[发明专利]用于蓝藻监测及蓝藻水华预警的浮标

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蓝藻监测及蓝藻水华预警的浮标，能够对湖泊、水库等水体中的光照、温度、溶解氧等物理参数指标、蓝藻生物量和总藻类生物量等参数指标进行监测，属水环境保护技术领域。

背景技术

富营养化的主要表现是水华的爆发。在中国的湖泊、水库等内陆水域中，蓝藻水华犹为常见。蓝藻水华造成水体生态破坏，影响景观；同时蓝藻水华通常由一些能够分泌藻毒素的有毒蓝藻的爆发引起，而藻毒素处理技术要求高，因此还会给富营养化水源地的给水处理造成极大的麻烦，影响供水安全，威胁居民的健康。但是蓝藻水华是可以预防的，在水华爆发前，采取一定的工程措施可以避免蓝藻水华的发生或者减轻其危害；或者通过预警向居民发出警告，从而减少不必要的危害。因而，蓝藻水华的预警是非常有意义的。

世界卫生组织(WHO)1999年发布的《水中的有毒蓝藻：公共卫生重要性及其监测和管理指南》中提出了蓝藻预警的框架，设置了3个警告水平，依据是水体中蓝藻的生物量，或者藻毒素的含量。在澳大利亚、韩国等国家和地区也提出了类似的标准。因此蓝藻生物量的监测对蓝藻水华的预警具有很重要的意义。

传统的浮游植物监测技术是通过采样——运输——实验室分析的流程得以完成，这种技术耗时、对分析员技术经验要求高、工作量大，而且不能实时地反映浮游植物的变化，加大水华预警的难度。授权公告号为CN 1139784C的发明专利提出了一种海洋赤潮及湖泊蓝绿藻遥测系统，主要由监测子站和遥测控制中心站构成，子站和中心站利用CDMA或者GSM手机通过公共无线通信网络进行信息交换和控制，从而对藻类进行直视性遥测，不受各种自然条件的影响和限制，实现高可靠性、高精度的直接遥测。该系统中监测子站由一台大于200万象素的CCD数字相机、一台CDMA或GSM手机、子站控制部分及水样自动采集清洗部分组成，通过数码照相的方式监测藻类。

根据WHO的预警框架，预警主要依据蓝藻的生物量，而通过数码照相的方式测定藻类的生物量存在一定的技术难度。荧光测定技术在区分蓝藻和其他藻类，以及蓝藻生物量测定方面有着较成熟的技术实践经验，而且荧光测定技术设备简单、操作简便、易于实现自动控制、精度高、成本低，有着较好的应用前景。

造成蓝藻水华的原因是很复杂的，蓝藻生物量的增加是重要表现；同时在蓝藻水华形成的过程中，整个藻类群落结构的演替和变化也是重要的特征因素，是重要的预警参数。水体的温度、光照条件、溶解氧等物理条件是重要的诱发因素。对以上这些因素进行监测，同时考虑藻类群落的变化以及水体物理条件的变化，将有助于提高蓝藻水华预警的准确度和精度。目前尚无一种简便成熟的装置可以直接进行蓝藻监测及蓝藻水华预警。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于蓝藻监测及蓝藻水华预警的浮标，可放置在湖泊、水库或者水源地，实时监测水体不同深度的蓝藻生物量及与蓝藻水华发生的相关数据，并可实时传输到监测系统中心，为蓝藻水华预警提供基本监测数据。

为实现上述目的，本发明设计的用于蓝藻监测及蓝藻水华预警的浮标由浮标载体、仪器舱、监测传感器集合体、通讯天线和太阳能电池板构成，浮标载体承托整个浮标漂浮于水面，仪器舱安装固定在浮标载体之上，仪器舱与浮标载体的连接处密封以防水防腐蚀，浮标载体的中心穿孔，监测传感器集合体的位置调节线穿过浮标载体的中心孔，将监测传感器集合体悬挂在浮标载体的正下方，监测传感器集合体的信号线经由浮标载体的中心孔与仪器舱连接，仪器舱的顶部安装通讯天线，仪器舱的外表面安装太阳能电池板。

所述仪器舱内部安装有电源、控制模块、信号接受/发送模块、数据记录器、马达和传感器位置调节器，电源的电源输入端与太阳能电池板相连接，电源的电源输出端与控制模块的电源输入端相连，控制模块的电源输出端分别与信号接受/发送模块、数据记录器、通讯天线和马达的电源端连接，控制模块的控制端通过信号线分别与数据记录器、信号接受/发送模块和电源的控制端连接，数据记录器的控制端与信号接受/发送模块的控制端通过信号线连接。马达直接与传感器位置调节器耦合，驱动其运转。监测传感器集合体的所有信号线经由浮标载体的中心孔与仪器舱中数据记录器的控制端连接。

监测传感器集合体由蓝藻荧光监测传感器、总藻类荧光监测传感器、温度传感器、溶解氧传感器和光合有效辐射照度传感器集合而成，位于水下，一方面通过穿过浮标载体中心的位置调节线与仪器舱内的传感器位置调节器相连，悬挂于浮标体中心正下方，另一方面通过监测传感器集合体信号线与仪器舱内的数据记录器控制端连接以传输监测数据。