Rozpuštěný organický uhlík - Dissolved organic carbon

Část seriálu o |
Uhlíkový cyklus |
---|
![]() |
Rozpuštěný organický uhlík (DOC) je zlomek organický uhlík operativně definováno jako ten, který může projít filtrem s velikostí pórů obvykle mezi 0,22 a 0,7 mikrometry.[2] Volá se zlomek zbývající na filtru částicový organický uhlík (POC).[3]
Rozpuštěná organická hmota (DOM) je úzce související pojem, který se často používá zaměnitelně s DOC. Zatímco DOC konkrétně odkazuje na hmotnost uhlíku v rozpuštěném organickém materiálu, DOM odkazuje na celkovou hmotnost rozpuštěné organické hmoty. DOM tedy zahrnuje také množství dalších prvků přítomných v organickém materiálu, jako je dusík, kyslík a vodík. DOC je součástí DOM a je zde obvykle asi dvakrát tolik DOM než DOC.[4] Mnoho prohlášení, která lze o DOC učinit, platí stejně pro DOM i naopak.
DOC je bohatý na námořní a sladkovodní systémů a je jedním z největších cyklických rezervoárů organická hmota na Zemi, což představuje stejné množství uhlík jako v atmosféře a až 20% veškerého organického uhlíku.[5] Obecně, organický uhlík sloučeniny jsou výsledkem rozklad procesy z mrtvé organické hmoty včetně rostlin a živočichů. DOC může pocházet zevnitř nebo vně daného vodního útvaru. DOC pocházející z vodního útvaru je známý jako autochtonní DOC a obvykle pochází z vodní rostliny nebo řasy, zatímco DOC vznikající mimo vodní útvar je známý jako alochtonní DOC a obvykle pochází z půdy nebo suchozemské rostliny.[6] Když voda pochází z pevninských oblastí s vysokým podílem organických půd, mohou tyto složky odtékat do řek a jezer jako DOC.
Zásoba mořských DOC je důležitá pro fungování mořských ekosystémů, protože jsou na rozhraní mezi chemickým a biologickým světem. DOC paliva mořské potravinové weby, a je hlavní složkou Země uhlíková cyklistika.[7]
Přehled

DOC je základní živina, která podporuje růst mikroorganismy a hraje důležitou roli v globálním měřítku uhlíkový cyklus skrz mikrobiální smyčka.[10] U některých organismů (fází), které se nekrmí v tradičním smyslu, může být rozpuštěná hmota jediným vnějším zdrojem potravy.[11] DOC je navíc indikátorem organického zatížení toků a podporuje také pozemské zpracování organické hmoty (např. V půdě, lesích a mokřadech). Rozpuštěný organický uhlík má vysoký podíl biologicky rozložitelného rozpuštěného organického uhlíku (BDOC) v proudech prvního řádu ve srovnání s proudy vyššího řádu. Při absenci rozsáhlých mokřady, bažiny nebo bažiny, základní koncentrace DOC v nerušených povodích se obecně pohybují od přibližně 1 do 20 mg / l uhlíku.[12] Koncentrace uhlíku se mezi ekosystémy značně liší. Například Everglades může být blízko horní části rozsahu a střed oceánů může být blízko spodní části. Občas vysoké koncentrace organického uhlíku naznačují antropogenní vlivy, ale většina DOC pochází přirozeně.[13]
The BDOC zlomek sestává z organického molekuly že heterotrofní bakterie lze použít jako zdroj energie a uhlíku. [14] Některá podmnožina DOC představuje prekurzory vedlejších produktů dezinfekce pro pitnou vodu.[15] BDOC může přispívat k nežádoucímu biologickému opětovnému růstu v systémech distribuce vody.[16]
Rozpuštěná frakce celkový organický uhlík (TOC) je operační klasifikace. Mnoho vědců používá termín „rozpuštěný“ pro sloučeniny, které procházejí 0,45 μm filtrem, ale 0,22 μm filtry byly také použity k odstranění vyšších koloidních koncentrací.
Praktická definice rozpuštěného obvykle používaného v mořská chemie jsou všechny látky, které procházejí filtrem GF / F, který má nominální velikost pórů přibližně 0,7 μm (filtr ze skleněného mikrovlákna Whatman, retence částic 0,6–0,8 μm[17]). Doporučený postup je HTCO technika, která vyžaduje filtraci přes předzpálené filtry ze skleněných vláken, obvykle klasifikace GF / F.[18]
Labilní a neposlušný
Rozpuštěnou organickou hmotu lze klasifikovat jako labilní nebo odpornou, v závislosti na její reaktivitě. Vzpurný Také se nazývá DOC žáruvzdorný DOC a zdá se, že tyto pojmy se v kontextu DOC používají zaměnitelně. V závislosti na původu a složení DOC se jeho chování a cyklování liší; labilní frakce DOC se rychle rozkládá mikrobiálně nebo fotochemicky zprostředkovanými procesy, zatímco žáruvzdorný DOC je odolný vůči degradaci a může v oceánu přetrvávat po tisíciletí. V pobřežním oceánu se organická hmota z podestýlky nebo půdy ze suchozemských rostlin jeví jako žáruvzdornější[19] a tak se často chová konzervativně. Kromě toho se žáruvzdorný DOC vyrábí v oceánu bakteriální transformací labilního DOC, který přetváří jeho složení.[20][21][22]
Kvůli nepřetržité produkci a degradaci v přírodních systémech obsahuje DOC pool spektrum reaktivních sloučenin, každá s vlastní reaktivitou,[23] které byly rozděleny do frakcí od labilních po vzdorující, v závislosti na dobách obratu,[24] jak ukazuje následující tabulka ...
DOC zlomek | akronym | doba obratu | množství |
---|---|---|---|
labilní | DOCL | hodiny až dny | <200 Tg C. |
polo labilní | DOCSL | týdny až měsíce | 600 Tg C. |
napůl vzpurný | DOCSR | dekády | 1400 Tg C. |
vzpurný | DOCR | tisíc let | 63 000 Tg C. |
vysoce odolný | desítky tisíc let |
Tento široký rozsah doby obratu nebo degradace souvisí s chemickým složením, strukturou a velikostí molekul,[25][26] ale degradace také závisí na podmínkách prostředí (např. živinách), rozmanitosti prokaryot, stavu redoxu, dostupnosti železa, asociacích minerál-částice, teplotě, vystavení slunečnímu světlu, biologické produkci vzpurných sloučenin a účinku primingu nebo ředění molekuly.[25][27][28][29][30][31] Například lignin může být degradován v aerobních půdách, ale je relativně odporný v anoxických mořských sedimentech.[32] Tento příklad ukazuje, že biologická dostupnost se liší v závislosti na vlastnostech ekosystému. V souladu s tím mohou být ve vhodném prostředí degradovány i normálně staré a vzpurné sloučeniny, jako je ropa, alicyklické molekuly bohaté na karboxylové skupiny.[33][34]
Pozemské ekosystémy
Půda



P = fotosyntéza R = dýchání
Rozpuštěná organická hmota (DOM) je jedním z nejaktivnějších a nejmobilnějších uhlíkových fondů a hraje důležitou roli v globálním cyklování uhlíku.[41] Kromě toho rozpuštěný organický uhlík (DOC) ovlivňuje půdní negativní elektrické náboje denitrifikace proces, acidobazické reakce v půdním roztoku, retence a translokace živin (kationty ) a imobilizace těžké kovy a xenobiotika.[42] Půdní DOM lze odvodit z různých zdrojů (vstupů), jako je atmosférický uhlík rozpuštěný ve srážkách, zbytky odpadu a zbytků plodin, hnůj, exsudáty kořenů a rozklad půdní organické hmoty (SOM). Dostupnost DOM v půdě závisí na jeho interakcích s minerálními složkami (např. Jíly, oxidy Fe a Al) modulovanými adsorpce a desorpce procesy.[43] Závisí to také na frakcích SOM (např. Stabilizované organické molekuly a mikrobiální biomasa) mineralizací a imobilizací. Kromě toho se intenzita těchto interakcí mění podle vlastností půdy,[44] využívání půdy a obhospodařování plodin.[43][35]
Během rozkladu organického materiálu se většina uhlíku ztrácí jako CO2 do atmosféry mikrobiální oxidací. Typ půdy a krajinný svah, loužení, a odtok jsou také důležité procesy spojené se ztrátami DOM v půdě.[45] V dobře odvodněných půdách může vyluhovaný DOC dosáhnout vodní stůl a uvolňují živiny a znečišťující látky, které mohou kontaminovat podzemní voda,[46][47] vzhledem k tomu, že odtok transportuje DOM a xenobiotika do jiných oblastí, řek a jezer.[35]
Podzemní voda
