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Origin, distributions, and environmental significance of ubiquitous humic-like fluorophores in Antarctic lakes and streams

海湾 生物地球化学循环 溶解有机碳 光降解 环境化学 盐度 环境科学 分馏 有机质 化学 地表水 溪流 海洋学 地质学 催化作用 有机化学 环境工程 光催化 生物化学 计算机科学 计算机网络
作者
Morimaru Kida,Taichi Kojima,Yukiko Tanabe,Kentaro Hayashi,Sakae Kudoh,Nagamitsu Maie,Nobuhide Fujitake
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:163: 114901-114901 被引量:146
标识
DOI:10.1016/j.watres.2019.114901
摘要

This study characterized dissolved organic matter (DOM) obtained from 47 lakes and 2 streams on ice-free areas at Lützow-Holm Bay and Amundsen Bay in East Antarctica (n = 74), where few biogeochemical studies have been historically conducted. Samples were analyzed for basic water chemistry and by resin fractionation, UV–vis spectroscopy, and excitation emission matrix spectroscopy combined with parallel factor analysis (EEM-PARAFAC). Salinity of the samples ranged very broadly from fresh to hypersaline as a result of evaporative concentration. There was a clear positive correlation between log-salinity and the spectral slopes of DOM (S275–295), an indicator of photodegradation. Thus, we interpreted the correlation as a progression of photodegradation by prolonged water retention time. Of the identified seven PARAFAC components, three ubiquitous humic-like components decreased as photodegradation progressed, while a photorefractory UVC humic-like component increased its relative abundance. A non-humic component, traditionally defined as Peak N, did not show a trend depending on photodegradation, and its level was high in nutrient-rich lakes, presumably due to high in-situ production. We found robust correlations between the relative abundance of the ubiquitous humic-like components and that of the Peak N component in the bulk DOM irrespective of water types or ice-free areas. We proposed there were common processes that generated the ubiquitous humic-like components from the Peak N component in the Lützow-Holm Bay and Amundsen Bay lakes and streams, such as bacterial processing of primary production-derived DOM and photochemical transformation of microbial DOM.
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