МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНІ ВИМІРЮВАННЯ ПІГМЕНТНИХ ПАРАМЕТРІВ ФІТОПЛАНКТОНУ У ВОДНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

Abstract

Підвищення точності опосередкованих вимірювань пігментних параметрів фітопланктону у природних водних середовищах необхідно для задач екологічного моніторингу водних об’єктів, їх екотоксикологічного контролю, а також багатопараметричного контролю якості води.  Використовуючи методику математичного моделювання розсіювання світла у малокутовому наближенні у багатошарових неоднорідних середовищах, розв’язано пряму задачу визначення спектральних характеристик природних водних середовищ при зміні пігментних параметрів фітопланктону. У роботі досліджено процес опосередкованого вимірювання пігментних параметрів фітопланктону у водних середовищах мультиспектральним методом та отримано регресійні рівняння, що дозволяють визначити співвідношення між хлорофілом a та загальним хлорофілом, а також співвідношення між каротиноїдами та загальним хлорофілом.  Для цього використано процедуру множинної регресії з покроковим включенням незалежних змінних. Здійснено аналіз методичних та інструментальних похибок вимірювань пігментних параметрів фітопланктону у водних середовищах під час використання у мультиспектральному засобі екологічного вимірювального контролю у якості джерела випромінювання світлодіодів, лазерних діодів та монохроматора. Обрано оптимальні варіанти реалізації засобів мультиспектрального екологічного контролю пігментних параметрів фітопланктону водних середовищ в залежності від вартості їх реалізації та загальної похибки вимірювання. Під час вимірювання співвідношення між хлорофілом a та загальним хлорофілом фітопланктону у водному середовищі найменшу загальну похибку 0,381% отримано для 6-ти канального засобу мультиспектрального вимірювального контролю з шириною спектрального діапазону у кожному каналі 20 нм. Під час вимірювання співвідношення між каротиноїдами та загальним хлорофілом фітопланктону у водному середовищі оптимальним варіантом реалізації засобу мультиспектрального екологічного контролю обрано 5-ти канальний засіб з шириною спектрального діапазону у кожному каналі 20 нм, що дозволяє отримати загальну похибка вимірювань не більше 0,486%.