کلروفیل a در آب

کلروفیل a در آب – کلروفیل به منزله یکی دیگر از پارامترهای زیستی مهم در بحث کیفیت آب، با ساختار شیمیایی پیچیده­‌ای در محیط آبی حضور دارد و با واحدهای μg/L و mg/m³ گزارش ‌می‌شود.

منبع طبیعی کلروفیل در محیط آبی رنگ‌دانه‌های طبیعیِ جلبک‌ها، سیانوباکتری‌ها و گیاهان است. این پارامتر همچنین فاقد اثرات سلامتی و بهداشتی است.

کلروفیل از مهم­ترین پارامترها در بحث کیفیت آب دریاچه‌ها به‌ویژه برای بررسی تغذیه‌گرایی دریاچه شناخته می‌شود؛ چرا که با اندازه‌گیری کلروفیل می‌توان به وجود یا عدم وجود تغذیه‌گرایی و شدت آن پی برد. به هر حال، بررسی غلظت کلروفیل در کنار غلظت عناصر مغذی مانند فسفر و به مقدار کمتری نیتروژن، اطلاعات ارزشمندی دربارۀ میزان تغذیه‌گرایی یک محیط آبی در اختیار می‌گذارد. افزایش غلظت این عنصر مغذی در آب، با افزایش رشد جلبک‌ها و گیاهان آبزی و به تبع آن کلروفیل و ایجاد مشکلات جدی برای محیط زیست آبی همراه است. بنابراین، می‌توان  از کلروفیل به منزلۀ یک شاخص غیر مستقیم برای بررسی غلظت مواد مغذی در محیط آبی استفاده کرد.

در دریاچه‌های بسیار مغذی، غالباً شکوفایی جلبکی رخ می‌دهد. این پدیده در نتیجۀ تجمع سطحی سیانوباکتری‌ها یا همان جلبک‌های سبز – آبی است. مثالی از این وضعیت زمانی است که جرم متراکمی از این جلبک‌ها بر روی سطح آب جمع می‌شود و با وزش باد روی سطح آب جابجا می‌شود، به سمت ساحل حرکت می‌کند و در آنجا تجمع می‌یابد که در ادامه، تجزیۀ این جلبک‌ها می‌تواند مشکلات بیشتری را به همراه داشته باشد. از سوی دیگر، الگوی تغییرات اکسیژن محلول تحت تأثیر این جلبک‌ها بسیار تغییر می‌کند. در شرایط هوای بسیار روشن و آفتابی در طول روز، شدت فتوسنتزی این جلبک‌ها به حداکثر مقدار خود می‌رسد که با مصرف دی‌اکسیدکربن و تولید و انحلال مقدار زیادی اکسیژن در محیط آبی همراه است. در این شرایط، گاهی غلظت اکسیژن محلول در محیط آبی به بیش از مقدار اشباع می‌رسد. از سوی دیگر، در شب هنگام فعالیت‌های فتوسنتزی متوقف می‌شود و تنفس به حداکثر می‌رسد. در این حالت جلبک‌ها اکسیژن محلول را با سرعت بسیار بالا مصرف می‌کنند و سبب افت شدید غلظت اکسیژن از حالت اشباع می‌شوند که می‌تواند مرگ‌ومیر بسیاری از گونه‌های حساس ماهی را در پی داشته باشد.

سیانوباکتری‌ها و سایر جلبک‌ها، به طور مستقیم و یا در اثر تجزیه، برخی ترکیبات آلی را وارد محیط آبی می‌کنند که می‌تواند به دو شکل سبب ایجاد مشکلات جدی شود. مشکل نخست این است که ترکیبات آزادشده توسط سیانوباکتری‌ها که اغلب بسیار سمی‌اند، وارد بدن موجودات محیط آبی می‌شوند. این مواد آزاد شده در برخی موارد چنان سمی و خطرناک‌اند که لازم است مردم از قدم زدن در ساحل و یا تماس با آب بازداشته شوند. مشکل دیگر در این باره، تأثیر حضور جلبک‌ها بر رنگ، بو و مزۀ آب است. این مسئله می‌تواند در مواردی که از آب برای مقاصد آشامیدنی استفاده می‌شود، بسیار جدی باشد. هنگامی که آب پیش از توزیع تحت فرایند کلرزنی قرار می‌گیرد، این تغییرِ بو و مزه شدت بیشتری می‌یابد. این مسئله گاهی به قدری جدی است که سبب می‌شود منبع آب بسته شود و به طور موقت از آن استفاده نشود.

هیچ استاندارد اجباری دربارۀ حد مجاز غلظت کلروفیل در آب تعریف نشده است. با این حال، سازمان جهانی توسعه و تعاون اقتصادی (OECD)[1] یک طبقه‌بندی  از وضعیت تغذیه‌گرایی آب‌ها براساس غلظت کلروفیل ارائه کرده است که در جدول 1 قابل مشاهده است.

جدول 1- طبقه‌بندی وضعیت تغذیه‌گرایی دریاچه‌ها براساس طبقه‌بندی OECD

روش اندازه‌گیری:

برای اندازه‌گیری کلروفیل از روش فیلتراسیون غشایی و در ادامه استخراج با حلال استفاده می‌شود. در نهایت محلول استخراج شده با دستگاه اسپکتروفوتومتر و روش رنگ‌سنجی تعیین غلظت می‌شود. روش آزمایش استاندارد SMWW 10200 H به شیوۀ اندازه‌گیری این پارامتر اختصاص دارد.

[1] Organisation for Economic Cooperation and Development

منبع: 

1- EPA, parameters of water quality. 2002

2-Biggs, B.J., “Eutrophication of streams and rivers: dissolved nutrient-chlorophyll relationships for benthic algae.” Journal of the North American Benthological Society, 2000. 19(1): p. 17-31.

3-Boyer, J.N. et al., “phytoplankton bloom status: Chlorophyll a biomass as an indicator of water quality condition in the southern estuaries of Florida, USA.” Ecological indicators, 2009. 9(6): p. S56-S67.

4-Doering, P.H., R.H. Chamberlain and K.M. Haunert, “Chlorophyll a and its use as an indicator of eutrophication in the Caloosahatchee Estuary, Florida.” Florida Scientist, 2006: p. 51-72.

5-Zang, C. et al., ‘Comparison of relationships between pH, dissolved oxygen and chlorophyll a for aquaculture and non-aquaculture waters.” Water, Air, & Soil Pollution, 2011. 219(1-4): p. 157-174.

6-Rice, E.W.B. et al., Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association. 2012.