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A simple method for assaying extracellular hydroxyl radical activity and its application to natural and synthetic waters

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Abstract:

An assay has been developed to measure extracellular hydroxyl radical (OH*) activity in algal culture media and natural waters over a 4- to 5-day period. The first-order rate constant, k, for loss of absorbance at 590 or 620 nm was determined for erioglaucine, which is sensitive to OH*, insensitive to superoxide and hydrogen peroxide, and stable in the dark and under artificial radiation (280–750 nm) and solar radiation in the absence of oxidants. Variation in irradiance was accounted for by normalizing k with k for a ferric iron reference solution with dye (k/kfe). Trends in k/kfe for streams and lakes were consistent with previous data on photochemical oxidation rates of dissolved organic matter. Values for k/kfe were similar in filtered surface waters of eutrophic Heart Lake and nearby mesotrophic Lake St. George under artificial radiation. Hence, extracellular OH* did not appear to be a direct cause of the onset of a nuisance cyanobacterial bloom in Heart Lake, nor did OH* appear related to the absence of a bloom in Lake St. George. k/kfe was two orders of magnitude higher in algal culture media supplied with 8.8 mM nitrate than in lake waters.

Nous avons mis au point une méthode d'analyse qui mesure l'activité extra-cellulaire du radical hydroxyle (OH*) sur une période de 4 à 5 jours dans des milieux de culture d'algues et dans les eaux naturelles. Nous avons déterminé la constante du taux de premier ordre, k, de la perte d'absorbance à 590 nm ou 620 nm pour l'érioglaucine, qui est sensible à OH*, insensible au superoxyde et au peroxyde d'hydrogène et stable à l'obscurité, à la radiation artificielle (280–750 nm) et à la radiation solaire, en l'absence d'oxydants. Les variations de l'irradiance ont été corrigées par une normalisation de k avec le k d'une solution de référence de fer ferrique avec un colorant (k/kfe). Les variations de k/kfe dans les cours d'eau et les lacs sont en accord avec les données antérieures sur les taux d'oxydation photochimique de la matière organique dissoute. Sous un éclairement artificiel, les valeurs de k/kfe sont semblables dans de l'eau de surface filtrée provenant du lac Heart qui est eutrophe et dans l'eau du lac St-George qui est mésotrophe. En conséquence, l'OH* extra-cellulaire ne semble pas être la cause directe du déclenchement d'une prolifération gênante de cyanobactéries dans le lac Heart; l'OH* n'est pas non plus relié à l'absence de prolifération dans le lac St-George. Les valeurs de k/kfe sont une centaine de fois plus élevées dans des milieux de culture d'algues contenant 8,8 mM de nitrate que dans l'eau de lac.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2003

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