Spectrofluorimetric study of dissolved organic matter in River Salaca (Latvia) basin waters

Étude spectrofluorimétrique de la matière organique dissoute dans le bassin de la rivière Salaca (Lettonie)

Department of Environmental Science, University of Latvia, Raina blvd. 19, Riga, 1586, Latvia

^* Corresponding author: ilga.kokorite@lu.lv

Received: 8 December 2010
Revised: 14 December 2011
Accepted: 15 December 2011

Abstract

Dissolved organic matter (DOM) in surface waters influences mineral weathering, nutrient cycling, aggregation of particulate matter and photochemical reactions in waters and aquatic communities. In this study, the effectiveness of UV and fluorescence measurements in distinguishing the origin of DOM and processes within the river basin were analyzed using the River Salaca basin as an example. The basin of River Salaca is characterized by low anthropogenic pressure, however, the water color during the last few decades has increased (an effect known as brownification). As tools to study the composition of dissolved organic substances in waters of the River Salaca and its tributaries the use of UV and fluorescence spectroscopy was evaluated. The use of the fluorescence index (a ratio of the emission intensity at a wavelength of 450 nm to that at 500 nm) allowed us to distinguish sources of aquatic DOM, characterize processes in the water body basin and to follow the changes in organic matter composition. Synchronous scan fluorescence spectrometry was more informative than excitation emission spectra and, provided information on the basic structural features of DOM.

Résumé

La matière organique dissoute (MOD) dans les eaux de surface influe l’altération des minéraux, le cycle des nutriments, l'agrégation des particules et des réactions photochimiques dans les eaux et les communautés aquatiques. Dans cette étude, l'efficacité des mesures de fluorescence UV à distinguer l'origine des MOD et des processus au sein du bassin d’une rivière ont été analysés en utilisant la rivière Salaca comme un exemple. Le bassin de la rivière Salaca est caractérisé par une pression anthropique faible, cependant, la couleur de l'eau au cours des dernières décennies a augmenté (un effet connu comme « brownification »). Comme outil pour étudier la composition des substances organiques dissoutes dans les eaux de la rivière Salaca et de ses affluents, l'utilisation de la spectroscopie de fluorescence UV a été évaluée. L'utilisation de l'index de fluorescence (un ratio de l'intensité des émissions à une longueur d'onde de 450 nm à celle de 500 nm) nous a permis de distinguer les sources des MOD aquatiques, de caractériser les processus dans le bassin et de suivre les changements dans la composition de la matière organique. La spectrométrie de fluorescence par balayage synchrone a été plus informative que les spectres d'émission d'excitation et a fourni des informations sur les caractéristiques structurelles de base des MOD.