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BallastWISE压载水检测系统


国际压载水公约要求国际运输中的所有船舶进行压载水管理。根据IMOD2和美国海岸警卫队标准,压载水排放量不得超过:每m3压载水中>50µm的活生物体不超过10个;每ml压载水中10-50µm的活生物体不超过10个。监测压载水以使其维持在排放标准内,需要可靠和快速的检测设备。快速检测压载水排放中的活生物体,以确保压载水处理系统的正常功能,并防止港口国控制造成不必要的延误。BallastWISE使用高分辨率、高灵敏度的摄像机,先进的图像分析算法,新一代发光二极管和功能强大的微型计算机。模拟当前备受推崇的手动荧光显微镜法,结合图像分析和基于生物体个体尺寸的大小分级的方法。

BallastWISE系统坚固便携,用于监测压载水排放或取水样本中10-50µm和>50µm大小级别的所有活生物体。不需要专业的实验室技能,只需加入待测水样,几分钟内就能得到结果,是港口国控制、船舶运营商以及希望监控压载水处理系统性能的压载水处理系统生产商的理想选择。



典型应用及优势

Application and advantages


压载水处理系统(BWTS)制造商
轮船公司
港口管理者
压载水监测机构


快速分析
坚固耐用的便携式设备
不需要特殊的实验室技能
无需添加化学试剂或制备样品
单独测量每个生物体的尺寸,以保证准确确定其大小
测量10-50µm和>50µm大小级别的所有活生物体,以及包含在10-50µm大小级别内的叶绿素生物体
便于观察:在分析过程中,可以通过摄像头在计算机上查看荧光和运动生物体
使用可更换和一次性的低成本腔室,避免污染和污垢堵塞



工作原理

Operating principle

BallastWISE检测方法(正在申请专利)基于对单个生物体的图像分析检测以及单个生物体中叶绿素荧光。考虑到大多数异养生物(不含叶绿素)都是具有活性的,将这两种方法结合起来,可以确保检测到大部分活生物体。此方法测试结果与人工计数结果一致。能够分析10-50µm和大于50µm范围内的活生物体样本,无需任何前处理或化学试剂添加。大多数合规性测试系统基于10-50µm大小级别的大量叶绿素测量,使用荧光灯检测藻类。这些方法只能检测压载水中的一小部分活生物体,对于合规性监测来说不够准确。忽略了藻类和大于50µm生物体以外的活性生物体。D2标准根据大小限制活生物体的数量。海洋微生物的大小分布表明,D2标准中未包含的1-10µm的微生物数量非常多,这使得准确确定微生物粒径至关重要。



DHI实验室检测报告

Test report


实验背景
用于测试的样本均包括来自单一养殖的活性浮游生物样本、天然海水样本或来自DHI测试设施的压载水样本。根据ETV协议,采用公认的方法对BallastWISE进行测试。DHI根据IMO G8指南和美国海岸警卫队标准进行分析,作为型式认证测试的一部分。

用CMFDA/FDA对10-50µm组分进行染色,当使用倒置荧光显微镜显示亮绿色荧光,有(或没有)红色自体荧光时,认为生物体是活的。此外,计数中还包括10-50µm大小的活性未染色生物体。使用标准运动和对刺激反应技术,计算> 50µm部分的活生物体。用平行于手动活菌计数的BallastWISE分析样品,重复3-5次,以确定每个样品的平均浓度。对于10-50µm组分,测定22.5-45.0 mL样品,而对于>50µm组分,计算0.73-1.2L样品,以测定生物体的平均浓度。所有样本在DHI实验室的经验工作人员采样后5小时内进行分析。


微生物测试结果
BallastWISE分析的大于50µm的活性游动生物体(Tigriopus californicus 和 Branchionus plicatilis))与显微镜下的人工计数显示出显著的相关性(r2=0.97,P<0.05,右图),并表明BallastWISE能够检测到大于50µm的极低浓度生物体。丹麦DHI陆上测试设施的淡水、半咸水和海水样本中有大量>50µm的生物体已通过BallastWISE进行了分析,发现BallastWISE和显微镜计数的结果非常一致(r2=0.92,P <0.05,n=53,如图)。用过滤海水在6种不同倍数稀释液中制备的Tetraselmis sp.培养物(细胞大小10-15µm)的平均计数(按重量计)。

BallastWISE获得的结果与显微镜下样本的CMFDA/FDA活菌计数具有良好的相关性(r=0.99,P<0.05,如图)。 丹麦DHI陆上测试设施的淡水、半咸水和海水样本中有大量>50µm的生物体已通过BallastWISE进行了分析,发现BallastWISE和显微镜计数的结果非常一致(r2=0.92,P<0.05,n=53,如图)。



用过滤海水在6种不同倍数稀释液中制备的Tetraselmis sp.培养物(细胞大小10-15µm)的平均计数(按重量计)。BallastWISE获得的结果与显微镜下样本的CMFDA/FDA活菌计数具有良好的相关性(r=0.99,P<0.05,如图)。 10-50µm组分中的天然生物混合样品也显示出BallastWISE测量值与CMFDA/FDA活菌计数之间的良好相关性(r2=0.99,P<0.05),如图。

然而,BallastWISE通常检测到的生物体比CMFDA/FDA计数发现的要多。两种方法之间的这种偏差是由藻类细胞引起的,这些细胞虽然存活和增殖,但没有被CMFDA/FDA染色,因此,它们没有在显微镜下计数。重复的定量测量之前已经证明,染色方法无法准确区分所有种类浮游植物的活细胞和死细胞。最近的研究表明,在24种不同的藻类中,只有33-42%的藻类在活性测试中给出了可接受的准确结果。 通过显微镜活细胞计数评估处理后的压载水样品,每ml活细胞数小于10是压载水排放标准要求的活生物体密度,压载水的结果准确反映了这一点,见表中的结果。




结论

Conclusion

测试结果表明,BallastWISE可以量化10-50µm和>50µm大小的浮游植物和浮游生物的活生物体。BallastWISE自动且快速,非常适合压载水合规性测试。