一种分析测试手段，完全模拟人工比色法，将样品、试剂和显色剂加入比色皿中产生颜色反应，待测物浓度与反应液最终颜色深浅成正比关系，经比色计检测透光强度，得到相应的峰值吸光度，再通过标准曲线自动计算得到相应的浓度。一次可分析多个参数的119个样品，所有步骤通过进样臂和电脑控制，充分实现机械化和智能化。应用优势 应用全自动间断化学分析技术，可以快速、高效、精确完成多个参数的同时分析，适用于海水、淡水、土壤、植物、食品等样品中200多个参数的检测，扩展性好，符合ISO、EPA、AOAC、BATF、AFNOR、COFRAC等国际认证标准，是目前世界上最新一代的分析技术之一。技术特点 ● 多参数同时分析：一台主机就可以解决多参数检测问题，节约成本。 ● 消耗量少，节约成本，减少污染：电脑控制微量移液，精确控制液体剂量（uL级），消耗试剂量和样品量极低，有害废液少，节约成本保护环境。 ● 样品无交叉污染，实现真正的高精度：CleverChem采用取样针取样，每次取液后取样针严格自动清洗，防止交叉和携带污染，提高分析精度。比色杯自动清洗，每次使用前进行比色杯测试，保证比色杯清洗质量。 ● 全自动化分析：分析方法自动切换、自动配置标样、超量程样品自动稀释等全由仪器自动完成，操作简单。操作者需要做的仅仅是放置好样品、试剂，设定好软件程序并点击“开始”。 ● 先进的光度计：采用高精度双光束数字检测器，扩展的吸光值线性范围达到3.5Abs，减少样品超量程后再分析。具有多种检测模式：终点检测、定时检测、差时检测、动力学检测。 ● 图形化界面，操作简便：采用可视化操作，模拟仪器界面设置参数清晰可见，提供中英文操作界面供选择。 分析项目 五参数、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、 硅酸盐、硫酸盐、硫化物、氯化物、六价铬、碱度、铁、锌、氟等

CleverChem-Anna 全自动海水营养盐分析仪分析原理 CleverChem Anna全自动间断化学分析仪是将比色分析法自动化的一种分析测试手段，它完全模拟人工比色法，将样品、试剂和显色剂加入比色皿中产生颜色反应，待测物浓度与反应液最终颜色深浅成正比关系，经比色计检测透光强度，得到相应的峰值吸光度，再通过标准曲线自动计算得到相应的浓度。一次可分析多个参数的49个样品，所有步骤通过进样臂和电脑控制，充分实现机械化和智能化。 性能优势 1. 精确、高效、智能、批量、快速地同时分析多个参数，分析速度高达200个样/小时； 2. 微量分析模式，试剂量及样品量为微升级消耗，节省大量化学试剂，节约实验室分析成本； 3. 操作简单，一键启动，全程实现无人操作，满足一线实验人员“傻瓜式”操作需求； 4. 整机操作模式，参数测定个数不受仪器配置影响； 5. 废液收集传感系统，降低操作人员接触有毒液体和气体，保证实验室人员人生安全，同时降低二次环境污染 ； 6. 数据科学性，具有高精度、高准确性、高灵敏度、低检测限等特性； 7. 日常消耗品少、故障率低，大大降低维护成本。 技术特点 ● 一键启动分析，分析速度最高可达200个样/小时； ● 一次可分析的样品量多，可多参数同时分析； ● 含64位石英材料的光学比色皿，光程为1cm，比色皿可重复使用； ● 采用7步骤自动清洗工作站，最大限度地提高比色皿的清洗质量，严格的光学测试后比色皿才能投入下一次使用； ● 含49位样品位，实现样品的批量分析； ● 含31个试剂位，所有试剂位均置于试剂冷藏室内，根据实际情况选择是否需要启动试剂冷藏功能； ● 软件可实现真实的样品空白及试剂空白，有效消除试剂及样品颜色对测试的影响； ● 废液传感及收集系统，采用密封的废液收集装置，可以防止有毒有害化学物质的溢出及挥发，保证了操作者的人身安全，同时也可最大限度地避免分析对环境的“二次污染”； ● 中/英文操作软件，软件操作简洁明了。 ● 通讯接口：采用USB接口应用领域水（海水、饮用水、地表水、污水、废水） 总氮、总磷、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、 硅酸盐、硫酸盐、硫化物、氯化物、六价铬、 酸度、碱度、硬度、铁、锰、铝、 铜、锌、镁、氰化物、挥发酚等

