CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG QUAN TRẮC TẢO

www.reecotech.com.vn

CÔNG NGHÊ VA PHƯƠNG PHAP MƠI

TRONG QUAN TRĂC TAO VA ĐÔC

CHÂT MÔI TRƯƠNG NƯƠC

6/2014

Trình bày: ThS. Trần Minh Hải

Công ty Khoa học và Kỹ thuật REECO

1. Quan trắc, phân tích tảo

Sự cần thiết của công tác quan trắc tảo

Phương pháp, công nghệ đo phổ huỳnh quang diệp lục tố

Thiết bị quan trắc, đo đạc tảo tại hiện trường

Phân tích tảo trong PTN và quan trắc liên tục tại trạm

Thiết bị đánh giá, kiểm soát chất lượng nước dằn tàu

2. Quan trắc sinh học phát hiện kịp thời các sự cố nhiễm độc

Sự cần thiết của công tác quan trắc độc chất

Phương pháp, công nghệ quan trắc sinh học độc chất

Thiết bị quan trắc độc chất

NÔI DUNG

www.reecotech.com.vn 2

Sự cần thiết của công tác quan trắc tảo www.reecotech.com.vn 3

- Tảo là một trong các thông số quan

trọng phản ánh sức khỏe của hệ

sinh thái môi trường nước.

- Quan trắc mật độ và sự phát triển

của tảo qua thông số quan trắc

Chlorophyll.

- Quan trắc tảo, sinh vật phù du là

thông số được đề cập trong các

thông tư số 29/2011/TT-BTNMT

và 31/2011/TT-BTNMT của Bộ

TNMT.

- Giám sát và quản lý tảo độc, sự nở

hoa của tảo có vai trò hết sức quan

trọng trong ngành công nghiệp

nuôi và đánh bắt các thuỷ, hải sản.

- Các loài tảo, phiêu sinh vật ngoại

lai được vận chuyển và xâm nhập

vào môi trường mới thông qua hoạt

động chở nước dằn của các tàu

hoạt động trên biển và đại dương là

mối đe doạ vô cùng lớn đối với hệ

sinh thái và môi trường. Việc đánh

giá, kiểm soát các loại tảo trong

nước dằn tàu là hết sức quan trọng,

đặc biệt khi Công ước quốc tế về

quản lý nước dằn và cặn lắng nước

dằn (BWM) chuẩn bị hội tụ đủ các

điều kiện có hiệu lực.

1. Quan trắc, phân tích tảo

kf

kp

kt

Io

photosystem chemical

reaction

==> glucose

peripheral

antenna

fluorescence (685 nm)

about 1 % of all energy

thermal loss

light

e.g. chlorophyll-a/b

Quang hợp và huỳnh quang

diệp lục tố

Phương pháp, công nghệ đo phổ huỳnh quang diệp lục tố www.reecotech.com.vn 4

Nhóm phổ của tảo phù du

Chlorophyll a/b- Xanthophyll

Chlorophyll a/c-

Phycobiliprotein

Phycobilisomes

(Phycoerythrin)

Chlorophyll a/c-

Xanthophyll

Phycobilisomes (Phycocyanin)

Chlorophyta Cryptophyta Rhodophyta

Heterokonto-

phyta

Haptophyta

Dinophyta

Cyanophyta

Glaucophyta

Green Mixed Red Brown Blue Spectral

Group

Peripheral

Antenna

Division

Các sắc tố tảo và mối quan hệ của chúng trong việc phân loại nhóm tảo


Cách thức nhận dạng

Phổ chuẩn hóa:

căn cứ nhận dạng

và xác định các

nhóm tảo và loại

trừ chất vàng.


Thiết bị quan trắc, đo đạc tảo tại hiện trường

n FluoroProbe (+ BenthoKit)

n AlgaeTorch

n BenthoTorch

Thiết bị quan trắc, đo đạc tảo tại hiện trường www.reecotech.com.vn 7

n Đo hàm lượng chlorophyll

n Xác định nhóm tảo

n Đo chất vàng

n Giai đo: 0-200 µg chl-a/l

n Độ phân giải 0.01 µg chl-a/l

n Bảng mô tả dữ liệu thời gian

thực theo độ sâu quan trắc.

