Bahan OrganikMateri Kuliah Oseanografi Kimiawi

Diskripsi umum bahan organik laut sbg benjana reaksi besar dengan bahan organik sangat rendah keberadaannya dengan anorganik 1 : 30.000. sumbernya dari fotosintesa (laut) & daratan (pantai) organic diasimilasi dalam rantai makanan, dan keluar melalui autolisis organisme mati dan ekskresi.

Klasifikasi Klasifikasi DOM dan POM: (DOM >>> POM; DOC DOM; POC POM) Konsentrasi: < 300 m: DOC 0,3 2 mg/L; POC 0,1 mg/L 300 m: DOC 0,5 mg/L; POC 0,01 mg/L

walaupun kecil, penting dalam proses biologi kimia air laut (spesiasi, kompleksasi dan adsorpsi, awal dari fosil fuel).

DOM (Dissolved Organik Matter) 10 20 % terindetifikasi dengan GC kapiler atau GCMS total DOM umumnya pada kromatogram unresolved complex mixture (UCM) thin layer chromatography, bisa mengelompokkan klas bahan organik; fraksi lipids, basa mobile (amines, alkohol, ketones), dan asam mobile. Komponen: Asam humus (paling dominan) Senyawa mobile (karbohidrat, steroid, alcohol, asam amino, hidrokarbon, dan fatty acids (ester dan waxes).

POM (Particulate Organic Matter) 1 10 % TOC komponen: plankton (hidup & mati) bakteri produk degradasi & eksudasi aggregate mikroskopis (marine snow)

Komponen POM di fitoplankton bergantung spesies dan lingkungan; mis Phaeodactylum laju sintesa protein tinggi saat suhu turun. Reaktifitas POM difokuskan pada flux dari permukaan ke sedimen. Hasil sedimen trap; diameter POM yang dominan > 62 m (sisa plankton, asam humus, faecal pellets). Saat sinking, terjadi peningkatan hilangnya senyawa labil

Sumber Bhn Organik Produktivitas Primer: produksi primer mencapai 2 x 106 g C y-1; sebagian besar dikonsumsi dan terdekomposisi di lapisan permukaan. 1 12 % dari produksi tahunan (~6 x 106 g C y-1) sbg fraksi refractory.

Sumber Bhn Organik Masukan dari Sungai/Daratan Masukan dari darat (suatu sistem sungai menyumbang ~ 33 x 1012 mol y-1 atau 4 x 1014 g C y-1 (33 x 1012 mol y-1 x 12 g C mol-1). Asalnya dari tanaman dan tanah: Dalam 24 jam 40 % sampah tanaman segar dapat terlarut; setengahnya adalah karbohidrat. Dari tanah 70 % dalam bentuk asam humus.

Dilaut dalam bahan organik dari autochthonous; evaluasi didasarkan pada karbon isotop stabil 13C: DOC di laut 21 sampai 24 ; DOC sungai amazon - 28 sampai 5 .

Sumber Bhn Organik Atmosfer: terjadi di lapisan antar permukaan udara/air (dalam ketebalan m) akibat deposisi basah dan kering. Dari hujan 2,2 x 1014 g C y-1 (hampir sama dengan masukan daratan), namun bukan net input karena lapisan air muka laut juga menyumbang ke udara melalui terbangnya gelembung air ke udara. Pendekatan studi melalui DDT dan PCBs, 0,5 10 % produksi tahunan DDT & PCBs ditransportasikan ke laut.

Karbohidrat Fungsinya dalam tanaman: Strukktur tanaman (50 80 %), pada dinding sel (selulose), sebagai komponen utama berasosiasi dengan hemiselulose dan lignins. Cadangan energi (Starch; amilose dan amylopectin).

Dalam hewan: Berasosiasi dengan protein (uronic acid) dan glicogen (sebagai cadangan energi utama).

Karbohidrat Parameter dalam studi yang dipakai (total dissolved karbohidrate TCHO; polisaccharida PCHO; monosaccharida MCHO; dan DOC/POC. Penting melihat proses kimia dan siklus DOC & POC; Glukose dan fructose senyawa dominan berasal dari glukan yang banyak di fitoplankton (diatom). Tanaman vaskuler banyak monosaccharida Plankton dominan ribose Rationya sebagai indicator masukan terrestrial dan laut.

