Capire disciolto materia organica Biogeochimica Attraverso In Situ Nutrienti Manipolazioni in Stream ecosistemi

L'obiettivo generale di questo metodo di impulso di nutrienti è quello di manipolare indirettamente il pool ambientale di materia organica disciolta per capire come questo pool di materia organica risponde ai cambiamenti nella concentrazione di nutrienti. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della biogeochimica dei corsi d'acqua, come ad esempio il modo in cui la materia organica e il ciclo dei nutrienti sono collegati. Il vantaggio principale di questo metodo è che rappresenta una manipolazione dell'intero ecosistema e può essere facilmente replicato.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono all'esportazione di carbonio e azoto nei bacini idrografici, poiché l'interazione di questi elementi determina il modo in cui vengono trattenuti all'interno del flusso. Abbiamo avuto l'idea di questa tecnica quando ci siamo resi conto che l'approccio della lumaca nutriente creava una gamma dinamica di concentrazioni di nutrienti e che le concentrazioni di materia organica disciolta erano sensibili a questi cambiamenti. Per iniziare, utilizzare il conduttimetro di campo, scegliendo una posizione a circa 0,5-1,0 metri a monte del sito di raccolta del campione.

Il misuratore rimarrà in posizione per tutta la durata dell'esperimento. Quindi risciacquare tre volte le bottiglie di polietilene ad alta densità lavate con acido e utilizzarle per raccogliere 125 millilitri di campioni di fondo in triplicato nel sito di aggiunta e poi nel sito di raccolta della portata sperimentale. Questi sono utilizzati per determinare le concentrazioni ambientali prima dell'aggiunta della soluzione.

Registrare la conducibilità di fondo in corso d'acqua prima dell'aggiunta di soluti. Quindi registrare il tempo di raccolta e la conducibilità dei campioni di fondo raccolti. Per prima cosa raccogli l'acqua del ruscello con un grande contenitore.

Quindi aggiungere tutti i reagenti e assicurarsi che i soluti siano completamente disciolti. Tieni traccia della quantità di acqua aggiunta. Sciacquare tre volte i recipienti dei reagenti con acqua di getto aggiuntiva e versare il risciacquo nel contenitore della soluzione.

Mescolare la soluzione con un bastoncino pulito fino a quando tutti i reagenti non si sono sciolti. Etichettare in modo appropriato una bottiglia di polietilene ad alta densità da 60 millilitri e al suo interno raccogliere l'aliquota da 60 millilitri della soluzione di addizione. Conservarlo separatamente dagli altri campioni per evitare contaminazioni.

Quindi, versare il campione nel sito di aggiunta con un movimento fluido e rapido per ridurre al minimo il tempo di ritardo di viaggio ed evitare schizzi. Sciacquare immediatamente il contenitore e mescolare il bastoncino nel flusso tre volte per rilasciare tutti i reagenti. Registra l'ora in ore, minuti e secondi.

Registrare le masse di traccianti aggiunte, insieme al tempo di rilascio e fare attenzione a non disturbare il flusso benthos o la soluzione fino alla conclusione dell'esperimento. Presso il sito di raccolta, ordinare prima i flaconi di campionamento etichettati in ordine crescente in attesa della soluzione. Utilizzare il conduttimetro da campo per effettuare le letture nel sito di raccolta.

L'arrivo della soluzione sarà rilevato da un aumento della conducibilità. Una volta rilevato l'arrivo della soluzione, prendere una bottiglia pulita da 125 millilitri e sciacquarla nell'acqua del ruscello. Eliminare il risciacquo a valle del sito di campionamento, quindi raccogliere il campione tenendo la bottiglia nel flusso principale dell'acqua nel punto di campionamento.

Ripetere questo processo di raccolta, utilizzando un nuovo flacone dopo l'altro durante il passaggio della soluzione, e registrare il tempo di raccolta e la conducibilità di ciascun campione. Continuare il campionamento fino a quando la conducibilità non ritorna entro cinque microsiemens per centimetro dal livello di fondo. Tappare i campioni e conservarli in un frigorifero.

