Name: Medición de metano disuelto en ecosistemas acuáticos mediante un analizador de gases por espectroscopia óptica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-26T13:10:00.000+00:00
Duration: 5 min
Description: Aprenda a medir metano disuelto en ecosistemas acuáticos mediante analizadores ópticos portátiles. Este método ofrece una alternativa económica a la cromatografía de gases para estudios de campo remotos.

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5 minutes

1. Muestreo y análisis de agua de poros
<ol>
	<li>Recoger las muestras utilizando muestreadores de diálisis de agua de poros (peepers)11. Despliegue los mirones en lugares relevantes del sitio de estudio. En el estudio de demostración, se desplegaron 6 mirones en los dos parches de vegetación dominantes de un pantano de agua dulce: tres en un parche dominado por Sagitaria lancifolia y los otros tres en un parche codominado por vegetación de S. lancifolia y Typha latifolia .</li>
	<li>Recoja muestras 4 veces en junio, septiembre, octubre y diciembre. Recoja muestras a 10 profundidades diferentes desde la superficie del suelo hasta ~50 cm por debajo de ella. El muestreo siguió el método descrito en12,13.<ol>
		<li>Llene las celdas de muestreo con 61 mL de agua desionizada ~ 20 días antes del muestreo. Burbujee agua desionizada con N2 durante 5 minutos en el laboratorio para eliminar el oxígeno antes de usarla en el campo.</li>
		<li>Durante el muestreo, extraiga 25 ml de agua de la célula con una jeringa conectada a la línea de extracción de la célula. A continuación, rellene las celdas con agua desionizada fresca preburbujeada con N2 a través de una línea de recarga de celdas secundarias. Si se requieren mediciones de concentración inmediatamente después de la recolección, continúe con el paso 2.1.</li>
		<li>Añadir el agua extraída a viales de vidrio de 10 mL conservados con 0,2 mL de HCl 0,1 M, tapar con tabique y refrigerar hasta su análisis en el laboratorio. NOTA: Los usuarios de este método pueden modificar las profundidades de recolección, el horario de muestreo y la frecuencia en función de las necesidades específicas del estudio.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Medición de la concentración de gases de efecto invernadero
<ol>
	<li>Realizar el equilibrio del espacio de cabeza de muestras de agua de poros en una jeringa<ol>
		<li>Cree muestras de gas en el espacio de cabeza utilizando la técnica de equilibrio14. Utilice una jeringa de 30 mL para extraer 5 mL de agua (Vpw) de las muestras recogidas en el campo y luego agregue 15 mL de N2 (pureza ultra alta 99.999%) para crear el espacio de cabeza (Vhs).</li>
		<li>Agite la jeringa vigorosa y consistentemente durante 5 minutos, manualmente o usando un agitador oscilante (si está disponible). Inyecte 12 mL de submuestra de gas de espacio de cabeza en un vial preevacuado de 10 mL utilizado para mediciones de concentración de gas con el analizador óptico en los siguientes pasos (Figura 1). Evacúe los viales con una bomba peristáltica15 o extraiga manualmente el émbolo de una jeringa de 60 ml en el vial cerrado y bombee el aire 3 veces. NOTA: Se puede usar en lugar de N2 para crear el espacio de cabeza. El procedimiento para añadir N2 o He a la jeringa depende de la adaptación o regulador específico del tanque real disponible para los usuarios. Esta adición generalmente implica el acoplamiento de la jeringa al tanque usando un tubo correspondiente o la extracción con la jeringa de un puerto de muestreo adaptado al tanque. Dependiendo de las condiciones del sitio y la logística asociada, los usuarios pueden usar aire ambiente para crear el espacio libre.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Crear la cámara de inyección<ol>
		<li>Fabricar una cámara de inyección que pueda aceptar un pequeño volumen de aire (~1 - 5 mL) en un volumen de aire sellado que se conecta al flujo de entrada y salida del analizador de gases para formar un circuito cerrado (Tabla de materiales). La cámara de inyección y el analizador son los dos elementos principales del sistema (Figura 2).</li>
		<li>Modifique la tapa metálica de un frasco de vidrio de 365 mL perforando un orificio de 11 mm de diámetro para que quepa un tabique como puerto de inyección y dos orificios de 7 mm de diámetro para insertar válvulas de llave de paso que se conecten con el analizador. Use pegamento epoxi para apretar el puerto de inyección y los accesorios y asegurar el sellado de la cámara.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Conecte la cámara de inyección al analizador óptico<ol>
		<li>Conecte el frasco con los puertos de entrada y salida del analizador óptico utilizando un diámetro interior (D.I.) de 5/32 de pulgada y un diámetro exterior (D.O.) de 1/4 de pulgada Tubos de plástico PFA y representan su volumen adicional. Asegúrese de que el tubo siga las recomendaciones del fabricante del instrumento y esté limpio y seco sin condensación.</li>
		<li>Ajuste las válvulas que conectan la cámara de inyección al instrumento para abrir para crear un circuito de aire de circuito cerrado. Espere a que las concentraciones de gas se estabilicen.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Inyectar una muestra en la cámara<ol>