Thiết bị phân tích tảo hiện trường (in situ)

FluoroProbe

n Độ sâu quan trắc tối đa: 0 - 100 m; 0 - 300 m; 0 - 1000 m


PC

Microcontroller

Photomultiplier

LED Excitation

Array

Pressure sensor

Shield

Algae

Fluorescence

emission

Cấu tạo của thiết bị FluoroProbe




n Giai đo: 0-3 µg chl-a/cm2

n Độ phân giải: 0.1 µg chl-a/cm2

n Nhóm tảo khảo sát tối đa: 3 (green

algae, cyanobacteria và diatoms)

Bộ Kit đo tảo tầng đáy: Các adapter để đo

ở mặt đáy trầm

tích hoặc đá.

Bộ Kit đo mẫu dùng cho PTN


Phần mềm đo đạc, phân tích của FluoroProbe


n Quan trắc tảo lam (cyanobacteria).

n Đo tổng lượng chlorophyll.


n Độ phân giải: 0.1 µg chl-a/l

n Đo độ đục

n Hiệu chỉnh, bù trừ độ đục.

n Tích hợp sensor GPS để xác định vị

trí quan trắc.

n Lưu trữ 1000 bộ dữ liệu và chức

năng chuyển qua máy tính.

Thiết bị cầm tay, phân tích nhanh tảo trong nước ao hồ!

AlgaeTorch




n Giai đo: 0-15 µg chl-a/cm2

n Độ phân giải: 0.1 µg chl-a/cm2

n Nhóm tảo khảo sát tối đa: 3

(green algae, cyanobacteria và

diatoms)

n Tích hợp sensor GPS để xác định

vị trí quan trắc.

Thiết bị quan trắc tảo tầng đáy cầm tay

BenthoTorch


Thiết bị Phân tích tảo trong PTN và quan trắc liên tục tại trạm

n AlgaeLabAnalyser

n AlgaeOnlineAnalyser

n AlgaeGuard

Phân tích tảo trong PTN và quan trắc liên tục tại trạm www.reecotech.com.vn 14



n Độ hoạt động của tảo


n Sử dụng pin sạc 12V khi đi

hiện trường.

Thiết bị dùng cho PTN và mang đi hiện trường!

AlgaeLabAnalyser


Đo hàm lượng chlorophyll

Xác định nhóm tảo

Hiệu chỉnh chất vàng

Độ hoạt động của tảo

Đo độ truyền qua, bù trừ độ đục

Giai đo: 0-200 µg chl-a/l

Độ phân giải: 0.01 μg chl-a/l

Chức năng làm sạch buồng mẫu tự động

AlgaeOnlineAnalyser & AlgaeGuard

Thiết bị dùng cho cả PTN, trạm QT


Phần mềm đo đạc, phân tích tảo online


Thiết bị đánh giá, kiểm soát tảo trong nước dằn tàu

Thiết bị đánh giá, kiểm soát tảo trong nước dằn tàu www.reecotech.com.vn 18

Thiết bị đo, phát hiện tảo bằng

phương pháp PAM cải tiến

(Modified Pulse Amplitude

Modulation Fluorometry) cho độ

nhạy cao nhất hiện nay: 1 tế bào

sống/mL, cao gấp 10 lần độ nhạy

theo yêu cầu của công ước IMO,

và cao gấp 100 lần độ nhạy của

các thiết bị cùng loại của các đối

thủ cạnh tranh khác.

../../Products/BBE Moldaenke/bbe Films/10Cells - indicative ballast water test, bbe Moldaenke.mp4

2. Quan trắc sinh học phát hiện kịp thời các sự cố nhiễm độc

Vì sao dùng quan trắc trên sinh vật (Biomonitors)?

Đó là cách tốt nhất để phát hiện kịp thời các sự cố nhiễm độc!!!

Sự cố tràn dầu, các sản phẩm CN từ thùng chứa, đường ống hoặc

phương tiện vận chuyển ra môi trường Cần phát hiện độc chất

nhanh, trên dòng (online).

Thuốc trừ sâu, loài gây hại phát tán từ hoạt động nông nghiệp.

Nguồn lây bệnh (mầm bệnh).

