착색 용해 유기물

Colored dissolved organic matter
우주에서 볼 수 있는 유색 용해 유기물질의 농도 변화. 내륙 수로 안의 짙은 갈색 물은 고농도의 CDOM을 함유하고 있다. 이 어둡고, CNOM이 풍부한 물이 해안으로 이동하면서, 그것은 해안에서 온 낮은 CDOM, 푸른 바닷물과 섞인다.

유색 용존 유기 물질(CDOM)은 물에 용해된 유기 물질의 광학적으로 측정할 수 있는 성분이다. 크로모포릭 용해 유기물,[1] 황색 물질, 겔스톱이라고도 알려진 CDOM은 수생 환경에서 자연적으로 발생하며 주로 부패하는 디트리투스와 유기 물질로부터 침출되는 수백에서 수천 개의 개별적이고 독특한 유기 물질 분자가 혼합되어 있다.[2] CDOM은 파란색에서 자외선에 이르는 짧은 파장 빛을 가장 강하게 흡수하는 반면, 순수한 물은 더 긴 파장 붉은 빛을 흡수한다. 따라서 개방된 바다와 같이 CNOM이 거의 없거나 없는 물은 푸른색으로 나타난다.[3] 많은 양의 CDOM을 함유하고 있는 물은 많은 강에서와 같이 갈색에서 해안 해역의 황갈색까지 다양하다. 일반적으로, 총 용존 유기 물질 풀에 대한 CDOM의 추정 기여도와 마찬가지로, 농도가 매우 다양하지만, 공해상 및 하류에서보다 CDOM 농도가 훨씬 더 높다.

의의

해안으로 흘러드는 피아트랜드 강물
동남 아시아는 세계에서 가장 큰 열대 지방의 저장고 중 하나이며, 전 세계 육해 용해 유기 탄소(DOC) 유량의 약 10%를 차지한다. 강은 높은 색상의 용해 유기물(CDOM) 농도를 가지고 있으며, 여기에 해양 선반 물과 연결되어 있다.[4]

CDOM의 농도는 수생계의 생물학적 활동에 상당한 영향을 미칠 수 있다. CDOM은 물을 통과할 때 빛의 세기를 감소시킨다. 매우 고농도의 CDOM은 광합성에 제한적인 영향을 미칠 수 있고 해양 먹이 사슬의 기초를 형성하고 대기 산소의 일차 공급원인 식물성 플랑크톤의 성장을 억제할 수 있다.[5][6][7][8] 그러나, 녹조 광합성에 대한 CDOM의 영향은 저농도 및 중간 농도에서 광합성 속도를 증가시키지만 고농도에서 광합성 속도를 감소시키는 호수 같은 다른 수생 시스템에서 복잡할 수 있다.[9][7][6][10] CDOM 농도는 계층적 제어를 반영한다.[11] 농도는 호수 및 유역 형태 측정의 차이로 인해 가까운 호수에 따라 다르며, 지역적으로는 기후와 우세한 식물의 차이로 인해 다양하다.[12][11][13] 또한 CDOM은 유해한 UVA/B 방사선을 흡수하여 DNA 손상으로부터 유기체를 보호한다.[14]

UV 방사선의 흡수는 CDOM의 "이물질"을 유발하여 광학 밀도와 흡수 용량을 감소시킨다. CDOM의 이 표백(광분해)은 미생물이 활용할 수 있는 저분자중량 유기화합물을 생산하고, 식물성 플랑크톤이 성장의 영양원으로 사용할 수 있는 영양소를 방출하며,[15] 활성산소를 발생시켜 조직을 손상시키고, 미량 금속의 생물이용성을 변화시킬 수 있다.

CDOM은 위성 원격 감지를 사용하여 우주에서 탐지 및 측정할 수 있으며, 종종 식물성 플랑크톤 개체수를 원격으로 추정하기 위해 위성 분광기 사용을 방해한다. 엽록소는 광합성에 필요한 색소로서 식물성 플랑크톤 풍부함의 핵심 지표다. 그러나 CDOM과 엽록소는 둘 다 동일한 스펙트럼 범위에서 빛을 흡수하기 때문에 둘 사이를 구별하기 어려운 경우가 많다.

비록 CDOM의 변화는 주로 강수량과 빈도의 변화를 포함한 자연 과정의 결과지만, 벌목, 농업, 방류, 습지 배수 등의 인간의 활동은 담수 및 에스타린 시스템의 CDOM 수준에 영향을 미칠 수 있다.