		<li>Cuando la concentración en la cámara y la señal en el analizador se hayan estabilizado (es decir, con una desviación estándar &lt;0,03 ppm), inyecte 2 ml de una submuestra de los viales que contienen la muestra de espacio de cabeza creada en el paso 2.1.2. Espere a que las concentraciones en el analizador se estabilicen nuevamente antes de inyectar la siguiente submuestra (Figura 3).</li>
		<li>Inyecte hasta 20 submuestras consecutivas o menos si la concentración se acerca a 100 ppm(consulte 8para conocer los efectos sobre la precisión por encima de este umbral). Analice los estándares de verificación de CH4 por cada 5 muestras y evalúe la diferencia con las mediciones reales utilizando la desviación estándar relativa (RSD).</li>
		<li>Cuando termine con el conjunto de inyecciones apiladas, desconecte una de las líneas conectadas al instrumento para restablecer la cámara a la presión ambiente y evitar la acumulación significativa de presión y concentración de metano. NOTA: Sobre la base de múltiples pruebas, se determinó que la señal se estabilizó ~ 15 s después de la inyección, pero es posible que se requieran diferentes tiempos en respuesta a otras especificaciones de registro del instrumento (Figura 3). El caudal del instrumento utilizado fue de ~1 L/min con un tiempo de respuesta de 5 s y presión de cavidad durante los diferentes análisis en diferentes días que oscilaron entre 720 y 745 Torr.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Calcular las concentraciones de CH4 en el espacio de cabeza<ol>
		<li>Para cada submuestra, calcule la concentración del GEI objetivo (por ejemplo, CH4, CO2, N2O) en el espacio de cabeza (Chs - μmol/mol) con la ecuación 1: 
		<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66505/66505eq01.jpg" style="margin: auto;">Ecuación [1] Donde Vhs es el volumen de la submuestra del espacio de cabeza.</li>
		<li>Calcule las concentraciones antes (Cbi - μmol mol-1) y después (Cai - μmol mol-1) inyecciones como la media de 15 mediciones (~15 s) antes de la inyección y 15 después de la estabilización de la señal post-inyección. Calcule los volúmenes en mL, antes (Vbi) y después de (Vai) inyecciones con las ecuaciones 2 y 3: 
		<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66505/66505eq02.jpg" style="margin: auto;">[2] y 
		<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/66505/66505eq03.jpg" style="margin: auto;">[3] Donde Vj (mL) es el volumen añadido del frasco (365 mL) y de la manguera (125,4 mL), y Vi (mL) es el volumen acumulado de las submuestras inyectadas.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Calcular la concentración de agua de poro<ol>
		<li>Calcule la presión parcial (Pi - MPa) de CO2, CH4 o N2O en el espacio de cabeza utilizando la fracción molar de gas en el espacio de cabeza y la presión atmosférica (P) durante el procesamiento de la muestra utilizando la ecuación 4: 
		<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/66505/66505eq04.jpg" style="margin: auto;">[4]</li>
		<li>Calcule la concentración acuosa equivalente de GEI en el agua de los poros utilizando una ecuación de dilución (ecuación 5) con espacio de cabeza y concentraciones y volúmenes acuosos equivalentes: 
		<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/66505/66505eq05.jpg" style="margin: auto;">[5] Donde R es la constante universal del gas (0,008314 L MPa mol−1 K−1), es la temperatura del aire (K), Vhs es el volumen del espacio de cabeza (mL), KHcp es la constante de volatilidad de Henry de CO2, CH4 o N2O (2,96, 67,13 y 3,82 L MPa/mol, respectivamente)16, y Vpw el volumen de la submuestra líquida utilizada para crear el espacio de cabeza (mL).</li>
		<li>Utilice T y P registrados durante las mediciones. El promedio de T y P durante el análisis de las muestras del proyecto de demostración fue de 295.15 K y 0.101325 MPa, respectivamente.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Validación con respecto a las mediciones de cromatografía estándar
<ol>
	<li>Analice diferentes concentraciones conocidas de CH4 en viales de 10 mL en un cromatógrafo de gases convencional. Utilice tres grupos idénticos de 20 estándares cada uno. Las concentraciones más bajas oscilaron entre 5 y 100 ppm y aumentaron en incrementos de 5 ppm.</li>
	<li>Determine las concentraciones de CH4 mediante la detección de ionización de llama en un cromatógrafo de gases. El cromatógrafo utilizó una columna empaquetada de absorbente de polímero poroso con He (25 mL/min) como gas portador. Para realizar las mediciones de las concentraciones de los estándares, calibre el cromatógrafo a un ajuste de curva (r2) &gt; 0,99.</li>
	<li>Después de la cromatografía, se proceda a determinar la concentración de CH4 en los mismos viales estándar utilizando el método descrito anteriormente, utilizando un analizador óptico calibrado por el fabricante (es decir, precisión (300 s, 1σ): 0,3 ppb CH4).</li>
	<li>Evaluar la precisión del método ajustando una regresión lineal a los resultados de la cromatografía y del analizador óptico de los tres grupos estándar. Evalúe la replicabilidad del método comparando las pendientes y las intersecciones de las regresiones realizadas dentro de cada grupo de estándares. Evalúe la comparación utilizando un modelo de mínimos cuadrados estándar con énfasis en el apalancamiento de efectos. Evalúe todas las regresiones y comparaciones con un nivel de significación de 0,05.</li>
</ol>

