দ্রবীভূত জৈব কার্বন

দ্রবীভূত জৈব কার্বন (DOC) হলো জৈব কার্বন-এর একটি অংশ, যা সাধারণত ০.২২ থেকে ০.৭ মাইক্রোমিটার ছিদ্রযুক্ত ফিল্টার দিয়ে যেতে পারে এমন অংশ হিসেবে সংজ্ঞায়িত। ফিল্টারে অবশিষ্ট অংশকে কণিক জৈব কার্বন (POC) বলা হয়।

দ্রবীভূত জৈব পদার্থ (DOM) একটি ঘনিষ্ঠ সম্পর্কিত শব্দ যা প্রায়শই DOC-এর সাথে বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহৃত হয়। DOC বিশেষভাবে দ্রবীভূত জৈব পদার্থের কার্বন ভরকে নির্দেশ করে, যেখানে DOM দ্রবীভূত জৈব পদার্থের মোট ভরকে বোঝায়। সুতরাং DOM-এ নাইট্রোজেন, অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেনের মতো অন্যান্য মৌলের ভরও অন্তর্ভুক্ত। DOC হলো DOM-এর একটি উপাদান এবং সাধারণত DOM-এর পরিমাণ DOC-এর দ্বিগুণ হয়।Moody, C.S. and Worrall, F. (2017) "Modeling rates of DOC degradation using DOM composition and hydroclimatic variables". Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 122(5): 1175–1191. . DOC সম্পর্কে অনেক কথা DOM-এর ক্ষেত্রেও সমানভাবে প্রযোজ্য।

DOC সামুদ্রিক এবং মিঠা পানির ব্যবস্থায় প্রচুর পরিমাণে বিদ্যমান এবং পৃথিবীতে সবচেয়ে বড় চক্রাকার জৈব পদার্থ ভাণ্ডারগুলির একটি, যা বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত কার্বনের সমান এবং সকল জৈব কার্বনের ২০% পর্যন্ত। সাধারণত, জৈব কার্বন যৌগসমূহ মৃত জৈব পদার্থের (উদ্ভিদ ও প্রাণীসহ) বিযোজন প্রক্রিয়ার ফল। DOC কোনো জলাশয়ের অভ্যন্তরীণ বা বাহ্যিক উৎস থেকে আসতে পারে। জলাশয়ের অভ্যন্তরীণ উৎসকে অটোকথোনাস DOC বলা হয়, যা সাধারণত জলজ উদ্ভিদ বা শৈবাল থেকে আসে; বাহ্যিক উৎসকে অ্যালোকথোনাস DOC বলা হয়, যা সাধারণত মৃত্তিকা বা স্থলজ উদ্ভিদ থেকে আসে। উচ্চ জৈব মাটিযুক্ত স্থলভূমি থেকে আসা পানি নদী ও হ্রদে DOC হিসেবে প্রবাহিত হতে পারে।

সামুদ্রিক DOC পুল সামুদ্রিক বাস্তুতন্ত্রের কার্যকারিতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি রাসায়নিক ও জৈবিক জগতের মধ্যে সংযোগস্থল। DOC সামুদ্রিক খাদ্য জালকে শক্তি সরবরাহ করে এবং পৃথিবীর কার্বন চক্র-এর একটি প্রধান উপাদান।Lønborg, C., Carreira, C., Jickells, T. and Álvarez-Salgado, X.A. (2020) "Impacts of global change on ocean dissolved organic carbon (DOC) cycling". Frontiers in Marine Science, 7: 466. . 50px এই উৎস থেকে উপাদান অনুলিপি করা হয়েছে, যা Creative Commons Attribution 4.0 International License-এর অধীনে উপলব্ধ।

সারাংশ

BDOC অংশে এমন জৈব অণু থাকে যা হেটারোট্রফিক ব্যাকটেরিয়া শক্তি ও কার্বন উৎস হিসেবে ব্যবহার করতে পারে। DOC-এর কিছু অংশ পানীয় জলে ডিসইনফেকশন বাইপ্রোডাক্টের পূর্বসূরী। BDOC পানি বিতরণ ব্যবস্থায় অবাঞ্ছিত জৈব পুনরুৎপাদনে অবদান রাখতে পারে।

মোট জৈব কার্বন (TOC)-এর দ্রবীভূত অংশ একটি প্রয়োগিক শ্রেণীবিভাগ। অনেক গবেষক ০.৪৫ μm ফিল্টার দিয়ে যাওয়া যৌগকে "দ্রবীভূত" বলেন, কিন্তু ০.২২ μm ফিল্টারও উচ্চ কলয়েডাল ঘনত্ব অপসারণের জন্য ব্যবহৃত হয়।

সামুদ্রিক রসায়নে ব্যবহৃত ব্যবহারিক সংজ্ঞা হলো GF/F ফিল্টার (নামমাত্র ছিদ্র আকার প্রায় ০.৭ μm) দিয়ে যাওয়া সকল পদার্থ। প্রস্তাবিত পদ্ধতি হলো HTCO কৌশল, যা প্রি-কম্বাস্টেড গ্লাস ফাইবার ফিল্টার (সাধারণত GF/F) ব্যবহার করে।

ল্যাবাইল ও রেক্যালসিট্রান্ট
দ্রবীভূত জৈব পদার্থকে তার প্রতিক্রিয়াশীলতার ভিত্তিতে ল্যাবাইল বা রেক্যালসিট্রান্ট হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। রেক্যালসিট্রান্ট DOC-কে রিফ্র্যাক্টরি DOCও বলা হয় এবং এই শব্দদুটি DOC-এর প্রসঙ্গে প্রায়শই বিনিময়যোগ্য। DOC-এর উৎস ও গঠনের উপর নির্ভর করে তার আচরণ ও চক্রাকার প্রক্রিয়া ভিন্ন হয়; ল্যাবাইল অংশ দ্রুত অণুজীবীয় বা আলোক-রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় বিযোজিত হয়, যেখানে রিফ্র্যাক্টরি DOC বিযোজন-প্রতিরোধী এবং মহাসাগরে সহস্রাব্দ ধরে টিকে থাকতে পারে। উপকূলীয় মহাসাগরে স্থলজ উদ্ভিদের লিটার বা মৃত্তিকা থেকে আসা জৈব পদার্থ অধিক রেক্যালসিট্রান্ট বলে মনে হয়Cauwet G (2002) "DOM in the Coastal Zone". In: Hansell D and Carlson C (Eds.) Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, pages 579–610, Elsevier. . এবং তাই প্রায়শই সংরক্ষণশীল আচরণ করে। এছাড়া, ল্যাবাইল DOC-এর ব্যাকটেরিয়াল রূপান্তর দ্বারা মহাসাগরে রিফ্র্যাক্টরি DOC উৎপন্ন হয়, যা তার গঠনকে পুনর্গঠন করে।Tremblay, L. and Benner, R. (2006) "Microbial contributions to N-immobilization and organic matter preservation in decaying plant detritus". Geochimica et Cosmochimica Acta, 70(1): 133–146. .Lee, S.A., Kim, T.H. and Kim, G. (2020) "Tracing terrestrial versus marine sources of dissolved organic carbon in a coastal bay using stable carbon isotopes". Biogeosciences, 17(1). . 50px এই উৎস থেকে উপাদান অনুলিপি করা হয়েছে, যা Creative Commons Attribution 4.0 International License-এর অধীনে উপলব্ধ।

প্রাকৃতিক ব্যবস্থায় অবিরাম উৎপাদন ও বিযোজনের কারণে DOC পুলে বিভিন্ন প্রতিক্রিয়াশীল যৌগের একটি বর্ণালী থাকে,Vahatalo, A. V., Aarnos, H., and Mantyniemi, S. (2010). Biodegradability continuum and biodegradation kinetics of natural organic matter described by the beta distribution. Biogeochemistry 100, 227–240. doi: 10.1007/s10533-010-9419-4 যাদের টার্নওভার সময়ের ভিত্তিতে ল্যাবাইল থেকে রেক্যালসিট্রান্ট অংশে বিভক্ত করা হয়েছে, যেমন নিম্নলিখিত সারণিতে দেখানো হয়েছে...

