太湖、千島湖、丹江口水庫等均是我國大型的飲用水水源地。在2007年經歷過太湖藍藻爆發引起的供水恐慌之后，政府及公共均意識到采取有效管理措施、減少水體藻華污染的迫切性，也認識到監測預警的重要性。因此，在水專項和其他項目的支持下，包括上述大型水源地均建設和運行著以有害藻華監測為主，包括其他水質多個指標的多臺多點位水質浮標、多層面水質剖面浮標。
這是因為，一個完整的藻類監測包含了多個因子，這些因子里面部分是水質本身的參數，包括氮磷輸入和底部沉積物中死亡藻類和底泥的釋放，同時還包括了其他相關因子，如光合有效輻射（PAR）、風速、風向及CO2等非水體參數。
而在水質參數里，首先是需要測量和監測水質五參數，這是因為它們與藻類的狀態、藻類的成長和消亡密切相關，如圖簡要描述了五參數與藻類的關系。
下面的實例來自我國某供水公司的一個實際和具體的項目。該客戶也面臨著嗅味的困擾。為了了解和掌握原水中的藍綠藻水平，從而為自來水的生產贏得時間，管理者們要求在原水（湘江江水）階段采取技術手段。
客戶需求
監測點位 | 水源進水池和輸水管（進入水廠）末端設置，共兩處 |
監測形式 | 針對以藍綠藻監測為主的原位自動連續監測 |
監測頻次 | 可設（1次/秒～1次/天） |
投放方式 | PVC豎管保護安裝于水池 |
數據顯示和傳輸 | 現場顯示（立桿安裝或者壁掛）和無線4G傳輸 |
供 電 | 現場需提供12V直流電 |
表1 基本要求
方案選擇
為了滿足這種監測需要，賽萊默的工程師向客戶介紹了可能的方案，包括便攜式現場測量的方式，以便其供水公司的客戶選擇適合的技術路線和實施方法，請見表2
主機+傳感器 | 方案 | 同類型程序凍融系統 |
EXO+TAL-PC | 連續監測 | 可同時監測多個水質參數，可自清潔，適合原位、、在線、連續監測 |
ProDSS+TAL-PC | 便攜測量 | 可同時測量多個水質參數，含藍綠藻，便攜式巡測使用 |
ProSwap log ger+TAL-PC | 便攜測量或連續監測 | 單參數（比如總藻 - 藍綠藻和葉綠素）連續監測或者便攜式巡測 |
表2 可供選擇的測量和監測方案
備注：
上述TAL-PC均指總藻傳感器，包含葉綠素和藍綠藻（藻藍蛋白）二合一傳感器；
上述三處提及的TAL-PC傳感器，設計原理和材質相同，區別在于EXO上的總藻傳感器TAL-PC與后兩者的TAL-PC接口不同（詳見下面1照片）
解決方案
經過對方案的評審、選擇，針對該項目的監測方案業已得到真正的實踐。下圖是該項目選擇的儀器（YSI EXO）、系統和現場安裝實況。
599503-00 | EXO3 主機，五傳感器接口 |
599102-01 | EXO 總藻傳感器 |
599090-01 | EXO 清潔刷 |
599008-10 | EXO 10 米野外電纜 |
599870 | 溫度電導率傳感器 |
599820 | 信號轉換器DCP |
RIC-DL800 | 儀器集成、顯示和數據傳輸 |
CabinCase01 | 室外機柜和安裝組件 |
表3 選型和配置
更多關于水質參數和藻類，包含藍綠藻關系的更為詳細的描述，按水質參數對有害藻華監測的重要性排列和說明如下[2][4]：
藻類色素
在HAB監測中，葉綠素、藻藍蛋白和藻紅蛋白是非常有用的。幾十年來，葉綠素一直被用來監測任何類型的藻類的生長。藻青蛋白是淡水系統中藍綠藻的一種更特異的指示物，而藻紅蛋白是海洋系統中藍綠藻的一種有用的指示物
注：HAB-有害藻華
硝酸鹽