Srážení a povrchová voda vyluhuje rozpuštěný organický uhlík (DOC) z vegetace a vrh rostlin a prosakuje přes půdní kolonu do nasycená zóna. Koncentrace, složení a biologická dostupnost DOC se mění během transportu přes půdní kolonu různými fyzikálně-chemickými a biologickými procesy, včetně sorpce, desorpce, biodegradace a biosyntéza. Hydrofobní molekuly jsou přednostně rozděleny na půdní minerály a mají delší retenční čas v půdě než hydrofilní molekuly. Hydrofobicita a retenční čas koloidů a rozpuštěných molekul v půdě jsou řízeny jejich velikostí, polaritou, nábojem a biologická dostupnost. Biologicky dostupný DOM je vystaven mikrobiálnímu rozkladu, což vede ke zmenšení velikosti a molekulové hmotnosti. Nové molekuly jsou syntetizovány pomocí půdní mikroby a některé z těchto metabolitů vstupují do nádrže DOC v podzemních vodách.[36]
Sladkovodní ekosystémy
Vodní uhlík se vyskytuje v různých formách. Nejprve se dělí na organický a anorganický uhlík. Organický uhlík je směs organických sloučenin pocházejících z detritu nebo primárních výrobců. Lze jej rozdělit na POC (částicový organický uhlík; částice> 0,45 μm) a DOC (rozpuštěný organický uhlík; částice <0,45 μm). DOC obvykle tvoří 90% z celkového množství vodného organického uhlíku. Jeho koncentrace se pohybuje od 0,1 do> 300 mg L-1.[48]
Podobně anorganický uhlík také sestává z částice (PIC) a rozpuštěné fáze (DIC). PIC se skládá hlavně z uhličitany (např. CaCO3), DIC sestává z uhličitanu (CO32-), hydrogenuhličitan (HCO3-), CO2 a zanedbatelně malý zlomek kyselina uhličitá (H2CO3). Anorganické sloučeniny uhlíku existují v rovnováze, která závisí na pH vody.[49] Koncentrace DIC ve sladké vodě se pohybují od nuly v kyselých vodách až po 60 mg C L-1 v oblastech se sedimenty bohatými na uhličitany.[50]
POC může být degradován za vzniku DOC; DOC se může stát POC o vločkování. Anorganický a organický uhlík jsou vzájemně propojeny vodní organismy. CO2 se používá v fotosyntéza (P) například makrofyty, produkovaný dýchání (R), a vyměnili si s atmosférou. Organický uhlík je produkován organizmy a je uvolňován během a po jejich životě; např. v řekách tvoří 1–20% z celkového množství DOC makrofyty.[38] Uhlík může do systému vstoupit ze spádové oblasti a je transportován do oceánů řekami a potoky. V sedimentech dochází také k výměně s uhlíkem, např. Pohřeb organického uhlíku, což je důležité pro sekvestrace uhlíku ve vodních stanovištích.[51]
Vodní systémy jsou velmi důležité při globálním sekvestraci uhlíku; např. při srovnání různých evropských ekosystémů tvoří vnitrozemské vodní systémy druhý největší záchyt uhlíku (19–41 Tg C y-1); pouze lesy přijímají více uhlíku (125–223 Tg C y-1).[52][37]
Mořské ekosystémy

Zdroje
V námořních systémech DOC pochází z obou autochtonní nebo alochtonní Zdroje. Autochtonní DOC je produkován v systému, především organizmy planktonu [53][54] a v pobřežních vodách navíc bentickými mikrořasami, bentickými toky a makrofyty,[55] vzhledem k tomu, že alochtonní DOC je převážně suchozemského původu doplněný vstupy podzemní vody a atmosféry.[56][57] Kromě odvozené od půdy huminové látky, pozemský DOC zahrnuje také materiál vyluhuje z rostlin vyvezených během deště, emise rostlinných materiálů do atmosféry a depozice ve vodním prostředí (např. těkavý organický uhlík a pyly) a také tisíce syntetických organických chemikálií vyrobených člověkem, které lze měřit v oceánu při stopových koncentracích.[58][59][7]
Fytoplankton
Fytoplankton produkuje DOC o extracelulární uvolňují běžně 5 až 30% jejich celkové primární produkce,[60] i když se to u jednotlivých druhů liší.[61] Toto uvolňování extracelulárního DOC je nicméně zvýšeno při vysoké hladině světla a nízké hladině živin, a proto by se mělo zvyšovat relativně od eutrofních po oligotrofní oblasti, pravděpodobně jako mechanismus pro rozptýlení buněčné energie.[62] Fytoplankton může také produkovat DOC autolýza během fyziologických stresových situací, např. omezení živin.[63] Další studie prokázaly produkci DOC ve spojení s mezo- a makro-zooplanktonem, který se živí fytoplanktonem a bakteriemi.[64][7]
Zooplankton
K uvolňování DOC zprostředkovanému zooplanktonem dochází prostřednictvím nedbalé krmení, vylučování a defekace, které mohou být důležitými zdroji energie pro mikroby.[65][64] Taková produkce DOC je největší v obdobích s vysokou koncentrací potravin a dominancí velkých druhů zooplanktonu.[66][7]
Bakterie a viry
Bakterie jsou často považovány za hlavní spotřebitele DOC, ale mohou také produkovat DOC během buněčné dělení a virová lýza.[67][68][69] Biochemické složky bakterií jsou do značné míry stejné jako jiné organismy, ale některé sloučeniny z buněčné stěny jsou jedinečné a používají se ke sledování bakteriálního DOC (např. peptidoglykan ). Tyto sloučeniny jsou široce distribuovány v oceánu, což naznačuje, že bakteriální produkce DOC může být důležitá v mořských systémech.[70] Viry jsou nejhojnější formy života v oceánech infikující všechny formy života včetně řas, bakterií a zooplanktonu.[71] Po infekci virus buď vstoupí do nečinnosti (lysogenní ) nebo produktivní (lytický ) Stát.[72] Lytický cyklus způsobuje narušení buňky (buněk) a uvolnění DOC.[73][7]

Pravá strana: mikrobiální smyčka s bakteriemi využívajícími rozpuštěného organického uhlíku k získání biomasy, která poté znovu vstupuje do klasického toku uhlíku protisty.[74][75]

Makrofyty
Marine makrofyty (tj., makrořasy a mořská tráva ) jsou vysoce produktivní a rozkládají se na velkých plochách v pobřežních vodách, ale jejich produkci DOC nebyla věnována velká pozornost. Makrofyty uvolňují DOC během růstu s konzervativním odhadem (s výjimkou uvolňování z rozpadajících se tkání), což naznačuje, že uvolňování makroras mezi 1-39% jejich hrubé primární produkce,[77][78] zatímco mořské trávy uvolňují méně než 5% jako DOC své hrubé primární produkce.[79] Ukázalo se, že uvolněný DOC je bohatý na sacharidy, přičemž rychlost závisí na teplotě a dostupnosti světla.[80][81] Globálně se navrhuje, aby komunita makrofytů produkovala ∼160 Tg C-rok DOC, což je přibližně polovina ročního celosvětového vstupu DOC do řeky (250 Tg C-rok-1).[80][7]
Mořské sedimenty

Mořské sedimenty představují hlavní místa degradace a pohřbu OM v oceánu, hostující mikroby v hustotách až 1000krát vyšších, než byly nalezeny v vodní sloup.[83] Koncentrace DOC v sedimentech jsou často řádově vyšší než v nadložním vodním sloupci.[84] Tento koncentrační rozdíl má za následek pokračující difúzní tok a naznačuje, že sedimenty jsou hlavním zdrojem DOC uvolňujícím 350 Tg C yr – 1, což je srovnatelné se vstupem DOC z řek.[85] Tento odhad je založen na vypočítaných difúzních tokech a nezahrnuje události resuspendování, které také uvolňují DOC [86] a proto by odhad mohl být konzervativní. Některé studie také ukázaly, že geotermální systémy a ropné prosakování přispívají k hloubce DOC již staršími oceánské pánve,[87][88] ale v současné době chybí konzistentní globální odhady celkového vstupu. Globálně podzemní vody tvoří neznámou část toku sladkovodního DOC do oceánů.[89] DOC v podzemních vodách je směsí suchozemského, infiltrovaného mořského a mikrobiálně vyrobeného materiálu in situ.[90] Tento tok DOC do pobřežních vod by mohl být důležitý, protože koncentrace v podzemních vodách jsou obecně vyšší než v pobřežních mořských vodách,[91] ale v současné době také chybí spolehlivé globální odhady.[7]
Dřezy
Hlavní procesy, které odstraňují DOC z oceánského vodního sloupce, jsou: (1) Tepelná degradace např. podmořské hydrotermální systémy;[92] (2) bublina koagulace a abiotický vločkování do mikročástice [93] nebo sorpce na částice;[94] (3) abiotická degradace prostřednictvím fotochemické reakce;[95][96] a (4) biotická degradace podle heterotrofní mořští prokaryoti.[97] Bylo navrženo, že kombinované účinky fotochemické a mikrobiální degradace představují hlavní propady DOC.[98][7]
