Sensores de matéria orgânica dissolvida colorida CDOM: Monitoramento da qualidade da água

Por que eu gostaria de medir a CDOM (Matéria Orgânica Dissolvida Colorida)?

O material orgânico dissolvido (DOM) existe em muitas formas, desde ácidos húmicos naturais até subprodutos ou secreções excretadas por organismos. O DOM é uma forma altamente abundante de matéria orgânica e representa um grande reservatório de carbono reativo. Também é um substrato dinâmico que pode sofrer reações para se tornar acessível a bactérias, plantas e animais como fonte de energia, ou pode se fotodegradar, resultando na produção de compostos voláteis que podem ter efeitos adversos sobre os organismos e o meio ambiente. A DOM normalmente contém cromóforos que absorvem UV e luz visível, daí o termo CDOM (Materiais Orgânicos Dissolvidos Cromóforos ou coloridos). O CDOM também se torna fluorescente (daí o termo FDOM) após a absorção de luz, permitindo que os pesquisadores detectem e quantifiquem sua abundância nos sistemas de água usando fluorometria.

A detecção dos níveis de DOM nos sistemas hídricos aumenta muito o poder dos esforços de monitoramento e ajuda a explicar eventos como uma diminuição repentina da produtividade primária, mudanças no regime de fitoplâncton, proliferação de algas e mudanças em um ambiente.

Como o CDOM é medido?

Há muitos métodos para a detecção de CDOM na água, mas a maneira mais simples e econômica é a fluorescência in situ. O sensor de CDOM da Eureka da Turner Designs é um sensor fluorométrico. A fluorescência ocorre quando uma molécula absorve a energia da luz em um comprimento de onda e, em seguida, emite essa energia em um comprimento de onda diferente. Os sensores fluorométricos emitem luz em um determinado comprimento de onda e procuram um comprimento de onda diferente e muito específico como retorno. O fluorômetro CDOM da Eureka usa excitação ultravioleta (UV) para a detecção de CDOM. Percebendo que existem diferentes fontes de CDOM que podem emitir uma variedade de comprimentos de onda, Turner escolheu um filtro de emissão de banda larga que detectará vários tipos de CDOM encontrados no ambiente natural.

O que devo saber sobre a medição de CDOM (Matéria Orgânica Dissolvida Colorida) no campo?

A detecção de fluorescência do CDOM é o meio mais fácil e rápido de estimar o DOM, aproveitando a propriedade fluorescente natural do CDOM de absorver a luz UV e fluorescer a luz azul. A medição do CDOM é de interesse dos pesquisadores devido ao seu efeito sobre a luz em águas superficiais. A detecção de fluorescência usando o fluorômetro de CDOM da Eureka é mais sensível, mais rápida e mais barata do que outras medidas qualitativas, e não requer manuseio de amostras. Os dados de fluorescência da água natural podem ser coletados sem a necessidade de realizar extrações ou outras preparações de amostras. Embora os dados de fluorescência da água natural sejam uma medida qualitativa, foi demonstrado que esses dados se correlacionam bem com os dados DOM extraídos. Devido à sensibilidade e à facilidade de uso do MantaPlus Multiprobe, os dados podem ser coletados com facilidade e rapidez em praticamente qualquer ambiente. O monitoramento de CDOM em um modo contínuo e de fluxo, usando o adaptador de célula de fluxo da Eureka, elimina os problemas associados à coleta e ao armazenamento de amostras e permite a correção automática dos efeitos da temperatura. O monitoramento on-line a bordo de navios permite a coleta de grandes conjuntos de dados ao longo do percurso de um navio. As aplicações incluem:

• Monitoramento contínuo da descarga de águas residuais. A fluorescência do CDOM corresponde ao carbono orgânico total (TOC), que é um indicador da qualidade da água de descarga.
• Traçador natural de corpos d’água específicos. A concentração de CDOM pode indicar a dispersão, o transporte e a mistura de uma massa de água.
• Investigações da magnitude da radiação fotossinteticamente ativa (PAR) e da produção primária devido à sua significativa absorção de luz em águas superficiais, especialmente em áreas costeiras e estuarinas.
• Pesquisa sobre a cor do oceano e o efeito do CDOM em imagens de satélite.
• Investigações de ciclagem de DOM e orçamentos de energia.
• Investigações sobre os efeitos do branqueamento fotoquímico de DOM em águas superficiais.
• O uso de dados de fluorescência de CDOM para calcular o rendimento quântico fluorescente que é então usado para determinar o coeficiente de absorção de CDOM.