HQ-8801磷酸盐/氨氮原位自动分析仪是上海泽铭特别针对湖泊、水库及海洋设计的高集成化水质分析仪，可同时测量水体中的磷酸盐、氨氮2项参数，其体积小巧便携，易于安装于浮标、浮台、监测船、岸站系统上，实现24小时无人值守的原位在线监测。产品特点1、配备手持式显示屏，调试操作更便捷；2、具备深度检测功能，可测最大深度50米；3、具备浊度检测功能，实时监控水质浊度的变化；4、具备浊度自适应测试功能，可以根据水质的变化，实时调整测量模式；5、具备漏液检测功能；6、具备温湿度检测功能；7、低定量下限，可以达到ppb级；8、快速加热消解功能，测量时间更短。应用领域湖泊营养盐监测河流入海口营养盐监测农村饮用水水质监测近海海域环境调查技术参数测量参数氨氮磷酸盐测量原理水杨酸法钼酸铵分光光度法量程（0-1）mg/L（量程可调，可根据客户需要调整量程）（0-1）mg/L（量程可调，可根据客户需要调整量程）

海洋浮标在线监测系统是深圳市智慧海洋科技有限公司通过调研分析各级生态环境政策需求而提出的用于监测海洋水质各项参数包括温湿度、气压、风向风速、波浪、海流、水质多参数、营养盐等的海洋环境自动监测站。BM001型浮标是一款小中型浮标，可安装多参数水质监测仪、COD在线分析仪、营养盐在线监测仪等。主要用于获取河流、湖泊、海洋等气象、水文、水质、生态、动力等参数的漂浮式自动化监测平台。浮标主体由高分子材料组成，抗碰撞防腐蚀性能优异，满足恶劣的监测环境。浮标开有四个仪器井，并配有仪器保护罩，咳搭载多个监测仪器，中心仓采用密闭结构，内部安装电池、电源管理系统河数采仪等电子模块。浮标供电系统有四块55w太阳能板及200Ah电池组构成，实现连续阴雨不间断供电。浮标数据采集系统设多种接口可满足大部分监测仪器的对接。浮标水质监测系统可通过传统GPS定位、GPRRS/CDMA进行通讯传输，可采用北斗卫星与北斗短报文通讯模式，海洋监测数据传输安全、高效。供电系统：由太阳能板、蓄电池组、充放电控制及保护电路组成。电子仓：由数据采集器、控制模块、数据传输单元、电子罗盘、电源管理单元和舱体组成。通讯系统：北斗卫星、4G/3G/GPRS/CDMA、UHF/VHF、无线以太网、海事卫星等多种方式。防护系统：包括GPS/北斗卫星定位装置、警示标灯、雷达反射器、AIS防碰撞系统、避雷针、警示标识等。系留单元：根据浮标类型及底质情况选择不同形式的锚链和锚型。在线传感器：多参数水质传感器、原位营养盐、气象传感器等多参数水质传感器：可选择监测电导率、PH、溶解氧、浊度、温度、盐度、总藻类藻蓝蛋白（叶绿素+BGA+PC）、深度、比电导率、Fdom、总悬浮固体、ORP等参数。营养盐分析仪：可监测氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等参数气象传感器：可选择监测大气温度、大气湿度、风速、风向、降雨量、气压、辐射、紫外线、日照时数、光照强度等参数，

HQ-8600原位营养盐分析仪通过过硫酸钾氧化法监测水中的总氮浓度，其体积小巧设计紧凑，便携拉杆箱包装设计，运输使用方便。HQ-8600原位营养盐在线分析仪可集成于浮标、浮台、水上平台、岸站系统上，提供准确、连续、稳定的测量数据，进行无人值守的原位在线监测。产品特点1、配备手持式显示屏，调试操作更便捷；2、具备深度检测功能，可测最大深度100米；3、具备浊度检测功能，实时监控水质浊度的变化；4、具备浊度自适应测试功能，可以根据水质的变化，实时调整测量模式；5、具备漏液检测功能；6、具备温湿度检测功能；7、低定量下限，可以达到ppb级；8、快速加热消解功能，测量时间更短。应用领域湖泊营养盐监测河流入海口营养盐监测农村饮用水水质监测近海海域环境调查技术参数测量参数总氮测量原理过硫酸钾消解分光光度法量程（0~2/10）mg/L