Tepelná degradace
- Odstranění žáruvzdorného DOC v oceánuProdukce fytoplanktonu a dynamika potravinového pásu v povrchových vodách uvolňují rozmanitou směs rozpuštěných molekul s různými reaktivitami. Bakterie a archaea využívají labilní a semi-labilní formy DOC v povrchových a mezopelagických vodách horního oceánu a zanechávají za sebou obrovskou rezervoár žáruvzdorného DOC (RDOC), který v oceánu přetrvává po tisíciletí. Oceán je nerovnoměrné prostředí, ve kterém se nachází velká rozmanitost mikrobů a fyzikálně-chemických procesů s potenciálem odstranit žáruvzdorný DOC, když tyto molekuly narazí na podmínky prostředí a mikroby, které je mohou degradovat. Fyzické míchání transportuje žáruvzdorný DOC po celé oceánské říši a tím zvyšuje pravděpodobnost jeho odstranění. Hluboké oceánské vody lze strhnout do hydrotermální cirkulace a související DOC lze odstranit tepelnou degradací. Potopené částice z horního oceánu uvolňují labilní DOC (LDOC), který spouští horká místa mikrobiální aktivity a připravuje odstranění žáruvzdorných molekul. Míchání podpovrchových vod do sluncem zalitých vod vystavuje žáruvzdorný DOC vyšším teplotám a fotochemickým procesům, které mohou mineralizovat a transformovat žáruvzdorné molekuly na jednoduché sloučeniny (např. Pyruvát, formaldehyd) pro rychlé mikrobiální využití. Zdá se tedy, že životnost žáruvzdorných molekul v oceánu je regulována rychlostí globálního převrácení oběhu (GOC). Tento vztah naznačuje, že zpomalení GOC by mohlo vést ke zvýšení velikosti rezervoáru žáruvzdorného DOC, za předpokladu konstantní rychlosti výroby žáruvzdorného DOC (vložený panel).[99]
Tepelná degradace DOC byl nalezen na vysokoteplotních hydrotermálních hřebenových stranách, kde jsou výstupní koncentrace DOC nižší než v přítoku. I když nebyl zkoumán globální dopad těchto procesů, současná data naznačují, že jde o menší propad DOC.[100] Abiotická flokulace DOC je často pozorována během rychlých (minutových) posunů slanosti, když se míchají čerstvé a mořské vody.[101] Flokulace mění chemické složení DOC odstraněním humín sloučeniny a zmenšení velikosti molekul, transformace DOC na částicové organické vločky, které mohou sedimentovat a / nebo být konzumovány pastvinami a podavače filtrů, ale také stimuluje bakteriální degradaci flokulovaného DOC.[102] Dopady flokulace na odstraňování DOC z pobřežních vod jsou velmi proměnlivé a některé studie naznačují, že může odstranit až 30% zásoby DOC,[103][104] zatímco jiné naleznou mnohem nižší hodnoty (3–6%;[105]). Tyto rozdíly lze vysvětlit sezónními a systémovými rozdíly v chemickém složení DOC, pH, koncentraci kovových kationů, mikrobiální reaktivitě a iontové síle.[101][106][7]
CDOM
The barevná část DOC (CDOM) absorbuje světlo v rozsahu modrého a UV záření, a proto negativně ovlivňuje produktivitu planktonu absorpcí světla, které by jinak bylo k dispozici pro fotosyntézu, a pozitivně ochranou organismů planktonu před škodlivým UV zářením.[107][108] Jelikož je však vliv poškození UV zářením a schopnosti opravy extrémně proměnlivý, neexistuje shoda v tom, jak by změny UV záření mohly ovlivnit celkové komunity planktonu.[109][110] Absorpce světla CDOM zahajuje komplexní řadu fotochemických procesů, které mohou ovlivnit složení živin, stopových kovů a DOC a podporovat degradaci DOC.[111]
Fotodegradace
Fotodegradace zahrnuje transformaci CDOM na menší a méně zbarvené molekuly (např. organické kyseliny) nebo na anorganický uhlík (CO, CO2) a výživné soli (NH + 4, HPO2−4).[112][113][114] Obecně to tedy znamená, že fotodegradace transformuje odporné na labilní molekuly DOC, které mohou prokaryoty rychle použít k produkci a respiraci biomasy. Může však také zvýšit CDOM transformací sloučenin, jako jsou triglyceridy, na složitější aromatické sloučeniny,[115][116] které jsou méně rozložitelné mikroby. Kromě toho může UV záření produkovat např. Reaktivní formy kyslíku, které jsou škodlivé pro mikroby.[117] Dopad fotochemických procesů na skupinu DOC závisí také na chemickém složení,[118] s některými studiemi, které naznačují, že nedávno vyrobený autochtonní DOC se stává méně biologicky dostupným, zatímco alochtonní DOC se stává biologicky dostupnějším pro prokaryoty po vystavení slunečnímu záření, i když jiní zjistili opak.[119][120][121] Fotochemické reakce jsou obzvláště důležité v pobřežních vodách, které přijímají velké množství suchozemského CDOM, přičemž se odhaduje, že 20–30% suchozemského DOC je rychle fotodegradováno a spotřebováno.[122] Globální odhady také naznačují, že v mořských systémech fotodegradace DOC produkuje ~ 180 Tg C yr – 1 anorganického uhlíku a dalších 100 Tg C yr – 1 DOC je více dostupných pro mikrobiální degradaci.[123][124] Další pokus o odhady globálního oceánu rovněž naznačuje, že fotodegradace (210 Tg C yr – 1) je přibližně stejná jako roční globální vstup říčního DOC (250 Tg C yr – 1;[125]), zatímco jiní naznačují, že přímá fotodegradace převyšuje říční DOC vstupy.[126][127][7]
Vzpurný DOC
Rozdělení
Přesnější měřicí techniky vyvinuté na konci 90. let umožnily dobré pochopení toho, jak je rozpuštěný organický uhlík distribuován v mořském prostředí vertikálně i napříč povrchem.[128] Nyní se rozumí, že rozpuštěný organický uhlík v oceánu se rozprostírá od velmi vysokého rozsahu labilní velmi vzpurný (žáruvzdorný). Nestabilní rozpuštěný organický uhlík je produkován hlavně mořskými organismy a je spotřebováván v povrchovém oceánu a skládá se z cukrů, bílkovin a dalších sloučenin, které snadno používají mořské bakterie.[129] Vzpurný rozpuštěný organický uhlík je rovnoměrně rozložen po celém vodním sloupci a skládá se z vysokomolekulárních a strukturně složitých sloučenin, které jsou pro mořské organismy obtížně použitelné, například lignin, pyl nebo huminové kyseliny.[130] Pozorované vertikální rozložení se tedy skládá z vysokých koncentrací labilního DOC v horním vodním sloupci a nízkých koncentrací v hloubce.
- Procesy prostředí kontrolující zdánlivou odpornost oceánského DOCTečky představují molekuly DOC a šipky představují fyzikálně-chemické a biologické procesy, které ovlivňují koncentraci DOC a molekulární složení. V povrchovém oceánu se DOC získaný z primární produkce rychle remineralizuje nebo transformuje mikrobiální degradací (černá šipka), fotochemickou degradací (žlutá šipka) nebo výměnou částic (zelená šipka). Labilní složky jsou odstraněny dolů vodním sloupcem a DOC se zředí procesy, jako je výměna částic (hnědá šipka), rozpouštění sedimentů (šedá šipka) a mikrobiální přepracování (bílá šipka), které se nadále mění, přidávají a / nebo odstraňují molekuly z hromadné zásoby DOC. Zjevná vzpoura DOC ve vnitřku oceánu je tedy vznikající vlastností, která je do značné míry řízena kontextem prostředí.[76]
Kromě vertikálních distribucí byly modelovány a vzorkovány také horizontální distribuce.[131] V povrchovém oceánu v hloubce 30 metrů se vyšší koncentrace rozpuštěného organického uhlíku nacházejí v jižním Pacifiku, v jihoatlantickém a v Indickém oceánu. V hloubce 3000 metrů jsou nejvyšší koncentrace v severoatlantické hluboké vodě, kde je rozpuštěný organický uhlík z vysoce koncentrovaného povrchového oceánu odváděn do hloubky. Zatímco v severním Indickém oceánu je vysoký DOC pozorován kvůli vysokému toku sladké vody a sedimentům. Vzhledem k tomu, že časové stupnice horizontálního pohybu podél oceánského dna jsou tisíce let, je žárovzdorný rozpuštěný organický uhlík pomalu spotřebováván na své cestě ze severního Atlantiku a dosahuje minima v severním Pacifiku.