<meta charset="utf8"></head><body>Una configuración práctica y de bajo costo para medir metano en muestras acuosas

<ol><li>Bastviken, D., Tranvik, L. J., Downing, J. A., Crill, P. M., Enrich-Prast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freshwater+methane+emissions+offset+the+continental+carbon+sink%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Freshwater methane emissions offset the continental carbon sink.</a> Science. 331 (6013), 50(2011).</li>
<li>Quick, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrous+oxide+from+streams+and+rivers%3A+A+review+of+primary+biogeochemical+pathways+and+environmental+variables%5BTitle%5D)+AND+%22Earth-Sci+Rev%22%5BJournal%5D)">Nitrous oxide from streams and rivers: A review of primary biogeochemical pathways and environmental variables.</a> Earth-Sci Rev. 191, 224-262 (2019).</li>
<li>Bridgham, S. D., Cadillo-Quiroz, H., Keller, J. K., Zhuang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methane+emissions+from+wetlands%3A+biogeochemical%2C+microbial%2C+and+modeling+perspectives+from+local+to+global+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Glob+Chang+Biol%22%5BJournal%5D)">Methane emissions from wetlands: biogeochemical, microbial, and modeling perspectives from local to global scales.</a> Glob Chang Biol. 19 (5), 1325-1346 (2013).</li>
<li>Keller, J. K., Wolf, A. A., Weisenhorn, P. B., Drake, B. G., Megonigal, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+CO2+affects+porewater+chemistry+in+a+brackish+marsh%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Elevated CO2 affects porewater chemistry in a brackish marsh.</a> Biogeochemistry. 96 (1), 101-117 (2009).</li>
<li>McAuliffe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gas+chromatographic+determination+of+solutes+by+multiple+phase+equilibrium%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Technol%22%5BJournal%5D)">Gas chromatographic determination of solutes by multiple phase equilibrium.</a> Chem Technol. 1, 46-51 (1971).</li>
<li>Hoyos Ossa, D. E., Gallego Rios, S. E., Rodríguez Loaiza, D. C., Peñuela, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implementation+of+an+analytical+method+for+the+simultaneous+determination+of+greenhouse+gases+in+a+reservoir+using+FID%2F%C2%B5ECD+gas+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Environ+Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Implementation of an analytical method for the simultaneous determination of greenhouse gases in a reservoir using FID/µECD gas chromatography.</a> Int J Environ Anal Chem. 103 (12), 2915-2929 (2023).</li>
<li>Kittler, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+drainage+reduces+CO2+uptake+and+CH4+emissions+in+a+Siberian+permafrost+ecosystem%5BTitle%5D)+AND+%22Glob+Biogeochem+Cycles%22%5BJournal%5D)">Long-term drainage reduces CO2 uptake and CH4 emissions in a Siberian permafrost ecosystem.</a> Glob Biogeochem Cycles. 31 (12), 1704-1717 (2017).</li>
<li>Wilkinson, J., Bors, C., Burgis, F., Lorke, A., Bodmer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+CO2+and+CH4+with+a+portable+gas+analyzer%3A+Closed-loop+operation%2C+optimization+and+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Measuring CO2 and CH4 with a portable gas analyzer: Closed-loop operation, optimization and assessment.</a> PLoS One. 13 (4), e0193973(2018).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ebullition+dominates+methane+fluxes+from+the+water+surface+across+different+ecohydrological+patches+in+a+temperate+freshwater+marsh+at+the+end+of+the+growing+season%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Tot+Environ%22%5BJournal%5D)">Ebullition dominates methane fluxes from the water surface across different ecohydrological patches in a temperate freshwater marsh at the end of the growing season.</a> Sci Tot Environ. 767, 144498(2021).</li>
