智慧环境 | 聚光科技“基于活体荧光藻分类的水华预警技术”获生态环境保护实用技术认证！

传统的水华监测预警系统只能进行生物总量或叶绿素a总量的监测和风险预警，但是对即将爆发的水华主要藻种究竟是蓝藻、绿藻还是硅藻、甲藻却很难进行准确预测，此前，在国内市面上更是还未出现成熟的产品。区别于传统产品所使用的的单波长检测技术，聚光科技采用多激发荧光光谱法对光谱算法进行了创新性的优化，在传统总量测定的基础上，实现了对藻类的精准分类检测，使得水华预警监测藻类成因的种类判定更加细致了。

为什么要区分形成水华的主要藻种呢？戴研究员介绍到，“虽然水华爆发均会对水体生态系统平衡造成极大的干扰和破坏，但是不同藻种之间对于生态平衡破坏以及对人体的健康威胁影响情况不一，评估风险程度和应对措施也需要进一步精细化；另外抑制不同藻类的水华形成，大原则上虽然都需要减少氮磷等营养元素的输入，但是不同藻类之间生长喜好也存在一定差异，例如铁、锰元素会对甲藻爆发起到催化诱导的作用，蓝藻在PH较高的环境中生长较为迅速等，利用这些藻类的生长喜好，可以针对性进行预防处理，达到事半功倍的效果。”

应用层面：“动静”结合布局更大更广范围的测定

这套水华监测系统设计中创新了“动静”结合式监测应用场景，“动”由无人船搭载藻分类、五参数等秒级出数仪表组成应急监测系统进行不定点的大范围移动巡视，“静”则由全太阳能浮船站在固定点位通过SIA系列产品+藻分类产品进行营养盐实时在线监测以及不同藻类分类测量。针对重点区域，可灵活扩大监测范围，丰富测量数据，更全面掌握水质实时变化情况，使分析、研判的结果更加准确。此外，“在线（浮船站）+应急（无人船）”的应用创新组合，还实现了“平战结合”的预警管理，在保证平时常态化监测的同时，还能在突发环境问题发生时，快速切入应急监测模式。

无论是技术层面还是应用层面，这套水华监测预警系统都已经实现了从无到有，从0走向1的创新突破之路，不但弥补了国外产品的缺陷，也填补了国内水华监测设备的空白。

• 由量到质：1向100的突破

实现低浓度叶绿素a的精准测定

在实际应用中，水华监测预警系统运行准确可靠最关键的点就在于叶绿素a测量的准确性与否。戴研究员指出，为了确保监测预警的精确度，这套系统在传统意义测准叶绿素a的基础上更是考虑了叶绿素a的生物性特征，加入了温度补偿算法使得叶绿素a的测量结果更加趋近于手工测量的结果，同时也更贴近实际情况。

“对于某些藻类，如硅藻，它的特征色素是类胡萝卜素、墨角藻黄素，叶绿素a含量相对较少，其单位浓度叶绿素a对应藻类的浓度相对较高，在硅藻水华爆发时，水体中叶绿素a的浓度测定结果相对仍是比较低的状态，在这种情况下，就需要对水体中较低浓度叶绿素a实现精准测量，才能准确分析和预测藻类的群落变化。藻类分类温度补偿技术，解决了目前市场同类产品采用单一温度补偿导致的测量精度不足的缺陷，叶绿素a浓度的精准监测，使得水华预测更加准确。”

“整套系统的监测设备，包含营养盐、风速、风向等都采用了国标法配置，确保了预警系统的整体准确度较高，预测误差控制在30%以内。” 戴研究院补充道：“当前这项技术主要应用于河流、湖泊的水质监测，助力客户实现水环境质量达标和水生态平衡的目标。”

 应用化与产业化

此次评选指标不仅关注对“技术”的创新突破，更是强调“成果转化”的实用性与应用化。

戴研究员介绍说，该套水华系统作为国内先进技术，当前落地应用情况也是较为理想的，目前和国内大型院校和研究院所都在合作中，并且实现了在部分地区环保局、水利局的试点应用，当前落地建设应用中的项目已有3-5个，均取得了不错的预警效果。“这些项目就是通过模型算法科学分析各监测点数据，总结历史规律，提前预测3-7天藻类变化、爆发的情况，并根据模型确定水华的主要因素，为客户提供具有针对性的本地化水华防控建议。”

 坚守与展望

今年11月五部印发《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》在水污染防治与水生态修复的重点任务水生态完整性保护修复技术中提出要着力研发湖泊藻类水华控制技术，而水华的监测预警这一步既是污染防治起始点也是收尾点，水华的污染防治实现“闭环”才是当下解决水华环境问题关键一步。