Jak vznikají
Rozpuštěná organická hmota je heterogenní skupina tisíců, pravděpodobně milionů, organických sloučenin. Tyto sloučeniny se liší nejen složením a koncentrací (od pM do μM), ale také pocházejí z různých organismů (fytoplankton, zooplankton a bakterie) a prostředí (suchozemská vegetace a půdy, ekosystémy pobřežních okrajů) a mohly být vyrobeny nedávno nebo tisíce před lety. Navíc i organické sloučeniny pocházející ze stejného zdroje a stejného věku mohly být před akumulací ve stejné skupině DOM podrobeny různým historiím zpracování.[76]
Vnitřní oceán DOM je vysoce modifikovaná frakce, která zůstává po letech vystavení slunečnímu záření, využití heterotrofy, flokulace a koagulace a interakce s částicemi. Mnoho z těchto procesů ve fondu DOM je specifické pro konkrétní sloučeninu nebo třídu. Například kondenzované aromatické sloučeniny jsou vysoce fotocitlivé,[132] zatímco proteiny, sacharidy a jejich monomery jsou snadno přijímány bakteriemi.[133][134][135] Mikroby a další spotřebitelé jsou selektivní podle typu DOM, který používají, a obvykle upřednostňují určité organické sloučeniny před ostatními. Následkem toho je DOM méně reaktivní, protože je neustále přepracováván. Jiným způsobem se fond DOM stává méně labilním a odolnějším vůči degradaci. Jak je přepracováno, organické sloučeniny se neustále přidávají do hromadného fondu DOM fyzickým mícháním, výměnou s částicemi a / nebo produkcí organických molekul spotřebitelskou komunitou.[136][137][138][139] Změny složení, ke kterým dochází během degradace, jsou komplexnější než jednoduché odstranění labilnějších složek a výsledná akumulace zbývajících méně labilních sloučenin.[76]
Vzpoura rozpuštěné organické hmoty (tj. Její celková reaktivita vůči degradaci a / nebo využití) je proto naléhavou vlastností. Vnímání vzpoury DOM se mění během degradace organické hmoty a ve spojení s jakýmkoli jiným procesem, který odstraňuje nebo přidává organické sloučeniny do uvažovaného fondu DOM.[76]
Interakce s kovy
DOC také usnadňuje přepravu kovy ve vodních systémech. Kovy se tvoří komplexy s DOC, což zvyšuje rozpustnost kovu a zároveň redukuje kov biologická dostupnost.
Izolace a analýza DOM
DOM se v přírodě nachází v nízké koncentraci pro přímou analýzu s NMR nebo SLEČNA. Navíc vzorky DOM často obsahují vysoké koncentrace anorganických solí, které nejsou kompatibilní s takovými technikami.[140] Proto je nutné provést koncentraci a izolační krok vzorku.[141][142] Nejpoužívanější izolační techniky jsou ultrafiltrace, reverzní osmóza a extrakce na pevné fázi.[143] Mezi nimi extrakce na pevné fázi je považována za nejlevnější a nejjednodušší techniku[144]
Viz také
Reference
- ^ Roshan, S. a DeVries, T. (2017) „Efektivní produkce a export rozpuštěného organického uhlíku v oligotrofním oceánu“. Příroda komunikace, 8(1): 1–8. doi:10.1038 / s41467-017-02227-3.
- ^ „Organický uhlík“. Biogeochemické metody. Citováno 2018-11-27.
- ^ Kenny, Jonathan E .; Bida, Morgan; Pagano, Todd (říjen 2014). „Trendy v úrovních alochtonního rozpuštěného organického uhlíku v přírodní vodě: přehled potenciálních mechanismů za měnícího se klimatu“. Voda. 6 (10): 2862–2897. doi:10,3390 / w6102862.
- ^ Moody, C.S. a Worrall, F. (2017) „Modelování rychlosti degradace DOC pomocí složení DOM a hydroklimatických proměnných“. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 122(5): 1175–1191. doi:10.1002 / 2016JG003493.
- ^ Hedges, John I. (3. prosince 1991). „Globální biogeochemické cykly: pokrok a problémy“ (PDF). Marine Chemistry. 39 (1–3): 67–93. doi:10.1016 / 0304-4203 (92) 90096-s.
- ^ Kritzberg, Emma S .; Cole, Jonathan J .; Pace, Michael L .; Granéli, Wilhelm; Bade, Darren L. (březen 2004). „Autochtonní versus alochtonní uhlíkové zdroje bakterií: Výsledky z celého jezera 13C experimenty s přidáním " (PDF). Limnologie a oceánografie. 49 (2): 588–596. Bibcode:2004LimOc..49..588K. doi:10.4319 / lo.2004.49.2.0588. ISSN 0024-3590.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Lønborg, C., Carreira, C., Jickells, T. a Álvarez-Salgado, X.A. (2020) „Dopady globálních změn na cyklování organického uhlíku rozpuštěného v oceánu (DOC)“. Frontiers in Marine Science, 7: 466. doi:10.3389 / fmars.2020.00466.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Monroy, P., Hernández-García, E., Rossi, V. a López, C. (2017) „Modelování dynamického potopení biogenních částic v oceánském toku“. Nelineární procesy v geofyzice, 24(2): 293–305. doi:10.5194 / npg-24-293-2017.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Creative Commons Attribution 3.0 International License.
- ^ Simon, M., Grossart, H., Schweitzer, B. a Ploug, H. (2002) „Mikrobiální ekologie organických agregátů ve vodních ekosystémech“. Vodní mikrobiální ekologie, 28: 175–211. doi:10 3354 / ame028175.
- ^ Kirchman, David L .; Suzuki, Yoshimi; Garside, Christopher; Ducklow, Hugh W. (15. srpna 1991). "Vysoká míra obratu rozpuštěného organického uhlíku během jarního květu fytoplanktonu". Příroda. 352 (6336): 612–614. Bibcode:1991 Natur.352..612K. doi:10.1038 / 352612a0. S2CID 4285758.
- ^ Jaeckle, W.B .; Manahan, D. T. (1989). „Krmení„ nekrmnou “larvou: příjem rozpuštěných aminokyselin z mořské vody lecitotrofními larvami plži Haliotis rufescens". Mořská biologie. 103: 87–94. doi:10.1007 / BF00391067. S2CID 84541307.
- ^ Čeremisinoff, Nicholas; Davletshin, Anton (2015). „Operace hydraulického štěpení: Příručka postupů environmentálního managementu“. Management životního prostředí. ISBN 9781119099994.
- ^ Elser, Stephen (2014). „Hnědá voda: Ekologické a ekonomické důsledky zvýšení rozpuštěného organického uhlíku v jezerech“. Citovat deník vyžaduje
| deník =
(Pomoc) - ^ Wu, Qing; Zhao, Xin-Hua; Wang, Xiao-Dan (2008). „Vztah mezi heterotrofními bakteriemi a některými fyzikálními a chemickými parametry v distribučních sítích pitné vody v severním městě v Číně“. 2008 2. mezinárodní konference o bioinformatice a biomedicínském inženýrství. 4713–4716. doi:10.1109 / ICBBE.2008.336. ISBN 978-1-4244-1747-6. S2CID 24876521.
- ^ „Rozpuštěný organický uhlík (DOC)“.
- ^ Narayana, P.S .; Varalakshmi, D; Pullaiah, T; Sambasiva Rao, K.R.S. (2018). Metodologie výzkumu v zoologii. p. 225. ISBN 9789388172400.
- ^ „Skleněné filtry z mikrovlákna Whatman®, stupeň GF / F“. Merck.
- ^ Knap, A. Michaels; A. Zavřít; A. Ducklow; H. Dickson, A. (1994). Protokoly pro základní měření společných studií globálního oceánského toku (JGOFS). JGOFS.
- ^ Cauwet G (2002) „DOM v pobřežní zóně“. In: Hansell D a Carlson C (vyd.) Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, strany 579–610, Elsevier. ISBN 9780080500119.
