紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

 紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

摘要介紹紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，主要包括水體、沉積物及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)3部分，它可測(cè)定營(yíng)養(yǎng)鹽、葉綠素a、硫化物、氰化物和油類等多個(gè)指標(biāo)，在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮著極為重要的作用。

紫外可見(jiàn)分光光度法是各類分析方法中應(yīng)用較廣且易 于普及的一種分析方法。其測(cè)定限低、準(zhǔn)確度和精密度較高、 應(yīng)用廣泛．而且設(shè)備簡(jiǎn)單．操作簡(jiǎn)便、快速，儀器成本相對(duì)較 低，成為大部分分析實(shí)驗(yàn)室的基本常備儀器。國(guó)產(chǎn)分光光度 計(jì)主要有721、751及722型等。由于養(yǎng)殖水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽和 污染成分的含量一般都是極低的．對(duì)這些組分的分析屬于微 量分析和痕量分析，目前分光光度法是常用的分析方法。應(yīng) 用紫外可見(jiàn)分光光度法可測(cè)定漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境中的無(wú)機(jī)氮(硝 酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和氨 氮)、活性磷酸鹽、活性硅酸 鹽、硫化物、油類、揮發(fā)性酚 及葉綠素a等多個(gè)指標(biāo)，是 水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室不可缺少的 強(qiáng)有力的重要監(jiān)測(cè)工具。本 文主要介紹在漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè) 中應(yīng)用紫外可見(jiàn)分光光度法 對(duì)重要常見(jiàn)指標(biāo)的分析。

