Fluorescence as a Surrogate for the Release of Intracellular Material From Cyanobacteria

Abstract

Water treatment plants that apply preoxidation before physical cell removal can compromise cyanobacterial cell integrity and cause the release of intracellular organic matter (IOM) containing toxic or odorous metabolites. In this study, fluorescence was evaluated as a surrogate for IOM released from cyanobacterial cells following oxidation with ozone, chlorine, chlorine dioxide, or monochloramine. Oxidation of 200,000 cells/mL of Microcystis aeruginosa led to a significant increase in both the fluorescence index (FI) and the fluorescent dissolved organic matter (FDOM) intensity (excitation wavelength, 370 nm; emission wavelength, 460 nm). FI and FDOM proved impractical for detecting weakly fluorescing IOM released from Oscillatoria sp. and Lyngbya sp., indicating that the viability of fluorescence monitoring is cyanobacteria‐specific. For strongly fluorescing IOM, FI and FDOM can serve as qualitative surrogates for the concomitant release of metabolites. Elevated FI and FDOM were not sensitive to the concentration of microcystin‐LR but can provide an early warning that a utility's source water is at risk for metabolite release and accumulation.

Fluorescence spectroscopic characterisation of algal organic matter: towards improvedin situfluorometer development

“…An in-situ fluorometer that measures AOM, as well as pigment fluorescence, could assist in the rapid assessment of water quality during and after algal blooms (31,35,43). Recent commercialisations of fluorometers that can measure fluorescence at shorter excitation wavelengths (around 370 nm) have enabled the monitoring of microbial fluorescence in-situ (44,45). Consequently, it is possible to obtain real-time information on AOM resulting from algal and cyanobacterial blooms.…”

Μελέτη Της Οργανικής Ύλης Και Των Σχηματιζόμενων Παραπροϊόντων Οζονισμού Και Χλωρίωσης Κατά Την Επεξεργασία Επιφανειακών Νερών

“…Η εφαρμογή διαφορετικών δόσεων όζοντος στην ΙΟΜ των δυο στελεχών είχε ως αποτέλεσμα την ελάττωση της έντασης φθορισμού στην περιοχή ~290 nm περίπου κατά 63% και για τα δυο στελέχη μετά από δόση όζοντος 4 mgO 3 /L (Σχήμα 9.9α,γ). Παρόμοια αποτελέσματα ανέφεραν και οι Korak et al (2015), οι οποίοι παρατήρησαν μείωση της έντασης φθορισμού της κορυφής στα 280-300 nm έως και 90% κατά τον οζονισμό. Η κορυφή στα ~240 nm εμφανίζει την ίδια μεταβολή για τη δόση του όζοντος και το χρόνο επαφής και για τα δύο στελέχη κυανοβακτηρίων, καθώς η έντασή της ελαττώνεται σταδιακά τόσο με αυξανόμενες δόσεις όζοντος μέχρι τα 4 mgO 3 /L, όσο και με αυξανόμενους χρόνους επαφής μέχρι τα 20 min.…”

“…Η μελέτη του φθορισμού της ΙΟΜ είναι σημαντική, καθώς μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο για τη παρακολούθηση απελευθέρωσης μεταβολιτών κυανοβακτηρίων στο περιβάλλον τους (Korak et al, 2015). Τα φάσματα φθορισμού της ΙΟΜ διορθώθηκαν ως προς το θρεπτικό υλικό.…”