측정

전통적인 CDOM 측정 방법으로는 UV-visible spectroscopy(흡수)와 형광법(불색도)이 있다. 광학 프록시는 254nm(SUVA254)의 특정 자외선 흡광도와 흡광도에 대한 스펙트럼 경사, 형광에 대한 형광 지수(FI), 생물 지수(BIX), 감광 지수(HIX) 등 CDOM의 원천과 성질을 특성화하기 위해 개발됐다. 배출 매트릭스([16]EEM)는 PARAFAC(Parallel factor analysis, PARAFAC)라는 기법으로 구성 요소로 분해될 수 있으며,[17] 여기서 각 구성 요소는 "습기성", "단백질성" 등으로 표시되기도 한다. 위에서 언급했듯이, 원격 감지는 우주에서 CNOM을 탐지하는 최신 기술이다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Hoge, FE;Vodacek, A;스위프트, 공인 등록 간호사;Yungel, JK, Blough, NV(1995년 10월)."chromophoric인 용해성 유기 물질의 흡수 계수의 항공기 탑재 레이저 분광 형광을 측정하여 바다의 내재 광학적 성질:검색".응용 광학. 34(30):7032–8.Bibcode:1995ApOpt..34.7032H. doi:10.1364/ao.34.007032.PMID 21060564.,
  2. ^ Coble, Paula (2007). "Marine Optical Biogeochemistry: The Chemistry of Ocean Color". Chemical Reviews. 107 (2): 402–418. doi:10.1021/cr050350+. PMID 17256912.
  3. ^ "Ocean Color". NASA Science. Retrieved 26 November 2018.
  4. ^ 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", Biogeosciences, 15(2): 6847–6865. doi:10.5194/bg-15-6847-2018. CC-BY icon.svg 자료는 이 출처에서 복사되었으며, Creative Commons Accountation 4.0 International License에 따라 이용할 수 있다.
  5. ^ Stedmon, C.A.; Markager, S.; Kaas, H. (2000). "Optical properties and signatures of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in Danish coastal waters". Estuarine, Coastal and Shelf Science. 51 (2): 267–278. doi:10.1006/ecss.2000.0645.
  6. ^ a b Seekell, David A.; Lapierre, Jean-François; Ask, Jenny; Bergström, Ann-Kristin; Deininger, Anne; Rodríguez, Patricia; Karlsson, Jan (2015). "The influence of dissolved organic carbon on primary production in northern lakes". Limnology and Oceanography. 60 (4): 1276–1285. doi:10.1002/lno.10096. ISSN 1939-5590.
  7. ^ a b Seekell, David A.; Lapierre, Jean-François; Karlsson, Jan (2015-07-14). "Trade-offs between light and nutrient availability across gradients of dissolved organic carbon concentration in Swedish lakes: implications for patterns in primary production". Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. doi:10.1139/cjfas-2015-0187. hdl:1807/69824.
  8. ^ Carpenter, Stephen R.; Cole, Jonathan J.; Kitchell, James F.; Pace, Michael L. (1998). "Impact of dissolved organic carbon, phosphorus, and grazing on phytoplankton biomass and production in experimental lakes". Limnology and Oceanography. 43 (1): 73–80. doi:10.4319/lo.1998.43.1.0073. ISSN 1939-5590.
  9. ^ Hansson, Lars-Anders (1992). "Factors regulating periphytic algal biomass". Limnology and Oceanography. 37 (2): 322–328. doi:10.4319/lo.1992.37.2.0322. ISSN 1939-5590.
  10. ^ Kelly, Patrick T.; Solomon, Christopher T.; Zwart, Jacob A.; Jones, Stuart E. (2018-11-01). "A Framework for Understanding Variation in Pelagic Gross Primary Production of Lake Ecosystems". Ecosystems. 21 (7): 1364–1376. doi:10.1007/s10021-018-0226-4. ISSN 1435-0629.
  11. ^ a b Lapierre, Jean-Francois; Collins, Sarah M.; Seekell, David A.; Cheruvelil, Kendra Spence; Tan, Pang-Ning; Skaff, Nicholas K.; Taranu, Zofia E.; Fergus, C. Emi; Soranno, Patricia A. (2018). "Similarity in spatial structure constrains ecosystem relationships: Building a macroscale understanding of lakes". Global Ecology and Biogeography. 27 (10): 1251–1263. doi:10.1111/geb.12781. ISSN 1466-8238.
  12. ^ Lapierre, Jean-Francois; Seekell, David A.; Giorgio, Paul A. del (2015). "Climate and landscape influence on indicators of lake carbon cycling through spatial patterns in dissolved organic carbon". Global Change Biology. 21 (12): 4425–4435. doi:10.1111/gcb.13031. ISSN 1365-2486.
  13. ^ Seekell, David A.; Lapierre, Jean-François; Pace, Michael L.; Gudasz, Cristian; Sobek, Sebastian; Tranvik, Lars J. (2014). "Regional-scale variation of dissolved organic carbon concentrations in Swedish lakes". Limnology and Oceanography. 59 (5): 1612–1620. doi:10.4319/lo.2014.59.5.1612. ISSN 1939-5590.
  14. ^ "The role of solar UV radiation in the ecology of alpine lakes". Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 62 (1–2): 35–42. 2001-09-01. doi:10.1016/S1011-1344(01)00154-3. ISSN 1011-1344.
  15. ^ Helms, John R.; Stubbins, Aaron; Perdue, E. Michael; Green, Nelson W.; Chen, Hongmei; Mopper, Kenneth (2013). "Photochemical bleaching of oceanic dissolved organic matter and its effect on absorption spectral slope and fluorescence". Marine Chemistry. 155: 81–91. doi:10.1016/j.marchem.2013.05.015.
  16. ^ "What is an Excitation Emission Matrix (EEM)?". Horiba. Retrieved 17 December 2019.
  17. ^ Beckmann, Christian. "Parallel Factor Analysis (PARAFAC)". Retrieved 17 December 2019.

외부 링크