Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một phương pháp hiệu quả về oxy hóa UV đối với cacbon hữu cơ hòa tan trong nước tự nhiên để phân tích đồng vị carbon phóng xạ bằng phổ khối gia tốc
Tóm tắt
Việc đo lường đồng vị carbon phóng xạ (14C) của cacbon hữu cơ hòa tan (DOC) là một công cụ rất mạnh mẽ để nghiên cứu nguồn gốc, chuyển hóa và chu trình cacbon trong đại dương. Tuy nhiên, kỹ thuật này vẫn gặp nhiều thách thức lớn trong việc oxy hóa hoàn toàn và thành công một lượng DOC đủ lớn với lượng tạp chất thấp để phân tích tỷ lệ đồng vị carbon với độ chính xác cao, chủ yếu do tỷ lệ muối chiếm ưu thế và nồng độ DOC thấp trong đại dương. Trong bài báo này, chúng tôi báo cáo một phương pháp oxy hóa UV hiệu quả để oxy hóa DOC trong nước tự nhiên cho phân tích đồng vị carbon bằng phương pháp phổ khối gia tốc (AMS). Hệ thống và phương pháp oxy hóa UV cho thấy hiệu suất oxy hóa 95%±4% và độ tái lập cao đối với DOC trong mẫu nước sông và nước biển. Lượng tạp chất liên quan đến phương pháp cũng thấp (khoảng 3 µg C), điều này rất quan trọng cho phân tích 14C. Một lợi thế lớn của phương pháp này là có thể oxy hóa nhiều mẫu nước cùng một lúc, giúp giảm thời gian xử lý mẫu đáng kể so với các phương pháp oxy hóa UV khác đang được áp dụng tại các phòng thí nghiệm khác. Chúng tôi đã sử dụng hệ thống và phương pháp này cho các nghiên cứu 14C về DOC trong các sông, cửa sông và môi trường đại dương và nhận được những kết quả đầy hứa hẹn.
Từ khóa
#carbon hữu cơ hòa tan #oxy hóa UV #đồng vị carbon phóng xạ #phổ khối gia tốc #nước tự nhiênTài liệu tham khảo
Bauer, J. E., Cai, W. J., Raymond, P. A., Bianchi, T. S., Hopkinson, C. S., and Regnier, P. A., 2013. The changing carbon cycle of the coastal ocean. Nature, 504: 61–70.
Bauer, J. E., Williams, P. M., and Druffel, E. R. M., 1992. 14C activity of dissolved Organic carbon fractions in the N. central Pacific and Sargasso Sea. Nature, 357: 667–670.
Beaupre, S. R., Druffel, E. R. M., and Griffin, S., 2007. A lowblank phytochemical extraction system for concentration and isotopic analyses of marine dissolved organic carbon. Limnology and Oceanography: Methods, 5: 174–184.
Becker, J. W., Berube, P. M., Follett, C. L., Waterbury, J. B., Chrisholm, S. W., DeLong E. F., and Repeta, D. J., 2014. Closely related phytoplankton species produce similar suites of dissolved organic matter. Frontiers in Microbiology, DOI: 10.3389/fmicb.2014.00111.
Druffel, E. R. M., and Bauer, J. E., 2000. Radio carbon distributions in Southern Ocean dissolved and particulate organic matter. Geophysical Research Letters, 27: 1495–1498.
Druffel, E. R. M., Williams, P. M., Bauer, J. E., and Ertel, J. R., 1992. Cycling of dissolved and particulate organic matter in the open ocean. Journal Geophysical Research, 97: 15639–15659.
Follett, C. L., Repeta, D. J., Rothman, D. H., Xu, L., and Santinelli, C., 2014. Hidden cycle of dissolved organic carbon in the deep ocean. PNAS, 111: 16706–16711.
Hansell, A. A., Carlson, C. A., Repeta, D., and Schlitzer, R., 2009. Dissolved organic matter in the ocean: New insights stimulated by a controversy. Oceanography Magazine, 22: 202–211.
Hansell, D. A., and Carlson, C. A., 2001. Biogeochemistry of total organic carbon and nitrogen in the Sargasso Sea: Control by convective overturn. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 48: 1649–1667, DOI: 10.1016/S0967-0645(00)00153-3.
Hansell, D. A., and Carlson, C. A., 2002. Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter. Academic Press, Beijing, 774pp.
Hedges, J. I., 1992. Global biogeochemical cycles: Progress and problems. Marine Chemistry, 39: 67–93.
Jiao, N. Z., and Azam, F., 2011. Microbial carbon pump and its significance for carbon sequestration in the ocean. In: Microbial Carbon Pump in the Ocean. Jiao, N., et al., eds., Science/AAAs, Washington D. C., 43–45, DOI: 10.1126/science.opms.sd 0001.
Jiao, N. Z., Herndl, G. J., Hansell, D. A., Benner, R., Kattner, G., Wilhelm, S. W., Kirchman, D. L., Weinbauer, M. G., Luo, T. W., Chen, F., and Azam, F., 2010. Microbial production of recalcitrant dissolved organic matter: Long-term carbon storage in the global ocean. Nature Review Microbiology, 8: 593–599.
Middelbore, M., and Lundsgaard, C., 2003. Microbial activity in the Greeland Sea: Role of DOC lability, mineral nutrients and temperature. Aquatic Microbial Ecology, 32: 151–163.
Nelson, C. E., and Carlson, C. A., 2012. Tracking differential incorporation of dissolved organic carbon types among diverse lineages of Sargasso Sea bacterioplankton. Environmental Microbiology, DOI: 101111/j.1462-2920.2012.02738.x.
Raymond, P. A., and Bauer, J. E., 2001. Use of 14C and 13C natural abundances for evaluating riverine, estuarine, and coastal DOC and POC sources and cycling: A review and synthesis. Organic Geochemistry, 32: 469–485, DOI: 10.1016/S0146-6380(00) 00190-X.
Sharp, J. H., Benner, R., Bennett, L., Carlson, C. A., Dow, R., and Fitzwater, S. E., 1993. Re-evaluation of high-temperature combustion and chemical oxidation measurements of dissolved organic in seawater. Limnology and Oceanography, 38: 1774–1782.
Wang, X. C., and Ge, T. T., Xue, Y. J., and Luo, C. L., 2015. Carbon isotopic (14C and 13C) characterization of fossil–fuel derived dissolved organic carbon in wet precipitation in Shandong Province, China. Journal of Atmospheric Chemistry, DOI: 10.1007/s10874-015-9323-3.
Wang, X. C., Ma, H. Q., Li, R. H., Song, Z. S., and Wu, J. P., 2012. Seasonal fluxes and source variation of organic carbon transported by two major Chinese rivers: The Yellow River and Changjiang (Yangtze) River. Global Biogeochemical Cycle, 26, DOI: 10.1029/2011GB004130.
Williams, P. M., and Druffel, E. R. M., 1987. Radiocarbon in dissolved organic carbon in the central North Pacific Ocean. Nature, 330: 246–248.
Williams, P. M., Robertson, K. J., Soutar, A., Griffin, S. M., and Druffel, E. R. M., 1992. Isotopic signatures (14C, 13C, 15N) as tracers of sources and cycling of soluble and particulate organic matter in the Santa Monica Basin, California. Progress in Oceanography, 30: 253–290, DOI: 10.1016/0079-6611(92)90015-R.