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1、ICS 13.020.40CCS Z10/39团体标准T/HEEPA 52023水体叶绿素a荧光光谱法现场监测技术规范Technical specifications for on-site monitoring of chlorophyll-afluorescence spectroscopy in water20230530 发布20230629 实施合肥市生态环境保护协会发 布T/HEEPA 52023I目次前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 基本原理.15 设备及装置.26 监测条件.27 现场监测步骤.28 质量保证和质量控制.3T/HEEPA 5202
2、3II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则给定的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司提出。本文件由合肥市生态环境保护协会归口。本文件起草单位：合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司、中国科学院合肥物质科学研究院、安徽省生态环境监测中心、国家家用电器产品质量监督检验中心(安徽)、皖江新兴产业技术发展中心、长三角G60科创走廊环境产业技术创新联盟、安徽环境科技集团股份有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、安徽省通源环境节能股份有限公司、安徽元
3、琛环保科技有限公司、安徽中科圣禹环境有限公司、劲旅环境科技股份有限公司、安徽环光科技有限公司。本文件主要起草人：刘洋，赵南京，殷高方，陈晋，刘华，戴庞达，张翔，秦飞虎，盛训超，李亚兰，董鸣，肖文兰，张强，马煜宁，路瑶，梁燕，徐青云，杨晶晶。T/HEEPA 520231水体叶绿素a荧光光谱法现场监测技术规范1范围本文件规定了水体叶绿素a荧光光谱法现场监测（以下简称“监测”）的术语和定义、基本原理、设备及装置、监测条件、现场监测步骤、质量保证和质量控制等。本文件适用于水体叶绿素a浓度的监测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该
4、日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 13966分析仪器术语GB/T 21805化学品 藻类生长抑制试验HJ 91.2地表水环境质量监测技术规范HJ 897水质 叶绿素a的测定 分光光度法3术语和定义GB/T 13966界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1浮游藻类planktonic algae水中浮游生活方式的藻类，易于在风和水流的作用下作被动运动，不包括细菌（蓝藻除外）和其他植物，淡水中常见浮游藻类主要包括蓝藻（Cyanophyta）、绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、甲藻（Pyr
5、rophyta）和隐藻（Cryptophyta）等门类。3.2叶绿素achlorophyll a叶绿素a分子式为C55H72MgN4O5，是一种估算浮游植物生物量的重要指标，评价水体富营养化水平和初级生产力情况的重要色素。3.3荧光fluorescence一个原子、分子或离子吸收一个光子接着又转变为总自旋量子数不变的基态时发生的电磁辐射。此电磁辐射的延续时间（余辉时间）与温度无关，一般小于10-8s。来源：GB/T 139662013,4.404基本原理采用荧光光谱技术，以活体藻类细胞受激发射出的荧光为探针测量叶绿素a浓度，利用荧光光谱的激发和发射光谱信息，结合荧光光谱解析方法，定量分析叶绿素
6、a浓度。T/HEEPA 5202325设备及装置5.1组成部分设备基本构成包含光源系统、进样清洗系统、激发光聚焦与滤光系统、荧光聚焦与滤光系统、控制电路系统及数据处理系统。5.2光源系统光源系统是由多波段 LED 矩阵构成，波段范围覆盖 400 nm 至 660 nm。5.3进样清洗系统进样清洗系统由系统动力泵提供动能，预设多路通道，执行系统流路水样置换、排样及纯水抽取清洗、抽取外部水样至检测室等流程。5.4激发光聚焦与滤光系统激发光聚焦与滤光系统由低通滤光片和透镜组成。激发光经过激发光聚焦与滤光系统汇聚于待测样品上，样品被激发后发射出荧光。5.5荧光聚焦与滤光系统荧光聚焦与滤光系统由带通滤光
7、片、透镜和光电传感器组成。样品受激发射的荧光经聚焦与滤光系统被相对主光路垂直角度的光电传感器探测，最终荧光信号被采集放大及信号数字化处理。5.6控制电路系统控制电路系统由电源模块、控制底板模块及核心处理器模块组成。控制电路系统具备LED阵列激发光源控制、荧光信号检测和荧光信号数据采集与存储的功能。5.7数据处理系统数据处理系统由工业电脑、应用程序软件及算法组成，探测到的荧光光谱数据经数据处理系统结合PARAFAC模型方法、激发荧光光谱以及多元线性回归算法完成光谱数据的处理分析，实现水体叶绿素a的定量分析。6监测条件6.1现场监测条件仪器设备应轻拿轻放、避免放置在振动、强气流、酸碱等腐蚀及强电磁
8、场的环境中；环境温度：0 40；环境湿度：085%RH；保持电源电压、频率稳定。6.2监测断面（点位）的选择监测断面（点位）的选择应具有代表性，监测结果能够全面反映监测区域叶绿素a浓度的整体情况。监测断面（点位）的确定应符合HJ 91.2的规定。7现场监测步骤7.1开机自检T/HEEPA 520233设备通电，开机运行软件，确认运转正常。执行系统自检流程。7.2参数设置按照测量样品对光谱信号强度和稳定性的要求，设置光源、进样冲洗时间、进水冲洗时间、PMT初始电压、蓝光初始光强、红光初始光强等参数。7.3标样定标及核查一般采用标准样品进行进样定标，根据光谱信号的强度对设备或装置进行强度校准，标准
9、样品的定值方法参考HJ 897。标准样品购买成品藻种，标准样品培养参考GB/T 21805。定标后，进行标样核查，核查结果在一定范围内即可。7.4光谱分析操作水体浮游藻门类叶绿素a活体荧光光谱设备或装置激发特定的光波段，籍由激发光源辐射待检测区域的水样，经荧光聚焦与滤光系统，获得待测水体藻门类荧光光强分布数据。7.5数据反演根据水体藻门类荧光光强分布，获取藻门类不同光波段的特征荧光光谱数据，利用各门类藻种单位浓度与荧光强度对应关系数据库，结合平行因子算法、最小二乘法等方法模型完成藻门类定性分析和定量分析，最终完成特征荧光光谱数据的反演。7.6 输出结果根据光谱信息识别出藻门类，再通过反演的数据得到各藻门类叶绿素a浓度。8质量保证和质量控制8.1空白实验每批样品应至少做一个全程序空白实验，其测定结果应低于方法检出限。8.2平行样测定每批样品应至少测定10%的平行双样，样品数量少于10个时，应至少测定一个平行双样，测定结果的相对偏差应20%。