、1 引言地下水环境监测信息是地下水合理开发、水资源管理和生态环境保护的重要基础。总氮、总磷是衡量水质的重要指标之一，但传统的采样、实验室消解法不仅耗时，且操作过程繁琐， 无法及时得到现场数据 。其次，大多数监测设备还不具备无线数据传输功能，需要定期下载数据，不仅费工费力，特别是对于突发性的污染事件等，不能在第一时间掌握现场污染发展动态。此外，很多监测设备需要频繁维护，如电池的更换等。有些监测设备虽然配备了太阳能供电系统，但是在南方连续阴雨天气下，也会出现系统断电而导致数据丢失的情况。因此，迫切需要一套能实现原位测量多种营养盐及水质参数；测量数据可无线传输；供电、维护简单的地下水环境监测系统，为地下水污染调查和防治提供基础数据。2 观测系统的设计2.1目的风光互补地下水污染原位在线观测系统主要用于原位在线监测地下水的物理和化学参数，如水位、温度、pH值、溶氧、氧化还原、总磷、总氮等营养盐、叶绿素、钾、钠等的变化情况，无需采样，实时监测，采用风光互补供电系统在太阳能或主电源供电不足的情况下，采用绿色清洁能源－风能供电，在监测污染的同时，也减少能耗，减少污染。监测数据可应用于地下水污染调查、农田排放及工业废水排放监控、地下水修复、地下水资源管理、湿地养分监测等，为相关决策提供科学依据。2.2观测内容风光互补地下水污染原位在线观测系统的观测参数，包含：营养盐：总磷 TP、总氮 TN、NH3、NO2+NO3,、NO2、PO4、叶绿素、蓝绿藻物理参数：水位、温度、电导率、pH值、浊度（TSS）、氧化还原电位无机离子：钾离子、钠离子、钙离子、 氟化物、氯化物等 2.3系统组成 风光互补地下水污染原位在线观测系统由数据采集器、总磷 TP/总氮/营养盐探头、水质探头、风光互补供电系统、ENVIdata数据服务器及数据传输平台等组成。湿化学法测量总磷、总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、磷酸盐，可定制总可溶性铁 硅酸盐、硫化物、尿素、及铁等金属离子。 数据采集器实时将数据通过GPRS发送到远程的数据服务器ENVIdata，用户可在 网站上查看系统运行状态、下载数据。无论用户在哪里，只要能上网，用户可随时查看测点的数据。同时，数据服务器ENVIdata也可通过邮件，自动将数据发送到用户指定的邮箱。2.4技术指标通道：5-15个模拟通道，12脉冲输入通道,12个数字通道采样：最大采样速度：25Hz；有效采样分辨率：18位，线性：0.01%U盘存储：兼容USB1.1或USB2.0驱动，每兆约90,000采集数字点采样间隔：10ms至多日，可自定义；输出值种类：平均值，最大值，最小值，取样值(Sample)，向量值，累计值(Totalize)等。报警：高、低，范围内和范围外，可选择延迟时间。叶片直径：1.15米起动风速：3.58米/秒输出电压：12伏、24伏和48伏直流额定输出功率：400瓦(在风速12.5米/秒)数据输出：ENVIdata 数据传输，网页浏览。 传感器：NH3：测量范围0~0.4/1/2/5/mg/l，其它范围可定制；精度小于10%NO3+NO2：测量范围0~0.5/1/5/10 mg/l，其它范围可定制；精度小于10%NO2：测量范围0~0.1/0.2/0.5 mg/l，其它范围可定制；精度小于10%PO4：测量范围0~0.3/1/2/5/ mg/l，其它范围可定制；精度小于10%TP：测量范围0~0.2/0.4/1.5/2 mg/l，其它范围可定制；精度小于10%TN：测量范围0~0.5/2/10 mg/l，其它范围可定制；精度小于10%水位：测量范围0-20/40/100m，最大200m；精度±0.1%温度：测量范围-5-50℃；精度±0.1℃电导率：测量范围0-200ms/cm；精度±0.5%TDS：测量范围0-200000ppmpH值：测量范围0-14；精度±0.1pH浊度：测量范围0-1000NTU；精度±0.3NTU(0-10NTU)或±3%(10-1000NTU)氯化物：测量范围1-35000mg/l；精度±2mg/l(40mg/l)或±5%(40mg/l)钠离子：测量范围0.02-20000mg/l；精度±2mg/l(40mg/l)或±5%(40mg/l)钙离子：测量范围0.5-40000mg/l；精度±2mg/l(40mg/l)或±5%(40mg/l)钾离子：测量范围0.4-39000mg/l；精度±2mg/l(40mg/l)或±5%(40mg/l)氟化物：测量范围0.2-20000mg/l；精度±2mg/l(40mg/l)或±5%(40mg/l)叶绿素：测量范围0.03-500μg/l；精度±0.1μg/l (3μg/l)或±3%(3μg/l)蓝绿藻：150-2000000 cells/ml；精度+/- 500 cells/ml(0-1500 cells/ml)或+/- 3% (1500 cells/ml)4 应用案例4.1慕尼黑国际机场地下水位水质监测德国慕尼黑国际机场，共布设了超过300个地下水监测点监测水位，10个地下水质监测站，监测水位、电导率、温度、氧化还原电位、DO等参数。所有数据自动传输到机场服务器的数据库中，用于对机场地下水位水质情况的实时监控和预测。 4.2欧洲WARMER研究项目应用WARMER是欧盟的一个水质实时监控和风险管理研究项目。目标是要建立一个多水质参数的监控系统，用于水质风险管理，并可应用于工业污染的快速评估。系统安装地点位于意大利威尼斯地区，监控参数主要有NH3-N、PO4-P、NO2-N、（NO3+NO2）-N等，数据自动发送到中心服务器的网站上。该系统被作为决策工具，帮助管理部门监控工业污染对地下水质的影响。

