Sensores de Materia Orgánica Disuelta coloreados CDOM: Control de la calidad del agua

¿Por qué querría medir la CDOM (materia orgánica disuelta coloreada)?

La Materia Orgánica Disuelta (MOD) existe en muchas formas, desde ácidos húmicos naturales hasta subproductos o secreciones excretadas por los organismos. La DOM es una forma muy abundante de materia orgánica y representa una importante reserva de carbono reactivo. También es un sustrato dinámico que puede sufrir reacciones para volverse accesible a bacterias, plantas y animales como fuente de energía, o puede fotodegradarse dando lugar a la producción de compuestos volátiles que pueden tener efectos adversos sobre los organismos y el medio ambiente. La DOM suele contener cromóforos que absorben la luz UV y visible, de ahí el término Materiales Orgánicos Disueltos Cromóforos (o coloreados) (CDOM). Los CDOM también son fluorescentes (de ahí el término FDOM) tras la absorción de la luz, lo que permite a los investigadores detectar y cuantificar su abundancia en los sistemas acuáticos mediante fluorometría.

La detección de los niveles de DOM en los sistemas acuáticos aumenta enormemente la potencia de los esfuerzos de vigilancia y ayuda a explicar sucesos como una disminución repentina de la productividad primaria, cambios de régimen del fitoplancton, floraciones de algas y cambios en un entorno.

¿Cómo se mide la CDOM?

Existen muchos métodos para la detección de CDOM en el agua, pero el más sencillo y rentable es la fluorescencia in situ. El sensor de CDOM de Eureka, de Turner Designs, es un sensor fluorométrico. La fluorescencia se produce cuando una molécula absorbe energía luminosa a una longitud de onda y luego emite esa energía a una longitud de onda diferente. Los sensores fluorométricos emiten luz a una determinada longitud de onda y buscan a cambio una longitud de onda muy específica y diferente. El fluorómetro de CDOM de Eureka utiliza excitación ultravioleta (UV) para la detección de CDOM. Al darse cuenta de que hay diferentes fuentes de CDOM que pueden emitir una gama de longitudes de onda, Turner eligió un filtro de emisión de banda ancha que detectará varios tipos de CDOM que se encuentran en el entorno natural.

¿Qué debo saber sobre la medición de la CDOM (materia orgánica disuelta coloreada) sobre el terreno?

La detección por fluorescencia de la CDOM es el medio más fácil y rápido de estimar la DOM, ya que aprovecha la propiedad fluorescente natural de la CDOM de absorber la luz ultravioleta y emitir luz azul fluorescente. La medición de la CDOM interesa a los investigadores por su efecto sobre la luz en las aguas superficiales. La detección de fluorescencia mediante el fluorómetro de CDOM de Eureka es más sensible, rápida y barata que otras medidas cualitativas, y no requiere manipulación de la muestra. Los datos de fluorescencia de aguas naturales pueden recogerse sin necesidad de realizar extracciones u otras preparaciones de las muestras. Aunque los datos de fluorescencia del agua natural son una medida cualitativa, se ha demostrado que se correlacionan bien con los datos de DOM extraída. Gracias a la sensibilidad y facilidad de uso de la Sonda Múltiple MantaPlus, los datos pueden recogerse fácil y rápidamente en prácticamente cualquier entorno. La monitorización de CDOM en modo continuo, de flujo continuo, utilizando el adaptador de célula de flujo de Eureka, elimina los problemas asociados a la recogida y almacenamiento de muestras, y permite la corrección automática de los efectos de la temperatura. La monitorización en línea a bordo permite recoger grandes conjuntos de datos a lo largo de la ruta de un barco. Las aplicaciones incluyen:

• Control continuo del vertido de aguas residuales. La fluorescencia del CDOM corresponde al carbono orgánico total (COT), que es un indicador de la calidad del agua de vertido.
• Trazador natural de masas de agua específicas. La concentración de CDOM puede indicar la dispersión, el transporte y la mezcla de una masa de agua.
• Investiga la magnitud de la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la producción primaria debido a su importante absorción de luz en aguas superficiales, especialmente en zonas costeras y estuarinas.
• Investigación sobre el color del océano y el efecto de la CDOM en las imágenes de satélite.
• Investigaciones sobre el ciclo DOM y los presupuestos energéticos.
• Investigaciones sobre los efectos del blanqueo fotoquímico de la DOM en aguas superficiales.
• El uso de los datos de fluorescencia de los CDOM para calcular el rendimiento cuántico fluorescente que luego se utiliza para determinar el coeficiente de absorción de los CDOM.