Độc tố thần kinh (neurotoxins), các độc tố gây tổn thương gan

(hepatotoxins) phát xuất từ hiện tượng tảo nở hoa.

Bảo vệ an ninh quốc gia trước các sự cố như tấn công khủng bố, cố

tình phát tán độc chất (các độc chất có thể là chưa từng được biết đến).

Sự cần thiết của công tác quan trắc độc chất www.reecotech.com.vn 19

Các lĩnh vực cần trang bị TB quan trắc trên sinh vật

Các địa điểm lấy nước cấp cho các nhà máy xử lý nước;

Các đơn vị cấp nước sinh hoạt cho dân chúng;

Quan trắc, bảo vệ môi trường sống, nuôi trồng thủy hải sản;

Bảo vệ, ngăn chặn tấn công phá hoại, khủng bố;

Công nghiệp sản xuất thực phẩm, nước giải khát;

Công nghiệp hóa chất (khai khoáng, khai thác dầu khí);

Nghiên cứu khoa học (vd: ảnh hưởng của các độc chất lên

cá/sinh vật).

Sự cần thiết của công tác quan trắc độc chất www.reecotech.com.vn 20

Rận nước (daphnids)

Tảo (algae)

Vi khuẩn phát quang

(luminescent bacteria)

Con trai (mussels)

Cá (fish)

Sinh vật dùng trong các thiết bị quan trắc độc chất.

Phương pháp, công nghệ quan trắc sinh học độc chất www.reecotech.com.vn 21

Bản đồ các trạm quan trắc độc chất

đã lắp đặt tại Đức, và Hà lan. Quan

trắc ở các sông chính như Rhine, Elbe,

Danube,…và các phụ lưu.

Ở Việt Nam, 02 thiết bị là Máy

quan trắc độc chất bằng Dapnia và

Máy quan trắc độc chất bằng Tảo

đang vận hành, phục vụ hiệu quả

cho công tác nghiên cứu và quan

trắc của Viện Môi trường & Tài

nguyên, ĐHQG-HCM.

Người tham khảo:

TS. Đào Thanh Sơn, Phó trưởng

PTN Độc học Môi trường.

Email: [email protected] 29 trạm, với 49 máy QT được lắp đặt.

Oct, 2011


mailto:[email protected]





River Bille

Fischerhof Station, Hamburg

Zürich Measuring Station

Hình ảnh trạm quan trắc online:


DaphTox II, TB quan trắc độc chất bằng Daphnia

Phát hiện nhanh và nhạy (ppb) độc chất trong

nước.

Hệ thống video giám sát, phân tích hành vi

bơi.

Hệ thống đánh giá và phát cảnh báo tự động.

Vận hành liên tục.

Bộ phận khử khí và lọc siêu âm tự làm sạch

giúp giảm thời gian, chi phí bảo trì.

Hệ thống gồm 01 hoặc 02 buồng đo.

Bộ phận cho Daphnia ăn tự động (dung dịch

tảo).

Thiết bị quan trắc độc chất bằng rận nước Daphnia www.reecotech.com.vn 24

Sơ đồ thiết bị DaphTox II

drainage outlet

outlet of ultrasonic filter

inlet of ultrasonic filter

ultrasonic filter unit

USB

feeding syringe

chamber 1

chamber 2 (option)

degassing and temperature control

pump

degassing pump channel 3.2x1.6mm

chamber 2 pump channel 1.6x1.6mm (option)

chamber 1 pump channel 1.6x1.6mm


Phần mềm

điều khiển,

phân tích.


Cấu thành chỉ số độc


Hiển thị cài đặt thông số


Thiết bị DaphTox II phát cảnh báo khi mẫu nước chứa10 µg/l sarin trong thời gian < 25 phút!


Substance

Dose:

µg / l water

Indicating a

toxic

reaction:

Sarin (GB) 100

Allowable: 50

0.02 mg/individual 25

10 25 min

Soman (GD) 64 22 min

0.02 mg/individual 32 69 min

6,4 80 min

Tabun (GA) 141 18 min


35,5 55 min

Cyclosarin (GF) 240 15 min


60 34 min

Thiết bị quan trắc bằng Daphnia

có khả năng phát hiện được các độc

chất ở nồng độ rất nhỏ.