1 紫外可見(jiàn)分光光度法 在水體監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用
1．1 營(yíng)養(yǎng)鹽 此控制并監(jiān)測(cè)蝦塘氨氮濃度是防治蝦病的一項(xiàng)重要內(nèi)容嘲。 硅在養(yǎng)殖上與氮磷合稱為“3大營(yíng)養(yǎng)鹽”．是硅藻必需的 營(yíng)養(yǎng)元素，而硅藻又是水生生物的天然活餌料，由于水體中 大部分的活性硅酸鹽均能被硅藻吸收并利用，所以它可作為 水體中有效硅含量的定量指標(biāo)。 依據(jù)《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 116o7—89)及《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范 海水分析》(GB 17378．4—1998)要求，主要采用分光光度法測(cè) 定水體中多種形態(tài)的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽及活性硅酸鹽(見(jiàn)表1)。 表1 養(yǎng)殖水體氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽及活性硅酸鹽指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法及其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) }注：此規(guī)程由國(guó)家海洋局2002年4月發(fā)布。 水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化指的是水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素富集，某些 特征性藻類(主要為藍(lán)藻、綠藻)異常增殖，使水質(zhì)惡化的過(guò) 程【l】。當(dāng)水質(zhì)呈富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)時(shí)，水面藻類密度加大．水體透明 度下降。溶解氧降低，水溫升高。這時(shí)魚(yú)蝦等養(yǎng)殖品種就容 易發(fā)病，甚至死亡。 氮和磷是形成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素，也是水體富營(yíng) 養(yǎng)化評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的重要指標(biāo)。例如，當(dāng)赤潮發(fā)生時(shí)，磷酸態(tài)的 磷被爆發(fā)的赤潮藻類大量吸收，水體會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)低磷現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象可作為赤潮預(yù)報(bào)的重要依據(jù)。又如，當(dāng)蝦塘養(yǎng)殖水 中非離子態(tài)氨(毒氨)濃度超過(guò)0．Olmg／L時(shí)嘲，中國(guó)對(duì)蝦體內(nèi) 與抗病力有關(guān)的酶活力下降，導(dǎo)致對(duì)蝦的發(fā)病機(jī)率增加，因 1．2 硫化物、氰化物及油類等污染指標(biāo)
1．2．1 硫化物、氰化物及油類等污染指標(biāo)對(duì)漁業(yè)環(huán)境的危害
(1)硫化物。水體中的硫化物主要來(lái)自底質(zhì)中的大量有 機(jī)物。在厭氧條件下．硫酸還原菌大量繁殖，會(huì)把水中和底質(zhì) 中的硫酸鹽還原或含硫有機(jī)物分解成硫化氫。硫化氫毒性很 大，它能夠與血紅蛋白結(jié)合生成硫血紅蛋白．降低生物體血 液攜氧能力，同時(shí)硫化氫對(duì)魚(yú)鰓也具有刺激和腐蝕作用，會(huì) 引起魚(yú)類呼吸困難，甚至窒息死亡。而且硫化氫在水中的濃 度受pH影響較大，當(dāng)水體呈酸性時(shí)硫化氫濃度則較高。因 此。在水質(zhì)評(píng)價(jià)中硫化氫是水體污染的重要指標(biāo)。 亮度計(jì)| 溫度記錄儀| 溫濕度記錄儀| 光功率計(jì)| 粒子計(jì)數(shù)器| 粉塵計(jì)|
(2)油類。水體受油類污染后，除自身分解需消耗大量溶 解氧外．油膜覆蓋水面還會(huì)隔絕水面與空氣進(jìn)行交換，導(dǎo)致 生物體因水體缺氧致死。而且大量油污附于魚(yú)鰓、體表和鰭 條上會(huì)影響魚(yú)體的呼吸和運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起鰓部發(fā)炎和呼吸障 礙死亡。水生生物尤其是魚(yú)貝類等吸收或吸附油類還會(huì)產(chǎn)生 “油臭”，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)重大影響。因此，油污染在水質(zhì) 評(píng)價(jià)中被作為主要指標(biāo)之一。
(3)酚類化合物。酚類化合物是一種細(xì)胞原漿質(zhì)毒物，低 濃度能使蛋白變性，影響魚(yú)類洄游繁殖；高濃度能使蛋白沉 淀，可引起魚(yú)類死亡，對(duì)于各種細(xì)胞具有直接毒害作用。而且 酚的水溶液易被皮膚吸收，對(duì)水生動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有刺 激和破壞作用，會(huì)造成魚(yú)肝、腎損害，對(duì)魚(yú)的表皮和黏膜也具 有腐蝕作用，會(huì)嚴(yán)重影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 (4)氰化物與氟化物。氰化物是一類具有劇毒的化合物， 其毒性主要是由于其水解生成的氰化氫分子造成的。它對(duì)水 生生物有很大毒性，對(duì)魚(yú)類有劇毒。氟化物可抑制多種酶．氟 化物中的氟化氫溶于水形成氫氟酸，具有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒 性。它可與水中某些離子形成不溶性的氟鹽，不能被魚(yú)鰓吸 收而沉積于鰓部，造成潰爛。
1．2．2 硫化物、氰化物及油類等污染指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法 依據(jù)《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范海水分析》要求， 主要采用分光光度法測(cè)定養(yǎng)殖水體中的硫化物、氰化物等污 染指標(biāo)(見(jiàn)表2)。

3 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用一葉綠素a的測(cè)定 測(cè)定水體中浮游植物總量最常用的化學(xué)方法是應(yīng)用分 光光度法測(cè)定葉綠索(通常測(cè)葉綠素a)。由于葉綠素a在一 切浮游藻類里大約占有機(jī)物干重的1～2％c4]，因此，它是估算 藻類生物量的一個(gè)良好指標(biāo)。通過(guò)測(cè)定浮游植物葉綠素，可 掌握水體的初級(jí)生產(chǎn)力情況。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，可將葉綠素a 含量作為湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)之一。 通常采用洛倫森Lorenzen)的單色分光光度法測(cè)定葉綠 素a，此方法的操作規(guī)程可分為5步驟：采樣一抽濾一提 取一離心一光密度測(cè)定啊。該方法具有測(cè)定快速、操作簡(jiǎn)便等 特點(diǎn)。海水中葉綠素a的測(cè)定方法則參照《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范近 海污染生態(tài)調(diào)查和生物監(jiān)測(cè)》(GB 17378．7—1998)，也是采用 分光光度法進(jìn)行測(cè)定 水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室即使在沒(méi)有條件研究浮游藻類生物量 的情況下，也可采用分光光度法測(cè)定葉綠素a，通過(guò)測(cè)定葉 綠素a，間接反映出水體的富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。由于葉綠素a可以 表征浮游藻類生物量的相對(duì)大小。研究表明，葉綠素a乘以 一個(gè)系數(shù)與植物總生物量相關(guān)，同時(shí)．也可以作為與光合作 用速率測(cè)量有關(guān)的同化作用的指標(biāo)[63。因此，采用分光光度法 測(cè)定葉綠素a操作快速簡(jiǎn)便，在水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室易于普及。