HQ-8100原位营养盐分析仪采用标准的湿化学分析方法原位监测水中的氨氮浓度，其体积小巧设计紧凑，便携拉杆箱包装设计，运输使用方便。可应用于地表水、饮用水、废水、地下水、海水等不同水体的原位监测和便携监测，可集成于浮标、浮台、水上平台、浮船等系统上。产品特点1、配备手持式显示屏，调试操作更便捷；2、具备深度检测功能，可测最大深度100米；3、具备浊度检测功能，实时监控水质浊度的变化；4、具备浊度自适应测试功能，可以根据水质的变化，实时调整测量模式；5、具备漏液检测功能；6、具备温湿度检测功能；7、低定量下限，可以达到ppb级；8、快速加热消解功能，测量时间更短。应用领域湖泊营养盐监测河流入海口营养盐监测农村饮用水水质监测近海海域环境调查技术参数测量参数氨氮测量原理水杨酸分光光度法量程（0~1/10）mg/L（量程可调，可根据客户需要调整量程）

HQ-8200采用国家标准方法原位监测地表水及海洋水中的总磷浓度，内置浊度补偿功能，可适用于高浊度水体。在线式外接工作电源12V，可直接太阳能供电。监测仪可集成于浮标、浮台、水上平台、岸站系统上，提供准确、连续、稳定的测量数据，进行无人值守的原位在线监测。产品特点1、配备手持式显示屏，调试操作更便捷；2、具备深度检测功能，可测最大深度100米；3、具备浊度检测功能，实时监控水质浊度的变化；4、具备浊度自适应测试功能，可以根据水质的变化，实时调整测量模式；5、具备漏液检测功能；6、具备温湿度检测功能；7、低定量下限，可以达到ppb级；8、快速加热消解功能，测量时间更短。应用领域湖泊营养盐监测河流入海口营养盐监测农村饮用水水质监测近海海域环境调查技术参数测量参数总磷氨氮测量原理过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法OPA荧光法

HQ-8802硝氮/亚硝氮原位自动分析仪是上海泽铭特别针对湖泊、水库及海洋设计的高集成化水质分析仪，可同时测量水体中的硝氮、亚硝氮2项参数，其体积小巧便携，易于安装于浮标、浮台、监测船、岸站系统上，实现24小时无人值守的原位在线监测。产品特点1、配备手持式显示屏，调试操作更便捷；2、具备深度检测功能，可测最大深度100米；3、具备浊度检测功能，实时监控水质浊度的变化；4、具备浊度自适应测试功能，可以根据水质的变化，实时调整测量模式；5、具备漏液检测功能；6、具备温湿度检测功能；7、低定量下限，可以达到ppb级；8、快速加热消解功能，测量时间更短。应用领域湖泊营养盐监测河流入海口营养盐监测农村饮用水水质监测近海海域环境调查技术参数测量参数硝酸盐氮亚硝酸盐氮测量原理N-(1-萘基)-乙二胺光度法N-(1-萘基)-乙二胺光度法量程（0-0.5）mg/L（量程可调，可根据客户需要调整量程）（0-0.2）mg/L（量程可调，可根据客户需要调整量程）

水下原位在线型磷酸盐分析仪CYCLE-PO4主要功能 磷酸盐是浮游植物的限制性营养盐，它会受河流冲淡水，藻类吸收利用等多种外界因素的影响而发生规律性变化，磷酸盐监测是藻类生态监测中一个非常重要的部分。对于藻类水华和赤潮发生、发展过程监测有重要的辅助作用。WET Labs最新推出的CYCLE-PO4溶解性磷酸盐分析仪，将最先进的光学技术，和标准的湿化学技术应用到野外，进行精准的原位测量。该分析仪可自容式独立工作或者和WET Labs的WQM整合到一起进行水质监测。应用领域淡水湖泊，水库，河流等水域溶解性磷酸盐原位在线实时监测海洋近岸，大洋水体中溶解性磷酸盐原位在线实时监测整合到WQM水质多参数仪上进行离散性监测主要特点标样模块化，易于更换，用量小仪器校正简单，软件易于操作精度高，纳摩级分辨率钛合金外壳，坚固耐用免维护，野外可长达3个月持续工作智能化采样设计，耗电小 技术参数高56cm，宽18cm，重6.8kg880nm LED光源，5cm检测池，线性关系&ge 95% R29.5-18V直流电供电，最大电流2.0A；RS-232输出，MCBH-6MP连接头；采样频率30分钟/次，数据内存1GB精确度50 nM，测量范围0～10 µ M