 DOC অংশ সংক্ষিপ্ত রূপ টার্নওভার সময় পরিমাণ ল্যাবাইল DOCL ঘণ্টা থেকে দিন < ২০০ Tg C আধা-ল্যাবাইল DOCSL সপ্তাহ থেকে মাস ~৬০০ Tg C আধা-রেক্যালসিট্রান্ট DOCSR দশক ~১৪০০ Tg C রেক্যালসিট্রান্ট DOCR হাজার বছর ~৬৩০০০ Tg C অত্যন্ত প্রতিরোধী দশ হাজার বছর

টার্নওভার বা বিযোজন সময়ের এই বিস্তৃত পরিসর রাসায়নিক গঠন, গঠন এবং আণবিক আকারের সাথে যুক্ত,Amon, R. M. W., and Benner, R. (1996). Bacterial utilization of different size classes of dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 41, 41–51. doi: 10.4319/lo.1996.41.1.0041Benner, R., and Amon, R. M. (2015). The size-reactivity continuum of major bioelements in the ocean. Ann. Rev. Mar. Sci. 7, 185–205. doi: 10.1146/annurev-marine-010213-135126 কিন্তু বিযোজন পরিবেশগত অবস্থা (যেমন পুষ্টি), প্রোক্যারিওট বৈচিত্র্য, রেডক্স অবস্থা, আয়রনের উপলব্ধতা, খনিজ-কণা সম্পর্ক, তাপমাত্রা, সূর্যালোকের এক্সপোজার, রেক্যালসিট্রান্ট যৌগের জৈব উৎপাদন এবং প্রাইমিং বা পাতলা করার প্রভাবের উপরও নির্ভর করে।Thingstad, T. F., Havskum, H., Kaas, H., Nielsen, T. G., Riemann, B., Lefevre, D., et al. (1999). Bacteria-protist interactions and organic matter degradation under P-limited conditions: analysis of an enclosure experiment using a simple model. Limnol. Oceanogr. 44, 62–79. doi: 10.4319/lo.1999.44.1.0062Del-Giorgio, P., and Davies, J. (2003). "Patterns of dissolved organic matter lability and consumption across aquatic ecosystems", in Aquatic Ecosystems: Interactivity of Dissolved Organic Matter, eds S. E. G. Findlay and R. L. Sinsabaugh (San Diego, CA: Academic Press), 399–424. doi: 10.1016/B978-012256371-3/50018-4Bianchi, T. S. (2011). The role of terrestrially derived organic carbon in the coastal ocean: a changing paradigm and the priming effect. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 19473–19481. doi: 10.1073/pnas.1017982108Kattner, G., Simon, M., and Koch, B. P. (2011). "Molecular characterization of dissolved organic matter and constraints for prokaryotic utilization", in Microbial Carbon Pump in the Ocean, eds N. Jiao, F. Azam, and S. Sansers (Washington, DC: Science/AAAS).Keil, R. G., and Mayer, L. M. (2014). "Mineral matrices and organic matter", in Treatise on Geochemistry, 2nd Edn, eds H. Holland and K. Turekian (Oxford: Elsevier), 337–359. doi: 10.1016/B978-0-08-095975-7.01024-X উদাহরণস্বরূপ, লিগনিন বায়বীয় মৃত্তিকায় বিযোজিত হতে পারে কিন্তু অ্যানক্সিক সামুদ্রিক তলদেশে তুলনামূলকভাবে রেক্যালসিট্রান্ট।Bianchi, T. S., Cui, X., Blair, N. E., Burdige, D. J., Eglinton, T. I., and Galy, V. (2018). Centers of organic carbon burial and oxidation at the land-ocean interface. Org. Geochem. 115, 138–155. doi: 10.1016/j.orggeochem.2017.09.008 এই উদাহরণ দেখায় যে বায়োঅ্যাভেলেবিলিটি বাস্তুতন্ত্রের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। সুতরাং, সাধারণত প্রাচীন ও রেক্যালসিট্রান্ট যৌগ যেমন পেট্রোলিয়াম, কার্বক্সিল-সমৃদ্ধ অ্যালিসাইক্লিক অণু, উপযুক্ত পরিবেশে বিযোজিত হতে পারে।Ward, N. D., Keil, R. G., Medeiros, P. M., Brito, D. C., Cunha, A. C., Dittmar, T., et al. (2013). Degradation of terrestrially derived macromolecules in the Amazon River. Nat. Geosci. 6, 530–533. doi: 10.1038/ngeo1817Myers-Pigg, A. N., Louchouarn, P., Amon, R. M. W., Prokushkin, A., Pierce, K., and Rubtsov, A. (2015). Labile pyrogenic dissolved organic carbon in major Siberian Arctic rivers: implications for wildfire-stream metabolic linkages. Geophys. Res. Lett. 42, 377–385. doi: 10.1002/2014GL062762

স্থলজ বাস্তুতন্ত্র
মৃত্তিকা

দ্রবীভূত জৈব পদার্থ (DOM) সবচেয়ে সক্রিয় ও গতিশীল কার্বন পুলগুলির একটি এবং বিশ্বব্যাপী কার্বন চক্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।Kalbitz, K.; Solinger, S.; Park, J.H.; Michalzik, B.; Matzner, E. 2000. Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: a review. Soil Science 165: 277–304. এছাড়া, দ্রবীভূত জৈব কার্বন (DOC) মৃত্তিকার ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক চার্জ, ডিনাইট্রিফিকেশন প্রক্রিয়া, মৃত্তিকা দ্রবণে অ্যাসিড-বেস বিক্রিয়া, পুষ্টি (ক্যাটায়ন) ধারণ ও স্থানান্তর এবং ভারী ধাতু ও জেনোবায়োটিক-এর অচলীকরণকে প্রভাবিত করে।Zech, W.; Senesi, N.; Guggenberger, G.; Kaiser, K.; Lehmann, J.; Miano, T.M.; Miltner, A.; Schroth, G. 1997. Factors controlling humification and mineralization of soil organic matter in the tropics. Geoderma 79: 117–161. মৃত্তিকা DOM বিভিন্ন উৎস (ইনপুট) থেকে আসতে পারে, যেমন বৃষ্টিপাতে দ্রবীভূত বায়ুমণ্ডলীয় কার্বন, লিটার ও ফসলের অবশিষ্টাংশ, সার, মূল নিঃসরণ এবং মৃত্তিকা জৈব পদার্থ (SOM)-এর বিযোজন। মৃত্তিকায় DOM-এর উপলব্ধতা খনিজ উপাদান (যেমন কাদামাটি, Fe ও Al অক্সাইড) এর সাথে তার মিথস্ক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।Saidy, A.R.; Smernik, R.J.; Baldock, J.A.; Kaiser, K.; Sanderman, J. 2015. Microbial degradation of organic carbon sorbed to phyllosilicate clays with and without hydrous iron oxide coating. European Journal of Soil Science 66: 83–94. এটি SOM অংশ (যেমন স্থিতিশীল জৈব অণু ও অণুজীবীয় বায়োম্যাস) দ্বারা খনিজকরণ ও অচলীকরণ প্রক্রিয়ার উপরও নির্ভর করে। এছাড়া, এই মিথস্ক্রিয়ার তীব্রতা মৃত্তিকার স্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য,Kaiser, K.; Guggenberger, G. 2007. Sorptive stabilization of organic matter by microporous goethite: sorption into small pores vs. surface complexation. European Journal of Soil Science 58: 45–59. ভূমি ব্যবহার এবং ফসল ব্যবস্থাপনার উপর পরিবর্তিত হয়।

জৈব পদার্থের বিযোজনের সময় অধিকাংশ কার্বন অণুজীবীয় অক্সিডেশন দ্বারা CO₂ হিসেবে বায়ুমণ্ডলে হারিয়ে যায়। মৃত্তিকার ধরন ও ল্যান্ডস্কেপ ঢাল, লিচিং এবং পৃষ্ঠপ্রবাহ DOM ক্ষয়ের সাথে যুক্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া।Veum, K.S.; Goyne, K.W.; Motavalli, P.P.; Udawatta, R.P. 2009. Runoff and dissolved organic carbon loss from a paired-watershed study of three adjacent agricultural Watersheds. Agriculture, Ecosystems & Environment 130: 115–122. ভালো নিষ্কাশনযুক্ত মৃত্তিকায় লিচড DOC ভূগর্ভস্থ জলস্তরে পৌঁছে পুষ্টি ও দূষক ছড়াতে পারে যা ভূগর্ভস্থ জল দূষিত করতে পারে,Sparling, G.; Chibnall, E.; Pronger, J.; Rutledge, S.; Wall, A.; Campbell, D.; Schipper, L. 2016. Estimates of annual leaching losses of dissolved organic carbon from pastures on Allophanic soils grazed by dairy cattle, Waikato, New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research 59: 32–49. যেখানে পৃষ্ঠপ্রবাহ DOM ও জেনোবায়োটিক-কে অন্যান্য এলাকা, নদী ও হ্রদে পরিবহন করে।