- ^ Tremblay, L. a Benner, R. (2006) „Mikrobiální příspěvky k N-imobilizaci a konzervaci organických látek v rozkládajících se rostlinných zbytcích“. Geochimica et Cosmochimica Acta, 70(1): 133–146. doi:10.1016 / j.gca.2005.08.024.
- ^ Jiao, N., Herndl, GJ, Hansell, DA, Benner, R., Kattner, G., Wilhelm, SW, Kirchman, DL, Weinbauer, MG, Luo, T., Chen, F. a Azam, F. ( 2010) „Mikrobiální produkce vzpurné rozpuštěné organické hmoty: dlouhodobé skladování uhlíku v globálním oceánu“. Recenze přírody: Mikrobiologie, 8(8): 593–599. doi:10.1038 / nrmicro2386.
- ^ Lee, S.A., Kim, T.H. a Kim, G. (2020) „Sledování suchozemských a mořských zdrojů rozpuštěného organického uhlíku v pobřežní zátoce pomocí stabilních izotopů uhlíku“. Biogeovědy, 17(1). doi:10.5194 / bg-17-135-2020.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ A b Vahatalo, A. V., Aarnos, H. a Mantyniemi, S. (2010). Kontinuum biologické rozložitelnosti a kinetika biodegradace přírodní organické hmoty popsané distribucí beta. Biogeochemistry 100, 227–240. doi: 10,1007 / s10533-010-9419-4
- ^ A b Hansell, D. A. (2013). Vzpoura rozpuštěných frakcí organického uhlíku. Ann. Rev. Mar. Sci. 5, 421–445. doi: 10,1146 / annurev-marine-120710-100757
- ^ A b Amon, R. M. W. a Benner, R. (1996). Bakteriální využití různých velikostí rozpuštěných organických látek. Limnol. Oceanogr. 41, 41–51. doi: 10,4319 / lo.1996.41.1.0041
- ^ Benner, R. a Amon, R. M. (2015). Kontinuum velikosti reaktivity hlavních bioelementů v oceánu. Ann. Rev. Mar. Sci. 7, 185–205. doi: 10.1146/annurev-marine-010213-135126
- ^ Thingstad, T. F., Havskum, H., Kaas, H., Nielsen, T. G., Riemann, B., Lefevre, D., et al. (1999). Bacteria-protist interactions and organic matter degradation under P-limited conditions: analysis of an enclosure experiment using a simple model. Limnol. Oceanogr. 44, 62–79. doi: 10.4319/lo.1999.44.1.0062
- ^ Del-Giorgio, P., and Davies, J. (2003). “Patterns of dissolved organic matter lability and consumption across aquatic ecosystems,” in Aquatic Ecosystems: Interactivity of Dissolved Organic Matter, eds S. E. G. Findlay and R. L. Sinsabaugh (San Diego, CA: Academic Press), 399–424. doi: 10.1016/B978-012256371-3/50018-4
- ^ Bianchi, T. S. (2011). The role of terrestrially derived organic carbon in the coastal ocean: a changing paradigm and the priming effect. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 19473–19481. doi: 10.1073/pnas.1017982108
- ^ Kattner, G., Simon, M., and Koch, B. P. (2011). “Molecular characterization of dissolved organic matter and constraints for prokaryotic utilization,” in Microbial Carbon Pump in the Ocean, eds N. Jiao, F. Azam, and S. Sansers (Washington, DC: Science/AAAS).
- ^ Keil, R. G., and Mayer, L. M. (2014). “Mineral matrices and organic matter,” in Treatise on Geochemistry, 2nd Edn, eds H. Holland and K. Turekian (Oxford: Elsevier), 337–359. doi: 10.1016/B978-0-08-095975-7.01024-X
- ^ Bianchi, T. S., Cui, X., Blair, N. E., Burdige, D. J., Eglinton, T. I., and Galy, V. (2018). Centers of organic carbon burial and oxidation at the land-ocean interface. Org. Geochem. 115, 138–155. doi: 10.1016/j.orggeochem.2017.09.008
- ^ Ward, N. D., Keil, R. G., Medeiros, P. M., Brito, D. C., Cunha, A. C., Dittmar, T., et al. (2013). Degradation of terrestrially derived macromolecules in the Amazon River. Nat. Geosci. 6, 530–533. doi: 10.1038/ngeo1817
- ^ Myers-Pigg, A. N., Louchouarn, P., Amon, R. M. W., Prokushkin, A., Pierce, K., and Rubtsov, A. (2015). Labile pyrogenic dissolved organic carbon in major Siberian Arctic rivers: implications for wildfire-stream metabolic linkages. Geophys. Res. Lett. 42, 377–385. doi: 10.1002/2014GL062762
- ^ A b C Gmach, M.R., Cherubin, M.R., Kaiser, K. and Cerri, C.E.P. (2020) "Processes that influence dissolved organic matter in the soil: a review". Scientia Agricola, 77(3). doi:10.1590/1678-992x-2018-0164.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ A b Shen, Y., Chapelle, F.H., Strom, E.W. and Benner, R. (2015) "Origins and bioavailability of dissolved organic matter in groundwater". Biogeochemie, 122(1): 61–78. doi:10.1038 / s41467-019-11394-4.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ A b Reitsema, R.E., Meire, P. and Schoelynck, J. (2018) "The future of freshwater macrophytes in a changing world: dissolved organic carbon quantity and quality and its interactions with macrophytes". Frontiers in plant science, 9: 629. doi:10.3389/fpls.2018.00629.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ A b Thomas, J. D. (1997). The role of dissolved organic matter, particularly free amino acids and humic substances, in freshwater ecosystems. Freshw. Biol. 38, 1–36. doi: 10.1046/j.1365-2427.1997.00206.x
- ^ Cole, J. J., Prairie, Y. T., Caraco, N. F., McDowell, W. H., Tranvik, L. J., Striegl, R. G., et al. (2007). Plumbing the global carbon cycle: integrating inland waters into the terrestrial carbon budget. Ecosystems 10, 172–185. doi: 10.1007/s10021-006-9013-8
- ^ Raymond, P. A., Hartmann, J., Lauerwald, R., Sobek, S., McDonald, C., Hoover, M., et al. (2013). Global carbon dioxide emissions from inland waters. Nature 503, 355–359. doi: 10.1038/nature12760
- ^ Kalbitz, K.; Solinger, S.; Park, J.H .; Michalzik, B.; Matzner, E. 2000. Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: a review. Soil Science 165: 277–304.
- ^ Zech, W .; Senesi, N.; Guggenberger, G .; Kaiser, K.; Lehmann, J .; Miano, T.M.; Miltner, A.; Schroth, G. 1997. Factors controlling humification and mineralization of soil organic matter in the tropics. Geoderma 79: 117–161.
- ^ A b Saidy, A.R.; Smernik, R.J.; Baldock, J.A.; Kaiser, K.; Sanderman, J. 2015. Microbial degradation of organic carbon sorbed to phyllosilicate clays with and without hydrous iron oxide coating. European Journal of Soil Science 66: 83–94.
- ^ Kaiser, K.; Guggenberger, G. 2007. Sorptive stabilization of organic matter by microporous goethite: sorption into small pores vs. surface complexation. European Journal of Soil Science 58: 45–59.
- ^ Veum, K.S.; Goyne, K.W.; Motavalli, P.P.; Udawatta, R.P. 2009. Runoff and dissolved organic carbon loss from a paired-watershed study of three adjacent agricultural Watersheds. Agriculture, Ecosystems & Environment 130: 115–122.
- ^ Veum, K.S.; Goyne, K.W.; Motavalli, P.P.; Udawatta, R.P. 2009. Runoff and dissolved organic carbon loss from a paired-watershed study of three adjacent agricultural Watersheds. Agriculture, Ecosystems & Environment 130: 115–122.
- ^ Sparling, G.; Chibnall, E.; Pronger, J.; Rutledge, S.; Wall, A.; Campbell, D.; Schipper, L. 2016. Estimates of annual leaching losses of dissolved organic carbon from pastures on Allophanic soils grazed by dairy cattle, Waikato, New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research 59: 32–49.
- ^ Sobek, S., Tranvik, L. J., Prairie, Y. T., Kortelainen, P., and Cole, J. J. (2007). Patterns and regulation of dissolved organic carbon: an analysis of 7,500 widely distributed lakes. Limnol. Oceanogr. 52, 1208–1219. doi: 10.4319/lo.2007.52.3.1208
- ^ Stumm, W., and Morgan, J. J. (1996). Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. Věda o životním prostředí a technologie. New York: John Wiley & Sons, Inc.