产品概述&bull 基于微环流分析技术，试剂耗量小，并且可以实现有毒废液和清洗废液分离&bull 配备集成式的光纤式比色探测器和新型荧光计，检测灵敏度高，抗干扰能力强，1台设备已支持5种营养盐因子原位监测&bull 作为一款便携式野外在线分析仪，可集成在浮标、浮台、浮船、走航等多场景使用产品特点&bull 一台设备可支持5种营养盐因子原位监测&bull 采用1.5 mL的微环流反应器 ，试剂消耗量低达0.12-0.24 mL &bull 引领行业单筒型设计，革新性的“插入式”试剂筒，便于浮标投放应用 &bull 具备超量程稀释再分析功能 &bull 具有有毒、无毒废液和废水分管路收集功能 &bull 使用水样清洗管路，减少纯水耗量 &bull 具有自动报警功能，如零部件故障、缺样报警、空气报警等 &bull 通过外接电脑，实现对设备的全功能操控 &bull 可读取状态参数，具有上传与远程反控功能&bull 外部13 V直流电源供电，支持太阳能电池供电工作&bull 0.1和25 μm的自清洗过滤舱可选 应用领域海水、地下水、地表水以及饮用水等

FerryBox水生态监测站是一套全自动、实时水生态监测系统。它由德国4H-JENA公司生产，现用于多个国家级海洋、淡水监测站和海洋调查船（如德国极星号破冰船“Polarstern”、"AWIPEV"极地站等等）。它具有多参数、高精度、低维护的特点。适用于海洋、淡水或极端环境的长期、自动化监测，可以实现便携式、船载式、站房式等监测方式。FerryBox的特殊构造使得它能将不同厂家、不同型号、不同参数的监测传感器整合在一起，实现多种水质指标同时监测，基本上覆盖了常规的水质监测参数（温度、盐度、浊度、CDOM、叶绿素、pH、CO2、ORP、溶解氧、藻类种类、藻红蛋白、藻蓝蛋白、水中油等）；并且可以根据使用者的需要增加特殊的传感器（如营养盐、CH4等）。仪器配有除气泡及除泥沙部件，具有自动清洗功能，可以确保用户获取稳定、精确的长期监测数据。　　应用领域：　　◆长期船载式水生态监测　　◆固定站房式水生态监测　　◆便携式水生态监测　　◆应急监测　　◆远程监测　　产品特点：　　◆高精度，长期稳定的实时监测数据；　　◆特殊的除气泡与除泥沙装置和自动清洗功能，系统维护工作量低；　　◆紧凑灵活的结构设计，可根据需要整合多种传感器；　　◆触摸屏设计，智能化界面，操作直观便捷；　　◆远程控制，遥测数据传输及报警功能；　　◆联用GPS实现走航式水质监测。　　◆长期海水与淡水水质监测，船载式或站房式　　◆开放式系统，可配置多种水质传感器。人机交互界面，操作简单便捷。可扩展联用营养盐监测模块、CO2监测模块等。具有自动清洗与防污功能。易于安装和维护的过滤系统。

