Sedimen organik materi dan nutrisi

What is sediment organic matter and nutrients? Apa sedimen bahan organik dan nutrisi?

Organic matter in sediment consists of carbon and nutrients in the form of carbohydrates, proteins, fats and nucleic acids. Bahan organik dalam sedimen terdiri dari karbon dan nutrisi dalam bentuk karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat. Bacteria quickly eat the less resistant molecules, such as the nucleic acids and many of the proteins. Bakteri cepat makan molekul kurang tahan, seperti asam nukleat dan banyak protein. Sediment organic matter is derived from plant and animal detritus, bacteria or plankton formed in situ , or derived from natural and anthropogenic sources in catchments. Sedimen bahan organik berasal dari tumbuhan dan hewan detritus, bakteri atau plankton terbentuk in situ, atau berasal dari dan antropogenik sumber alam di daerah tangkapan. Sewage and effluent from food-processing plants, pulp and paper mills and fish-farms are examples of organic-rich wastes of human origin. Limbah dan buangan dari pengolahan tanaman pangan, dan industri pulp dan kertas -ikan peternakan adalah contoh kaya limbah organik berasal dari manusia.

Total Organic Carbon (TOC) refers to the amount of organic matter preserved within sediment. Karbon Organik Total (TOC) merujuk pada jumlah materi organik diawetkan dalam sedimen. Sediment nutrients are assessed as Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP) concentrations, and have inorganic as well as organic sources. nutrisi sedimen dinilai sebagai Total Nitrogen (TN) dan Total Fosfor (TP) konsentrasi, dan memiliki anorganik serta sumber-sumber organik. The amount of organic matter found in sediment is a function of the amount of various sources reaching the sediment surface and the rates at which different types of organic matter are degraded by microbial processes during burial. Jumlah materi organik yang ditemukan dalam sedimen merupakan fungsi dari jumlah berbagai sumber mencapai permukaan sedimen dan tingkat di mana berbagai jenis bahan organik yang terdegradasi oleh mikroba selama proses penguburan.

What causes sediment carbon and nutrient content to change? Apa yang menyebabkan endapan karbon dan kandungan nutrisi untuk berubah?

Eutrophication is an increase in the rate of organic matter production in an ecosystem, and therefore of particulate organic matter supplied to bottom sediments. Eutrofikasi adalah peningkatan tingkat produksi bahan organik dalam suatu ekosistem, dan karena itu partikel organik yang diberikan kepada sedimen bawah. Eutrophication is caused by excessive nutrient loads [1]. Eutrofikasi disebabkan oleh berlebihan beban hara [1].

Organic matter breakdown ( mineralisation ) reduces sediment carbon and nutrient concentrations. Dissolved nutrients are released from the sediment to the water column [2]. Bahan organik pemecahan ( mineralisasi ) mengurangi karbon sedimen

dan konsentrasi hara. Dissolved nutrisi yang dilepaskan dari sedimen ke kolom air [2]. Carbon is released as CO 2 gas and as dissolved organic carbon (DOC) [2]. Karbon dilepaskan sebagai CO 2 gas dan sebagai karbon organik terlarut (DOC) [2]. Mineralisation rates are faster when dissolved oxygen is present than under anoxic conditions [18]. Tingkat Mineralisation lebih cepat ketika oksigen terlarut hadir daripada di bawah anoksik kondisi [18]. Low pH can also reduce mineralisation rates and contribute to organic matter accumulation [9]. Rendah pH juga bisa menurunkan harga mineralisasi dan berkontribusi terhadap akumulasi bahan organik [9].

High sedimentation rates can reduce the contact time between organic matter and dissolved oxygen in the water column, and therefore can contribute to higher concentrations of carbon and nutrients in sediment [19]. Tinggi tingkat sedimentasi dapat mengurangi waktu kontak antara bahan organik dan oksigen terlarut di dalam kolom air, dan karena itu dapat berkontribusi untuk konsentrasi tinggi karbon dan nutrisi dalam sedimen [19].

