STUDYING FLUORESCENT DISSOLVED ORGANIC MATTER (FDOM) FROM YAMOUSSOUKRO LAKES (COTE D'IVOIRE) USING THE PARALLEL FACTORS ANALYSIS (PARAFAC)

S. AW, E. B. Z. N’GORAN, G. A. R. KOFFI, N. E. ASSIDJO

Abstract


This study aims for characterizing dissolved organic matter (DOM) from water samples of a tropical lake system (Yamoussoukro, CI) by excitation-emission fluorescence matrix (EEM) and PARAFAC. Based on 225 samples which were group up consider collection points and seasons, PARAFAC permit to extract globally five independent components describing fluorescence of the DOM. One also notes for four components, proteins peaks (S and BT) and humic substances peaks (A, C and M or α’, α and β) and for one component, unknown peaks (λex/λem= 285 nm/ 550 nm and λex/λem= 345 nm / 550 nm). The knowledge of origins of these DOM components and there evolution in different seasons allows to help districtof organic pollutionsources and monitoring of water quality of surface water.


Keywords


Characterization; EEM; organic pollution; tropical lake system; monitoring of water quality.

Full Text:

PDF (Français)

References


AW S. Etudes physico-chimiques et microbiologiques d'un système lacustre tropical: cas des lacs de Yamoussoukro (Côte d'Ivoire). Thèse de Doctorat en Microbiologie et Chimie de l’Eau, Université de Poitiers, 2009, 185 p.

AW S., N’GORAN Z.E.B., SIAKA S. et PARINET B. Intérêt de l’analyse multidimensionnelle pour l’évaluation de la qualité physico-chimique de l’eau d’un système lacustre tropical: cas des lacs de Yamoussoukro (Côte d’Ivoire). J. Appli. Biosci. 2011, 38, 2573-2585.

BRO R. PARAFAC: Tutorial and applications. Chemom. Intell. Lab. Syst. 1997, 38, 149-171.

BURDIGE D.J., KLINE S.W. et CHEN W. Fluorescence dissolved organic matter in marine sediment pore waters. Mar. Chem. 2004, 89, 289-311.

CHEN R.F., BADA J.L. et SUZUKI Y. The relationship between dissolved organic carbon (DOC) and fluorescence in anoxicmarine pore waters: implications for estimating benthic DOC fluxes. Geochim. Cosmochim. 1993, 57, 2149-2153.

COBLE P.G. Characterization of marine and terrestrial DOM in seawater using excitation-emission matrix spectroscopy. Mar. Chem. 1996, 51, 325-346.

HENDERSON R.K., BAKER A., MURPHY K.R., HAMBLY A., STUETZ R.M. et KHAN S.J. Fluorescence as a potential monitoring tool for recycled water systems: a review. Water Res. 2009, 43, 863-881.

HOLBROOK R.D., YEN J.H. et GRIZZARD T.J. Characterizing natural organic material from the Occoquan Watershed (Northern Virginia, US) using fluorescence spectroscopy and PARAFAC. Sci. Total Environ. 2006, 361, 249-266.

HUDSON N., BAKER A. et REYNOLDS D. Fluorescence analysis of dissolved organic matter in natural, waste and polluted waters-a review. River Res. Appl. 2007, 23 (6): 631-649.

HUGUET A. Mise au point de procédés membranaires pour l’étude de la matière organique dissoute en milieux côtiers. Thèse de Doctorat en Chimie Analytique et Environnement, Université de Bordeaux 1, 2007, 321 p.

ISHII S. et BOYER T. Behaviour of reoccurring PARAFAC components in fluorescent dissolved organic matter in natural and engineered systems: a critical review. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 2006-2017.

LABANOWSKI J. Matière organique naturelle et anthropique: vers une meilleure compréhension de sa réactivité et de sa caractérisation. Thèse en Chimie et Microbiologie de l’Eau, Université de Limoges, 2004, 209 p

LOUIS Y. Mise au point d’une systématique de caractérisation des interactions matière organique naturelle dissoute (MOND)-contaminants métalliques. Thèse de Doctorat en Chimie de l'environnement, Université du Sud Toulon-Var, 2008, 214 p.