根系是植物的重要组成部分，植物吸收土壤中的水分与养分全依赖根系，所以根系的研究对于植物各学科来说都至关重要，根系是陆地生态系统“隐藏的一半”，而且是动态生长的，对其进行准确取样、观察和测定存在一定困难。所以，根系研究方法的选择，相对于对地上部分而言对研究结果具有更大的影响。丹麦Videometer公司开发的根系多光谱原位监测系统是一款先进的根系多光谱测量系统，整体性能指标处于先进水准，已经在丹麦歌本哈根大学使用并取得了成绩。广大科研工作者为了研究根系，应用了很多方法，从传统的挖掘法、根钻法、玻璃壁法、容器法等等，到现代的根窗法、微根管法等等，取得了很多科研成果。随着科技的发展，越来越多的现代高精尖技术应用到根系研究中来，多光谱成像技术就是其中一种，它集光谱和图像为一体，含有海量的光谱信息和空间信息，这些信息体现了植物各种器官、组织的诸多表型特性，该技术图谱合一的特性使其在根系表型方面具有较大潜力。丹麦Videometer公司开发的根系多光谱原位监测系统，是做根系研究的革新性专业装备，无论对于浅根系蔬菜还是浅根系乔木，都具有现实性研究意义。目前在根系研究领域中，对于玉米根系和小麦根系所作的研究比较多，但大多还采用传统不可重复的挖掘方法。植物根系原位监测仪的出现，改变了这种情况，使得植物研究人员在对根系进行研究的过程中，可以使用原位的方式，无损伤的进行监测。 根系是植物主要吸水、营养物等器官，通过对根系监测和研究，能优化水肥方案，促进农作物、林业等产业增产增效，有利于土地荒漠化治理、土壤修复等。但长期以来，对根系研究主要是采用挖掘法、土钻法、土柱法、容器法、剖面法等传统方法，采样破坏性大、工作量大，严重阻碍了根系研究的深入开展。《科学》杂志曾出版专辑认为，“人类对自己脚下土壤的了解远远不及对宇宙的了解”，更是佐证了地下生态学研究难度之大。因此，对根系研究方法的选择和改进，对科研结果影响巨大。 丹麦根本哈根大学科学家等利用多光谱成像系统对植物植株、根系进行成像研究，取得了前瞻性的成果。该研究以深根系大麦为研究对象，将大麦下方埋了有3m长的微根管，使用Videometer公司的Videometer MR多光谱成像系统，定期通过根窗透明面对根系成像分析。原始光谱图像经过Videometer自带软件一系列算法处理后得到目标根系图像，随后进行阈值分割、模糊聚类等模型分析，得到根系的形态学数据。 传统的RGB可见光成像技术是利用颜色识别根系，前提是根系和土壤之间要有比较明显的色差，但实际根系生长在土壤中，颜色差异并不明显，这样根系识别可能会造成比较大的误差，RGB可见光成像技术使用就会受限。歌本哈根将多光谱成像技术和传统的RGB成像技术进行了对比，显示多光谱成像技术基于光谱特征在根系识别上的明显优势，并且对多光谱成像另一项先进的功能进行了初步探讨——即光谱特征对于根系生化特性的识别（例如细根发生、成熟、衰老、死亡的周转过程；例如根际分泌物成分的变化等），显示了多光谱成像技术在根系研究领域的巨大潜力。产品介绍随着人们对植物各组织研究的深入，一些疑难问题也渐渐显现出来。例如，人们研究植物根系时，会遇到很多困难。传统的洗根扫描法确实能够清晰地将根系展现在人们眼前，但却破坏了其原有的状态；微根窗法能够解决原位测量的问题，但却不能探索土壤内部的根系分布；因此如何能够原位观测土壤中的根系变化成了阻挠广大科研工作者的难题。目前世界上尽管田间植物表型研究技术有巨大进展，但是还几乎没有可以高通量的对植物根系进行原位高通量研究的系统。为解决这些难题，丹麦多光谱仪器生产商Videometer推出了专门用于植物研究的高通量多光谱根系成像系统，可对土壤中的植物根系进行成像分析，无需专业的图像处理知识，可获取形态学以及内部性状信息。Radimax设施由4个独立共计400m2的独立区块组成，配有移动防雨罩，复杂的地下供水系统以及每个区域配有150个固定安装的根管组成，Videometer设计了移动式半自动多光谱相机系统，相机可以沿着根管接口移动，高速拍摄，可以同时研究在3m深度处研究多达150个不同根管，了解根生长情况。RadiMax 项目致力于研发深根植物特征、改善植物耐寒性能。研究将利用较新构建的根系表型成像系统Radimax来进行地上和地下植物根系干旱表型反应分析。Radimax是一款独特的高通量根系成像系统，采用了较新的生物图像分析以及数学建模技术。利用该设施以及数字统计方法，可以利用所获得多个组学数据（基因组学、转录组学以及表观基因组学）用以研究作物中干旱反应的基因结构。其中主要应用之一是研究作物中的与非生物胁迫相关的表观基因组分析。Radimax研究人员以及Videometer公司，团队由具有表观基因学和统计遗传学背景的跨学科人员组成，团队成员了解植物培育、具备基因组和表型组数据集集成分析能力，可从系统角度研究作物中的复杂性状结构。Copenhagen表型平台主要采用了Videometer公司的多光谱成像系统。田间表型成像系统组成如下：移动小车载多光谱相机系统和处理软件、根管等。系统采用工程设计理念，在设计构建时就要考虑整合。主要特点积分球提供均匀和弥散光线照明5-10秒钟内实现光谱成像和定量分析19-20 种不同波长/光源多光谱荧光备选6 或9.1 百万像素/波长提供 1.2-3.6亿像素 /帧分辨率标准设备包括易于使用的设备校准与传统RGB技术相比具有卓越的彩色测量功能根据应用需求可自动切换动态范围光源寿命长、可达10万小时独特LED光源技术稳定性增强前光灯和背光灯组合、备选背光灯相对样品自动移动照明强大探索软件常规应用配方构建工具（建模） 技术参数全套分析时间：5-10秒/样品电源：100 -240 V AC, 50/60 Hz电源功耗：300 VA环境温度：操作: 5 - 40℃，储存；-5 -50℃环境湿度：20-90 % RH相对湿度，非冷凝PC 要求：最低配置: Intel i7 或更佳, 16GB RAM, USB2 端口, USB3超速端口软件要求：Microsoft Windows 7/8.1/10 Professional，l 64 bit, 新windows 版本硬件备选：暗场/明场背光 ；滤波轮 (用于荧光)软件备选：图像处理工具包 (IPT) ；光谱成像工具盒 (MSI) ；斑点工具盒Videometer系列多光谱成像系统广泛应用于：植物/作物表型组学研究分析；根系分析；作物育种与种子品质检测；植物/作物胁迫生理响应；作物病理学分析与病原检测；食品检测；中药成分分析与品质检测。来自哥本哈根大学、丹麦理工大学以及丹麦Videometer公司的专家在刚刚利用该设备在Plant and Soil上发表了题为A multispectral camera system for automated minirhizotron image analysis的文章，早些利用该设备进行研究的文章题为Frontiers in Plant　Sciences，Screening of Barley Resistance Against Powdery Mildew by Simultaneous High-Throughput Enzyme Activity Signature Profiling and Multispectral Imaging。