Per prima cosa predisporre i campioni per la filtrazione in modo che il lim ascendente venga filtrato in conducibilità specifica ascendente fino al picco. Successivamente disporre i campioni di lim in caduta da filtrare in ordine crescente di conducibilità specifica. Per filtrare i campioni, prelevare una siringa da 60 millilitri, rimuovere lo stantuffo e quindi chiudere il rubinetto.

Versare circa 10 millilitri di campione nella siringa e riposizionare lo stantuffo. Agitare la siringa in modo che il campione sciacqui le pareti interne. Quindi, collegare un portafiltro alla siringa e aprire il rubinetto.

Spingere il campione attraverso il filtro premendo lo stantuffo ed eliminare il risciacquo. Rimuovere lo stantuffo e chiudere il rubinetto. Questa volta, versare 30 millilitri dello stesso campione nella siringa e riposizionare lo stantuffo.

Con la siringa posizionata in modo da espellere in un flacone di campione pulito da 60 millilitri, aprire il rubinetto e spingere circa 10 millilitri attraverso il filtro. Tappare la bottiglia, farla roteare ed eliminare il filtrato. Ripetere tre volte per assicurarsi che le impurità vengano rimosse dalla bottiglia e che le pareti siano rivestite di campione.

Rimuovere nuovamente lo stantuffo e chiudere il rubinetto. Versare circa un campione da 60 millilitri nella siringa e riposizionare lo stantuffo. Spingere il campione attraverso il portafiltro nel flacone da 60 millilitri.

Riempiendo le bottiglie non più in alto della spalla, tappare le bottiglie e posizionare i campioni in un refrigeratore. Infine, analizzare i campioni per il carbonio organico e l'azoto disciolti e qualsiasi altro parametro di interesse in ordine di conducibilità da bassa ad alta. Questi grafici sono regressioni lineari di misurazioni delle concentrazioni di azoto organico disciolto, o DON, dopo l'aggiunta di nitrato tramite il metodo dell'impulso.

I risultati mostrano che le concentrazioni di azoto organico disciolto cambiano in risposta all'aggiunta di nitrati. È stata osservata anche una variazione nella risposta dell'azoto organico disciolto all'interno dei siti in diversi momenti di campionamento, il che suggerisce che le comunità microbiche acquatiche possono utilizzare diversi componenti della materia organica disciolta in diversi momenti della stagione di crescita. Le correlazioni positive sono interpretate per riflettere il ruolo dell'azoto organico disciolto come fonte di nutrienti, mentre le correlazioni negative sono interpretate per riflettere l'azoto organico disciolto che agisce come fonte di energia.

Gli esperimenti che hanno mostrato relazioni non significative riflettono un pool DON non responsivo o uno in cui i processi basati sui nutrienti e i processi basati sull'energia sono compensativi. Qui, i grafici mostrano regressioni lineari del carbonio organico disciolto, o DOC, dopo l'aggiunta di nitrati. Contrariamente ai grafici DON, questi mostrano pochi casi di variazioni significative nella concentrazione di DOC dovute all'aggiunta di nitrati.

Ciò potrebbe indicare che le frazioni ricche di azoto e carbonio del pool di materia organica disciolta hanno il loro particolare insieme di controlli ecologici e biogeochimici e che il pool ambientale di DOC è altamente recalcitrante. Una volta padroneggiata, questa tecnica può richiedere dalle tre alle sei ore a seconda del sistema. Durante l'esecuzione di questo metodo, è importante evitare la contaminazione di campioni a bassa conducibilità da parte di campioni ad alta conducibilità.

Seguendo questa procedura, è possibile calcolare altri metodi, come i connettici di assorbimento dei nutrienti, per determinare come la velocità e il flusso di assorbimento dei nutrienti determinino le concentrazioni di carbonio organico disciolto e di azoto organico disciolto. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della biogeochimica acquatica per esplorare i controlli sulla ritenzione dei nutrienti all'interno degli ecosistemi fluviali. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sul ciclo dei nutrienti nei corsi d'acqua, può potenzialmente essere applicato ad altri ambienti, come le acque sotterranee e i sistemi di estuario.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire esperimenti di aggiunta di nutrienti negli ecosistemi dei corsi d'acqua.