TP is exchanged between sediment and water to maintain water column P concentrations at near constant levels. TP dipertukarkan antara sedimen dan air untuk menjaga air kolom konsentrasi P pada tingkat konstan dekat. This is called the 'phosphate buffer mechanism' [4]. Ini disebut 'buffer fosfat mekanisme' [4].

Sulfate reduction promotes the release of P from sediment because some iron oxyhydroxides that bind phosphate are converted to reduksi Sulfat mempromosikan pelepasan P dari sedimen karena besi beberapa oxyhydroxides yang mengikat fosfat dikonversi ke iron sulfides that cannot bind P [5]. besi sulfida yang tidak dapat mengikat P [5]. Sulfate reduction occurs under anoxic conditions. Sulfat pengurangan terjadi di bawah anoxic kondisi.

Surface sediments can become enriched in phosphorus if phosphorus is released by sulfate reduction at depth in sediment and then is trapped by iron oxyhydroxides in the surface oxygenated layer. permukaan sedimen dapat menjadi diperkaya dengan fosfor jika fosfor dirilis oleh reduksi sulfat pada kedalaman di sedimen dan kemudian terperangkap oleh oxyhydroxides besi di permukaan lapisan oksigen.

Enhanced sediment transport caused by erosion ( gully and streambank erosion and sheetwash ) in catchments can lower sediment TN and TOC concentrations because inorganic constituents (minerals and clays) can dilute organic matter concentrations (see Figure 1) [3]. Peningkatan angkutan sedimen yang disebabkan oleh erosi ( parit dan streambank erosi dan sheetwash ) di daerah tangkapan dapat menurunkan sedimen dan konsentrasi TOC TN karena konstituen anorganik (mineral dan tanah liat) bisa mencairkan konsentrasi bahan organik (lihat Gambar 1) [3]. Catchment erosion can increase sediment TP concentrations because phosphorus attaches to a wide variety of mineral surfaces [4]. erosi DAS dapat meningkatkan konsentrasi sedimen TP karena fosfor melekat pada berbagai permukaan mineral [4].

Sediment carbon and nutrient concentrations increase with decreasing grain size because organic matter adsorbs onto mineral surfaces and has a high affinity for fine-grained sediment (Figure 2 & 3) [6]. Endapan karbon dan nutrisi meningkatkan konsentrasi dengan penurunan ukuran butir karena bahan organik adsorbsi ke permukaan mineral dan memiliki afinitas tinggi untuk sedimen halus (Gambar 2 & 3) [6].

Decreased freshwater flows can alter the amount of organic matter that enters a coastal waterway and the rate at which it is flushed to the ocean [20]. Penurunan aliran air tawar dapat mengubah jumlah materi organik yang masuk ke saluran air pesisir dan tingkat di mana itu memerah ke laut [20].

Figure 1. Median TOC concentrations in the sediment of some southwestern Australian estuaries versus percent catchment cleared (from Radke, 2002 [3]). Gambar 1. Median TOC konsentrasi di sedimen dari beberapa muara barat daya Australia versus tangkapan persen dibersihkan (dari Radke, 2002 [3]). Sediment TOC is inversely related to the amount of native vegetation that has been removed from the catchment. Sedimen TOC berbanding terbalik dengan jumlah vegetasi asli yang telah dihapus dari tangkapan tersebut. This result suggests that (mineral) sediment transport is enhanced by catchment clearing and dilutes organic matter concentrations in the estuaries. Hasil ini menunjukkan bahwa (mineral) angkutan sedimen ditingkatkan dengan membersihkan tangkapan dan mengencerkan konsentrasi bahan organik di estuaria. Note that the Swan River estuary has considerably lower TOC concentrations than Wilson Inlet, but has more than double the carbon accumulation rate. Perhatikan bahwa muara Swan River telah jauh lebih rendah daripada konsentrasi TOC Wilson Inlet, tetapi memiliki lebih dari dua kali lipat tingkat akumulasi karbon.

