Kustbaaien zijn gedenkwaardige overgangszones die terrestrische en mariene ecosystemen met elkaar verbinden. Xiangshan Bay is een typisch eutroof en half-ingesloten baai in de Oost-Chinese Zee. Een recente studie nam Xiangshan Bay als voorbeeld, het onthullen van de bronnen en transformatie van opgelost organisch materiaal (DOM) in deze eutrofe baai.

Opgeloste organische stof (DOM), bestaande uit een uitgebreide verzameling complexe verbindingen, heeft veel aandacht gekregen vanwege zijn significante bijdrage aan de grootste verminderde organische koolstofpool in de oceaan, die aanzienlijk is voor de atmosfeer CO ₂ reservoir.

Kustbaaien staan ​​bekend om hun semi-ingesloten signatuur en een lange waterretentietijd in vergelijking, met riviermondingen. In feite, ze dienen als verbindingen tussen rivieren en oceanen om organische koolstof te transporteren. Echter, ze werden universeel blootgesteld aan hoge stromen van voedingsstoffen door intensieve antropogene activiteiten zoals afvalwaterlozingen en de aquacultuurindustrie vanwege hun locaties in de buurt van menselijke nederzettingen. Grote nutriëntenstromen kunnen leiden tot kusteutrofiëring met schadelijke algenbloei, die zijn waargenomen in een paar kustbaaien, zoals Jiaozhou Bay en Xiangshan Bay in China. De hoge primaire productiviteit, evenals daaropvolgende biogeochemische processen, veroorzaakt door eutrofiëring kan van invloed zijn op de chemische samenstelling en flux van organisch materiaal dat naar de open oceaan wordt getransporteerd. Als zodanig, Kustbaaien zouden niet alleen "leidingen" zijn waar organisch materiaal naar open oceanen wordt getransporteerd, maar ook "reactoren" waar organische stof wordt verwerkt of getransformeerd.

Xiangshan Bay omschrijven als "een van de meest waardevolle testplaatsen ter wereld, Onderzoekers van de Universiteit van Zhejiang wezen op de immense waarde van het onderzoeken van de composities van de DOM-pool daar. Het wordt erkend als een typisch lange, smalle kustbaai, met lange waterretentietijd, die de biogeochemische verwerking van organisch materiaal zou vergemakkelijken. Verder, het is de grootste aquacultuurbasis in de provincie Zhejiang geweest, ernstige eutrofiëring veroorzaken met schadelijke algenbloei."

Biogeochemisch onderzoek uitgevoerd in andere kustbaaien, sinds de opkomst van de spectroscopische, hebben onthuld "fysieke vermenging, foto-oxidatie, en getijdeneffecten kunnen het gedrag van DOM in dergelijke systemen beïnvloeden", aldus Yu Pang en Chen Zhao, afgestudeerde studenten aan de School of Earth Sciences, Zhejiang-universiteit, in de Chinese stad Hangzhou.

In een artikel geschreven in co-auteur met Yuping Zhou, Yanzhen Zhang, Wei Huang en Yuntao Wang, wetenschappers aan de Zhejiang University en het Second Institute of Oceanography, Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen, de onderzoekers verklaarden dat "terrestrische, marinier, en antropogene inputs dragen gezamenlijk bij aan de hele DOM-pool. De conclusie werd bevestigd door zowel optische als moleculaire benaderingen. Een eiwitachtige component en twee humusachtige componenten werden geïdentificeerd door spectroscopische technieken en moleculaire groepen geassocieerd met verschillende bronnen werden ook bepaald."

Deze auteurs onthulden in de studie, die in het tijdschrift werd gepubliceerd Wetenschap China:Aardwetenschappen , dat terrestrische signalen geleidelijk afnemen van de bovenste naar de onderste baai met toenemend zoutgehalte als gevolg van een zeewaterverdunningseffect, terwijl een eiwitachtige fluorescerende component uit meerdere bronnen kan komen omdat een vergelijkbare lineaire relatie ontbreekt.

Onderzoek gericht op het oplossen van dit probleem stuitte op een reeks obstakels:het isolement, extractie, en chemische karakterisering van DOM zijn voorwaarden om de cyclus ervan in aquatische systemen te begrijpen. Echter, behalve een paar suikers, aminozuren, en ligninefenolen, composities van de meeste DOM zijn nog grotendeels onzeker vanwege de complexiteit, heterogeniteit, en lage concentratie in natuurlijke omgevingen. Het begrijpen van de chemische samenstelling en bronnen is een voorwaarde om de DOM-cyclus in aquatische omgevingen te bepalen.

"Traditionele technieken kunnen alleen een afspiegeling zijn van de bulkchemie van de DOM, terwijl onze kennis van de samenstelling van DOM op moleculair niveau nog steeds ontbreekt. Tot op heden, beperkte studies hebben optische en moleculaire benaderingen gecombineerd om de DOM-samenstelling in kustbaaien systematisch te onderzoeken."

Om dit probleem op te lossen, deze onderzoekers pasten Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICRMS) toe, een state-of-the-art tool die de mogelijkheid biedt om nauwkeurig informatie op moleculair niveau te verkrijgen. In de afgelopen jaren, wetenschappers hebben een verscheidenheid aan indices opgesteld om DOM weer te geven op basis van de gegevens die zijn verkregen van FT-ICRMS.

De onderzoekers ontdekten dat de fysieke vermenging als gevolg van het verdunningseffect van zeewater in de zomer nog steeds voorkomt in de baai van Xiangshan, die op grote schaal is gevonden in door rivieren gedomineerde estuaria over de hele wereld. Ook, de detectie van antropogeen-geassocieerde S-bevattende verbindingen bevestigt de input van menselijke activiteiten. Antropogene inputs kunnen een belangrijke bron van DOM zijn in kustbaaien bij het vergelijken van Xiangshan Bay met andere Chinese baaien.

De gegevens verkregen van FT-ICRMS suggereerden dat foto-geïnduceerde degradatie een cruciale rol speelt bij het veranderen van DOM-samenstellingen, rekening houdend met moleculaire composities drukken uitgesproken labiele handtekeningen in in vergelijking met andere aquatische omgevingen.

"Voor zover wij weten, " schreven de zeven onderzoekers, "Dit werk zal ook licht werpen op toekomstige studies die zich richten op de estuariene koolstofcyclus."