Sensori colorati di materia organica disciolta CDOM: Monitoraggio della qualità dell’acqua

Perché dovrei misurare la CDOM (Materia Organica Disciolta Colorata)?

Il materiale organico disciolto (DOM) esiste in molte forme, dagli acidi umici presenti in natura ai sottoprodotti o alle secrezioni escrete dagli organismi. Il DOM è una forma molto abbondante di materia organica e rappresenta un’importante riserva di carbonio reattivo. È anche un substrato dinamico che può subire reazioni per diventare accessibile a batteri, piante e animali come fonte di energia, oppure può fotodegradarsi con la produzione di composti volatili che possono avere effetti negativi sugli organismi e sull’ambiente. I DOM contengono tipicamente cromofori che assorbono la luce UV e visibile, da cui il termine materiali organici disciolti (CDOM) cromoforici (o colorati). I CDOM sono anche fluorescenti (da qui il termine FDOM) dopo l’assorbimento della luce, consentendo ai ricercatori di rilevarne e quantificarne l’abbondanza nei sistemi idrici grazie alla fluorimetria.

Il rilevamento dei livelli di DOM nei sistemi idrici aumenta notevolmente la potenza degli sforzi di monitoraggio e aiuta a spiegare eventi come un’improvvisa diminuzione della produttività primaria, cambi di regime del fitoplancton, fioriture algali e cambiamenti nell’ambiente.

Come si misura la CDOM?

Esistono molti metodi per rilevare i CDOM nell’acqua, ma il metodo più semplice ed economico è la fluorescenza in situ. Il sensore CDOM di Turner Designs di Eureka è un sensore fluorometrico. La fluorescenza si verifica quando una molecola assorbe l’energia luminosa a una lunghezza d’onda e poi la emette a una lunghezza d’onda diversa. I sensori fluorometrici emettono luce a una certa lunghezza d’onda e cercano in cambio una lunghezza d’onda diversa e molto specifica. Il fluorimetro per CDOM di Eureka utilizza l’eccitazione ultravioletta (UV) per rilevare i CDOM. Sapendo che esistono diverse fonti di CDOM che possono emettere una gamma di lunghezze d’onda, Turner ha scelto un filtro di emissione a banda larga in grado di rilevare i vari tipi di CDOM presenti nell’ambiente naturale.

Cosa devo sapere sulla misurazione della CDOM (Materia Organica Disciolta Colorata) sul campo?

La rilevazione in fluorescenza del CDOM è il metodo più semplice e veloce per stimare i DOM, sfruttando la naturale proprietà fluorescente del CDOM di assorbire la luce UV e fluorescere la luce blu. La misurazione del CDOM è interessante per i ricercatori a causa del suo effetto sulla luce nelle acque superficiali. La rilevazione della fluorescenza con il fluorimetro per CDOM di Eureka è più sensibile, più veloce e meno costosa di altre misure qualitative e non richiede la manipolazione del campione. I dati sulla fluorescenza delle acque naturali possono essere raccolti senza dover effettuare estrazioni o altre preparazioni del campione. Sebbene i dati di fluorescenza dell’acqua naturale siano una misura qualitativa, è stato dimostrato che si correlano bene con i dati dei DOM estratti. Grazie alla sensibilità e alla facilità d’uso di MantaPlus Multiprobe, i dati possono essere raccolti in modo semplice e veloce praticamente in qualsiasi ambiente. Il monitoraggio del CDOM in modalità continua e a flusso continuo, utilizzando l’adattatore per celle a flusso di Eureka, elimina i problemi associati alla raccolta e alla conservazione dei campioni e consente la correzione automatica degli effetti della temperatura. Il monitoraggio in linea a bordo delle navi permette di raccogliere grandi serie di dati lungo la rotta di una nave. Le applicazioni includono:

• Monitoraggio continuo dello scarico delle acque reflue. La fluorescenza del CDOM corrisponde al carbonio organico totale (TOC), che è un indicatore della qualità delle acque di scarico.
• Tracciante naturale di specifici corpi idrici. La concentrazione di CDOM può indicare la dispersione, il trasporto e la miscelazione di una massa d’acqua.
• Le indagini sull’entità della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) e sulla produzione primaria sono dovute all’assorbimento significativo della luce nelle acque superficiali, soprattutto nelle aree costiere ed estuariali.
• La ricerca sul colore dell’oceano e l’effetto del CDOM sulle immagini satellitari.
• Indagini sui cicli DOM e sui bilanci energetici.
• Indagini sugli effetti dello sbiancamento fotochimico dei DOM nelle acque superficiali.
• L’utilizzo dei dati di fluorescenza del CDOM per calcolare il rendimento quantico fluorescente che viene poi utilizzato per determinare il coefficiente di assorbimento del CDOM.