FastBallast压载水合规监测系统

长期以来，人们已经认识到压载水作为用于转移有害生物的载体。为解决物种入侵问题，国际海事组织成立了 “压载水管理公约，2004”成立，并在全世界采用。 公约规定压载水排放不得超过10 cells/mL，尺寸为10 – 50 µm。 因为这个尺寸范围主要为浮游植物，活性叶绿素荧光测定被广泛视为较为理想的监测方法。 FastBallast活性叶绿素荧光计提供船上合规性测试，而其他大多数系统只能提供指示性结果

Tab 1: FastBallast提供船上合规性测试

工作原理

FastBallast利用活性荧光测量方法，LED光直接照射样品腔，样品中的浮游植物会在光照射下进行光合作用，高灵敏度的探测器会检测仅发生于活体浮游植物重的光合作用的信号-可变荧光，可变荧光的量即可反应样品中浮游植物的状态。光合作用的强弱反映了所有浮游植物的生存状态，能够有效地反映浮游植物是否存活。FastBallast中的荧光测量方法是专门针对压载水监测设计的，用来监测排放出的压载水是否达标。

Chelsea technologies group开发的FastBallast采用多波长激发光，确保大小不同的浮游植物群体在光照下释放荧光，每个检测过程只需要几百个微秒，确保够在快速流动的通道内完成高频率监测。用高灵敏度的FastBallast快速压载水监测系统监测活体浮游植物的可变荧光，此方法能够满足IMO D2 和USCG排放标准（10-50 µm）。

细胞大小影响：

表2说明了不同大小和物种的细胞如何显著影响指示性试验的结果。对于T. punctigera（大硅藻），level 1（指示性）试验产生假阳性（FAIL结果应该是PASS）。 level 2（合规性）测试将样品正确评估为PASS。 用盐藻（小型绿藻），level 1试验表明细胞密度低于显微镜结果的25%。level 2测试更接近，为显微镜结果的85%。

图1显示了基于表2中2级监测的分布数据（可变荧光，Fv）。尽管两个样品Fv值相差不大，但是T. punctigera物种的Fv值范围明显比D.salina高出许多倍。这种差异是由样品的泊松分布引起的，同时也为FastBallast用于与细胞大小无关的2级测试方法提供了基础。

FastBallast VS 指示性监测

如果使用其他基于荧光方法的系统进行指示性监测 (level 1)，则必须提前假设每个细胞的荧光产量，而由于不同大小和种类的细胞发射的荧光变化非常大，结果会产生很大误差。FastBallast level 1（指示性）测试可为样品是否合规提供快速指示（2分钟内）。如果level 1测试产生的PASS / FAIL结果在IMO D2规范阈值的4% 和4000% 之间，则会自动触发level 2（合规性）测试。 FastBallast level 2测试结果与在岸上的分析测试一样准确，且具有高置信度。

压载水排放最终分析系统

FastBallast为IMO D2规范限制下的船上压载水监测提供了一个超敏感的解决方案。通过采用Single Turnover One Pulse检测方法实现高采样率，使FastBallast比常见的（Multiple Turnover）PAM方法更适合分析接近IMO D2阈值的低密度浮游植物细胞。当分析样品时，FastBallast首先启动1级指示性测试（level 1），耗时不到2分钟。如果产生明确的PASS/FAIL结果（即 PASS:小于IMO D2阈值的4%；FAIL：大于IMO D2阈值的4000%），则停止测试并报告结果。若初始监测结果在阈值的4%-4000% 范围内，FastBallast会自动进行2级测试（level 2），用时不到8分钟。

与其他需要大量样品的荧光方法相比，基于分布的FastBallast 2级测试不需要假设每个细胞的荧光量，在0-100 cells/mL范围内估算的细胞密度值与显微镜检测结果相比在允许误差范围内。

使用FastBallast的2级测试，不可能出现假阴性结果，也几乎不可能出现假阳性结果。为了允许潜在变化以符合法规，FastBallast还包含四个激发波长，为测量蓝藻提供更大的灵活性。