Thiết bị cực nhạy với các độc

chất gây loạn thần kinh như:

Sarine, Tabune, Soman và

Cyclosarine

Rận nước (Daphnia) có thể cho

phản ứng nhận biết với mức nồng

độ độc chất thấp hơn mức cho

phép.


Đo sự ức chế quang hợp của tảo

(Độ hoạt động của tảo).

Đo huỳnh quang trực tiếp.

Chuẩn hóa bằng tảo lục Chlroella

phổ biến.

Bộ nuôi tảo gắn liền máy chính.

Làm sạch tự động.

TB quan trắc độc chất bằng Tảo

Thiết bị quan trắc độc chất bằng tảo www.reecotech.com.vn 31

f0, fm: Phát xạ fluorescence tối thiểu

và tối đa trong điều kiện thích nghi

tối (dark-adapted).

%*100fm

fofmGenty

Phương pháp đo thông số Genty, xác

định độ hoạt động của tảo

Sự hiện diện của độc chất sẽ ức chế quang hợp của tảo:

f0 tăng mạnh

fm tăng yếu hơn

fv giảm

Hệ số Genty (hiệu suất lượng tử tối đa) sẽ giảm.


Xác định đáp

ứng sinh lý đối

với mẫu nước.

Đo nồng độ

chlorophyll.

Xác định các

nhóm tảo.

Đồ thị cho thấy ức chế của tảo với mẫu chứa 10 µg/l diuoron (đường nét liên phía trên)

Phần mềm QT

Tảo


Hệ thống video giám sát, phân tích hành vi

bơi của cá để phát hiện, ghi nhận và đưa ra

các đáp ứng nhanh chóng với nước chứa

độc chất. Thiết bị có thể được dùng để

quan trắc dài hạn và đánh giá “chiến lược”

chất lượng nguồn nước.

TB Quan trắc độc chất bằng cá

Thiết bị quan trắc độc chất bằng cá www.reecotech.com.vn 34

Khảo sát, đánh giá chất lượng:

+ Nước cấp sinh hoạt

+ Nước mặt

+ Sông, ao, hồ chứa, đập.

Độ nhạy trung bình – cao

(ppm – ppb) với:

Thuốc diệt loài gây hại

Độc tố thần kinh

Độc tố hô hấp

Thời gian bảo dưỡng yêu cầu:

1 giờ/tuần


www.pesticideinfo.org/List_EcoChemSpecies.jsp?Taxa_Group='Fish'


TB quan trắc độc chất bằng Daphnia có độ nhạy cao, phát cảnh

báo tin cậy, nhanh chóng với các độc chất như thuốc trừ sâu, diệt côn

trùng, chất ức chế thần kinh, hô hấp và kim loại nặng. Daphnia

magna là một trong những sinh vật phản ứng nhạy nhất với độc chất

trên toàn cầu.

TB Quan trắc độc chất bằng tảo cảnh báo sự hiện diện của các độc

chất diệt thực vật, hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, PCBs.

Thiết bị đặc biệt thích hợp trong các vùng sản xuất nông nghiệp.

TB Quan trắc độc chất bằng cá nhạy với các độc chất diệt loài gây

hại, chất ức chế thần kinh, hô hấp. Thiết bị có thể được dùng để quan

trắc dài hạn và đánh giá “chiến lược” chất lượng nguồn nước.

Đều có chức năng điều khiển và truyền tính hiệu cảnh báo từ xa.

Nhận xét chung

Thiết bị quan trắc độc chất www.reecotech.com.vn 37

3. SƠ NÉT VỀ LĨNH VỰC KD CỦA CÔNG TY KH&KT REECO

Công ty KH&KT REECO www.reecotech.com.vn 38

Thermo

imaging

instruments for

clinical

applications.

http://www.euromex.com/gb/

www.reecotech.com.vn 39

Thông tin liên hệ:

Công ty TNHH Khoa học và Kỹ thuật REECO

Đ/c: 46/41/37 đường Vườn Chuối, P. 4, Q. 3, TP. Hồ Chí Minh

ĐT: 0903166704 Email: [email protected]

Website: www.reecotech.com.vn

Chân thành cảm ơn Quý vị đã lắng nghe!

www.reecotech.com.vn

Documents

CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG QUAN TRẮC TẢO