パラファック分析と熱消光による溶存有機物の蛍光特性の特性評価

水性サンプル中の溶存有機物（DOM）の蛍光強度は、温度に大きく影響されることが知られています。いくつかの研究では、DOMの蛍光に対する熱消光の効果が実証されていますが、蛍光励起 - 発光マトリックス（EEM）および並列因子分析（PARAFAC）モデリングを組み合わせることにより、温度の効果を評価するための研究は行われていません。この研究では、20°C -0°Cの範囲の幅広い環境サンプルからのDOMの蛍光に対する温度の影響を評価することにより、熱消光に関する以前の研究をさらに拡張します。蛍光強度は、すべての温度での温度低下に関して直線的に増加し、0°Cになりました。結果は、温度が、水の種類に応じて、ムミック様およびトリプトファン様コンポーネントに異なる方法でDOMのパラファック成分に影響を与えることを示しました。陸生の腐植様成分C1およびC2は、農村の水サンプルで最も高い熱消光を示し、都市の水サンプルで最も低くなり、C3はトリプトファン様成分であり、再処理された湿潤様成分であるC4が反対の結果を示しました。これらの結果は、コンポーネントの可用性と豊富さ、または熱源への暴露の程度に起因していました。Humic様コンポーネントの可変熱消光は、PARAFACモデルがサイト間で同じコンポーネントを生成したものの、各コンポーネントのDOM組成がそれらの間で異なることを示しています。この研究では、熱消光がDOMの特性と組成に関する追加情報を提供し、その場で収集された蛍光データを修正することの重要性を強調したことが示されています。

The fluorescence intensity of dissolved organic matter (DOM) in aqueous samples is known to be highly influenced by temperature. Although several studies have demonstrated the effect of thermal quenching on the fluorescence of DOM, no research has been undertaken to assess the effects of temperature by combining fluorescence excitation - emission matrices (EEM) and parallel factor analysis (PARAFAC) modelling. This study further extends previous research on thermal quenching by evaluating the impact of temperature on the fluorescence of DOM from a wide range of environmental samples, in the range 20 °C - 0 °C. Fluorescence intensity increased linearly with respect to temperature decrease at all temperatures down to 0 °C. Results showed that temperature affected the PARAFAC components associated with humic-like and tryptophan-like components of DOM differently, depending on the water type. The terrestrial humic-like components, C1 and C2 presented the highest thermal quenching in rural water samples and the lowest in urban water samples, while C3, the tryptophan-like component, and C4, a reprocessed humic-like component, showed opposite results. These results were attributed to the availability and abundance of the components or to the degree of exposure to the heat source. The variable thermal quenching of the humic-like components also indicated that although the PARAFAC model generated the same components across sites, the DOM composition of each component differed between them. This study has shown that thermal quenching can provide additional information on the characteristics and composition of DOM and highlighted the importance of correcting fluorescence data collected in situ.