Figure 2. TN concentrations versus % mud for Burrill Lake (a wave-dominated estuary ) and Clyde River - Batemans Bay (a drowned river valley ) (data from Anderson et al ., 1981 [21]) Note: (i) that TN correlates with %mud ( eg grain size less than 63 um); and (ii) that the slopes are quite different between the two graphs. Gambar 2 sebuah TN. Konsentrasi% versus lumpur untuk Burrill Danau ( muara yang didominasi gelombang ) dan Clyde River - Batemans Bay (sebuah lembah sungai tenggelam ) (data dari Anderson et al]., 1981 [21) Catatan: (i) bahwa TN berkorelasi dengan lumpur% (misalnya ukuran butir kurang dari 63 um), dan (ii) bahwa lereng sangat berbeda antara dua grafik. Burrill Lake has a higher TN content at a given mud percentage than Clyde River - Batemens Bay. Burrill Danau memiliki kandungan TN lebih tinggi dengan persentase tertentu dari lumpur Sungai Clyde - Batemens Bay.

Figure 3. TOC concentrations versus % mud for Burrill Lake (a wave-dominated estuary ) and Clyde River - Batemans Bay (a drowned river valley ) (data from Anderson et al ., 1981 [21]) Note: (i) that TOC correlates with %mud ( eg grain size less than 63 um); and (ii) that the slopes are quite different between the two graphs. Gambar 3 TOC. Konsentrasi% versus

lumpur untuk Burrill Danau ( muara yang didominasi gelombang ) dan Clyde River - Batemans Bay (sebuah lembah sungai tenggelam ) (data dari Anderson et al]., 1981 [21) Catatan: (i) bahwa TOC berkorelasi dengan lumpur% (misalnya ukuran butir kurang dari 63 um), dan (ii) bahwa lereng sangat berbeda antara dua grafik. Burrill Lake has a higher TOC content at a given mud percentage than Clyde River - Batemans Bay. Burrill Danau memiliki kandungan TOC lebih tinggi dengan persentase tertentu dari lumpur Sungai Clyde - Batemans Bay.

Significance of sediment organic matter Pentingnya bahan organik sedimen

Sediment organic matter can be a source of 'recycled nutrients' for water column productivity (including algal blooms ) when it degrades . Dissolved oxygen concentrations are usually lowered when organic matter is degraded by aerobic bacteria, and anoxic & hypoxic conditions may develop under stratified conditions. materi organik sedimen dapat menjadi sumber 'gizi daur ulang' untuk kolom produktivitas air (termasuk ganggang ) ketika menurunkan . oksigen terlarut konsentrasi biasanya diturunkan ketika bahan organik terdegradasi oleh bakteri aerobik, dan anoksik & hipoksia kondisi dapat berkembang di bawah kondisi bertingkat .

Organic matter is also a source of food and energy, and its nutritional balance (TOC:TN:TP ratio) plays an important role in material flow through ecosystems. Bahan organik juga merupakan sumber makanan dan energi, dan keseimbangan nutrisi (TOC: TN: TP rasio) memainkan peran penting dalam aliran material melalui ekosistem. Decomposition rates of organic matter increase as nitrogen and phosphorus contents increase [8], and as TOC/TN and TOC/TP ratios decrease [9]. Dekomposisi tingkat kenaikan bahan organik sebagai nitrogen dan fosfor meningkatkan isi [8], dan sebagai TOC / TN dan TOC / TP penurunan rasio [9]. 'Labile' is the term used to describe organic matter with low TOC:TN ratios ( eg . phytoplankton) that breaks down easily, whereas 'refractory' organic compounds (woody debris made of lignin and cellulose) have very high TOC:TN ratios and are highly resistant to degradation. 'Labil' adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan bahan organik dengan TOC yang rendah: rasio TN (misalnya fitoplankton.) Yang memecah mudah, sedangkan 'tahan api' senyawa organik (puing-puing kayu terbuat dari lignin dan selulosa) memiliki tinggi TOC sangat: TN rasio dan sangat tahan terhadap degradasi. Organic matter with very high TOC:TN ratios consumes more dissolved oxygen [10], supports less denitrification [11] and releases fewer nutrients to the water column [11] when it breaks down than organic matter with low TOC:TN ratios. Bahan organik dengan TOC tinggi sangat: TN rasio mengkonsumsi oksigen terlarut lebih [10], mendukung kurang denitrifikasi [11] dan melepaskan lebih sedikit nutrisi ke kolom air [11] saat itu rusak dari bahan organik dengan TOC yang rendah: rasio TN. The decomposition of organic matter with very high TOC:TN ratios can even be nutrient-controlled meaning that it can cause the uptake of dissolved inorganic nitrogen ( DIN ) from the water column [12]. Dekomposisi bahan organik dengan TOC tinggi sangat: TN rasio bahkan bisa-dikendalikan berarti gizi yang dapat menyebabkan serapan nitrogen anorganik terlarut ( DIN ) dari kolom air [12]. Sediments with high TOC:TN ratios (and lower N contents) tend to support a lower biomass of benthic

