CDOM Barevné senzory rozpuštěných organických látek: Monitorování kvality vody

Proč bych měl měřit CDOM (barevné rozpuštěné organické látky)?

Rozpuštěný organický materiál (DOM) existuje v mnoha formách, od přirozeně se vyskytujících huminových kyselin až po vedlejší produkty nebo sekrety vylučované organismy. DOM je velmi hojnou formou organické hmoty a představuje hlavní zásobárnu reaktivního uhlíku. Je to také dynamický substrát, který může podléhat reakcím a stát se přístupným pro bakterie, rostliny a živočichy jako zdroj energie, nebo může podléhat fotodegradaci, což vede k produkci těkavých sloučenin, které mohou mít nepříznivé účinky na organismy a životní prostředí. DOM obvykle obsahuje chromofory, které absorbují UV a viditelné světlo, odtud termín chromoforické (nebo barevné) rozpuštěné organické materiály (CDOM). CDOM po absorpci světla také fluoreskuje (odtud termín FDOM), což výzkumníkům umožňuje zjistit a kvantifikovat jeho množství ve vodních systémech pomocí fluorometrie.

Zjišťování hladiny DOM ve vodních systémech výrazně zvyšuje účinnost monitorování a pomáhá vysvětlit události, jako je náhlý pokles primární produktivity, změny režimu fytoplanktonu, rozkvět řas a změny prostředí.

Jak se CDOM měří?

Pro detekci CDOM ve vodě existuje mnoho metod, ale nejjednodušší a nákladově nejefektivnější je fluorescence in situ. Senzor CDOM Eureka od společnosti Turner Designs je fluorometrický senzor. Fluorescence nastává, když molekula absorbuje světelnou energii o jedné vlnové délce a poté tuto energii vyzáří o jiné vlnové délce. Fluorometrické senzory vyzařují světlo o určité vlnové délce a na oplátku hledají velmi specifickou, jinou vlnovou délku. Fluorometr CDOM společnosti Eureka používá k detekci CDOM ultrafialovou (UV) excitaci. Turner si uvědomil, že existují různé zdroje CDOM, které mohou vyzařovat různé vlnové délky, a proto zvolil širokopásmový emisní filtr, který detekuje různé typy CDOM vyskytující se v přírodním prostředí.

Co bych měl vědět o měření CDOM (barevné rozpuštěné organické látky) v terénu?

Fluorescenční detekce CDOM je nejjednodušší a nejrychlejší způsob odhadu DOM, protože využívá přirozené fluorescenční vlastnosti CDOM, která absorbuje UV světlo a fluoreskuje modrým světlem. Měření CDOM je pro výzkumníky zajímavé kvůli jeho vlivu na světlo v povrchových vodách. Fluorescenční detekce pomocí fluorometru CDOM společnosti Eureka je citlivější, rychlejší a levnější než jiná kvalitativní měření a nevyžaduje žádnou manipulaci se vzorky. Údaje o fluorescenci přírodních vod lze shromažďovat bez nutnosti provádět extrakce nebo jiné přípravy vzorků. Ačkoli jsou údaje o fluorescenci z přírodní vody kvalitativním měřením, bylo prokázáno, že tyto údaje dobře korelují s údaji o extrahovaných DOM. Díky citlivosti a snadnému použití sondy MantaPlus Multiprobe lze data sbírat snadno a rychle prakticky v jakémkoli prostředí. Monitorování CDOM v kontinuálním, průtočném režimu s použitím adaptéru průtočné cely Eureka odstraňuje problémy spojené se sběrem a skladováním vzorků a umožňuje automatickou korekci vlivu teploty. On-line monitorování na lodi umožňuje shromažďovat rozsáhlé soubory dat podél lodní trasy. Aplikace zahrnují:

• Průběžné monitorování vypouštění odpadních vod. Fluorescence CDOM odpovídá celkovému organickému uhlíku (TOC), který je ukazatelem kvality vypouštěné vody.
• Přírodní stopovač specifických vodních útvarů. Koncentrace CDOM může indikovat rozptyl, transport a míchání vodní masy.
• Zkoumání velikosti fotosynteticky aktivního záření (PAR) a primární produkce v důsledku jeho významné absorpce světla v povrchových vodách, zejména v pobřežních oblastech a ústích řek.
• Výzkum barvy oceánu a vliv CDOM na satelitní snímky.
• Zkoumání koloběhu DOM a energetických rozpočtů.
• Zkoumání účinků fotochemického bělení DOM v povrchových vodách.
• Použití údajů o fluorescenci CDOM k výpočtu fluorescenčního kvantového výtěžku, který se následně použije k určení koeficientu absorpce CDOM.