利用光合作用测水质

【英国《新科学家》周刊11月9日一期文章】题：光合作用给水污染带来光明（作者　阿尼尔·阿南萨斯瓦米）
每个人都知道植物能吸收阳光，进行光合作用。可是人们不太了解的是植物还能发光———植物发出的这种荧光现在已为人所用，用来监控饮用水源是否安全。
一般来说，植物中叶绿素分子吸收光线，通过光合作用把光的能量转化为化学能，即把二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气。但在植物吸收的光中，约1%—2%又被植物发射出来，其波长为685纳米（光谱中红外线的波长）。这一被称作叶绿素荧光过程可通过灵敏的光学探测器测量出来。
田纳西州橡树岭国家实验所的埃利亚斯·戈林鲍姆和他的同事们希望知道能否利用这种荧光来检测水质。储存饮用水的水库特别容易受到工厂或农场的污水以及有毒化学物质的污染。但检测污染物的过程至少需要几个小时。现在，戈林鲍姆研究小组认为，他们已经找到了对化学武器攻击或对有毒污水立即发布警报的方法，即利用生活在水中的微藻类作为自然的生物感应器。
首先，小组必须找出有毒化学物质对生物光合作用的能力以及荧光是否有影响。他们对四种极度危险的化学物质进行了检测：甲基对硫磷、氰化钾、敌草隆和百草枯。甲基对硫磷是一种杀虫剂，其结构和功能类似于沙林神经毒气。严重的氰化物中毒可能引起神经和呼吸系统的衰竭。敌草隆和百草枯是农业化学制品。二者对人体有剧毒。
该小组把富含水藻的河水与另一些水样本进行对比，后者含有一些在污染水域里培育出来的水藻。他们利用闪光引起水藻的光合作用，然后发现水藻发出的荧光实际上遭到了有毒化学物质的破坏。
每一种有毒化学物质影响水藻的方式是不同的，从而在叶绿素上留下独特的印记。现在研究人员试图找出各种化学物质影响水藻的结果。例如他们已知氰化物能够减缓光合作用。