LUCIANI X. Analyse numérique des spectres de fluorescence 3D issus de mélanges non linéaires. Thèse de Doctorat en Science et Techniques, Université du Sud Toulon Var, 2007, 174 p.

MARKAGER S. et VINCENT W.F. Spectral light attenuation and theabsorption of UV and blue light in natural waters. Limnol. Oceanogr. 2000, 45 (3), 642-650.

MORRIS D.P., ZAGARESE H., WILLIAMSON C.E., BALSEIRO E.G., HARGREAVES B.R., MODENUTTI B., MOELLER R. et QUEIMALINOS C. The attenuation of solar UV radiation in lakes and the role of dissolved organic carbon. Limnol. Oceanogr. 1995, 40 (8), 1381-1391.

OGOULA O.A.H. Utilisation de PARAFAC pour l’étude de la variabilité de la Matière Organique Naturelle Fluorescente (MONF) en environnement. Rapport de Master 1 CHARME, Université du Sud Toulon Var, 2010, 30 p.

PARLANTI E., WÖRZ K., GEOFFROY L. et LAMOTTE M. Dissolved organic matter fluorescence spectroscopy as a tool to estimate biological activity in a coastal zone submitted to anthropogenic inputs. Org. Geochem. 2000, 31, 1765-1781.

PERNET-COUDRIER B. Influence de la matière organique dissoute sur la spéciation et la biodisponibilité des métaux: cas de la Seine, un milieu sous forte pression urbaine. Thèse de Doctorat en Univers et Environnement, Université Paris-Est, 2008, 278 p.

SENESI N. Organic substances in soil and water: natural constituents and their influences on contaminant behaviour. The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1993, 74 p.

SIERRA M.M.D., DONARD O.F.X., ETCHEBER H., SORIANO-SIERRA E.J. et EWALD M. Fluorescence and DOC contents of pore waters from coastal and deep-sea sediments in the Gulf of Biscay. Org. Geochem. 2001, 32, 1319-1328.

SKOOG A., HALL O.J., HULTH S., PAXEUS N., VAN DER LOEFF M.R. et WESTERLUND S. Early diagenetic production and sediment- water exchange of fluorescent dissolved organic matterin the coastal environment. Geochim. Cosmochim. 1996, 60, 3619-3629.

STEDMON C.A. et BRO R. Characterizing dissolved organic matter fluorescence with parallel factor analysis: a tutorial.Limnol. Oceanogr. 2008, 6, 572-579.

STEDMON C.A. et MARKAGER S. Resolving the variability in dissolved organic matter fluorescence in a temperate estuary and its catchment using PARAFAC analysis. Limnol. Oceanogr. 2005, 50 (2): 686-697.

STEDMON C.A. et MARKAGER S. Tracing the production and degradation of autochthonous fractions of dissolved organic matter by fluorescence analysis. Limnol. Oceanogr. 2005, 50, 1415-1426.

STEDMON C.A., MARKAGER S. et BRO R. Tracing dissolved organic matter in aquatic environments using a new approach to fluorescence spectroscopy. Mar. Chem. 2003, 82, 239-254.

THURMAN E.M. Organic geochemistry of natural waters. Kluwer Academic, Boston, 1985, 516 p.

VACHER L. Etude par fluorescence des propriétés de la matière organique dissoute dans les systèmes estuariens. Cas des estuaires de la Gironde et de la Seine. Thèse de Doctorat en Chimie Analytique et Environnement, Université Bordeaux 1, 2004, 255 p.

WANG Z., LIU W., ZHAO N., LI H., ZHANG Y., SI-MA W. et LIU J. Composition analysis of colored dissolved organic matter in Taihu Lake based on three dimension excitation-emission fluorescence matrix and PARAFAC model, and the potential application in water quality monitoring. J. Environ. Sci. 2007, 19, 787-791.

ZHAO H. Analyse de la matière organique et ses propriétés dans l’environnement naturel en spectroscopie de fluorescence 3D traitée par PARAFAC. Thèse de Doctorat en Chimie de l’Environnement, Université du sud Toulon-Var, 2011, 185p.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.