invertebrates [13]. Sedimen dengan TOC tinggi: rasio TN (dan lebih rendah N isi) cenderung mendukung biomassa yang lebih rendah dari invertebrata bentik [13].

Where does sediment organic matter and Nutrients accumulate? Mana endapan bahan organik dan Nutrisi menumpuk?

Organic matter has a high affinity for fine-grained sediment because it adsorbs onto mineral surfaces [6]. Bahan organik memiliki afinitas tinggi untuk sedimen halus karena adsorbsi ke permukaan mineral [6]. The adsorption process helps to preserve the organic matter [6], and gives rise to a generally positive correlation between TN or TOC and %mud (Figure 2) [6]. Proses adsorpsi membantu melestarikan bahan organik [6], dan menimbulkan hubungan umumnya positif antara TN atau TOC dan% lumpur (Gambar 2) [6]. Sites of organic matter accumulation in coastal waterways are therefore controlled to a large extent by processes that govern the transport and deposition of fine sediment. Situs akumulasi bahan organik di perairan pantai Oleh karena itu dikendalikan untuk sebagian besar oleh proses-proses yang mengatur transportasi dan pengendapan sedimen halus. In tide-dominated waterways ( eg deltas, estuaries and tidal creeks ), flanking environments are the main traps for fine sediments, and these include mangroves , salt marshes and intertidal flats [14]. Dalam didominasi perairan pasang surut (misalnya delta, muara dan anak sungai pasang surut ), lingkungan mengapit adalah perangkap utama untuk sedimen halus, dan ini termasuk bakau , rawa garam dan flat intertidal [14]. Fine sediments also accumulate in mangroves, salt marshes and intertidal flats in wave-dominated coastal waterways ( eg estuaries and strandplains ), but the central basin is usually the main sink [14]. sedimen halus juga menumpuk di hutan bakau, rawa garam dan flat pasang surut di perairan pesisir didominasi-gelombang (misalnya muara dan strandplains ), tetapi cekungan pusat biasanya tenggelam utama [14]. The baffling of water movement by seagrass leaves can also cause fine sediments to deposit in seagrass meadows . Yang membingungkan gerakan air dengan daun lamun juga dapat menyebabkan sedimen halus untuk deposito di padang lamun .

Considerations for measurement and interpretation Pertimbangan untuk pengukuran dan interpretasi

Sediment carbon and nitrogen are best measured by high temperature oxidation methods ( eg CHN analyser) [15], while phosphorus contents are determined by wet chemical oxidation [16]. Endapan karbon dan nitrogen yang terbaik diukur dengan tinggi suhu metode oksidasi (misalnya analyzer CHN) [15], sedangkan kadar fosfor ditentukan oleh oksidasi kimia basah [16]. Appropriate standard reference materials should be analysed to check recovery. bahan acuan standar yang tepat harus dianalisis untuk memeriksa pemulihan. The loss on ignition (LOI) method for the determination of sediment TOC is not recommended because it can

considerably overestimate TOC concentrations [7]. Kerugian metode pengapian (LOI) untuk penentuan sedimen TOC tidak dianjurkan karena sangat bisa melebih-lebihkan TOC konsentrasi [7].

