显微镜潜水预警赤潮污染

常常用于医疗检测的显微技术，目前正试水环境监测领域，其可实现湖库水生物污染的实时监测预警，助力保障饮水安全。

近日，广东省环境科学研究院联合暨南大学等高校和相关技术公司，召开数字激光全息显微技术与应用国际研讨会，探索数字激光全息显微技术在饮用水源水质监测预警方面的应用。有专家认为该项技术可望为水源生物污染防治提供全天候全方位的监测预警服务的新路径。目前，广东已有科研机构运用该技术对河源新丰江水库开展水质监测预警的试验。

●南方日报记者 谢庆裕 通讯员 陈惠陆

现场

潜水显微镜实时观测微生物

一个黑色的圆筒沉入水池底，水中的实时影像透过筒上的显微镜显示在旁边的电脑屏幕上，点击放大，清晰可见椭圆形的浮游生物正在缓缓蠕动。这是笔者在该研讨会上看到的一幕。

“与普通显微镜相比，激光全息显微技术没有任何镜头，其运用小孔成像的原理，避免了镜头污迹带来对成像质量影响。”广州博冠光电科技公司的光电技术专家介绍，数字全息显微镜是数字全息技术在显微领域的应用，也被称为全息显微术。与其他显微技术相比，数字全息显微镜并不直接记录被观测物体的图像，而是记录含有被观测物体波前信息的全息图。

目前，这一源自加拿大的国际领先技术已由国内某光电企业引入，并实现产业化。把该显微镜设备潜入水下，随着船移动，就可以实现快速移动中对水体的微粒和微生物进行实时原位观测，拍摄每秒16幅的图像，并可应对2米/秒的水流，观测距离可达水下数千米。

应用

可预警早期水华赤潮污染

与会专家介绍，江河湖泊的污染分为化学、物理、生物污染3种。其中水华、赤潮等水体富营养化的污染就属于藻类生物污染。

“我国水环境呈现流域性、区域性、污染物种类多样性等特点，传统监测方法难以满足现代水体污染现场快速实施监测预警的要求，同时还带来对环境的二次污染。”广东省环境监测中心教授级高工易雯表示，因为目前监测主要采用化学分析法和仪器分析法，监测过程中要使用大量的显色剂，掩蔽剂，氧化剂和萃取剂等，因此，寻求一种清洁、快速、便捷的监测技术方法尤为重要。而将数字激光全息显微技术应用在湖库性饮用水源的监测，对赤潮水华发生、发展、死亡的过程进行实时监测，将为湖库水生物污染早期预警、治理防范提供科学的技术支撑。

易雯认为，发挥多学科交叉和综合优势，研发集成生化、光电、传感器、网络和空间信息技术，建立集卫星遥感、近地面高光谱监测、地基激光雷达、全息显微与水质在线监测为一体的立体监控平台，实时监测分析相关指标，结合水动力学模型、藻类生长、输移和扩散模型，对赤潮、蓝藻水华的发生、爆发进行科学监测和预警。将为保障我省乃至全国富营养化湖泊的供水安全、海洋环境安全提供有力的技术支撑，提升海洋和湖泊水质安全保障应急技术水平和自主创新能力。

前景

填补领域空白但仍需提高适应性

“在保护好水方面，其中一项非常重要的工作就是做好水质监测预警。”广东省环境科学研究院罗育池博士介绍，我省已在北江流域基本建成水质安全预警监控体系，24小时监测流域内各种主要重金属在内的污染物，而在水质监测预警领域，尚未实现对水生物指标的实时自动监测。

罗育池介绍，近年来，我国水华、赤潮发生频率总体呈上升趋势，单靠物理、化学指标不能有效预警水华、赤潮等生态污染。

作为一种新型水生生物监测技术，全息显微技术，在水生物污染指标自动监测方面，能对水中的颗粒、藻类、浮游动物、原生动物、微生物等进行全息显微摄影、计数和分析，此外还能对水中生物进行游动分析、速度计算。这样，在水质监测预警中，就能综合物理化学和生物指标进行科学评价，为水环境管理提供更科学的依据。

罗育池介绍，今年8月，广东省环境科学研究院联合高校和相关技术公司，到河源新丰江水库开展水质监测预警新技术的研发活动，对传统显微和全息显微两种观察技术进行对比试验，发现全息显微与传统显微技术相比，在观察生物三维影像、研究生物运动轨迹以及研究生物的生理规律方面有显著的优势。

然而，相关专家也表示该项技术仍需进一步提高显微分辨率和抗干扰能力，例如对微米级以下物体的观测能力，提高应用于预警领域的适用性，提高技术设备的系统化程度。