CDOM-sensorer för färgat upplöst organiskt material: Övervakning av vattenkvalitet

Varför skulle jag vilja mäta CDOM (Colored Dissolved Organic Matter)?

Löst organiskt material (DOM) förekommer i många olika former, från naturligt förekommande humussyror till biprodukter eller sekret som utsöndras av organismer. DOM är en mycket riklig form av organiskt material och utgör en viktig reservoar av reaktivt kol. Det är också ett dynamiskt substrat som kan genomgå reaktioner för att bli tillgängligt för bakterier, växter och djur som energikälla, eller så kan det fotodegraderas vilket leder till produktion av flyktiga föreningar som kan ha negativa effekter på organismer och miljön. DOM innehåller vanligtvis kromforer som absorberar UV-ljus och synligt ljus, därav termen kromforiska (eller färgade) lösta organiska material (CDOM). CDOM fluorescerar också (därav termen FDOM) efter ljusabsorption, vilket gör det möjligt för forskare att upptäcka och kvantifiera dess förekomst i vattensystem med hjälp av fluorometri.

Detektion av DOM-nivåer i vattensystem ökar kraftigt kraften i övervakningsinsatserna och hjälper till att förklara händelser som en plötslig minskning av primärproduktiviteten, förändringar i växtplanktonregimen, algblomning och förändringar i en miljö.

Hur mäts CDOM?

Det finns många metoder för att detektera CDOM i vatten, men det enklaste och mest kostnadseffektiva sättet är in situ-fluorescens. Eurekas CDOM-sensor från Turner Designs är en fluorometrisk sensor. Fluorescens uppstår när en molekyl absorberar ljusenergi vid en våglängd och sedan avger denna energi vid en annan våglängd. Fluorometriska sensorer sänder ut ljus med en viss våglängd och letar efter en mycket specifik, annan våglängd i gengäld. Eurekas CDOM-fluorometer använder ultraviolett (UV) excitering för CDOM-detektering. Turner insåg att det finns olika CDOM-källor som kan avge olika våglängder och valde därför ett bredbandigt emissionsfilter som kan detektera olika typer av CDOM som finns i den naturliga miljön.

Vad bör jag veta om mätning av CDOM (Colored Dissolved Organic Matter) i fält?

Fluorescensdetektering av CDOM är det enklaste och snabbaste sättet att uppskatta DOM genom att dra nytta av CDOM:s naturliga fluorescerande egenskap att absorbera UV-ljus och fluorescera blått ljus. CDOM-mätning är av intresse för forskare på grund av dess effekt på ljuset i ytvatten. Fluorescensdetektering med Eurekas CDOM-fluorometer är känsligare, snabbare och billigare än andra kvalitativa mätmetoder och kräver ingen provhantering. Fluorescensdata från naturligt vatten kan samlas in utan att man behöver göra extraktioner eller andra provberedningar. Även om fluorescensdata från naturligt vatten är en kvalitativ mätning, har dessa data visat sig korrelera väl med extraherade DOM-data. Tack vare känsligheten och användarvänligheten hos MantaPlus Multiprobe kan data samlas in enkelt och snabbt i praktiskt taget alla miljöer. Övervakning av CDOM i ett kontinuerligt genomflödesläge, med hjälp av Eurekas flödescelladapter, eliminerar de problem som är förknippade med provinsamling och lagring och möjliggör automatisk korrigering av temperatureffekter. Onlineövervakning ombord på fartyg möjliggör insamling av stora datamängder längs ett fartygs rutt. Tillämpningar inkluderar:

• Kontinuerlig övervakning av utsläpp av avloppsvatten. CDOM-fluorescens motsvarar totalt organiskt kol (TOC), som är en indikator på utsläppsvattnets kvalitet.
• Naturligt spårämne i specifika vattendrag. CDOM-koncentrationen kan indikera spridningen, transporten och blandningen av en vattenmassa.
• Undersökningar av storleken på den fotosyntetiskt aktiva strålningen (PAR) och primärproduktionen på grund av dess betydande absorption av ljus i ytvatten, särskilt i kust- och flodmynningsområden.
• Forskning om havsfärg och effekten av CDOM på satellitbilder.
• Undersökningar av DOM-cykler och energibudgetar.
• Undersökningar av effekterna av fotokemisk blekning av DOM i ytvatten.
• Användning av CDOM-fluorescensdata för att beräkna det fluorescerande kvantutbytet som sedan används för att bestämma CDOM-absorptionskoefficienten.