<li>Holland, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+CO2%2C+N2O+and+CH4+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Std+Soil+Meth+Long-Term+Ecol+Res%22%5BJournal%5D)">Soil CO2, N2O and CH4 exchange.</a> Std Soil Meth Long-Term Ecol Res. , 185-201 (1999).</li>
<li>MacDonald, L. H., Paull, J. S., Jaffé, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+semipermanent+dialysis+samplers+for+long-term+environmental+monitoring+in+saturated+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Monitor+Assess%22%5BJournal%5D)">Enhanced semipermanent dialysis samplers for long-term environmental monitoring in saturated sediments.</a> Environ Monitor Assess. 185 (5), 3613-3624 (2013).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant-mediated+methane+transport+in+emergent+and+floating-leaved+species+of+a+temperate+freshwater+mineral-soil+wetland%5BTitle%5D)+AND+%22Limnol+Oceanography%22%5BJournal%5D)">Plant-mediated methane transport in emergent and floating-leaved species of a temperate freshwater mineral-soil wetland.</a> Limnol Oceanography. 65, 1635-1650 (2020).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methane+and+nitrous+oxide+porewater+concentrations+and+surface+fluxes+of+a+regulated+river%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Tot+Environ%22%5BJournal%5D)">Methane and nitrous oxide porewater concentrations and surface fluxes of a regulated river.</a> Sci Tot Environ. 715, 136920(2020).</li>
<li>Kampbell, D. H., Wilson, J. T., Vandegrift, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolved+oxygen+and+methane+in+water+by+a+GC+headspace+equilibration+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Environ+Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Dissolved oxygen and methane in water by a GC headspace equilibration technique.</a> Int J Environ Anal Chem. 36 (4), 249-257 (1989).</li>
<li>Rochette, P., Bertrand, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+air+sample+storage+and+handling+using+polypropylene+syringes+and+glass+vials%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+J+Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Soil air sample storage and handling using polypropylene syringes and glass vials.</a> Canadian J Soil Sci. 83 (5), 631-637 (2003).</li>
<li>Sander, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compilation+of+Henry%27s+law+constants+%28version+4.0%29+for+water+as+solvent%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Compilation of Henry's law constants (version 4.0) for water as solvent.</a> Atmos Chem Phys. 15 (8), 4399-4981 (2015).</li>
<li>Keller, J. K., Wolf, A. A., Weisenhorn, P. B., Drake, B. G., Megonigal, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+CO2+affects+porewater+chemistry+in+a+brackish+marsh%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Elevated CO2 affects porewater chemistry in a brackish marsh.</a> Biogeochemistry. 96 (1), 101-117 (2009).</li>
<li>Comer-Warner, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seasonal+variability+of+sediment+controls+of+carbon+cycling+in+an+agricultural+stream%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Seasonal variability of sediment controls of carbon cycling in an agricultural stream.</a> Sci Total Environ. 688, 732-741 (2019).</li>
<li>U.S. Government Publishing Office. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Title+42+-+The+Public+Health+and+Wefare%5BTitle%5D)+AND+%22U.S.+Government+Publishing+Office%22%5BJournal%5D)">Title 42 - The Public Health and Wefare.</a> U.S. Government Publishing Office. , (2009).</li>