ভূগর্ভস্থ জল
বৃষ্টিপাত ও পৃষ্ঠের পানি উদ্ভিদ ও উদ্ভিদ লিটার থেকে দ্রবীভূত জৈব কার্বন (DOC) লিচ করে এবং মৃত্তিকা স্তম্ভ দিয়ে স্যাচুরেটেড জোন-এ প্রবেশ করে। পরিবহনের সময় বিভিন্ন ভৌত-রাসায়নিক ও জৈবিক প্রক্রিয়া (যেমন সর্বশন, ডিসর্বশন, বায়োডিগ্রেডেশন এবং বায়োসিন্থেসিস) দ্বারা DOC-এর ঘনত্ব, গঠন ও বায়োঅ্যাভেলেবিলিটি পরিবর্তিত হয়। হাইড্রোফোবিক অণু মৃত্তিকা খনিজে অগ্রাধিকারভাবে বিভাজিত হয় এবং হাইড্রোফিলিক অণুর তুলনায় মৃত্তিকায় দীর্ঘকাল ধরে থাকে। কলয়েড ও দ্রবীভূত অণুর হাইড্রোফোবিসিটি ও ধারণ সময় তাদের আকার, পোলারিটি, চার্জ এবং বায়োঅ্যাভেলেবিলিটি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। বায়োঅ্যাভেলেবল DOM অণুজীবীয় বিযোজনের শিকার হয়ে আকার ও আণবিক ওজন হ্রাস পায়। মৃত্তিকা অণুজীব নতুন অণু সংশ্লেষণ করে এবং এর কিছু মেটাবোলাইট ভূগর্ভস্থ জলে DOC ভাণ্ডারে প্রবেশ করে।Shen, Y., Chapelle, F.H., Strom, E.W. and Benner, R. (2015) "Origins and bioavailability of dissolved organic matter in groundwater". Biogeochemistry, 122(1): 61–78. . 50px এই উৎস থেকে উপাদান অনুলিপি করা হয়েছে, যা Creative Commons Attribution 4.0 International License-এর অধীনে উপলব্ধ।

মিঠা পানির বাস্তুতন্ত্র
জলজ কার্বন বিভিন্ন রূপে বিদ্যমান। প্রথমে জৈব ও অজৈব কার্বনের মধ্যে বিভাজন করা হয়। জৈব কার্বন ডেট্রিটাস বা প্রাথমিক উৎপাদক থেকে উদ্ভূত জৈব যৌগের মিশ্রণ। এটিকে POC (কণিক জৈব কার্বন; কণা > ০.৪৫ μm) এবং DOC (দ্রবীভূত জৈব কার্বন; কণা < ০.৪৫ μm) ভাগ করা যায়। DOC সাধারণত জলজ জৈব কার্বনের মোট পরিমাণের ৯০% গঠন করে। এর ঘনত্ব ০.১ থেকে >৩০০ mg L⁻¹ পর্যন্ত।Sobek, S., Tranvik, L. J., Prairie, Y. T., Kortelainen, P., and Cole, J. J. (2007). Patterns and regulation of dissolved organic carbon: an analysis of 7,500 widely distributed lakes. Limnol. Oceanogr. 52, 1208–1219. doi: 10.4319/lo.2007.52.3.1208

একইভাবে অজৈব কার্বনও কণিক (PIC) ও দ্রবীভূত (DIC) পর্যায়ে বিভক্ত। PIC প্রধানত কার্বোনেট (যেমন CaCO₃) নিয়ে গঠিত, DIC-এ কার্বোনেট (CO₃²⁻), বাইকার্বোনেট (HCO₃⁻), CO₂ এবং অত্যন্ত সামান্য কার্বনিক অ্যাসিড (H₂CO₃) থাকে। অজৈব কার্বন যৌগসমূহ পানির pH-এর উপর নির্ভর করে ভারসাম্যে থাকে।Stumm, W., and Morgan, J. J. (1996). Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. Environmental Science and Technology. New York: John Wiley & Sons, Inc. মিঠা পানিতে DIC ঘনত্ব অ্যাসিডিক পানিতে প্রায় শূন্য থেকে কার্বোনেট-সমৃদ্ধ তলদেশযুক্ত এলাকায় ৬০ mg C L⁻¹ পর্যন্ত।Madsen, T. V., and Sand-Jensen, K. (1991). Photosynthetic carbon assimilation in aquatic macrophytes. Aquat. Bot. 41, 5–40. doi: 10.1016/0304-3770(91)90037-6

POC বিযোজিত হয়ে DOC গঠন করতে পারে; DOC ফ্লকুলেশন দ্বারা POC-এ পরিণত হতে পারে। অজৈব ও জৈব কার্বন জলজ জীব-এর মাধ্যমে যুক্ত। CO₂ সালোকসংশ্লেষণ (P)-এ ব্যবহৃত হয় (যেমন ম্যাক্রোফাইট দ্বারা), শ্বসন (R) দ্বারা উৎপন্ন হয় এবং বায়ুমণ্ডলের সাথে বিনিময় হয়। জৈব কার্বন জীব দ্বারা উৎপন্ন হয় এবং তাদের জীবনকালে বা পরে নির্গত হয়; যেমন নদীতে মোট DOC-এর ১–২০% ম্যাক্রোফাইট দ্বারা উৎপন্ন। কার্বন ক্যাচমেন্ট থেকে প্রবেশ করে নদী ও স্রোত দ্বারা মহাসাগরে পরিবহিত হয়। তলদেশের সাথেও বিনিময় হয়, যেমন জৈব কার্বনের সমাহন, যা জলজ আবাসে কার্বন সিকোয়েস্ট্রেশন-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ।Regnier, P., Friedlingstein, P., Ciais, P., Mackenzie, F. T., Gruber, N., Janssens, I. A., et al. (2013). Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean. Nat. Geosci. 6, 597–607. doi: 10.1038/ngeo1830

জলজ ব্যবস্থা বিশ্বব্যাপী কার্বন সিকোয়েস্ট্রেশনে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; যেমন ইউরোপীয় বাস্তুতন্ত্রের তুলনায় অভ্যন্তরীণ জলজ ব্যবস্থা দ্বিতীয় বৃহত্তম কার্বন সিঙ্ক (১৯–৪১ Tg C y⁻¹); শুধু বনই অধিক কার্বন গ্রহণ করে (১২৫–২২৩ Tg C y⁻¹)।Luyssaert, S., Abril, G., Andres, R., Bastviken, D., Bellassen, V., Bergamaschi, P., et al. (2012). The European land and inland water CO₂, CO, CH₄ and N₂O balance between 2001 and 2005. Biogeosciences 9, 3357–3380. doi: 10.5194/bg-9-3357-2012