YSI的HAB監測愛好者和其他人一樣，熱切期待EXO NitraLED傳感器的推出，因為對于HAB的促進與營養鹽污染高度相關。硝酸鹽是兩種關鍵營養鹽之其一，另一種是磷酸鹽，它對于健康水體中的藻類生長通常是有限的。在監測中加入NitraLED對于掌握淡水系統的富營養化是非常重要的。在海水系統中監測熒光溶解有機物(fDOM)會有幫助
注：
NitraLED- YSI推出的光學硝酸鹽原位監測傳感器，該傳感器適配于YSI EXO任意型號的主機平臺上。
fDOM - 熒光性有機物,下同
溶解氧
氧氣是光合作用的產物，在光合作用和呼吸作用的晝夜循環的平衡中，藻類分別會產生氧氣和消耗氧氣。與此同時，其他生物也在晝夜不停地消耗氧氣。在HAB生長的早期和高峰階段，由于白天的高光合活性，DO顯著增加。隨著藻華消退和死亡，藻類成為細菌和其他消耗氧氣的生物的食物，溶解氧水平會急劇下降
pH
與DO一樣，pH值對藻類生長有響應，通常隨藻類的生長而增加。和DO一樣，這部分是由于光合作用(在這種情況下消耗溶解的二氧化碳)和呼吸作用(產生二氧化碳)之間的平衡。二氧化碳溶解在水中的主要形式之一是碳酸(H2CO3)，顧名思義，它的pH值很低。它與其他碳形式保持平衡，特別是碳酸氫鹽(HCO3-)和碳酸鹽(CO3-)。隨著藻類消耗二氧化碳，越來越少的二氧化碳以碳酸的形式溶解在水中，pH值將會增加，終在嚴重時的HAB中可達到9或10
溫度
氣候變化導致季節變化或者存在熱污染，會使水體變暖，這將有利于大多數藍綠藻在淡水系統中的增殖從而形成有害藻華。在海水系統中，許多紅潮和褐潮的藻類形成也對特定的溫度范圍有偏好。雖然它影響藻類的生長，但是溫度不受藻類的影響，這與上面討論的色素、DO和pH參數不同。因此，作為HAB監測的一部分，監測溫度的主要目的是為了更好地了解什么溫度是的藻類爆發所中意的溫度
光合有效輻射PAR
PAR是指與表面光相比，通過擴散進入到水體中可被藻類吸收所利用的陽光量。了解PAR及它是如何隨時間、季節或處理措施的變化而變化將有助于管理HAB，尤其是與上述參數結合在一起
濁度
濁度會干擾光的穿透，從而會干擾藻類的監測。濁度也可以檢測徑流中帶來的泥沙羽流，有時它也指標著營養鹽的進入，同時濁度測量也是NitraLED硝酸鹽氮傳感器測量的需要
fDOM
熒光溶解有機物(fDOM)是水中有機物的一小部分。在某些環境中，導致水中有機物含量高的條件也可以促進藻類的生長
總結起來，完整的有害藻華監測可以考慮選擇的水質參數應包括：
有關有害藻華的測量和監測及完整的解決方案請聯系我們獲取，期待更多的客戶合作，解決更多的水資源問題。
參考文獻
[1] 楊敏，于建偉等 ，2021， 飲用水嗅味問題 來源與控制 Taste and Odor in Drinking Water-Causing Factors and Control Approaches. 北京，科學出版社
[2] Dr. Stephanie A. Smith | Jun 16, 2021.HAB Monitoring and Phycocyanin | Dispelling Three Myths www.ysi.com/blog
[3] YSI, a xylem brand, YSI EXO Operation Manual Version K, www.ysi.com
[4] 陳占倉，2021，HABs藻類監測及其手段
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