<li>Magen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+headspace+equilibration+method+for+measuring+dissolved+methane%5BTitle%5D)+AND+%22Limnol+Oceanography+Meth%22%5BJournal%5D)">A simple headspace equilibration method for measuring dissolved methane.</a> Limnol Oceanography Meth. 12 (9), 637-650 (2014).</li>
<li>Regmi, B. P., Agah, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+gas+chromatography%3A+An+overview+of+critical+components+and+their+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Micro gas chromatography: An overview of critical components and their integration.</a> Anal Chem. 90 (22), 13133-13150 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Tubo de vinilo transparente de 1/4" de diámetro interno x 3/8" de diámetro exterior</td> Home <td>Depot</td><td>SKU #&nbsp; 702098</td><td>Utilícelo para acoplar llaves de paso y tubos conectados al instrumento. Dos piezas cortas (~4 cm).</td></tr><tr><td>5/16 - 5/8 pulg. Abrazadera de manguera de acero inoxidable</td><td>Everbilt 6260294</td><td></td><td>Úselo para asegurar la tubería que conecta las válvulas de llave de paso y la tubería conectada al instrumento.</td></tr><tr><td>Tubo semitransparente de teflón PFA resistente a las grietas para productos químicos, 5/32" de diámetro interior, 1/4" de diámetro exterior</td><td>McMaster-Carr</td><td>51805K86</td><td>Úselo para conectar la cámara de inyección a los puertos de entrada y salida del instrumento. Utilizamos dos tubos de 0,68 m de largo en nuestro experimento.</td></tr><tr><td>Taladre con broca escalonada de titanio</td><td>Varias empresas</td><td></td><td>Utilícelo para perforar los orificios para el tabique y las llaves de paso en la tapa metálica del frasco.</td></tr><tr><td>Tabique de butilo gay (tapón)</td><td>Weathon Microliter</td><td>20-0025-B</td><td>Úselo como puerto de inyección y como tabique de vial (si es compatible).&nbsp;</td></tr><tr><td>Viales de espacio de cabeza de 20 ml (23x75 mm), transparentes, engarzados de fondo redondeado</td><td>Restek</td><td>21162</td><td>Úselo para almacenar la muestra de espacio de cabeza.</td></tr><tr><td>Heavy Duty Steel Bond Epoxy GorillaWeld</td><td>Gorilla</td><td>4330101</td><td>Úselo para pegar las válvulas de llave de paso y el tabique a la tapa metálica del frasco.</td></tr><tr><td>Agujas hipodérmicas</td><td>Air-Tite Products Co.&nbsp;</td><td>N221</td><td>Úselo para extraer agua de los viales de campo, inyectar una muestra de espacio pesado en el vial e inyectar una submuestra en la cámara de inyección.</td></tr><tr><td>Tarro de vidrio (12 oz)</td><td>Ball, Kerr, Jarden</td><td></td><td>Se pueden elegir volúmenes de cámara más grandes o más pequeños según las concentraciones de la muestra.</td></tr><tr><td>Analizador de gases basado en espectroscopia óptica&nbsp; &nbsp;</td><td>Varias empresas</td><td>Picarro G4301, Licor 7810, Licor 7820, ABB GLA131-GGA</td><td>Estos son algunos ejemplos concretos de analizadores que podrían acoplarse a la cámara de inyección. Reconocemos que no es una lista extensa y que otros analizadores de espectroscopia óptica también pueden ser adecuados para el método. &nbsp;</td></tr><tr><td>Válvula llave</td><td>de paso DWK Life Sciences</td><td>420163-0001</td><td>Mantenga las válvulas abiertas durante el funcionamiento normal.</td></tr><tr><td>Jeringa (2.5 mL)</td><td>Air-Tite Products Co.&nbsp;</td><td>R2</td><td>Úselo para extraer submuestras de los viales de espacio de cabeza e inyectarlas en la cámara de inyección para su análisis.</td></tr><tr><td>Jeringa (30 mL)</td><td>Air-Tite Products Co.&nbsp;</td><td>R30HJ</td><td>Se utiliza para crear espacio de cabeza para el análisis de gases.</td></tr></tbody></table>