সামুদ্রিক বাস্তুতন্ত্র

উৎসসমূহ
সামুদ্রিক ব্যবস্থায় DOC অভ্যন্তরীণ (অটোকথোনাস) বা বহিরাগত (অ্যালোকথোনাস) উৎস থেকে উৎপন্ন হয়। অভ্যন্তরীণ DOC ব্যবস্থার মধ্যেই উৎপাদিত হয়, প্রধানত প্ল্যাঙ্কটন জীব দ্বারাKawasaki, N., and Benner, R. (2006). Bacterial release of dissolved organic matter during cell growth and decline: molecular origin and composition. Limnol. Oceanogr. 51, 2170–2180. doi: 10.4319/lo.2006.51.5.2170Lønborg, C., Álvarez-Salgado, X. A., Davidson, K., and Miller, A. E. J. (2009). Production of bioavailable and refractory dissolved organic matter by coastal heterotrophic microbial populations. Estuar. Coast. Shelf Sci. 82, 682–688. doi: 10.1016/j.ecss.2009.02.026 এবং উপকূলীয় পানিতে অতিরিক্তভাবে বেন্থিক মাইক্রোঅ্যালজি, বেন্থিক প্রবাহ এবং ম্যাক্রোফাইট থেকে,Wada, S., Aoki, M. N., Tsuchiya, Y., Sato, T., Shinagawa, H., and Hama, T. (2007). Quantitative and qualitative analyses of dissolved organic matter released from Ecklonia cava Kjellman, in Oura Bay, Shimoda, Izu Peninsula, Japan. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 349, 344–358. doi: 10.1016/j.jembe.2007.05.024 যেখানে বহিরাগত DOC প্রধানত স্থলজ উৎস থেকে আসে এবং ভূগর্ভস্থ জল ও বায়ুমণ্ডলীয় ইনপুট দ্বারা পরিপূরক হয়।Willey, J. D., Kieber, R. J., Eyman, M. S. Jr., and Brooks Avery, G. (2000). Rainwater dissolved organic carbon concentrations and global flux. Glob. Biogeochem. Cycles 14, 139–148. doi: 10.1029/1999GB900036Raymond, P. A., and Spencer, R. G. M. (2015). "Riverine DOM", in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds D. A. Hansell and C. A. Carlson (Amsterdam: Elsevier), 509–533. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00011-X মাটি-উৎসিত হিউমিক পদার্থ ছাড়াও স্থলজ DOC-এ বৃষ্টির সময় উদ্ভিদ থেকে লিচড উপাদান, বায়ুমণ্ডলে উদ্ভিদ উপাদানের নির্গমন এবং জলজ পরিবেশে জমা (যেমন উদ্বায়ী জৈব কার্বন ও পরাগরেণু), এবং সমুদ্রে ট্রেস পরিমাণে পরিমাপযোগ্য হাজারো কৃত্রিম মানব-নির্মিত জৈব রাসায়নিক অন্তর্ভুক্ত।Dachs, J., and Méjanelle, L. (2010). Organic pollutants in coastal waters, sediments, and biota: a relevant driver for ecosystems during the anthropocene? Estuarines Coasts 33, 1–14. doi: 10.1007/s12237-009-9255-8

দ্রবীভূত জৈব কার্বন (DOC) পৃথিবীর প্রধান কার্বন পুলগুলির একটি। এতে বায়ুমণ্ডলের সমান কার্বন থাকে এবং সামুদ্রিক জীববস্তু-তে আবদ্ধ কার্বনের চেয়ে দুইশ গুণেরও বেশি। DOC প্রধানত উপরের স্তরে প্রাথমিক উৎপাদন এবং জুপ্ল্যাঙ্কটন চরণ প্রক্রিয়ার সময় উৎপন্ন হয়। অন্যান্য উৎসের মধ্যে রয়েছে কণা থেকে দ্রবীভূত হওয়া, স্থলজ ও হাইড্রোথার্মাল ভেন্ট ইনপুট, এবং অণুজীবীয় উৎপাদন। প্রোক্যারিওট (ব্যাকটেরিয়া ও আর্কিয়া) ক্যাপসুলার উপাদান, এক্সোপলিমার এবং হাইড্রোলাইটিক এনজাইম নির্গমনের মাধ্যমে DOC পুলে অবদান রাখে, সেইসাথে মৃত্যুর মাধ্যমে (যেমন ভাইরাল শান্ট)। প্রোক্যারিওটই DOC-এর প্রধান বিযোজক, যদিও সবচেয়ে রেক্যালসিট্রান্ট DOC-এর জন্য হাইড্রোথার্মাল ব্যবস্থায় খুব ধীর অ্যাবায়োটিক বিযোজন বা ডুবন্ত কণায় সর্বশন প্রধান অপসারণ প্রক্রিয়া হতে পারে। DOC-মাইক্রোব-মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কিত যান্ত্রিক জ্ঞান এই সক্রিয় কার্বন ভাণ্ডারের চক্রাকার ও বণ্টন বোঝার জন্য অত্যাবশ্যক। 50px এই উৎস থেকে উপাদান অনুলিপি করা হয়েছে, যা Creative Commons Attribution 4.0 International License-এর অধীনে উপলব্ধ।

ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন
ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন এক্সট্রাসেলুলার নির্গমনের মাধ্যমে DOC উৎপন্ন করে, যা সাধারণত তাদের মোট প্রাথমিক উৎপাদনের ৫ থেকে ৩০% হয়,Karl, D. M., Hebel, D. V., Bjorkman, K., and Letelier, R. M. (1998). The role of dissolved organic matter release in the productivity of the oligotrophic north Pacific Ocean. Limnol. Oceanogr. 43, 1270–1286. doi: 10.4319/lo.1998.43.6.1270 যদিও এটি প্রজাতিভেদে পরিবর্তিত হয়।Wetz, M. S., and Wheeler, P. A. (2007). Release of dissolved organic matter by coastal diatoms. Limnol. Oceanogr. 52, 798–807. doi: 10.4319/lo.2007.52.2.0798 উচ্চ আলো এবং নিম্ন পুষ্টি অবস্থায় এই নির্গমন বৃদ্ধি পায়, তাই ইউট্রোফিক থেকে অলিগোট্রোফিক অঞ্চলে তুলনামূলকভাবে বাড়ে—সম্ভবত কোষীয় শক্তি ছড়ানোর একটি প্রক্রিয়া হিসেবে।Thornton, D. C. O. (2014). Dissolved organic matter (DOM) release by phytoplankton in the contemporary and future ocean. Eur. J. Phycol. 49, 20–46. doi: 10.1080/09670262.2013.875596 ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন পুষ্টি সীমাবদ্ধতার মতো শারীরবৃত্তীয় চাপের সময় অটোলাইসিস-এর মাধ্যমেও DOC উৎপন্ন করতে পারে।Boekell, W. H. M. V., Hansen, F. C., Riegman, R., and Bak, R. P. M. (1992). Lysis-induced decline of a Phaeocystis spring bloom and coupling with the microbial foodweb. Mar. Ecol. Prog. Ser. 81, 269–276. doi: 10.3354/meps081269 অন্যান্য গবেষণায় ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন ও ব্যাকটেরিয়ার উপর মেসো- এবং ম্যাক্রো-জুপ্ল্যাঙ্কটনের খাদ্য গ্রহণের সাথে DOC উৎপাদন দেখানো হয়েছে।Hygum, B. H., Petersen, J. W., and Søndergaard, M. (1997). Dissolved organic carbon released by zooplankton grazing activity- a high quality substrate pool for bacteria. J. Plankton Res. 19, 97–111. doi: 10.1093/plankt/19.1.97

জুপ্ল্যাঙ্কটন
জুপ্ল্যাঙ্কটন-মধ্যস্থ DOC নির্গমন স্লপি ফিডিং, এক্সক্রিশন এবং ডিফেকেশনের মাধ্যমে ঘটে, যা অণুজীবের জন্য গুরুত্বপূর্ণ শক্তি উৎস হতে পারে।Lampert, W. (1978). Release of dissolved organic carbon by grazing zooplankton. Limnol. Oceanogr. 23, 831–834. doi: 10.4319/lo.1978.23.4.0831 এই উৎপাদন খাদ্য ঘনত্ব উচ্চ এবং বৃহৎ জুপ্ল্যাঙ্কটন প্রজাতির প্রাধান্যের সময় সর্বোচ্চ হয়।Jumars, P. A., Penry, D. L., Baross, J. A., and Perry, M. J. (1989). Closing the microbial loop: dissolved carbon pathway to heterotrophic bacteria from incomplete ingestion, digestion and absorption in animals. Deep Sea Res. 36, 483–495. doi: 10.1016/0198-0149(89)90001-0

ব্যাকটেরিয়া ও ভাইরাস
ব্যাকটেরিয়াকে প্রায়শই DOC-এর প্রধান ভোক্তা হিসেবে দেখা হয়, কিন্তু তারা কোষ বিভাজন এবং ভাইরাল লাইসিস-এর সময়ও DOC উৎপন্ন করতে পারে।Iturriaga, R., and Zsolnay, A. (1981). Transformation of some dissolved organic compounds by a natural heterotrophic population. Mar. Biol. 62, 125–129. doi: 10.1007/BF00388174 ব্যাকটেরিয়ার বায়োকেমিক্যাল উপাদান অন্যান্য জীবের মতোই, কিন্তু কোষ প্রাচীরের কিছু যৌগ অনন্য এবং ব্যাকটেরিয়া-উৎসিত DOC ট্রেস করতে ব্যবহৃত হয় (যেমন পেপটিডোগ্লাইক্যান)। এসব যৌগ সমুদ্রে ব্যাপকভাবে বিতরিত, যা বোঝায় যে ব্যাকটেরিয়া-উৎসিত DOC সামুদ্রিক ব্যবস্থায় গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।McCarthy, M., Pratum, T., Hedges, J., and Benner, R. (1997). Chemical composition of dissolved organic nitrogen in the ocean. Nature 390, 150–154. doi: 10.1038/36535 ভাইরাস সমুদ্রে সবচেয়ে প্রচুর জীবনরূপ, যা শৈবাল, ব্যাকটেরিয়া ও জুপ্ল্যাঙ্কটনসহ সকল জীবকে সংক্রমিত করে।Suttle, C. A. (2005). Viruses in the sea. Nature 437, 356–361. doi: 10.1038/nature04160 সংক্রমণের পর ভাইরাস হয় নিষ্ক্রিয় (লাইসোজেনিক) বা উৎপাদনশীল (লাইটিক) অবস্থায় প্রবেশ করে।Weinbauer, M. A. G. (2004). Ecology of prokaryotic viruses. FEMS Microbiol. Rev. 28, 127–181. doi: 10.1016/j.femsre.2003.08.001 লাইটিক চক্র কোষ বিঘটন ঘটিয়ে DOC নির্গত করে।Lønborg, C., Middelboe, M., and Brussaard, C. P. D. (2013). Viral lysis of Micromonas pusilla: impacts on dissolved organic matter production and composition. Biogeochemistry 116, 231–240. doi: 10.1007/s10533-013-9853-1




