Capteurs de matière organique dissoute colorée CDOM : Surveillance de la qualité de l’eau

Pourquoi voudrais-je mesurer la matière organique colorée dissoute (CDOM) ?

La matière organique dissoute (MOD) existe sous de nombreuses formes, allant des acides humiques d’origine naturelle aux sous-produits ou sécrétions excrétés par les organismes. La MOD est une forme très abondante de matière organique et représente un réservoir important de carbone réactif. Il s’agit également d’un substrat dynamique qui peut subir des réactions pour devenir accessible aux bactéries, aux plantes et aux animaux en tant que source d’énergie, ou qui peut se photodégrader en produisant des composés volatils qui peuvent avoir des effets néfastes sur les organismes et l’environnement. Les DOM contiennent généralement des chromophores qui absorbent les UV et la lumière visible, d’où le terme de matières organiques dissoutes chromophores (ou colorées) (CDOM). Les CDOM sont également fluorescents (d’où le terme FDOM) après absorption de la lumière, ce qui permet aux chercheurs de détecter et de quantifier leur abondance dans les systèmes d’eau à l’aide de la fluorométrie.

La détection des niveaux de DOM dans les systèmes d’eau augmente considérablement la puissance des efforts de surveillance et aide à expliquer des événements tels qu’une diminution soudaine de la productivité primaire, des changements de régime du phytoplancton, des efflorescences d’algues et des changements dans un environnement.

Comment le CDOM est-il mesuré ?

Il existe de nombreuses méthodes de détection des CDOM dans l’eau, mais la plus simple et la plus rentable est la fluorescence in situ. Le capteur CDOM d’Eureka, fabriqué par Turner Designs, est un capteur fluorométrique. La fluorescence se produit lorsqu’une molécule absorbe l’énergie lumineuse à une longueur d’onde et émet cette énergie à une longueur d’onde différente. Les capteurs fluorométriques émettent de la lumière à une certaine longueur d’onde et recherchent en retour une longueur d’onde différente très spécifique. Le fluoromètre CDOM d’Eureka utilise l’excitation ultraviolette (UV) pour la détection des CDOM. Sachant qu’il existe différentes sources de CDOM qui peuvent émettre une gamme de longueurs d’onde, Turner a choisi un filtre d’émission à large bande qui détectera les différents types de CDOM que l’on trouve dans l’environnement naturel.

Que dois-je savoir sur la mesure de la matière organique dissoute colorée (CDOM) sur le terrain ?

La détection par fluorescence de la CDOM est le moyen le plus simple et le plus rapide d’estimer la DOM en tirant parti de la propriété fluorescente naturelle de la CDOM d’absorber la lumière UV et de produire une lumière bleue fluorescente. La mesure de la CDOM intéresse les chercheurs en raison de son effet sur la lumière dans les eaux de surface. La détection de la fluorescence à l’aide du fluoromètre CDOM d’Eureka est plus sensible, plus rapide et moins coûteuse que d’autres mesures qualitatives, et ne nécessite aucune manipulation de l’échantillon. Les données de fluorescence des eaux naturelles peuvent être collectées sans qu’il soit nécessaire de procéder à des extractions ou à d’autres préparations d’échantillons. Bien que les données de fluorescence de l’eau naturelle soient une mesure qualitative, il a été démontré qu’elles étaient en bonne corrélation avec les données extraites du DOM. Grâce à la sensibilité et à la facilité d’utilisation de la sonde MantaPlus Multiprobe, les données peuvent être collectées facilement et rapidement dans pratiquement n’importe quel environnement. La surveillance des CDOM en continu, en utilisant l’adaptateur de cellule d’Eureka, élimine les problèmes liés à la collecte et au stockage des échantillons, et permet la correction automatique des effets de la température. La surveillance en ligne à bord des navires permet de collecter de grands ensembles de données le long du trajet d’un navire. Les applications comprennent :

• Surveillance continue des rejets d’eaux usées. La fluorescence du CDOM correspond au carbone organique total (COT), qui est un indicateur de la qualité de l’eau rejetée.
• Traceur naturel de masses d’eau spécifiques. La concentration en CDOM peut indiquer la dispersion, le transport et le mélange d’une masse d’eau.
• Étude de l’ampleur du rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) et de la production primaire en raison de son absorption significative de la lumière dans les eaux de surface, en particulier dans les zones côtières et estuariennes.
• Recherche sur la couleur des océans et l’effet du CDOM sur l’imagerie satellitaire.
• Enquêtes sur les cycles et les bilans énergétiques des DOM.
• Investigations sur les effets du blanchiment photochimique des DOM dans les eaux de surface.
• L’utilisation des données de fluorescence du CDOM pour calculer le rendement quantique de la fluorescence qui est ensuite utilisé pour déterminer le coefficient d’absorption du CDOM.