- ^ Madsen, T. V., and Sand-Jensen, K. (1991). Photosynthetic carbon assimilation in aquatic macrophytes. Aquat. Bot. 41, 5–40. doi: 10.1016/0304-3770(91)90037-6
- ^ Regnier, P., Friedlingstein, P., Ciais, P., Mackenzie, F. T., Gruber, N., Janssens, I. A., et al. (2013). Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean. Nat. Geosci. 6, 597–607. doi: 10.1038/ngeo1830
- ^ Luyssaert, S., Abril, G., Andres, R., Bastviken, D., Bellassen, V., Bergamaschi, P., et al. (2012). The European land and inland water CO2, CO, CH4 and N2O balance between 2001 and 2005. Biogeosciences 9, 3357–3380. doi: 10.5194/bg-9-3357-2012
- ^ Kawasaki, N., and Benner, R. (2006). Bacterial release of dissolved organic matter during cell growth and decline: molecular origin and composition. Limnol. Oceanogr. 51, 2170–2180. doi: 10.4319/lo.2006.51.5.2170
- ^ Lønborg, C., Álvarez-Salgado, X. A., Davidson, K., and Miller, A. E. J. (2009). Production of bioavailable and refractory dissolved organic matter by coastal heterotrophic microbial populations. Estuar. Pobřeží. Shelf Sci. 82, 682–688. doi: 10.1016/j.ecss.2009.02.026
- ^ Wada, S., Aoki, M. N., Tsuchiya, Y., Sato, T., Shinagawa, H., and Hama, T. (2007). Quantitative and qualitative analyses of dissolved organic matter released from Ecklonia cava Kjellman, in Oura Bay, Shimoda, Izu Peninsula, Japan. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 349, 344–358. doi: 10.1016/j.jembe.2007.05.024
- ^ Willey, J. D., Kieber, R. J., Eyman, M. S. Jr., and Brooks Avery, G. (2000). Rainwater dissolved organic carbon concentrations and global flux. Glob. Biogeochem. Cycles 14, 139–148. doi: 10.1029/1999GB900036
- ^ Raymond, P. A., and Spencer, R. G. M. (2015). “Riverine DOM,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds D. A. Hansell and C. A. Carlson (Amsterdam: Elsevier), 509–533. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00011-X
- ^ Dachs, J., and Méjanelle, L. (2010). Organic pollutants in coastal waters, sediments, and biota: a relevant driver for ecosystems during the anthropocene? Estuarines Coasts 33, 1–14. doi: 10.1007/s12237-009-9255-8
- ^ Raymond, P. A., and Spencer, R. G. M. (2015). “Riverine DOM,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds D. A. Hansell and C. A. Carlson (Amsterdam: Elsevier), 509–533. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00011-X
- ^ Karl, D. M., Hebel, D. V., Bjorkman, K., and Letelier, R. M. (1998). The role of dissolved organic matter release in the productivity of the oligotrophic north Pacific Ocean. Limnol. Oceanogr. 43, 1270–1286. doi: 10.4319/lo.1998.43.6.1270
- ^ Wetz, M. S., and Wheeler, P. A. (2007). Release of dissolved organic matter by coastal diatoms. Limnol. Oceanogr. 52, 798–807. doi: 10.4319/lo.2007.52.2.0798
- ^ Thornton, D. C. O. (2014). Dissolved organic matter (DOM) release by phytoplankton in the contemporary and future ocean. Eur. J. Phycol. 49, 20–46. doi: 10.1080/09670262.2013.875596
- ^ Boekell, W. H. M. V., Hansen, F. C., Riegman, R., and Bak, R. P. M. (1992). Lysis-induced decline of a Phaeocystis spring bloom and coupling with the microbial foodweb. Mar. Ecol. Prog. Ser. 81, 269–276. doi: 10.3354/meps081269
- ^ A b Hygum, B. H., Petersen, J. W., and Søndergaard, M. (1997). Dissolved organic carbon released by zooplankton grazing activity- a high quality substrate pool for bacteria. J. Plankton Res. 19, 97–111. doi: 10.1093/plankt/19.1.97
- ^ Lampert, W. (1978). Release of dissolved organic carbon by grazing zooplankton. Limnol. Oceanogr. 23, 831–834. doi: 10.4319/lo.1978.23.4.0831
- ^ Jumars, P. A., Penry, D. L., Baross, J. A., and Perry, M. J. (1989). Closing the microbial loop: dissolved carbon pathway to heterotrophic bacteria from incomplete ingestion, digestion and absorption in animals. Deep Sea Res. 36, 483–495. doi: 10.1016/0198-0149(89)90001-0
- ^ Iturriaga, R., and Zsolnay, A. (1981). Transformation of some dissolved organic compounds by a natural heterotrophic population. Mar. Biol. 62, 125–129. doi: 10.1007/BF00388174
- ^ Ogawa, H., Amagai, Y., Koike, I., Kaiser, K., and Benner, R. (2001). Production of refractory dissolved organic matter by bacteria. Science 292, 917–920. doi: 10.1126/science.1057627
- ^ Kawasaki, N., and Benner, R. (2006). Bacterial release of dissolved organic matter during cell growth and decline: molecular origin and composition. Limnol. Oceanogr. 51, 2170–2180. doi: 10.4319/lo.2006.51.5.2170
- ^ McCarthy, M., Pratum, T., Hedges, J., and Benner, R. (1997). Chemical composition of dissolved organic nitrogen in the ocean. Nature 390, 150–154. doi: 10.1038/36535
- ^ Suttle, C. A. (2005). Viry v moři. Nature 437, 356–361. doi: 10.1038/nature04160
- ^ Weinbauer, M. A. G. (2004). Ecology of prokaryotic viruses. FEMS Microbiol. Rev. 28, 127–181. doi: 10.1016/j.femsre.2003.08.001
- ^ Lønborg, C., Middelboe, M., and Brussaard, C. P. D. (2013). Viral lysis of Micromonas pusilla: impacts on dissolved organic matter production and composition. Biogeochemistry 116, 231–240. doi: 10.1007/s10533-013-9853-1
- ^ Krabberød, AK; Bjorbækmo, MFM; Shalchian-Tabrizi, K.; Logares, R. (2017). "Exploring the oceanic microeukaryotic interactome with metaomics approaches". Vodní mikrobiální ekologie. 79: 1–12. doi:10.3354/ame01811.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0
- ^ Delong, Edward F.; Karl, David M. (2005). "Genomic perspectives in microbial oceanography". Příroda. 437 (7057): 336–342. doi:10.1038/nature04157. PMID 16163343. S2CID 4400950.