ম্যাক্রোফাইট
সামুদ্রিক ম্যাক্রোফাইট (অর্থাৎ ম্যাক্রোঅ্যালজি ও সিগ্রাস) অত্যন্ত উৎপাদনশীল এবং উপকূলীয় পানিতে বিস্তৃত এলাকা জুড়ে থাকে, কিন্তু তাদের DOC উৎপাদনের দিকে খুব কম মনোযোগ দেওয়া হয়েছে। ম্যাক্রোফাইট বৃদ্ধির সময় DOC নির্গত করে, সংরক্ষণশীল অনুমান (ক্ষয়কারী টিস্যু থেকে নির্গমন বাদ দিয়ে) অনুসারে ম্যাক্রোঅ্যালজি তাদের গ্রস প্রাথমিক উৎপাদনের ১–৩৯% DOC হিসেবে নির্গত করে,Brilinsky, M. (1977). Release of dissolved organic matter by some marine macrophytes. Mar. Biol. 39, 213–220. doi: 10.1007/BF00390995Pregnall, A. M. (1983). Release of dissolved organic carbon from the estuarine intertidal macroalga Enteromorpha prolifera. Mar. Biol. 73, 37–42. doi: 10.1007/BF00396283 যেখানে সিগ্রাস গ্রস প্রাথমিক উৎপাদনের ৫% এর কম DOC হিসেবে নির্গত করে।Penhale, P. A., and Smith, W. O. (1977). Excretion of dissolved organic carbon by eelgrass (Zostera marina) and its epiphytes. Limnol. Oceanogr. 22, 400–407. doi: 10.4319/lo.1977.22.3.0400 নির্গত DOC কার্বোহাইড্রেট-সমৃদ্ধ এবং তাপমাত্রা ও আলোর উপলব্ধতার উপর নির্ভর করে।Barrón, C., and Duarte, C. M. (2015). Dissolved organic carbon pools and export from the coastal ocean. Glob. Biogeochem. Cycles 29, 1725–1738. doi: 10.1002/2014GB005056 বিশ্বব্যাপী ম্যাক্রোফাইট সম্প্রদায় ~১৬০ Tg C yr⁻¹ DOC উৎপন্ন করে বলে অনুমান করা হয়, যা বৈশ্বিক নদী DOC ইনপুটের (২৫০ Tg C yr⁻¹) প্রায় অর্ধেক।

সামুদ্রিক তলদেশ

সামুদ্রিক তলদেশ সমুদ্রে জৈব পদার্থ বিযোজন ও সমাহনের প্রধান স্থান, যেখানে অণুজীবের ঘনত্ব পানির স্তর-এর চেয়ে ১০০০ গুণ পর্যন্ত বেশি।Hewson, I., O'neil, J. M., Fuhrman, J. A., and Dennison, W. C. (2001). Virus-like particle distribution and abundance in sediments and overlying waters along eutrophication gradients in two subtropical estuaries. Limnol. Oceanogr. 46, 1734–1746. doi: 10.4319/lo.2001.46.7.1734 তলদেশে DOC ঘনত্ব প্রায়শই উপরের পানির চেয়ে এক মাত্রা বেশি।Burdige, D. J., and Gardner, K. G. (1998). Molecular weight distribution of dissolved organic carbon in marine sediment pore waters. Mar. Chem. 62, 45–64. doi: 10.1016/S0304-4203(98)00035-8 এই ঘনত্ব পার্থক্য ডিফিউশন প্রবাহ সৃষ্টি করে এবং তলদেশকে প্রধান DOC উৎস করে তোলে, যা বছরে ৩৫০ Tg C নির্গত করে—নদীর ইনপুটের সমান।Burdige, D. J., and Komada, T. (2014). "Sediment pore waters", in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds D. A. Hansen and C. A. Carlson (Cambridge, MA: Academic Press), 535–577. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00012-1 এই অনুমান ডিফিউশন প্রবাহের উপর ভিত্তি করে এবং রিসাসপেনশন ঘটনা (যা DOC নির্গত করে)Komada, T., and Reimers, C. E. (2001). Resuspension-induced partitioning of organic carbon between solid and solution phases from a river–ocean transition. Mar. Chem. 76, 155–174. doi: 10.1016/S0304-4203(01)00055-X অন্তর্ভুক্ত করে না, তাই অনুমান সংরক্ষণশীল হতে পারে। কিছু গবেষণায় জিওথার্মাল ব্যবস্থা ও পেট্রোলিয়াম সিপেজ গভীর সমুদ্র অববাহিকা-তে প্রাক-বয়সী DOC যোগ করে,Dittmar, T., and Koch, B. P. (2006). Thermogenic organic matter dissolved in the abyssal ocean. Mar. Chem. 102, 208–217. doi: 10.1016/j.marchem.2006.04.003Dittmar, T., and Paeng, J. (2009). A heat-induced molecular signature in marine dissolved organic matter. Nat. Geosci. 2, 175–179. doi: 10.1038/ngeo440 কিন্তু সামগ্রিক ইনপুটের বিশ্বব্যাপী অনুমান এখনও অনুপস্থিত। বিশ্বব্যাপী ভূগর্ভস্থ জল সমুদ্রে তাজা পানির DOC প্রবাহের অজানা অংশ সরবরাহ করে।Burnett, W. C., Aggarwal, P. K., Aureli, A., Bokuniewicz, H., Cable, J. E., Charette, M. A., et al. (2006). Quantifying submarine groundwater discharge in the coastal zone via multiple methods. Sci. Total Environ. 367, 498–543. doi: 10.1016/j.scitotenv.2006.05.009 ভূগর্ভস্থ জলে DOC স্থলজ, অনুপ্রবিষ্ট সামুদ্রিক এবং স্থানীয় অণুজীবীয় উৎপাদিত উপাদানের মিশ্রণ।Longnecker, K., and Kujawinski, E. B. (2011). Composition of dissolved organic matter in groundwater. Geochim. Cosmochim. Acta 75, 2752–2761. doi: 10.1016/j.gca.2011.02.020 উপকূলীয় পানিতে এই DOC প্রবাহ গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে কারণ ভূগর্ভস্থ জলে ঘনত্ব সাধারণত উপকূলীয় সমুদ্রের চেয়ে বেশি,Webb, J. R., Santos, I. R., Maher, D. T., Tait, D. R., Cyronak, T., Sadat-Noori, M., et al. (2019). Groundwater as a source of dissolved organic matter to coastal waters: insights from radon and CDOM observations in 12 shallow coastal systems. Limnol. Oceanogr. 64, 182–196. doi: 10.1002/lno.11028 কিন্তু বিশ্বব্যাপী নির্ভরযোগ্য অনুমান এখনও অনুপস্থিত।