简介：海底泥沙原位测试环形水槽平台（实验室型）用于在实验室内模拟现场水体流动和沉积物沉降情况，研究并建立海洋和河流现场水底泥沙的数值模型。海流（混合着潮位变化、波浪等）会造成海床泥沙的悬浮和输运，输沙现象在河流、河口、海岸等研究和工程中，发挥着至关重要的作用。水底泥沙的悬浮、移动、输送直接影响着港口的疏浚、近岸工程设施根基的冲刷、季节性海滩变化、河床的稳定性等。泥沙输送还造成了水底沉积物和水体之间的营养盐的交换，以及底泥污染物的再悬浮并回到水体中。水底泥沙是否容易被水流侵蚀（erodibility）？海底泥沙原位测试平台提供的十多种数据来回答这个问题：泥沙悬浮临界流速、侵蚀速度和动态侵蚀过程等。工作原理：平台主体是一个环形水槽，放置于实验室内，水槽内部的水循环驱动系统可让水槽内的水体产生单向或往复循环流动，流速从低到高逐级加速，模拟真实海洋环境中的流速变化。安装在水槽内部的传感器包括流速仪、浊度仪和溶氧仪等，可监测不同流速下的沉积物的悬浮和沉降（侵蚀与淤积），平台自动进行测试并采集数据。水槽的整体结构框架采用AISI316不锈钢制造，框架的高度可以根据需要进行定制。图1，实验室型再循环环形流动水槽，模块化设计（NOCS），深度1.2m

系统组成：采水单元，配水及预处理单元、分析单元、质控单元、控制单元、数据采集及传输单元、安防单元、辅助单元等组成。水质传感器：包括营养盐分析仪、水质多参数等设备。监测参数： COD、氨氮、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐、硅酸盐、水温、PH、电导率、浊度、溶解氧等。流速流量计：高精度低功耗设计，快速实现流速测量和水位测量。太阳能供电：系统包括多块太阳能光伏组件，风力发电机，太阳能储能蓄电池，防水型式太阳能控制箱，智能型MPPt控制器，安装支架以及配套安装件构成。系统特点：p占地面积小 p全天候可维护功能； p测量参数可扩展、定制； p维护周期≥1个月；p防雷系统设计； p温控系统设计； p断电保护设计等

简介该产品以在线自动分析仪器为核心，应用物联化技术、传感技术、自动测量技术、自动控制技术以及预警监测等技术构建在线自动监测体系，可实现营养盐、生物指标、重金属、有机物等百余项指标的实时连续监测和远程监控，及时掌握水质状况，预警预报流域水质污染事故，确保水质安全。产品特点● 采用模块化设计，通过切换控制程序或检测面板实现百余项参数的灵活配置，便于水站参数切换扩展，降低运维难度及成本；● 创建完善的自动监测数据在线质量控制系统，保证自动监测数据的可靠性和可溯源性；● 智能化集成程度高，具有多种智能运行模式及丰富的远程控制功能，污染响应快、监测频次高、数据量大；● 具备海量数据的分析与应用能力，可有效支撑环境管理与决策。