- ^ A b C d E Wagner, S., Schubotz, F., Kaiser, K., Hallmann, C., Waska, H., Rossel, P.E., Hansman, R., Elvert, M., Middelburg, J.J., Engel, A. and Blattmann, T.M. (2020) "Soothsaying DOM: A current perspective on the future of oceanic dissolved organic carbon". Frontiers in Marine Science, 7:341. doi:10.3389/fmars.2020.00341.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Brilinsky, M. (1977). Release of dissolved organic matter by some marine macrophytes. Mar. Biol. 39, 213–220. doi: 10.1007/BF00390995
- ^ Pregnall, A. M. (1983). Release of dissolved organic carbon from the estuarine intertidal macroalga Enteromorpha prolifera. Mar. Biol. 73, 37–42. doi: 10.1007/BF00396283
- ^ Penhale, P. A., and Smith, W. O. (1977). Excretion of dissolved organic carbon by eelgrass (Zostera marina) and its epiphytes. Limnol. Oceanogr. 22, 400–407. doi: 10.4319/lo.1977.22.3.0400
- ^ A b Barrón, C., and Duarte, C. M. (2015). Dissolved organic carbon pools and export from the coastal ocean. Glob. Biogeochem. Cycles 29, 1725–1738. doi: 10.1002/2014GB005056
- ^ Barrón, C., and Duarte, C. M. (2015). Dissolved organic carbon pools and export from the coastal ocean. Glob. Biogeochem. Cycles 29, 1725–1738. doi: 10.1002/2014GB005056
- ^ Martin, P., Cherukuru, N., Tan, A.S., Sanwlani, N., Mujahid, A. and Müller, M.(2018) "Distribution and cycling of terrigenous dissolved organic carbon in peatland-draining rivers and coastal waters of Sarawak, Borneo", Biogeovědy, 15(2): 6847–6865. doi:10.5194/bg-15-6847-2018.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Hewson, I., O’neil, J. M., Fuhrman, J. A., and Dennison, W. C. (2001). Virus-like particle distribution and abundance in sediments and overlying waters along eutrophication gradients in two subtropical estuaries. Limnol. Oceanogr. 46, 1734–1746. doi: 10.4319/lo.2001.46.7.1734
- ^ Burdige, D. J., and Gardner, K. G. (1998). Molecular weight distribution of dissolved organic carbon in marine sediment pore waters. Mar. Chem. 62, 45–64. doi: 10.1016/S0304-4203(98)00035-8
- ^ Burdige, D. J., and Komada, T. (2014). “Sediment pore waters,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds D. A. Hansen and C. A. Carlson (Cambridge, MA: Academic Press), 535–577. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00012-1
- ^ Komada, T., and Reimers, C. E. (2001). Resuspension-induced partitioning of organic carbon between solid and solution phases from a river–ocean transition. Mar. Chem. 76, 155–174. doi: 10.1016/S0304-4203(01)00055-X
- ^ Dittmar, T., and Koch, B. P. (2006). Thermogenic organic matter dissolved in the abyssal ocean. Mar. Chem. 102, 208–217. doi: 10.1016/j.marchem.2006.04.003
- ^ Dittmar, T., and Paeng, J. (2009). A heat-induced molecular signature in marine dissolved organic matter. Nat. Geosci. 2, 175–179. doi: 10.1038/ngeo440
- ^ Burnett, W. C., Aggarwal, P. K., Aureli, A., Bokuniewicz, H., Cable, J. E., Charette, M. A., et al. (2006). Quantifying submarine groundwater discharge in the coastal zone via multiple methods. Sci. Total Environ. 367, 498–543. doi: 10.1016/j.scitotenv.2006.05.009
- ^ Longnecker, K., and Kujawinski, E. B. (2011). Composition of dissolved organic matter in groundwater. Geochim. Cosmochim. Acta 75, 2752–2761. doi: 10.1016/j.gca.2011.02.020
- ^ Webb, J. R., Santos, I. R., Maher, D. T., Tait, D. R., Cyronak, T., Sadat-Noori, M., et al. (2019). Groundwater as a source of dissolved organic matter to coastal waters: insights from radon and CDOM observations in 12 shallow coastal systems. Limnol. Oceanogr. 64, 182–196. doi: 10.1002/lno.11028
- ^ Lang, S. Q., Butterfield, D. A., Lilley, M. D., Paul Johnson, H., and Hedges, J. I. (2006). Dissolved organic carbon in ridge-axis and ridge-flank hydrothermal systems. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 3830–3842. doi: 10.1016/j.gca.2006.04.031
- ^ Kerner, M., Hohenberg, H., Ertl, S., Reckermann, M., and Spitzy, A. (2003). Self-organization of dissolved organic matter tomicelle-like microparticles in river water. Nature 422, 150–154. doi: 10.1038/nature01469
- ^ Chin, W. C., Orellana, M. V., and Verdugo, P. (1998). Spontaneous assembly of marine dissolved organic matter into polymer gels. Nature 391, 568–572. doi: 10.1038/35345
- ^ Moran, M. A., and Zepp, R. G. (1997). Role of photoreactions in the formation of biologically labile compounds from dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 42, 1307–1316. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1307
- ^ Mopper, K., Kieber, D. J., and Stubbins, A. (2015). “Marine photochemistry of organic matter,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds C. A. Carlson and D. A. Hansell (Amsterdam: Elsevier), 389–450. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00008-X
- ^ Lønborg, C., and Álvarez-Salgado, X. A. (2012). Recycling versus export of bioavailable dissolved organic matter in the coastal ocean and efficiency of the continental shelf pump. Glob. Biogeochem. Cycles 26:GB3018. doi: 10.1029/2012GB004353
- ^ Carlson, C. A., and Hansell, D. A. (2015). “DOM sources, sinks, reactivity, and budgets,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds C. A. Carlson and D. A. Hansell (San Diego, CA: Academic Press), 65–126. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00003-0
- ^ Shen, Y. and Benner, R. (2018) "Mixing it up in the ocean carbon cycle and the removal of refractory dissolved organic carbon". Vědecké zprávy, 8(1): 1–9. doi:10.1038/s41598-018-20857-5.
Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Lang, S. Q., Butterfield, D. A., Lilley, M. D., Paul Johnson, H., and Hedges, J. I. (2006). Dissolved organic carbon in ridge-axis and ridge-flank hydrothermal systems. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 3830–3842. doi: 10.1016/j.gca.2006.04.031
- ^ A b Sholkovitz, E. R. (1976). Flocculation of dissolved organic and inorganic matter during the mixing of river water and seawater. Geochim. Cosmochim. Acta 40, 831–845. doi: 10.1016/0016-7037(76)90035-1
- ^ Tranvik, L. J., and Sieburth, J. M. (1989). Effects of flocculated humic matter on free and attached pelagic microorganisms. Limnol. Oceanogr. 34, 688–699. doi: 10.4319/lo.1989.34.4.0688
- ^ Mulholland, P. J. (1981). Formation of Particulate Organic Carbon in Water from a Southeastern Swamp-Stream. Limnol. Oceanogr. 26, 790–795. doi: 10.4319/lo.1981.26.4.0790
- ^ Powell, R. T., Landing, W. M., and Bauer, J. E. (1996). Colloidal trace metals, organic carbon and nitrogen in a southeastern U.S. estuary. Mar. Chem. 55, 165–176. doi: 10.1016/S0304-4203(96)00054-0
- ^ Sholkovitz, E. R., Boyle, E. A., and Price, N. B. (1978). The removal of dissolved humic acids and iron during estuarine mixing. Planeta Země. Sci. Lett. 40, 130–136. doi: 10.1016/0012-821X(78)90082-1
- ^ Volk, C., Bell, K., Ibrahim, E., Verges, D., Amy, G., and Lechevallier, M. (2000). Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matter and its biodegradable fraction in drinking water. Water Res. 34, 3247–3257. doi: 10.1016/S0043-1354(00)00033-6
- ^ Williamson, C. E., Stemberger, R. S., Morris, D. P., Frost, T. A., and Paulsen, S. G. (1996). Ultraviolet radiation in North American lakes: attenuation estimates from DOC measurements and implications for plankton communities. Limnol. Oceanogr. 41, 1024–1034. doi: 10.4319/lo.1996.41.5.1024
- ^ Williamson, C. E., Overholt, E. P., Pilla, R. M., Leach, T. H., Brentrup, J. A., Knoll, L. B., et al. (2015). Ecological consequences of longterm browning in lakes. Sci. Rep. 5:18666. doi: 10.1038/srep18666
- ^ Jeffrey, W. H., Aas, P., Lyons, M. M., Coffin, R. B., Pledger, R. J., and Mitchell, D. L. (1996). Ambient solar radiation-induced photodamage in marine bacterioplankton. Photochem. Fotobiol. 64, 419–427. doi: 10.1111/j.1751-1097.1996.tb03086.x
- ^ Rhode, S. C., Pawlowski, M., and Tollrian, R. (2001). The impact of ultraviolet radiation on the vertical distribution of zooplankton of the genus Daphnia. Nature 412, 69–72. doi: 10.1038/35083567
- ^ Mopper, K., Kieber, D. J., and Stubbins, A. (2015). “Marine photochemistry of organic matter,” in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds C. A. Carlson and D. A. Hansell (Amsterdam: Elsevier), 389–450. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00008-X
- ^ Miller, W. L., and Zepp, R. G. (1995). Photochemical production of dissolved inorganic carbon from terrestrial organic matter: significance of the oceanic organic carbon cycle. Geophys. Res. Lett. 22, 417–420. doi: 10.1029/94GL03344
- ^ Moran, M. A., and Zepp, R. G. (1997). Role of photoreactions in the formation of biologically labile compounds from dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 42, 1307–1316. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1307
- ^ Moran, M. A., Sheldon, W. M., and Zepp, R. G. (2000). Carbon loss and optical property changes during long-term photochemical and biological degradation of estuarine dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 45, 1254–1264. doi: 10.4319/lo.2000.45.6.1254
- ^ Kieber, R. J., Hydro, L. H., and Seaton, P. J. (1997). Photooxidation of triglycerides and fatty acids in seawater: implication toward the formation of marine humic substances. Limnol. Oceanogr. 42, 1454–1462. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1454
- ^ Berto, S., Laurentiis, E. D., Tota, T., Chiavazza, E., Daniele, P. G., Minella, M., et al. (2016). Properties of the humic-like material arising from the phototransformation of L-tyrosine. Sci. Total Environ. 546, 434–444. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.12.047
- ^ Hudson, J. J., Dillon, P. J., and Somers, K. M. (2003). Long-term patterns in dissolved organic carbon in boreal lakes: the role of incident radiation, precipitation, air temperature, southern oscillation and acid deposition. Hydrol. Earth Syst. Sci. 7, 390–398. doi: 10.5194/hess-7-390-2003
- ^ Benner, R., Benitez-Nelson, B., Kaiser, K., and Amon, R. M. W. (2004). Export of young terrigenous dissolved organic carbon from rivers to the Arctic Ocean. Geophys. Res. Lett. 31:L05305. doi: 10.1029/2003GL019251
- ^ Obernosterer, I., and Herndl, G. J. (1995). Phytoplankton extracellular release and bacterial growth: dependence on the inorganic N:P ratio. Mar. Ecol. Prog. Ser. 116, 247–257. doi: 10.3354/meps116247
- ^ Benner, R., and Ziegler, S. (1999). “Do photochemical transformations of dissolved organic matter produce biorefractory as well as bioreactive substrates?” in Proceedings of the 8th International Symposium on Microbial Ecology, eds C. R. Bell, M. Brylinsky, and P. Johnson-Green (Port Aransas, TX: University of Texas at Austin).