সিঙ্কসমূহ
সমুদ্রের পানির স্তর থেকে DOC অপসারণের প্রধান প্রক্রিয়াসমূহ: (১) তাপীয় বিযোজন, যেমন সাবমেরিন হাইড্রোথার্মাল ব্যবস্থায়;Lang, S. Q., Butterfield, D. A., Lilley, M. D., Paul Johnson, H., and Hedges, J. I. (2006). Dissolved organic carbon in ridge-axis and ridge-flank hydrothermal systems. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 3830–3842. doi: 10.1016/j.gca.2006.04.031 (২) বুদবুদ কোয়াগুলেশন এবং অ্যাবায়োটিক ফ্লকুলেশন মাইক্রোকণায়Kerner, M., Hohenberg, H., Ertl, S., Reckermann, M., and Spitzy, A. (2003). Self-organization of dissolved organic matter tomicelle-like microparticles in river water. Nature 422, 150–154. doi: 10.1038/nature01469 বা কণায় সর্বশন;Chin, W. C., Orellana, M. V., and Verdugo, P. (1998). Spontaneous assembly of marine dissolved organic matter into polymer gels. Nature 391, 568–572. doi: 10.1038/35345 (৩) আলোক-রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা অ্যাবায়োটিক বিযোজন;Moran, M. A., and Zepp, R. G. (1997). Role of photoreactions in the formation of biologically labile compounds from dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 42, 1307–1316. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1307Mopper, K., Kieber, D. J., and Stubbins, A. (2015). "Marine photochemistry of organic matter", in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds C. A. Carlson and D. A. Hansell (Amsterdam: Elsevier), 389–450. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00008-X এবং (৪) হেটারোট্রফিক সামুদ্রিক প্রোক্যারিওট দ্বারা বায়োডিগ্রেডেশন।Lønborg, C., and Álvarez-Salgado, X. A. (2012). Recycling versus export of bioavailable dissolved organic matter in the coastal ocean and efficiency of the continental shelf pump. Glob. Biogeochem. Cycles 26:GB3018. doi: 10.1029/2012GB004353 আলোক-রাসায়নিক ও অণুজীবীয় বিযোজনের সম্মিলিত প্রভাব DOC-এর প্রধান সিঙ্ক বলে মনে করা হয়।Carlson, C. A., and Hansell, D. A. (2015). "DOM sources, sinks, reactivity, and budgets", in Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, eds C. A. Carlson and D. A. Hansell (San Diego, CA: Academic Press), 65–126. doi: 10.1016/B978-0-12-405940-5.00003-0

তাপীয় বিযোজন

তাপীয় বিযোজন DOC-এর উচ্চ-তাপমাত্রা হাইড্রোথার্মাল রিজ-ফ্ল্যাঙ্কে পাওয়া গেছে, যেখানে আউটফ্লো DOC ঘনত্ব ইনফ্লো-এর চেয়ে কম। এসব প্রক্রিয়ার বিশ্বব্যাপী প্রভাব এখনও অনুসন্ধান করা হয়নি, কিন্তু বর্তমান তথ্য অনুসারে এটি DOC-এর ছোট সিঙ্ক। অ্যাবায়োটিক DOC ফ্লকুলেশন প্রায়শই লবণাক্ততার দ্রুত (মিনিটের মধ্যে) পরিবর্তনের সময় তাজা ও সামুদ্রিক পানি মিশ্রিত হলে পরিলক্ষিত হয়।Sholkovitz, E. R. (1976). Flocculation of dissolved organic and inorganic matter during the mixing of river water and seawater. Geochim. Cosmochim. Acta 40, 831–845. doi: 10.1016/0016-7037(76)90035-1 ফ্লকুলেশন DOC-এর রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে, হিউমিক যৌগ অপসারণ করে এবং আণবিক আকার হ্রাস করে, DOC-কে কণিক জৈব ফ্লক-এ রূপান্তরিত করে যা তলদেশে জমা হতে পারে বা চারক ও ফিল্টার ফিডার দ্বারা গ্রাস হতে পারে, কিন্তু এটি ফ্লকুলেটেড DOC-এর ব্যাকটেরিয়াল বিযোজনকেও উদ্দীপিত করে।Tranvik, L. J., and Sieburth, J. M. (1989). Effects of flocculated humic matter on free and attached pelagic microorganisms. Limnol. Oceanogr. 34, 688–699. doi: 10.4319/lo.1989.34.4.0688 উপকূলীয় পানিতে ফ্লকুলেশনের DOC অপসারণের প্রভাব অত্যন্ত পরিবর্তনশীল; কিছু গবেষণায় এটি DOC পুলের ৩০% পর্যন্ত অপসারণ করতে পারে বলে দেখানো হয়েছে,Mulholland, P. J. (1981). Formation of Particulate Organic Carbon in Water from a Southeastern Swamp-Stream. Limnol. Oceanogr. 26, 790–795. doi: 10.4319/lo.1981.26.4.0790Powell, R. T., Landing, W. M., and Bauer, J. E. (1996). Colloidal trace metals, organic carbon and nitrogen in a southeastern U.S. estuary. Mar. Chem. 55, 165–176. doi: 10.1016/S0304-4203(96)00054-0 যেখানে অন্যরা অনেক কম মান (৩–৬%) পেয়েছে।Sholkovitz, E. R., Boyle, E. A., and Price, N. B. (1978). The removal of dissolved humic acids and iron during estuarine mixing. Earth Planet. Sci. Lett. 40, 130–136. doi: 10.1016/0012-821X(78)90082-1 এই পার্থক্য DOC-এর রাসায়নিক গঠন, pH, ধাতব ক্যাটায়ন ঘনত্ব, অণুজীবীয় প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং আয়নিক শক্তির মৌসুমি ও ব্যবস্থাগত পার্থক্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়।Volk, C., Bell, K., Ibrahim, E., Verges, D., Amy, G., and Lechevallier, M. (2000). Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matter and its biodegradable fraction in drinking water. Water Res. 34, 3247–3257. doi: 10.1016/S0043-1354(00)00033-6
সিডিওএম (CDOM)
দ্রবীভূত জৈব কার্বনের রঙিন অংশ (CDOM) নীল ও অতিবেগুনি আলো শোষণ করে। ফলে এটি প্ল্যাঙ্কটনের উৎপাদনশীলতার ওপর দুই ধরনের প্রভাব ফেলে। একদিকে, সালোকসংশ্লেষণের জন্য উপলব্ধ আলো শোষণ করে এটি উৎপাদন কমায়; অন্যদিকে, ক্ষতিকর অতিবেগুনি রশ্মি থেকে প্ল্যাঙ্কটনকে রক্ষা করে উৎপাদন বাড়াতেও সাহায্য করে।Williamson, C. E., Stemberger, R. S., Morris, D. P., Frost, T. A., and Paulsen, S. G. (1996). Ultraviolet radiation in North American lakes: attenuation estimates from DOC measurements and implications for plankton communities. Limnol. Oceanogr. 41, 1024–1034. doi: 10.4319/lo.1996.41.5.1024Williamson, C. E., Overholt, E. P., Pilla, R. M., Leach, T. H., Brentrup, J. A., Knoll, L. B., et al. (2015). Ecological consequences of longterm browning in lakes. Sci. Rep. 5:18666. doi: 10.1038/srep18666

তবে অতিবেগুনি রশ্মির ক্ষতি ও জীবের মেরামত ক্ষমতা অত্যন্ত পরিবর্তনশীল হওয়ায়, অতিবেগুনি আলোর পরিবর্তন সামগ্রিক প্ল্যাঙ্কটন সম্প্রদায়ের ওপর কী প্রভাব ফেলবে তা নিয়ে এখনও কোনো সর্বজনীন মতৈক্য নেই।Jeffrey, W. H., Aas, P., Lyons, M. M., Coffin, R. B., Pledger, R. J., and Mitchell, D. L. (1996). Ambient solar radiation-induced photodamage in marine bacterioplankton. Photochem. Photobiol. 64, 419–427. doi: 10.1111/j.1751-1097.1996.tb03086.xRhode, S. C., Pawlowski, M., and Tollrian, R. (2001). The impact of ultraviolet radiation on the vertical distribution of zooplankton of the genus Daphnia. Nature 412, 69–72. doi: 10.1038/35083567

CDOM আলো শোষণের ফলে জটিল আলোক-রাসায়নিক প্রক্রিয়া শুরু হয়। এসব প্রক্রিয়া পুষ্টি উপাদান, ট্রেস ধাতু এবং DOC-এর রাসায়নিক গঠনের ওপর প্রভাব ফেলে এবং DOC-এর বিযোজনকে ত্বরান্বিত করে।

আলোক-বিযোজন
আলোক-বিযোজন-এর মাধ্যমে CDOM ছোট ও কম রঙিন অণুতে (যেমন জৈব অ্যাসিড) বা অজৈব কার্বনে (CO, CO₂) এবং পুষ্টি লবণে (NH₄⁺, HPO₄²⁻) রূপান্তরিত হয়।Miller, W. L., and Zepp, R. G. (1995). Photochemical production of dissolved inorganic carbon from terrestrial organic matter: significance of the oceanic organic carbon cycle. Geophys. Res. Lett. 22, 417–420. doi: 10.1029/94GL03344Moran, M. A., Sheldon, W. M., and Zepp, R. G. (2000). Carbon loss and optical property changes during long-term photochemical and biological degradation of estuarine dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. 45, 1254–1264. doi: 10.4319/lo.2000.45.6.1254