medición de metano disuelto en ecosistemas acuáticos mediante un analizador de gases por espectroscopia óptica

Measuring Dissolved Methane in Aquatic Ecosystems Using An Optical Spectroscopy Gas Analyzer

Analizador óptico frente a cromatografía de gases Los resultados obtenidos mediante cromatografía de gases y el analizador óptico para los tres grupos de patrones mostraron buenos ajustes lineales (es decir, r2 &gt; 0,98) con pendientes cercanas a uno (Figura 4). Las pendientes de las regresiones en los tres experimentos fueron estadísticamente similares (F(2) = 0,478, p = 0,623), lo que sugiere la reproducibilidad de los resultados. Es importante señalar que las pendientes en los tres casos fueron mayores a uno, lo que indica que, en promedio, se puede anticipar una ligera subestimación de las concentraciones de gases medidas con el analizador óptico en comparación con las concentraciones obtenidas mediante cromatografía. Sin embargo, las intersecciones en cero son diferentes (F(1) = 1648.49, p &lt;0.0001), lo que advierte precaución al interpretar concentraciones bajas de CH4 (es decir, &lt;10 μmol/mol). De hecho, a estas concentraciones más bajas, el analizador óptico y la cromatografía mostraron los errores relativos más grandes (Tabla 1), lo que sugiere los desafíos de medir a bajas concentraciones.
Prueba de campo: utilizando el protocolo para determinar las concentraciones de metano en el agua de los poros de dos parches de vegetación en los humedales costeros de Luisiana Las concentraciones deCH4 en el agua de los poros determinadas a partir de muestras de campo muestran una dinámica vertical y temporal distinta (Figura 5). Estos patrones son esperables en entornos ecohidrológicos de humedales como los muestreados, donde la vegetación diversa de los humedales puede modular la producción y oxidación deCH4 y el intercambio gaseoso resultante con la atmósfera17,18. La RSD se ± 10,03%, inferior al 15% que se utiliza habitualmente como umbral en los protocolos de control y aseguramiento de la calidad (QC/QA) que emplean cromatografía en los análisis de gases de efecto invernadero19.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66505/66505fig01.jpg"> 
Figura 1: Descripción general del protocolo. Esquema que muestra los pasos principales del protocolo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66505/66505fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66505/66505fig02.jpg"> 
Figura 2: Componentes del sistema. (A) Componentes principales y (B) una vista detallada de la cámara de inyección. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66505/66505fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66505/66505fig03.jpg"> 
Figura 3: Concentraciones durante las inyecciones. Las concentraciones de CH4 en la cámara de inyección durante una medición seleccionada muestran la respuesta típica después de la inyección de la muestra. Las áreas resaltadas indican las concentraciones antes y después de la inyección consideradas para los cálculos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66505/66505fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66505/66505fig04.jpg"> 
Figura 4: Comparación entre las mediciones con este método y la cromatografía. Las relaciones lineales entre las concentraciones de espacio de cabeza de CH4 determinadas con cromatografía de gases (GC-FID) y las concentraciones determinadas con este método para los tres experimentos tuvieron buenos ajustes lineales (es decir, r2 &gt; 0,98). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66505/66505fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66505/66505fig05.jpg"> 
Figura 5: Demostración de casos de uso. Concentraciones de agua de poro en parches dominados por (A) Sagittaria lancifolia, y (B) una mezcla de Sagittaria lancifolia y Typha latifolia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66505/66505fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CH4 estándar [ppm]</td>
			<td>GC [%]</td>
			<td>Analizador óptico [%]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>24.3</td>
			<td>22.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td>9.6</td>
			<td>3.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15</td>
			<td>16.7</td>
			<td>6.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20</td>
			<td>0.6</td>
			<td>3.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25</td>
			<td>1</td>
			<td>6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30</td>
			<td>1.5</td>
			<td>6.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35</td>
			<td>1.7</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40</td>
			<td>1.3</td>
			<td>13.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>45</td>
			<td>1.4</td>
			<td>8.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50</td>
			<td>0.2</td>
			<td>6.9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>55</td>
			<td>1.4</td>
			<td>7.9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60</td>
			<td>1.6</td>
			<td>4.6</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>65</td>
			<td>0.4</td>
			<td>8.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70</td>
			<td>2.4</td>
			<td>4.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75</td>
			<td>1.4</td>
			<td>6.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>80</td>
			<td>0.9</td>
			<td>7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>85</td>
			<td>0.4</td>
			<td>4.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>90</td>
			<td>1.6</td>
			<td>3.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>95</td>
			<td>3.4</td>
			<td>9</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100</td>
			<td>4.2</td>
			<td>3.3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabla 1: Error relativo (%). Mediciones de cromatografía de gases (GC) y analizador óptico del mismo vial patrón de control.