Karbohidrat Konsetrasi: Di Laut Sargaso; TCHO 0,27 mg/L permukaan, 0,75 mg/L di 75 m dan turun cepat di kedalaman 100 m. TDS (total dissolved sugar) sekitar 40 400 mg/L saat blooming di laut utara; glucose dan mannose

Asam Amino dan Protein Penting dalam struktur sel, pengatur sistem metabolisme dan antibody. Tiga tipe asam amino: Asam amino netral (monoamino-monocarboxylic acids) Asam amino basa (diamino-monocarboxylic acids) Asam amino asam (monoamino-dicarboxylic acids)

Asam Amino dan Protein Protein sangat melimpah di laut karena terkait dengan organisme hidup; Asam amino ada di asam humus terlarut, koloid atau terpresipitasi; peptide, protein dan enzym material extracellulair Konsentrasi di air laut 50 g l-1 (20 250 gL-1) atau 2 3 % DOC air laut bentuk bebas 4 10 x bentuk terikat

Asam Amino dan Protein 90 % asam amino didapat dari hidrolisis asam 6 N HCl dari sedimen laut DFAA (Asam amino bebas terlarut) sangat rendah : asam glutamat, asam aspartat, glycine, serine, hestidine, alanine dan ornithine THAA (total hidrolyzable AA) menurun sampai 200 m; sebagian besar dari autochthonous; peptide; protein dan asam amino humus PAA (particulate AA) banyak di permukaan nearshore

Asam Amino dan Protein Di sedimen Asam amino menurun cepat dengan kedalaman Kondisi lingkungan pengaruhi deposisi Pada kondisi reduksi komponen dominan, asam glutamat, hydroxyproline, glycine, dan threonine Kondisi oksidasi komponen dominan ornithine, lysine, phenylanaline, serine dan valine. Asam amino basa juga dominan di offshore ( walaupun di plankton umumnya dalah kelompok asam)

Hidrokarbon Hidrokarbon sederhana CH4 Banyak cara klasifikasi mis: berat molekul rendah dan derajat penguapan tinggi (< C14); brat molekul tinggi dan penguapan rendah (> C14). Konsentrasi < 1 % DOM (1 50 g L-1).

Volatile Hidrokarbon Kosentrasinya dibatasi daya penguapan dari pada daya larut. Konsentrasi tinggi sedimen laut atau air antara (lingkungan anoxic) Berasal dari dekomposisi organic komplek secara mikrobiologi melalui reduksi CO2 atau disimilasi acetate. Komponennya: metana, etana, propane, C4C7 alkana.

Hidrokarbon molekul tinggi Klasifikasi; hidrokarbon jenuh (paraffin/alkana), tak jenuh (olefin/alkena), aromatik. Hidrokarbon Jenuh Di organisme umumnya isoprenoid, normal paraffin dan sterana Senyawa utama dalam petroleum Pristana contoh isoprenoid di plankton, alga, benthos. Calanus memproduksi pristana saat lapar, Ratio pristana/phitana indicator kondisi redoks di sedimen, Phitana banyak di sedimen batuan yang tua, n-alkana (C17 C21) tipikal biota akuatik; tanaman terrestrial nalkana (C23 C33).

Normal Alkana Normal Alkana Diisolasi pada bakteri, fito/zooplankton, alga bentos dan pelagis. Fitoplankton laut dominan n-C15 (alga coklat) atau n-C17 (alga merah/hijau).

Alkana Cabang dan Siklis 7- dan 8-metilheptadekana (cyanobacteria blue green algae) Hopana (bakteri) C30-sterana

Hidrokarbon Tak Jenuh (Alkena) Fitoplankton laut n-C16:1 dan n-C19:1. Nitzschia alba dominan n-C16:2, n-C18:2 dan n-C28:2. Chlorobium (bakteri sulfur) n-C17:1

Senyawa Humus Penting dalam kualitas air, kesuburan, porositas dan asosiasinya dengan nutrien anorganik dan organic dan polutan melalui kompleksasi dan adsorpsi. Asam humus bahan asal fossil fuels Konsentrasi di laut 60 600 g C L-1 (10 30 % DOC) Senyawa humus; asam humus (larut di basa dan tak larut di asam), asam fulvic (larut di basa dan asam) dan humin (tak larut di asam dan basa). Komposisi; 40 60 % karbon; 30 45 % oksigen; 1 5 % nitrogen; 2 % sulfur

Senyawa Humus Asam humus miskin oksigen; asam fulvic kaya oksigen Strruktur: aromatik, phenolic, hydroxyl, methoxyl dan asam karboksilat). Komposisi humus laut/estuary berbeda dengan daratan (gugus fungsionalnya): Lignins karakter dari humus darat (aromatic phenolic dan methoxy carbone); spectrum 13CNMR karbon aromatic (110 160 ppm), methoxyl carbon (54 ppm), phenolic carbon (151 ppm), carboxyl carbon (171 ppm) dan aliphatic (0 50 ppm)

Senyawa Humus Humus laut; kurang lignin, tinggi aliphatic dan rendah aromatic; spectrum methyl grup (19 ppm), aliphatic (30 ppm) carboxyl (172 ppm), Karenanya H/C ratio tinggi di humus laut (- 20 sampai 22 13C); rendah di daratan (- 25 sampai 26 13C).

Kerogen Senyawa bahan organic batuan sedimen yang tak larut di pelarut organic, mineral acid dan basa. 3 x 1015 ton di bumi, batubara hanya 5 x 1012 ton. Banyak kontribusi dari senyawa humus; struktur relatif sama, hanya lebih terikat kuat ke batuan sehingga sulit diekstraksi.