ফলে সাধারণত রেক্যালসিট্রান্ট DOC ল্যাবাইল অণুতে পরিণত হয়, যা প্রোক্যারিওট দ্বারা দ্রুত বায়োম্যাস উৎপাদন ও শ্বসনে ব্যবহৃত হতে পারে। তবে কখনো কখনো এটি CDOM-এর পরিমাণও বাড়ায়—যেমন ট্রাইগ্লিসারাইডের মতো যৌগ জটিল অ্যারোম্যাটিক যৌগে রূপান্তরিত হয়ে অণুজীবের জন্য কম বিযোজ্য হয়ে ওঠে।Kieber, R. J., Hydro, L. H., and Seaton, P. J. (1997). Photooxidation of triglycerides and fatty acids in seawater: implication toward the formation of marine humic substances. Limnol. Oceanogr. 42, 1454–1462. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1454Berto, S., Laurentiis, E. D., Tota, T., Chiavazza, E., Daniele, P. G., Minella, M., et al. (2016). Properties of the humic-like material arising from the phototransformation of L-tyrosine. Sci. Total Environ. 546, 434–444. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.12.047

এছাড়া অতিবেগুনি বিকিরণ রিঅ্যাকটিভ অক্সিজেন স্পিসিস তৈরি করে, যা অণুজীবের জন্য ক্ষতিকর।Hudson, J. J., Dillon, P. J., and Somers, K. M. (2003). Long-term patterns in dissolved organic carbon in boreal lakes: the role of incident radiation, precipitation, air temperature, southern oscillation and acid deposition. Hydrol. Earth Syst. Sci. 7, 390–398. doi: 10.5194/hess-7-390-2003

আলোক-রাসায়নিক প্রক্রিয়ার প্রভাব DOC-এর গঠনের ওপর নির্ভর করে।Benner, R., Benitez-Nelson, B., Kaiser, K., and Amon, R. M. W. (2004). Export of young terrigenous dissolved organic carbon from rivers to the Arctic Ocean. Geophys. Res. Lett. 31:L05305. doi: 10.1029/2003GL019251 কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে সদ্য উৎপন্ন অভ্যন্তরীণ DOC সূর্যালোকের পর অণুজীবের কাছে কম ব্যবহারযোগ্য হয়ে পড়ে, আর বহিরাগত DOC বেশি ব্যবহারযোগ্য হয়। তবে অন্য গবেষণায় উল্টো ফলাফলও পাওয়া গেছে।Obernosterer, I., and Herndl, G. J. (1995). Phytoplankton extracellular release and bacterial growth: dependence on the inorganic N:P ratio. Mar. Ecol. Prog. Ser. 116, 247–257. doi: 10.3354/meps116247Benner, R., and Ziegler, S. (1999). "Do photochemical transformations of dissolved organic matter produce biorefractory as well as bioreactive substrates?" in Proceedings of the 8th International Symposium on Microbial Ecology, eds C. R. Bell, M. Brylinsky, and P. Johnson-Green (Port Aransas, TX: University of Texas at Austin).Sulzberger, B., and Durisch-Kaiser, E. (2009). Chemical characterization of dissolved organic matter (DOM): a prerequisite for understanding UV-induced changes of DOM absorption properties and bioavailability. Aquat. Sci. 71, 104–126. doi: 10.1007/s00027-008-8082-5

উপকূলীয় পানিতে, যেখানে স্থলজ CDOM-এর পরিমাণ বেশি, আলোক-বিযোজন বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। অনুমান করা হয় যে স্থলজ DOC-এর প্রায় ২০–৩০% দ্রুত আলোক-বিযোজিত হয়ে অণুজীব দ্বারা গ্রহণ করা হয়।Miller, W. L., and Moran, M. A. (1997). Interaction of photochemical and microbial processes in the degradation of refractory dissolved organic matter from a coastal marine environment. Limnol. Oceanogr. 42, 1317–1324. doi: 10.4319/lo.1997.42.6.1317

বিশ্বব্যাপী হিসাবে দেখা যায়, সামুদ্রিক ব্যবস্থায় আলোক-বিযোজনের ফলে বছরে প্রায় ১৮০ Tg C অজৈব কার্বন উৎপন্ন হয় এবং আরও ১০০ Tg C DOC অণুজীবীয় বিযোজনের জন্য বেশি উপলব্ধ হয়।Stubbins, A., Uher, G., Law, C. S., Mopper, K., Robinson, C., and Upstill-Goddard, R. C. (2006). Open-ocean carbon monoxide photoproduction. Deep Sea Res. II Top. Stud. Oceanogr. 53, 1695–1705. doi: 10.1016/j.dsr2.2006.05.011 অন্য একটি হিসাবে আলোক-বিযোজনের পরিমাণ (২১০ Tg C yr⁻¹) নদী থেকে আসা DOC-এর (২৫০ Tg C yr⁻¹) প্রায় সমান বলে দেখানো হয়েছে,Miller, W. L., Moran, M. A., Sheldon, W. M., Zepp, R. G., and Opsahl, S. (2002). Determination of apparent quantum yield spectra for the formation of biologically labile photoproducts. Limnol. Oceanogr. 47, 343–352. doi: 10.4319/lo.2002.47.2.0343 আবার কিছু গবেষক মনে করেন সরাসরি আলোক-বিযোজন নদীর ইনপুটের চেয়েও বেশি।Andrews, S. S., and Zafiriou, O. C. (2000). Photochemical oxygen consumption in marine waters: a Major sink for colored dissolved organic matter? Limnol. Oceanogr. 45, 267–277. doi: 10.4319/lo.2000.45.2.0267Wang, X.-C., Chen, R. F., and Gardner, G. B. (2004). Sources and transport of dissolved and particulate organic carbon in the Mississippi River estuary and adjacent coastal waters of the northern Gulf of Mexico. Mar. Chem. 89, 241–256. doi: 10.1016/j.marchem.2004.02.014

রেক্যালসিট্রান্ট ও ল্যাবাইল

DOC-কে ধারণাগতভাবে দুই ভাগে ভাগ করা হয়: ল্যাবাইল DOC, যা হেটারোট্রফিক অণুজীব দ্বারা দ্রুত গ্রহণ করা হয়, এবং রেক্যালসিট্রান্ট (বা রিফ্র্যাক্টরি) DOC ভাণ্ডার, যা সমুদ্রে জমা হয়ে থাকে (হ্যানসেলের সংজ্ঞা অনুসারে)।

এর স্থায়িত্বের কারণে পৃষ্ঠের পানিতে গড় রেডিওকার্বন বয়স ১,০০০ থেকে ৪,০০০ বছর এবং গভীর সমুদ্রে ৩,০০০ থেকে ৬,০০০ বছরের মধ্যে থাকে। এর মানে হলো এই DOC সমুদ্রের গভীর মিশ্রণ চক্র (প্রতিটি ৩০০–১,৪০০ বছর) একাধিকবার পার হয়।

গড় বয়সের আড়ালে বয়সের বিশাল বৈচিত্র্য লুকিয়ে থাকে। Follett et al. দেখিয়েছেন যে DOC-এ আধুনিক রেডিওকার্বন বয়সের অংশ থাকে, আবার ১২,০০০ বছর পর্যন্ত পুরোনো অংশও থাকে।

বণ্টন
১৯৯০-এর দশকের শেষের দিকে আরও নির্ভুল পরিমাপ পদ্ধতি তৈরি হওয়ার পর সামুদ্রিক পরিবেশে দ্রবীভূত জৈব কার্বনের উল্লম্ব ও অনুভূমিক বণ্টন ভালোভাবে বোঝা গেছে।

এখন জানা যায় যে সমুদ্রে DOC খুব ল্যাবাইল থেকে খুব রেক্যালসিট্রান্ট—এই বিস্তৃত পরিসরে বিস্তৃত। ল্যাবাইল DOC প্রধানত সামুদ্রিক জীব থেকে উৎপন্ন হয় এবং পৃষ্ঠের সমুদ্রে দ্রুত গ্রহণ করা হয়। এতে শর্করা, প্রোটিন ও অন্যান্য সহজে ব্যবহারযোগ্য যৌগ থাকে।

