Barevná rozpuštěná organická hmota - Colored dissolved organic matter

„Žlutá látka“ přeadresuje tady. Nesmí být zaměňována s žlutý dort.
Variace koncentrace barevné rozpuštěné organické hmoty při pohledu z vesmíru. Tmavě hnědá voda na vnitrozemských vodních cestách obsahuje vysoké koncentrace CDOM. Jak se tato temná voda bohatá na CDOM pohybuje na moři, mísí se s nízkou vodou CDOM, modrou oceánskou vodou z pobřeží.

Barevná rozpuštěná organická hmota (CDOM) je opticky měřitelná složka rozpuštěného organická hmota ve vodě. Také známý jako chromoforický rozpuštěná organická hmota,[1] žlutá látka, a gelbstoff„CDOM se přirozeně vyskytuje ve vodním prostředí a je to komplexní směs mnoha stovek až tisíců jedinečných jedinců organická hmota molekuly, které jsou primárně vyluhovány z rozpadu detritus a organická hmota.[2] CDOM nejsilněji absorbuje světlo krátké vlnové délky od modré po ultrafialový, zatímco čistá voda absorbuje červené světlo s delší vlnovou délkou. Proto se voda s malým nebo žádným CDOM, jako je otevřený oceán, jeví jako modrá.[3] Vody obsahující vysoké množství CDOM se mohou pohybovat od hnědé, jako v mnoha řekách, až po žluté a žlutohnědé v pobřežních vodách. Obecně jsou koncentrace CDOM ve sladkých vodách a ústí řek mnohem vyšší než v otevřeném oceánu, i když koncentrace jsou velmi variabilní, stejně jako odhadovaný příspěvek CDOM k celkovému množství rozpuštěných organických látek.

Význam

Voda z říční rašeliny odtékající do pobřežních vod
V jihovýchodní Asii se nachází jeden z největších světových obchodů tropická rašeliniště a představuje zhruba 10% celosvětové soupravy od pevniny k moři rozpuštěný organický uhlík (DOC) tok. Řeky nesou vysoké koncentrace rozpuštěné organické hmoty (CDOM), které jsou zde znázorněny a jsou propojeny s mořskou šelfovou vodou.[4]

Koncentrace CDOM může mít významný vliv na biologická aktivita ve vodních systémech. CDOM snižuje pronikání vody do intenzity světla. Velmi vysoké koncentrace CDOM mohou mít omezující účinek na fotosyntéza a inhibují růst fytoplankton,[5] které tvoří základ oceánské potravinové řetězce a jsou primárním zdrojem atmosféry kyslík. CDOM také absorbuje škodlivé UVA / B záření a chrání organismy před poškozením DNA.

Absorpce UV záření způsobuje, že CDOM "bělí", snižuje jeho optickou hustotu a absorpční kapacitu. Toto bělení (fotodegradace ) CDOM produkuje nízkomolekulární organické sloučeniny, které mohou být využity mikroby, uvolňují živiny, které mohou být využívány fytoplanktonem jako zdroj živin pro růst,[6] a generuje reaktivní formy kyslíku, které mohou poškodit tkáně a změnit biologickou dostupnost omezujících stopových kovů.

CDOM lze detekovat a měřit z vesmíru pomocí satelitu dálkový průzkum Země a často narušuje použití satelitu spektrometry vzdáleně odhadnout populace fytoplanktonu. Jako pigment nutný pro fotosyntézu chlorofyl je klíčovým indikátorem hojnosti fytoplanktonu. CDOM i chlorofyl však absorbují světlo ve stejném spektrálním rozsahu, takže je často obtížné je rozlišit.

Ačkoli rozdíly v CDOM jsou primárně výsledkem přirozených procesů, včetně změn v množství a frekvenci srážek, lidské aktivity, jako je těžba dřeva, zemědělství, vypouštění odpadních vod a odvodnění mokřadů, mohou ovlivnit hladiny CDOM v systémech sladké vody a ústí řek.

Měření

Tradiční metody měření CDOM zahrnují UV-viditelnou spektroskopii (absorbance) a fluorometrii (fluorescence). Byla vyvinuta optická proxy, která charakterizují zdroje a vlastnosti CDOM, včetně specifické ultrafialové absorbance při 254 nm (SUVA254) a spektrální sklony absorbance a index fluorescence (FI), biologický index (BIX) a index humifikace (HIX) pro fluorescenci. Matice excitačních emisí (EEM)[7] lze rozdělit na komponenty v technice zvané paralelní faktorová analýza (PARAFAC),[8] kde je každá složka často označována jako „huminová“, „proteinová“ atd. Jak bylo uvedeno výše, dálkový průzkum Země je nejnovější technika pro detekci CDOM z vesmíru.

Viz také

Reference

  1. ^ Hoge, FE; Vodáček, A; Swift, RN; Yungel, JK; Blough, NV (říjen 1995). „Vrozené optické vlastnosti oceánu: získání absorpčního koeficientu chromoforicky rozpuštěných organických látek ze vzdušného laserového spektrálního měření fluorescence“. Aplikovaná optika. 34 (30): 7032–8. Bibcode:1995ApOpt..34.7032H. doi:10,1364 / ao.34.007032. PMID  21060564.,
  2. ^ Coble, Paula (2007). „Marine Optical Biogeochemistry: The Chemistry of Ocean Color“. Chemické recenze. 107 (2): 402–418. doi:10.1021 / cr050350 +. PMID  17256912.
  3. ^ "Ocean Color". Věda NASA. Citováno 26. listopadu 2018.
  4. ^ Martin, P., Cherukuru, N., Tan, AS, Sanwlani, N., Mujahid, A. and Müller, M. (2018) „Distribuce a cyklování suchozemského rozpuštěného organického uhlíku v řekách odvádějících rašeliniště a pobřežních vodách Sarawaku , Borneo ", Biogeovědy, 15(2): 6847–6865. doi:10.5194 / bg-15-6847-2018. CC-BY icon.svg Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
  5. ^ Stedmon, C.A.; Markager, S .; Kaas, H. (2000). "Optické vlastnosti a podpisy chromoforických rozpuštěných organických látek (CDOM) v dánských pobřežních vodách". Estuarine, Coastal and Shelf Science. 51 (2): 267–278. doi:10.1006 / ecss.2000.0645.
  6. ^ Helms, John R .; Stubbins, Aaron; Perdue, E. Michael; Green, Nelson W .; Chen, Hongmei; Mopper, Kenneth (2013). "Fotochemické bělení oceánských rozpuštěných organických látek a jeho účinek na absorpční spektrální sklon a fluorescenci". Marine Chemistry. 155: 81–91. doi:10.1016 / j.marchem.2013.05.015.
  7. ^ „Co je to Matice excitačních emisí (EEM)?“. Horiba. Citováno 17. prosince 2019.
  8. ^ Beckmann, Christian. „Parallel Factor Analysis (PARAFAC)“. Citováno 17. prosince 2019.

externí odkazy