Capire disciolto materia organica Biogeochimica Attraverso

L'obiettivo generale di questo metodo di impulso nutrizionale è manipolare indirettamente il pool ambientale di materia organica disciolta per comprendere come tale pool di materia organica risponda a variazioni nella concentrazione di nutrienti. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della biogeochimica fluviale, ad esempio in che modo i cicli della materia organica e dei nutrienti siano interconnessi. Il vantaggio principale di questo metodo è che rappresenta una manipolazione dell'intero ecosistema ed è facilmente replicabile.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono all'export di carbonio e azoto nei bacini idrografici, poiché l'interazione tra questi elementi determina in che modo vengono trattenuti all'interno del corso d'acqua. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di questa tecnica quando abbiamo capito che l'approccio con slug di nutrienti generava un intervallo dinamico di concentrazioni di nutrienti e che le concentrazioni di materia organica disciolta erano sensibili a questi cambiamenti. Per iniziare, posizionare il misuratore di conducibilità in campo, scegliendo un punto situato approssimativamente tra 0,5 e 1,0 metri a monte del sito di campionamento.

Il misuratore rimarrà in posizione per tutta la durata dell'esperimento. Successivamente, risciacquare tre volte bottiglie in polietilene ad alta densità precedentemente trattate con acido e utilizzarle per raccogliere 125 millilitri di campioni prelevati singolarmente in triplice replicato nel sito di aggiunta e poi nel sito di raccolta del tratto sperimentale. Questi campioni vengono utilizzati per determinare le concentrazioni ambientali prima dell'aggiunta della soluzione.

Registrare la conducibilità di fondo nel corso d'acqua prima dell'aggiunta dei soluti. Successivamente, registrare l'ora di campionamento e la conducibilità dei campioni di fondo raccolti. In primo luogo, raccogliere l'acqua del corso d'acqua utilizzando un contenitore di grandi dimensioni.

Quindi aggiungere tutti i reagenti e assicurarsi che i soluti siano completamente sciolti. Tenere traccia della quantità di acqua aggiunta. Risciacquare i contenitori dei reagenti tre volte con ulteriore acqua di corso e versare il risciacquo nel contenitore della soluzione.

Agitare la soluzione con un bastoncino pulito fino a quando tutti i reagenti si sono sciolti. Etichettare in modo appropriato una bottiglia da 60 millilitri in polietilene ad alta densità e raccogliervi l'aliquota da 60 millilitri della soluzione aggiuntiva. Conservarla separatamente dagli altri campioni per evitare contaminazioni.

Successivamente, versare il campione nel sito di aggiunta con un movimento fluido e rapido per ridurre al minimo il tempo di percorrenza ed evitare schizzi. Risciacquare immediatamente il contenitore e agitare il bastoncino nella corrente tre volte per rilasciare tutti i reagenti. Registrare il tempo in ore, minuti e secondi.

Registrare le masse dei traccianti aggiunti, insieme al momento del rilascio, e fare attenzione a non disturbare il bentos del corso d'acqua o la soluzione fino al termine dell'esperimento. Sul sito di campionamento, predisporre in ordine crescente le bottiglie per campioni etichettate in attesa della soluzione. Utilizzare il misuratore di conducibilità da campo per effettuare le letture sul sito di campionamento.

Il raggiungimento della soluzione verrà rilevato da un aumento della conducibilità. Una volta rilevato l'arrivo della soluzione, prendere un flacone pulito da 125 millilitri e risciacquarlo con l'acqua del corso d'acqua. Scartare l'acqua di risciacquo a valle del punto di campionamento, quindi raccogliere il campione posizionando il flacone nel flusso principale dell'acqua nel punto di campionamento.

Ripetere questo processo di raccolta, utilizzando una bottiglia nuova dopo l'altra 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 torna entro cinque microsiemens per centimetro rispetto al livello di fondo. Chiudere i campioni con un tappo e conservarli in un contenitore refrigerato.

Disporre innanzitutto i campioni per la filtrazione in modo che il limite crescente venga filtrato in ordine crescente di conducibilità specifica fino al picco. Successivamente, disporre i campioni del limite decrescente da filtrare in ordine crescente di conducibilità specifica. Per filtrare i campioni, prendere una siringa da 60 millilitri, rimuovere lo stantuffo e quindi chiudere il rubinetto.

Versare circa 10 millilitri di campione nella siringa e reinserire lo stantuffo. Agitare la siringa in modo che il campione risciacqui le pareti interne. Successivamente, collegare un supporto per filtro alla siringa e aprire il rubinetto.

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

Con la siringa posizionata in modo da espellere in un flacone campione pulito da 60 millilitri, aprire il rubinetto e spingere circa 10 millilitri attraverso il filtro. Chiudere il flacone, agitarlo delicatamente e scartare il filtrato. Ripetere l'operazione tre volte per assicurarsi che le impurità siano rimosse dal flacone e che le pareti siano ricoperte dal campione.

Rimuovere nuovamente lo stantuffo e chiudere il rubinetto. Versare circa un campione di 60 millilitri nella siringa e reinserire lo stantuffo. Spingere il campione attraverso il portafiltro nella bottiglia per campioni da 60 millilitri.

Riempire le bottiglie fino al collo, chiuderle con il tappo e collocare i campioni in un contenitore refrigerato. Infine, analizzare i campioni per il carbonio organico disciolto e l'azoto, nonché per qualsiasi altro parametro di interesse, in ordine crescente di conducibilità. Questi grafici rappresentano regressioni lineari delle misurazioni delle concentrazioni di azoto organico disciolto, o DON, dopo l'aggiunta di nitrato mediante il metodo a impulsi.

I risultati mostrano che le concentrazioni di azoto organico disciolto variano in risposta all'aggiunta di nitrato. È stata inoltre osservata una variazione nella risposta dell'azoto organico disciolto all'interno dei siti in diversi momenti del campionamento, il che suggerisce che le comunità microbiche acquatiche possano utilizzare diverse componenti della materia organica disciolta in diversi periodi della stagione di crescita. Le correlazioni positive sono interpretate come indicazione del ruolo dell'azoto organico disciolto come fonte nutritiva, mentre le correlazioni negative sono interpretate come indicazione del ruolo dell'azoto organico disciolto come fonte energetica.

Gli esperimenti che hanno mostrato relazioni non significative riflettono un pool di DON non reattivo o un pool in cui i processi basati sui nutrienti e quelli basati sull'energia si compensano. Qui, i grafici mostrano le regressioni lineari del carbonio organico disciolto, o DOC, dopo l'aggiunta di nitrato. Contrariamente ai grafici del DON, questi mostrano pochi casi di variazioni significative nella concentrazione di DOC a seguito dell'aggiunta di nitrato.

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

Seguendo questa procedura, è possibile calcolare altri metodi, come la cinetica dell'assorbimento dei nutrienti, per determinare in che modo la velocità e il flusso dell'assorbimento dei nutrienti influenzano le concentrazioni di carbonio organico disciolto e azoto organico disciolto. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della biogeochimica acquatica per esplorare i fattori che regolano il trattenimento dei nutrienti negli ecosistemi fluviali. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sul ciclo dei nutrienti nei corsi d'acqua, potrebbe potenzialmente essere applicato anche ad altri ambienti, come sistemi di acqua sotterranea e sistemi estuarini.

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