রেক্যালসিট্রান্ট DOC পানির স্তর জুড়ে সমানভাবে ছড়িয়ে থাকে। এতে উচ্চ আণবিক ওজনের জটিল গঠনের যৌগ থাকে—যেমন লিগনিন, পরাগরেণু, বা হিউমিক অ্যাসিড—যা সামুদ্রিক জীবের পক্ষে ব্যবহার করা কঠিন। ফলে উল্লম্ব বণ্টনে দেখা যায়: উপরের স্তরে ল্যাবাইল DOC-এর ঘনত্ব বেশি, গভীরে অনেক কম।


উল্লম্ব বণ্টন ছাড়াও অনুভূমিক বণ্টনও মডেল ও পরিমাপের মাধ্যমে বোঝা গেছে। ৩০ মিটার গভীরতায় সর্বোচ্চ ঘনত্ব দেখা যায় দক্ষিণ প্রশান্ত মহাসাগরীয় জাইর, দক্ষিণ আটলান্টিক জাইর এবং ভারত মহাসাগরে। ৩,০০০ মিটার গভীরতায় সর্বোচ্চ ঘনত্ব উত্তর আটলান্টিক ডিপ ওয়াটারে, যেখানে উচ্চ ঘনত্বের পৃষ্ঠের DOC গভীরে নিয়ে যাওয়া হয়। উত্তর ভারত মহাসাগরে উচ্চ DOC দেখা যায় তাজা পানির প্রবাহ ও তলদেশের কারণে।

সমুদ্রতলের অনুভূমিক গতির সময়সীমা হাজার বছরের, তাই রেক্যালসিট্রান্ট DOC উত্তর আটলান্টিক থেকে ধীরে ধীরে খরচ হয়ে উত্তর প্রশান্ত মহাসাগরে সর্বনিম্নে পৌঁছায়।

উদ্ভূত বৈশিষ্ট্য হিসেবে
দ্রবীভূত জৈব পদার্থ হাজার হাজার, সম্ভবত লক্ষ লক্ষ জৈব যৌগের একটি বিবিধ সমষ্টি। এই যৌগগুলো শুধু গঠন ও ঘনত্বে (pM থেকে μM) ভিন্ন নয়, বিভিন্ন জীব (ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন, জুপ্ল্যাঙ্কটন, ব্যাকটেরিয়া) ও পরিবেশ (স্থলজ উদ্ভিদ ও মাটি, উপকূলীয় ইকোসিস্টেম) থেকে আসে এবং সদ্য উৎপন্ন বা হাজার বছরের পুরোনো হতে পারে। একই উৎস ও বয়সের যৌগও বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে গিয়ে একই DOM পুলে জমা হতে পারে।

গভীর সমুদ্রের DOM বহু বছর সূর্যালোক, হেটারোট্রফের ব্যবহার, ফ্লকুলেশন, কোয়াগুলেশন এবং কণার সাথে মিথস্ক্রিয়ার পর অবশিষ্ট অংশ। এই প্রক্রিয়াগুলো প্রায়শই নির্দিষ্ট যৌগ বা শ্রেণী-নির্ভর। যেমন কনডেন্সড অ্যারোম্যাটিক যৌগ অত্যন্ত আলোক-সংবেদনশীল,Stubbins, A., Niggemann, J., and Dittmar, T. (2012). Photo-lability of deep ocean dissolved black carbon. Biogeosciences 9, 1661–1670. doi: 10.5194/bg-9-1661-2012 অথচ প্রোটিন, কার্বোহাইড্রেট ও তাদের মনোমার ব্যাকটেরিয়া সহজে গ্রহণ করে।Hodson, R. E., Maccubbin, A. E., and Pomeroy, L. R. (1981). Dissolved adenosine triphosphate utilization by free-living and attached bacterioplankton. Mar. Biol. 64, 43–51. doi: 10.1007/bf00394079Hollibaugh, J. T., and Azam, F. (1983). Microbial degradation of dissolved proteins in seawater. Limnol. Oceanogr. 28, 1104–1116. doi: 10.4319/lo.1983.28.6.1104Ferguson, R. L., and Sunda, W. G. (1984). Utilization of amino acids by planktonic marine bacteria: importance of clean technique and low substrate additions. Limnol. Oceanogr. 29, 258–274. doi: 10.4319/lo.1984.29.2.0258

অণুজীব ও অন্যান্য ভোক্তারা নির্বাচিতভাবে কিছু যৌগ বেশি পছন্দ করে। ফলে DOM ক্রমাগত পুনঃপ্রক্রিয়াকরণের মধ্য দিয়ে কম প্রতিক্রিয়াশীল হয়ে ওঠে—অর্থাৎ ল্যাবাইল কমে রেক্যালসিট্রান্ট বাড়ে। একই সাথে ভৌত মিশ্রণ, কণার সাথে বিনিময় এবং ভোক্তা সম্প্রদায়ের নতুন যৌগ উৎপাদনের মাধ্যমে DOM পুলে নতুন যৌগ যোগ হয়।Kaiser, K., and Benner, R. (2008). Major bacterial contribution to the ocean reservoir of detrital organic carbon and nitrogen. Limnol. Oceanogr. 53, 99–112. doi: 10.4319/lo.2008.53.1.0099

সুতরাং বিযোজনের সময় গঠনগত পরিবর্তন শুধু ল্যাবাইল অংশ অপসারণ ও কম ল্যাবাইল অংশ জমা হওয়ার চেয়ে অনেক জটিল।

DOM-এর রেক্যালসিট্রান্স (বিযোজন বা ব্যবহারের প্রতি সামগ্রিক প্রতিক্রিয়াশীলতা) তাই একটি উদ্ভূত বৈশিষ্ট্য। বিযোজনের সাথে সাথে এবং DOM পুলে যৌগ যোগ বা বিয়োগের সাথে এই রেক্যালসিট্রান্সের ধারণা বদলায়।

উচ্চ ঘনত্বের DOC-এর অণুজীবীয় বিযোজনের প্রতি আশ্চর্যজনক প্রতিরোধ নিয়ে বেশ কয়েকটি ব্যাখ্যা দেওয়া হয়েছে। প্রচলিত ধারণা হলো রেক্যালসিট্রান্ট অংশের নির্দিষ্ট রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য অণুজীবের বিযোজন রোধ করে ("অভ্যন্তরীণ স্থায়িত্ব অনুমান")। বিকল্প ব্যাখ্যা হলো "পাতলাকরণ অনুমান"—সব যৌগই ল্যাবাইল, কিন্তু প্রতিটির ঘনত্ব এত কম যে এককভাবে অণুজীব জনসংখ্যা টিকিয়ে রাখতে পারে না, তবে সমষ্টিগতভাবে বড় পুল তৈরি করে।

সাম্প্রতিক পরীক্ষা ও তাত্ত্বিক গবেষণায় পাতলাকরণ অনুমানের সমর্থন পাওয়া গেছে।
 দ্রবীভূত জৈব পদার্থের বিচ্ছেদ ও বিশ্লেষণ 

প্রাকৃতিক পরিবেশে দ্রবীভূত জৈব পদার্থ (DOM) খুব কম ঘনত্বে থাকে, তাই সরাসরি NMR বা MS দিয়ে বিশ্লেষণ করা কঠিন। এছাড়া DOM নমুনায় প্রায়শই উচ্চ ঘনত্বের অজৈব লবণ থাকে, যা এই যন্ত্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়।

তাই নমুনার ঘনীভূতকরণ ও বিচ্ছেদ একটি অপরিহার্য ধাপ। সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলো হলো আল্ট্রাফিলট্রেশন, রিভার্স অসমোসিস এবং সলিড-ফেজ এক্সট্রাকশন।

এদের মধ্যে সলিড-ফেজ এক্সট্রাকশন সবচেয়ে সস্তা এবং সহজ পদ্ধতি হিসেবে বিবেচিত হয়।

 আরও দেখুন 
 দ্রবীভূত অজৈব কার্বন
 মোট জৈব কার্বন

 তথ্যসূত্র 

 বহিঃসংযোগ 

 Hansell DA and Carlson CA (Eds.) (2014) Biogeochemistry of Marine Dissolved Organic Matter, দ্বিতীয় সংস্করণ, Academic Press. ।

বিষয়শ্রেণী:পরিবেশ রসায়ন
বিষয়শ্রেণী:পানির গুণগত মানের সূচক
বিষয়শ্রেণী:পানির রসায়ন