- ^ Sulzberger, B., and Durisch-Kaiser, E. (2009). Chemical characterization of dissolved organic matter (DOM): a prerequisite for understanding UV-induced changes of DOM absorption properties and bioavailability. Aquat. Sci. 71, 104–126. doi: 10.1007/s00027-008-8082-5
- ^ Miller, W. L., and Moran, M. A. (1997). Interaction of photochemical and microbial processes in the degradation of refractory dissolved organic matter from a coastal marine environment. Limnol. Oceanogr. 42, 1317–1324. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1317
- ^ Moran, M. A., and Zepp, R. G. (1997). Role of photoreactions in the formation of biologically labile compounds from dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 42, 1307–1316. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1307
- ^ Stubbins, A., Uher, G., Law, C. S., Mopper, K., Robinson, C., and Upstill-Goddard, R. C. (2006). Open-ocean carbon monoxide photoproduction. Deep Sea Res. II Top. Stud. Oceanogr. 53, 1695–1705. doi: 10.1016/j.dsr2.2006.05.011
- ^ Miller, W. L., Moran, M. A., Sheldon, W. M., Zepp, R. G., and Opsahl, S. (2002). Determination of apparent quantum yield spectra for the formation of biologically labile photoproducts. Limnol. Oceanogr. 47, 343–352. doi: 10.4319/lo.2002.47.2.0343
- ^ Andrews, S. S., and Zafiriou, O. C. (2000). Photochemical oxygen consumption in marine waters: a Major soink for colored dissolved organic matter? Limnol. Oceanogr. 45, 267–277. doi: 10.4319/lo.2000.45.2.0267
- ^ Wang, X.-C., Chen, R. F., and Gardner, G. B. (2004). Sources and transport of dissolved and particulate organic carbon in the Mississippi River estuary and adjacent coastal waters of the northern Gulf of Mexico. Mar. Chem. 89, 241–256. doi: 10.1016/j.marchem.2004.02.014
- ^ Sharp, Jonathan H. (6 August 1996). "Marine dissolved organic carbon: Are the older values correct?". Marine Chemistry. 56 (3–4): 265–277. doi:10.1016/S0304-4203(96)00075-8.
- ^ Sondergaard, Morten; Mathias Middelboe (9 March 1995). "A cross-system analysis of labile dissolved organic carbon" (PDF). Série pokroku v ekologii moří. 118: 283–294. Bibcode:1995MEPS..118..283S. doi:10.3354/meps118283.
- ^ Gruber, David F.; Jean-Paul Simjouw; Sybil P. Seitzinger; Gary L. Taghon (June 2006). "Dynamics and Characterization of Refractory Dissolved Organic Matter Produced by a Pure Bacterial Culture in an Experimental Predator-Prey System". Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 72 (6): 4184–4191. doi:10.1128/AEM.02882-05. PMC 1489638. PMID 16751530.
- ^ Hansell, Dennis A .; Craig A. Carlson; Daniel J. Repeta; Reiner Schlitzer (2009). "Dissolved Organic Matter in the Ocean: A Controversy Stimulates New Insights". Oceánografie. 22 (4): 202–211. doi:10.5670/oceanog.2009.109. hdl:1912/3183.
- ^ Stubbins, A., Niggemann, J., and Dittmar, T. (2012). Photo-lability of deep ocean dissolved black carbon. Biogeosciences 9, 1661–1670. doi: 10.5194/bg-9-1661-2012
- ^ Hodson, R. E., Maccubbin, A. E., and Pomeroy, L. R. (1981). Dissolved adenosine triphosphate utilization by free-living and attached bacterioplankton. Mar. Biol. 64, 43–51. doi: 10.1007/bf00394079
- ^ Hollibaugh, J. T., and Azam, F. (1983). Microbial degradation of dissolved proteins in seawater. Limnol. Oceanogr. 28, 1104–1116. doi: 10.4319/lo.1983.28.6.1104
- ^ Ferguson, R. L., and Sunda, W. G. (1984). Utilization of amino acids by planktonic marine bacteria: importance of clean technique and low substrate additions. Limnol. Oceanogr. 29, 258–274. doi: 10.4319/lo.1984.29.2.0258
- ^ Ogawa, H., Amagai, Y., Kioke, I., Kaiser, K., and Benner, R. (2001). Production of refractory dissolved organic matter by bacteria. Science 292, 917–920. doi: 10.1126/science.1057627
- ^ Jiao, N., Herndl, G. J., Hansell, D. A., Benner, R., Kattner, G., Wilhelm, S. W., et al. (2010). Microbial production of recalcitrant dissolved organic matter: long-term carbon storage in the global ocean. Nat. Rev. Microbiol. 8, 593–599. doi: 10.1038/nrmicro2386
- ^ Kaiser, K., and Benner, R. (2008). Major bacterial contribution to the ocean reservoir of detrital organic carbon and nitrogen. Limnol. Oceanogr. 53, 99–112. doi: 10.4319/lo.2008.53.1.0099
- ^ Shen, Y., and Benner, R. (2018). Mixing it up in the ocean carbon cycle and the removal of refractory dissolved organic carbon. Sci. Rep. 8:2542. doi: 10.1038/s41598-018-20857-5
- ^ Nebbioso, Antonio; Piccolo, Alessandro (January 2013). "Molecular characterization of dissolved organic matter (DOM): a critical review". Analytická a bioanalytická chemie. 405 (1): 109–124. doi:10.1007/s00216-012-6363-2. ISSN 1618-2642.
- ^ Nebbioso, Antonio; Piccolo, Alessandro (January 2013). "Molecular characterization of dissolved organic matter (DOM): a critical review". Analytická a bioanalytická chemie. 405 (1): 109–124. doi:10.1007/s00216-012-6363-2. ISSN 1618-2642.
- ^ Minor, Elizabeth C.; Swenson, Michael M.; Mattson, Bruce M.; Oyler, Alan R. (2014). "Structural characterization of dissolved organic matter: a review of current techniques for isolation and analysis". Environ. Sci.: Processes Impacts. 16 (9): 2064–2079. doi:10.1039/C4EM00062E. ISSN 2050-7887.
- ^ Green, Nelson W.; Perdue, E. Michael; Aiken, George R.; Butler, Kenna D.; Chen, Hongmei; Dittmar, Thorsten; Niggemann, Jutta; Stubbins, Aron (2014-04-20). "An intercomparison of three methods for the large-scale isolation of oceanic dissolved organic matter". Marine Chemistry. 161: 14–19. doi:10.1016/j.marchem.2014.01.012. ISSN 0304-4203.
- ^ Minor, Elizabeth C.; Swenson, Michael M.; Mattson, Bruce M.; Oyler, Alan R. (2014-08-21). "Structural characterization of dissolved organic matter: a review of current techniques for isolation and analysis". Věda o životním prostředí: Procesy a dopady. 16 (9): 2064–2079. doi:10.1039/C4EM00062E. ISSN 2050-7895.
externí odkazy
- Hansell DA and Carlson CA (Eds.) (2014) Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, Second edition, Academic Press. ISBN 9780124071537.
- Stone, Richard (June 18, 2010). "Marine Biogeochemistry: The Invisible Hand Behind A Vast Carbon Reservoir". Věda. 328 (5985): 1476–1477. Bibcode:2010Sci...328.1476S. doi:10.1126/science.328.5985.1476. PMID 20558685.