对北极淡水中溶解有机物质光矿化表面量子产量的控制
Emma C Rieb1, Catherine A Polik1, George W Kling2
1Department of Earth and Environmental Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, MI, 48109, USA. rmcory@umich.edu.
Environmental science. Processes & impacts
|August 6, 2025
概括
太阳光驱动北极水域的溶解有机物 (DOM) 转化为二氧化碳 (CO2). 影响这种光矿化速率的关键因素包括被溶解的有机物吸收光和铁度.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水生生地化学 水生生地化学
- 摄影化学的使用.
背景情况:
- 溶解有机物 (DOM) 到二氧化碳 (CO2) 的光矿化是北极内陆水域二氧化碳排放的重要来源.
- 显而易见的量子产量谱 (φPM,λ) 决定了光矿化率,但直接量化很少.
研究的目的:
- 直接量化光矿化明显量子产量谱 (φPM,λ) 在北极地表水中的二氧化碳生产.
- 研究染色体溶解有机物 (CDOM) 和铁对 φPM,λ 的影响.
主要方法:
- 利用基于发光二极管 (LED) 的系统,将北极表面水暴露在紫外线和可见波长的窄带光中.
- 在不同的光吸收和水化学条件下测量了二氧化碳的产量和量化的φPM,λ.
主要成果:
- 富含芳香DOM和溶解铁的水在所有测试波长中表现出更高的φPM,λ.
- 随着累积光吸收增加,φPM,λ显著下降 (高达92%),这表明光敏DOM的耗尽.
- 通过CDOM的光吸收,芳香碳含量和铁度被确定为φPM,λ的关键调节者.
结论:
- φPM,λ的大小和光谱形状由CDOM光吸收,DOM芳香度和铁度控制.
- 这些因素极大地影响了北极表面水域的光矿化率和随后的二氧化碳产量.
- 实验设计必须考虑累积光吸收,以避免低估 φPM,λ 和光矿化率.
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