CDOM Colored Dissolved Organic Matter Sensoren: Überwachung der Wasserqualität

Warum sollte ich CDOM (Colored Dissolved Organic Matter) messen wollen?

Gelöstes organisches Material (DOM) kommt in vielen Formen vor, von natürlich vorkommenden Huminsäuren bis hin zu Nebenprodukten oder von Organismen ausgeschiedenen Sekreten. DOM ist eine sehr häufig vorkommende Form von organischem Material und stellt ein großes Reservoir an reaktivem Kohlenstoff dar. Es handelt sich auch um ein dynamisches Substrat, das durch Reaktionen für Bakterien, Pflanzen und Tiere als Energiequelle nutzbar wird oder durch Photodegradation flüchtige Verbindungen bildet, die negative Auswirkungen auf Organismen und die Umwelt haben können. DOM enthält in der Regel Chromophore, die UV- und sichtbares Licht absorbieren, daher der Begriff chromophore (oder farbige) gelöste organische Materialien (CDOM). CDOM fluoresziert nach der Lichtabsorption ebenfalls (daher die Bezeichnung FDOM), was den Forschern die Möglichkeit gibt, ihre Häufigkeit in Wassersystemen mit Hilfe der Fluorometrie nachzuweisen und zu quantifizieren.

Der Nachweis des DOM-Gehalts in Wassersystemen erhöht die Aussagekraft von Überwachungsmaßnahmen und hilft bei der Erklärung von Ereignissen wie einem plötzlichen Rückgang der Primärproduktivität, Verschiebungen im Phytoplanktonregime, Algenblüten und Veränderungen in der Umwelt.

Wie wird CDOM gemessen?

Es gibt viele Methoden für den Nachweis von CDOM im Wasser, aber die einfachste und kostengünstigste ist die In-situ-Fluoreszenz. Der Eureka CDOM-Sensor von Turner Designs ist ein fluorometrischer Sensor. Fluoreszenz tritt auf, wenn ein Molekül Lichtenergie bei einer Wellenlänge absorbiert und dann diese Energie bei einer anderen Wellenlänge abgibt. Fluorometrische Sensoren senden Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aus und suchen im Gegenzug nach einer ganz bestimmten, anderen Wellenlänge. Das CDOM-Fluorometer von Eureka verwendet ultraviolette (UV) Anregung für den CDOM-Nachweis. Da es verschiedene CDOM-Quellen gibt, die eine Reihe von Wellenlängen emittieren können, wählte Turner einen Breitband-Emissionsfilter, der verschiedene Arten von CDOM in der natürlichen Umgebung erkennt.

Was sollte ich über die Messung von CDOM (Colored Dissolved Organic Matter) im Feld wissen?

Der Fluoreszenznachweis von CDOM ist die einfachste und schnellste Methode zur Schätzung von DOM, indem die natürliche Fluoreszenzeigenschaft von CDOM genutzt wird, die UV-Licht absorbiert und blaues Licht fluoresziert. Die Messung von CDOM ist für Forscher aufgrund seiner Wirkung auf das Licht in Oberflächengewässern von Interesse. Der Fluoreszenznachweis mit dem CDOM-Fluorometer von Eureka ist empfindlicher, schneller und kostengünstiger als andere qualitative Messungen und erfordert keine Probenbehandlung. Fluoreszenzdaten aus natürlichem Wasser können ohne Extraktionen oder andere Probenvorbereitungen gesammelt werden. Obwohl es sich bei Fluoreszenzdaten aus natürlichem Wasser um eine qualitative Messung handelt, korrelieren diese Daten nachweislich gut mit extrahierten DOM-Daten. Dank der Empfindlichkeit und der einfachen Handhabung der MantaPlus Multiprobe können die Daten in praktisch jeder Umgebung einfach und schnell erfasst werden. Die Überwachung von CDOM in einem kontinuierlichen Durchflussmodus unter Verwendung des Eureka-Durchflusszellenadapters beseitigt die Probleme, die mit der Sammlung und Lagerung von Proben verbunden sind, und ermöglicht die automatische Korrektur von Temperatureffekten. Die Online-Überwachung an Bord von Schiffen ermöglicht die Erfassung großer Datensätze entlang der Strecke eines Schiffes. Zu den Anwendungen gehören:

• Kontinuierliche Überwachung von Abwassereinleitungen. Die CDOM-Fluoreszenz entspricht dem gesamten organischen Kohlenstoff (TOC), der ein Indikator für die Wasserqualität im Abwasser ist.
• Natürlicher Tracer für bestimmte Gewässer. Die CDOM-Konzentration kann die Verteilung, den Transport und die Durchmischung einer Wassermasse anzeigen.
• Untersuchungen des Ausmaßes der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) und der Primärproduktion aufgrund der signifikanten Absorption von Licht in Oberflächengewässern, insbesondere in Küsten- und Ästuargebieten.
• Erforschung der Meeresfarben und der Auswirkungen von CDOM auf Satellitenbilder.
• Untersuchungen des DOM-Zyklus und des Energiebudgets.
• Untersuchungen zu den Auswirkungen der photochemischen Bleiche von DOM in Oberflächengewässern.
• Die Verwendung von CDOM-Fluoreszenzdaten zur Berechnung der fluoreszierenden Quantenausbeute, die dann zur Bestimmung des CDOM-Absorptionskoeffizienten verwendet wird.