4 結(jié)語(yǔ) 表2 養(yǎng)殖水體中硫化物 氰化物等污染指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法及其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)甚 ， 監(jiān)鍘． 方 法 執(zhí)行標(biāo)一準(zhǔn) 硫化物 亞甲基藍(lán)分光光度法 GB 173784．．|998；GI|，r t6489-1,996 揮發(fā) 壁_蟄， 艇安謄比棘努光 法 GB 17378．4-1998。 毪lB 的增7§ 。 油類 正 艟蘩弊分光憲度法 露國(guó)1737 l蜘 、 氰化物 異煙馥 南務(wù)光先丑 l嘧{lcB 17378．4-1998，GB 7486-87，GB 7487-87 氟化物 }，I鼉務(wù)光黨度瑩 ： 。。 GB 7483-87 。
2 紫外可見(jiàn)分光光度法在沉積物監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用 水體底部表層沉積物質(zhì)也就是底質(zhì)．它能較清晰地反映 出水體污染的現(xiàn)狀和歷史過(guò)程。有些污染物在水中濃度很 低，不易檢出，由于它們能被水中懸浮物吸附而沉入底泥，得 到富集后濃度會(huì)有所提高。因此，底質(zhì)對(duì)于評(píng)價(jià)水體污染的 程度和預(yù)測(cè)污染發(fā)展的趨勢(shì)有著重要意義，是漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè) 的重要組成部分。 紫外可見(jiàn)分光光度法在沉積物監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用主要在分 析沉積物中的總氮、總磷、硫化物和油類等4個(gè)指標(biāo)。依據(jù) 《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范沉積物分析》(GB 17378．5—1998)要求，主要采用分光光度法測(cè)定沉積物中的 硫化物(GB 17378．5—1998亞甲基藍(lán)分光光度法)和油類(GB 17378．5—1998正己烷紫外分光光度法)。沉積物中總氮和總 磷的監(jiān)測(cè)方法則參照《海水增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》中的附 錄D和附錄E。分別采用次溴酸鹽氧化法和Livingstone— boykin法。 ∞}7，No。3。
目前紫外可見(jiàn)分光光度法在漁業(yè)環(huán)境中 主要應(yīng)用于監(jiān)測(cè)水體、沉積物及生態(tài)環(huán)境等3 部分，它除了可以分析上述檢測(cè)項(xiàng)目外，還可應(yīng) 用于某些金屬離子的檢測(cè)，如鋅、鉛、鎘、砷及 汞等。因此紫外可見(jiàn)分光光度法成為漁業(yè)環(huán)境 監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最廣泛的分析手段之一，在漁業(yè)環(huán) 境監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮著極為重要的作用。 不過(guò)在應(yīng)用紫外可見(jiàn)分光光度法時(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意 如樣品含干擾物，應(yīng)作適當(dāng)?shù)那疤幚�，以清除�?duì)測(cè)定的影響。 同時(shí)，還應(yīng)注意試劑及實(shí)驗(yàn)用水的純度、顯色劑的用量、溶液 的酸度、顯色溫度及顯色時(shí)間等。