Medición de metano disuelto en ecosistemas acuáticos mediante un analizador de gases por espectroscopia óptica

Measuring greenhouse gas (GHG) fluxes and pools in ecosystems are becoming increasingly common in ecological studies due to their relevance to climate ...

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La exactitud y precisión de las técnicas utilizadas para medir las emisiones de metano de los animales rumiantes son de vital importancia para el éxito de los esfuerzos de mitigación de gases de efecto invernadero. Este manuscrito describe los principios y el funcionamiento de un sistema automatizado para monitorear los flujos de masa de metano y dióxido de carbono del aliento de animales rumiantes.

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Hemos diseñado, desarrollado e implementado un novedoso sistema de muestreo de flujo completo (FFS) para la cuantificación de las emisiones de metano y gases de efecto invernadero de toda la cadena de suministro de gas natural.

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El estudio de métodos para generar hidrógeno bajo demanda para pilas de combustible sigue creciendo en importancia. Sin embargo, los sistemas para medir la evolución del hidrógeno a partir de la reacción de los productos químicos con el agua pueden ser complicados y costosos. En este artículo se detalla un método sencillo, de bajo coste y robusto para medir la evolución del gas hidrógeno.

A, simples y poco costosas, y el sistema robusto para medir el volumen de hidrógeno desprendido por reacciones químicas con soluciones acuosas

Como los organismos anaeróbicos obligatorios son incapaces de crecer al exponerse al oxígeno, el uso de técnicas de cultivo anaeróbico es indispensable. Aquí, demostramos un método simple y eficaz para cultivar un cultivo mixto derivado de una planta de biogás desde la preparación de medios hasta la cuantificación de gases y ácidos grasos volátiles.

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Aquí se presenta un método / instalación rentable y transportable para medir la productividad primaria de las esteras microbianas en condiciones reales de temperatura ambiental y luz in situ . La configuración experimental se basa en materiales ampliamente disponibles y se puede utilizar en diversas condiciones, al tiempo que ofrece las ventajas de los modelos basados en laboratorio.

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Ecosistema modelo basado en agarosa para el cultivo de metanótrofos en un contragradiente de metano-oxígeno

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Visualización de la dinámica microbiana del ciclo del metano en los humedales costeros

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Medición de metano disuelto en ecosistemas acuáticos mediante un analizador de gases por espectroscopia óptica

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