硅藻AI自动化分析赋能水生态环境监测
美恩美——让硅藻检验不再难
常规水生态环境监测主要采用物理和化学手段,即通过监测采样瞬时水温、浊度、电导率、pH值、溶解氧、有机碳、氨氮、重金属等理化参数评价水生态环境质量。近年来,生物监测受到重视,这是因为,相对于理化指标监测,对水中特定生物生物的群落结构、功能和生理生化指标进行监测,能够更灵敏、直观、客观、准确地反映各种污染物对水环境长期、累积、综合的生态效应。2022年国家生态环境部门发布了《水生态监测技术要求 淡水浮游植物(试行)》、《水生态监测技术要求 淡水着生藻类(试行)》等生物监测规范,其中硅藻被列为主要监测生物之一。
硅藻是水中广泛存在的一种单细胞植物,对污染反应敏感,是一种十分有效的水质指示生物。目前国内外水生态环境监测机构一般采用人工方式进行硅藻检测,镜检时每个样品需计数300~500个,种类需鉴定至属或种水平(硅藻种类多达75000多种),检测难度高、强度大、效率低,且由于检测人员水平参差不齐,准确性难以保证,因此对高效、精准的自动化检测技术和设备有着迫切需求。本公司基于国内外相关标准规范,研发了基于深度学习的DiatomX硅藻电镜智能检测系统,实现“一键式”全自动化检验,“硅藻检测更轻松”,对推动水生态环境监测中硅藻检测的开展将起到积极作用。
产品特点
1、集成了高分辨电镜、先进的人工智能算法和海量硅藻数据库,可一键式完成硅藻检测全过程,包括分区、扫描、目标侦测和分类、数据统计、报告输出等;
2、可一次分析多至6个样品;
3、检测速度快,半小时内完成单个样品全视场扫描,一分钟内完成1000个以上硅藻的自动分类;
4、具回溯核查功能;
5、景深大、倍数高,检测准确,有效避免光镜漏检、误判问题。
硅藻人工检测流程
1、把玻片样品置于光镜载物台上;
2、选定起始位置,1000倍下鉴定首个视野中硅藻的种类并计数;
3、按一定规则移动玻片至下一个视野,1000倍下鉴定该视野中硅藻的种类并计数,依此进行,直至硅藻总数达到300~500个。
4、在400倍下检测可能被遗漏的大硅藻,或利用扫描电镜检测微型硅藻。
5、统计硅藻种类和含量,出具报告。
(引自:1、水质 河流和湖泊底栖硅藻鉴定和计数指南 EN 14407: 2014(欧洲标准化委员会,2014年发布);2、水生态监测技术要求 淡水着生藻类(试行)(中国环境监测总站,2022年发布))
DiatomX“一键式”自动化检测流程
1、在较低放大倍数(如400X)下将膜上的样品区域自动分成多个视场(见a);
2、自动拍摄每个视场的图像;
3、自动标记每个视场中的疑似硅藻颗粒(见b);
4、自动拍摄疑似硅藻颗粒的高质量高倍图像(软件根据颗粒大小自动确定倍数,见c、d);
5、自动识别分类;
6、自动统计分析结果;
7、自动生成报告(见示例)。
(a)分析区域视场分割
(b) 视场中可疑颗粒标记
注:红色框内的P1、P2为自动标记的疑似硅藻颗粒
(c) 颗粒P1高倍图片
(d) 颗粒P2高倍图片
水处理硅藻检验报告示例
硅藻照片展示