Biomarkers ( eg organic molecules that can be traced to their biological source) and carbon and nitrogen isotopes used in conjunction with TOC:TN ratios can be used to distinguish between algal and terrestrial-plant sources of organic matter. Biomarker (misalnya molekul organik yang dapat ditelusuri ke sumber biologis mereka) dan karbon dan isotop nitrogen digunakan bersama dengan TOC: TN rasio dapat digunakan untuk membedakan antara tanaman sumber dan terestrial-ganggang bahan organik. However, TOC:TN ratios and carbon isotopes can be modified during diagenesis, and resulting signatures for algal and terrestrial organic matter can overlap. Namun, TOC: TN rasio dan isotop karbon yang dapat diubah selama diagenesis, dan menghasilkan tanda tangan untuk bahan organik alga dan terestrial bisa tumpang tindih. Comparisons of organic matter should only be made between samples with similar grain size distributions because grain size is an important control on the organic matter content of sediment (Figure 2) [6]. Perbandingan bahan organik hanya boleh dilakukan antar sampel dengan distribusi ukuran butir yang sama karena ukuran butir merupakan kendali penting tentang kandungan bahan organik sedimen (Gambar 2) [6]. Nutrient mass accumulation rates in sediment (nutrient cm -2 year -1 ) are probably more indicative of nutrient loads than sediment nutrient concentrations because the latter are subject to dilution effects caused by the co-deposition of mineral sediment (Figure 1) [3]. massa tingkat akumulasi hara pada sedimen (cm hara -2 -1 tahun) mungkin lebih menunjukkan beban gizi dari konsentrasi hara sedimen karena terakhir ini tunduk pada efek dilusi yang disebabkan oleh pengendapan-co mineral sedimen (Gambar 1) [3] . Calculation of nutrient mass accumulation rates requires that sedimentation rates and bulk density be determined in addition to carbon and nutrient concentrations. Perhitungan tarif akumulasi massa gizi mensyaratkan bahwa tingkat sedimentasi dan bulk density ditentukan di samping konsentrasi karbon dan nutrisi.

Existing information and data Informasi dan data yang ada

Various data sets can be found in state agencies, commonwealth institutions and universities. Berbagai data set dapat ditemukan di lembaga negara, lembaga persemakmuran dan universitas. Some sediment nutrient (TN & TP) and TOC data was compiled during the National Land and Water Resources Audit [14] and is presented in summary form ( eg medians and 25 th and 75th percentiles) in the OzEstuaries database. Beberapa hara sedimen (TN & TP) dan data TOC disusun selama Pertanahan Nasional dan Audit Sumber Daya Air [14] dan disajikan dalam bentuk ringkasan (misalnya median dan persentil 25 th dan 75) di OzEstuaries database.

NLWRA 2008: Estuarine, coastal and marine habitat condition, indicator guideline NLWRA 2008: Estuari, kondisi habitat laut dan pesisir, pedoman indikator

Nutrient concentration in the water column and/or sediments Konsentrasi hara dalam kolom air dan / atau sedimen

More information on organic matter (changed from natural) and nutrients (changed from natural) . Informasi lebih lanjut mengenai bahan organik (berubah dari alam) dan nutrisi (berubah dari alam) .

Organic and inorganic sediment (1st of 3) Organik dan anorganik sedimen (1 dari 3)

Organic and inorganic sediment (1st of 3) Organik dan anorganik sedimen (1 dari 3)

. gambar mikroskop elektron ini menunjukkan sedimen laut halus terdiri dari dan pabrik partikel mineral. Gambar atas menunjukkan butir kuarsa terdiri dari mineral silika. Karena kuarsa sangat resisten terhadap pelapukan kimia, itu adalah umum di pasir pantai dan laut.. Gambar bawah menunjukkan sedimen yang terbuat dari sisa-sisa diatom - plankton tumbuhan umum juga terdiri dari silika.. Pada umumnya, sedimen anorganik yang umum lebih dekat ke tanah, dan sedimen organik lebih umum lepas pantai.