Цветное растворенное органическое вещество - Colored dissolved organic matter

«Желтое вещество» перенаправляется сюда. Не следует путать с желтый торт.
Изменения концентрации окрашенного растворенного органического вещества при наблюдении из космоса. Темно-коричневая вода во внутренних водных путях содержит высокие концентрации РОВ. По мере того, как эта темная вода с высоким содержанием CDOM перемещается в сторону от берега, она смешивается с голубой водой океана с низким CDOM, поступающей с берега.

Цветное растворенное органическое вещество (CDOM) - оптически измеряемый компонент растворенного органическая материя в воде. Также известный как хромофорный растворенное органическое вещество,[1] желтое вещество, и Gelbstoff, CDOM встречается в естественных условиях в водной среде и представляет собой сложную смесь от многих сотен до тысяч отдельных уникальных органическая материя молекулы, которые в первую очередь выщелачиваются при распаде детрит и органическое вещество.[2] CDOM наиболее сильно поглощает коротковолновый свет от синего до ультрафиолетовый, тогда как чистая вода поглощает красный свет с большей длиной волны. Таким образом, вода с небольшим количеством CDOM или без него, например открытый океан, выглядит синей.[3] Вода, содержащая большое количество CDOM, может варьироваться от коричневого, как во многих реках, до желтого и желто-коричневого в прибрежных водах. В целом, концентрации РОВ в пресных водах и эстуариях намного выше, чем в открытом океане, хотя концентрации сильно варьируются, как и предполагаемый вклад РОВ в общий объем растворенных органических веществ.

Значимость

Воды реки торфяников, стекающие в прибрежные воды
В Юго-Восточной Азии находится один из крупнейших в мире магазинов тропический торфяник и на его долю приходится примерно 10% мировых перевозок между сушей и морем. растворенный органический углерод (DOC) флюс. Реки несут высокие концентрации окрашенного растворенного органического вещества (РОВ), показанные здесь на границе с водой на шельфе океана.[4]

Концентрация CDOM может иметь значительное влияние на биологическая активность в водных системах. CDOM снижает интенсивность света, поскольку он проникает в воду. Очень высокие концентрации CDOM могут иметь ограничивающий эффект на фотосинтез и подавить рост фитопланктон,[5] которые составляют основу океанических пищевые цепи и являются основным источником атмосферных кислород. CDOM также поглощает вредное излучение UVA / B, защищая организмы от повреждения ДНК.

Поглощение УФ-излучения вызывает «обесцвечивание» CDOM, что снижает его оптическую плотность и поглощающую способность. Это отбеливание (фотодеградация ) CDOM производит низкомолекулярные органические соединения, которые могут использоваться микробами, выделяет питательные вещества, которые могут использоваться фитопланктоном в качестве источника питательных веществ для роста,[6] и генерирует активные формы кислорода, которые могут повреждать ткани и изменять биодоступность ограничивающих следов металлов.

CDOM можно обнаружить и измерить из космоса с помощью спутника дистанционное зондирование и часто мешает использованию спутниковой связи спектрометры для дистанционной оценки популяций фитопланктона. Как пигмент, необходимый для фотосинтеза, хлорофилл является ключевым показателем численности фитопланктона. Однако и CDOM, и хлорофилл поглощают свет в одном и том же спектральном диапазоне, поэтому часто бывает трудно различить их.

Хотя вариации РОВВ в первую очередь являются результатом естественных процессов, включая изменения в количестве и частоте осадков, деятельность человека, такая как лесозаготовки, сельское хозяйство, сброс сточных вод и осушение водно-болотных угодий, может повлиять на уровни РОВВ в пресноводных и эстуарных системах.

Измерение

Традиционные методы измерения CDOM включают УФ-видимую спектроскопию (поглощение) и флуорометрию (флуоресценцию). Оптические прокси были разработаны для характеристики источников и свойств CDOM, включая удельное поглощение ультрафиолета при 254 нм (SUVA254) и спектральные наклоны для поглощения, а также индекса флуоресценции (FI), биологического индекса (BIX) и индекса гумификации (HIX) для флуоресценции. Матрицы излучения возбуждения (EEM)[7] могут быть разделены на компоненты в методике, называемой параллельным факторным анализом (PARAFAC),[8] где каждый компонент часто обозначается как «гуминовый», «белковый» и т. д. Как упоминалось выше, дистанционное зондирование это новейший метод обнаружения CDOM из космоса.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Hoge, FE; Водачек, А; Свифт, РН; Юнгель, JK; Blough, NV (октябрь 1995 г.). «Внутренние оптические свойства океана: восстановление коэффициента поглощения хромофорного растворенного органического вещества из измерений спектральной флуоресценции лазера в воздухе». Прикладная оптика. 34 (30): 7032–8. Bibcode:1995ApOpt..34.7032H. Дои:10.1364 / АО.34.007032. PMID  21060564.,
  2. ^ Кобл, Паула (2007). «Морская оптическая биогеохимия: химия цвета океана». Химические обзоры. 107 (2): 402–418. Дои:10.1021 / cr050350 +. PMID  17256912.
  3. ^ «Цвет океана». НАСА Наука. Получено 26 ноября 2018.
  4. ^ Мартин П., Черукуру Н., Тан А.С., Санулани Н., Муджахид А. и Мюллер М. (2018) «Распределение и круговорот терригенного растворенного органического углерода в реках, истощающих торфяники, и прибрежных водах Саравака. , Борнео ", Биогеонауки, 15(2): 6847–6865. Дои:10.5194 / bg-15-6847-2018. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  5. ^ Stedmon, C.A .; Маркагер, С .; Каас, Х. (2000). «Оптические свойства и признаки хромофорного растворенного органического вещества (РОВ) в датских прибрежных водах». Эстуарии, прибрежные районы и шельфовые науки. 51 (2): 267–278. Дои:10.1006 / ecss.2000.0645.
  6. ^ Хелмс, Джон Р .; Стаббинс, Аарон; Пердью, Э. Майкл; Грин, Нельсон У .; Чен, Хунмэй; Моппер, Кеннет (2013). «Фотохимическое обесцвечивание океанических растворенных органических веществ и его влияние на наклон спектра поглощения и флуоресценцию». Морская химия. 155: 81–91. Дои:10.1016 / j.marchem.2013.05.015.
  7. ^ "Что такое матрица излучения возбуждения (EEM)?". Хориба. Получено 17 декабря 2019.
  8. ^ Бекманн, Кристиан. «Параллельный факторный анализ (ПАРАФАК)». Получено 17 декабря 2019.

внешняя ссылка