大气中的氮元素以NHx(包括NH3、RNH2 和NH4+)和NOx的形式，降落到陆地和水体的过程称为氮沉降。随着矿物燃料燃烧、化学氮肥的生产和使用以及畜牧业的迅猛发展等，人类活动向大气中排放的活性氮化合物激增，大气氮素沉降也呈迅猛增加的趋势，成为影响陆地和水生态的重要人为因素，导致酸雨、水体富营养化等全球环境问题。我国是氮沉降情况最严重的区域，根据2008《自然》发表的Dave Reay等的文章，到2030年，我国东部和东南部地区氮沉降将增加50～100%。 氮沉降在线观测系统由陆地氮沉降及酸雨在线观测单元、水体原位氮观测单元、气象单元及数据采集与无线传输单元组成，可同步在线观测大气氮沉降及酸沉降、水体营养盐状况及氮沉降对水体氮素浓度的相关关系等。系统测量原理为：原位（in-situ）大气干湿沉降采集筒采集到的样品，通过蠕动泵抽样过滤，按程序设置的测量间隔进入氮沉降在线分析仪，采用实验室标准的湿化学法循环顺序分析总氮、氨氮及硝态氮等浓度，并根据采集筒面积等求出氮沉降通量，包括总湿沉降、干沉降，总无机氮沉降和有机氮沉降，总氨氮沉降、硝态氮沉降、亚硝态氮沉降等参数。通过安装到水体中的原位营养盐监测探头，可同步监测分析水体（河流湖泊）的总氮、氨氮、硝态氮等含量，以研究分析水体营养盐与大气氮沉降的关系。分析数据在线显示和储存下载，也可通过无线通讯模块远程下载显示数据。 Ecotron氮沉降在线观测系统主要功能特点如下：1. 可连续监测大气氮湿沉降和干沉降，包括总氮、有机氮、总无机氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮2. 可连续监测大气酸沉降（湿沉降和部分干沉降），包括硫酸根、硝酸根对酸雨的贡献率3. 可精密连续记录大气沉降重量（选配）4. 同步原位监测河流湖泊氮素和营养盐包括氨氮、硝态氮、亚硝态氮、磷酸盐5. 数据可通过GPRS无线传输，或通过U盘直接下载数据性能指标：1. 湿化学法在线观测大气氮沉降，分析参数包括总氮、氨氮、硝态氮+亚硝态氮、亚硝态氮2. 可选配SO42-在线观测模块，在线观测分析大气氮沉降中硫酸根沉降，从而全面了解酸雨沉降情况3. 精密连续观测记录大气沉降量及降水，精确度分别为0.01g和0.1mm4. 原位营养盐监测探头可同步原位监测水体氨氮、硝态氮、亚硝态氮、磷酸盐及总磷等5. 内置时钟和显示屏，在线显示和存储数据包括日期、时间及测量值等6. 无人值守自动在线监测，建议每隔2周左右维护一次7. 交流电或太阳能供电，太阳能供电模块：12V、20W8. EnviData数据采集与无线传输模块，包括EnviData软件、数据采集器、GPRS无线通讯模块等国内外应用状况：作为全球变化的重要议题、与气候变化同步引起日益关注的氮沉降问题（在全球变化中与climate change相对应，又称chemical change），与气候变化一样已日益成为全球变化研究的热点问题。我国氮沉降研究一般采取离子交换树脂法和降水采集法（盛文萍等，2010；王德宜等，2010；张国森等，2003），然后拿到实验室进行分析，如张国森等（2003）在野外采集雨水后带到实验室分析硝态氮、亚硝态氮及氨氮浓度。相对于我国零散的大气氮沉降研究，国际上对氮沉降的监测研究更加重视和系统化，如欧洲RECOVER:2010 项目（designed to assess the impact of current and future anthropogenic pressures on sensitive European freshwater ecosystems）对30个酸雨敏感区监测点的分析结果，氮沉降如果超过10kgNha-1yr-1的阈值，将导致河流氮饱和趋势和硝态氮浓度的增高。欧洲WARMER（Water Risk Management in Europe）项目研究设计了微环流分析技术（Micro Loop Flow Analysis）以就地或原位持续监测陆地及水体氮素营养盐的动态变化（Moscetta etc. 2009）。参考文献：1. 盛文萍、玉贵瑞、方华军、姜春明，大气氮沉降通量观测方法。生态学杂志，29（8）：1671-1678，20102. 王德宜、赵普生、张玉霞、张丽华，北京市区大气氮沉降研究。环境科学，31（9）：1989-1992，20103. 张国森、陈洪涛、张经、刘素美，长江口地区大气湿沉降中营养盐的初步研究，14（7）：1107-1111，20034. Moscetta, P., L. Sanfilippo, E. Savino, etc. Instrumentation for continuous monitoring in marine environment. IEEE Oceans&rsquo 09 conference. Biloxi(USA), 20095. Wright R. F., C. Alewell, J. Cullen, etc. Trends in nitrogen deposition and leaching in acid-sensitive streams in Europe. Recover:2010 project report, 2010