Name: コアと N2O マイクロ センサーを使用して土砂脱窒率を推定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-12-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: 学ぶアセチレン阻害法とN2Oマイクロセンサーを用いた堆積物脱窒率推定法。低侵襲で信頼性の高い測定により、窒素循環と温室効果ガス排出の理解に貢献します。

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スペイン政府は、C.P L (FPU12-00644) と Ministerio デ エコノミア y Competitividad の研究助成金にまた、博士課程フェローシップとして Ministerio デ Educación を通じて資金を提供: NitroPir (CGL2010 19737)、ラクス (CGL2013 45348 P) 転送 (CGL2016-80124-C2-1-P)。REPLIM プロジェクト (INRE - INTERREG プログラム。EUUN - 欧州連合。EFA056/15) プロトコルの最終書き込みをサポートします。

1. 準備
注: 測定は前日にこれを開始します。
<ol><li>測定セットアップを組み立てる (図 1、材料の表を参照してください)。 注意: 定数と高品質の電力供給のため、経由でグリップに接続は測定デバイス バックアップとして機能することができますも無停電電源装置 (UPS) です。長時間の停電の場合、車のバッテリーは、余分な電源として機能します。</li>
	<li>センサーのソフトウェアを起動して適用-0.8 V N2O マイクロ センサーを分極する電圧。信号は急速な降下およびそれに続く上昇を示し、それが最終的には低く、安定まで減少します。 注: マイクロ センサー製造元が推奨する偏波、少なくとも一晩 (またはそれ以上) センサーの信号の安定性を確保します。別の勧告は偏光測定が複数計画されて場合センサーを保つためにまたは日連続18。</li>
	<li>インキュベーション室と実験条件を調整する(例えば、選択したライトをオフ、フィールドで期待に類似する設定温度) に切り替えます。チャンバー内脱イオン水を容器に置き、水は測定温度センサーの校正に後で利用できます。 注: この手順のコアを収集するために出発前に計画の測定の同じ日を行うことができます。標準的な測定は、暗い条件を使用することをお勧めします。</li>
	<li>パックのフィールドのコア資料: ピストンコアラー デバイス、サンプリング チューブ、ゴム栓、ポリ塩化ビニル (PVC) タップ、ドライバー、グローバル ポジショニング システム (GPS) 装置、温度計、携帯魚群探知機、歩く人、および膨脹可能なボート (テーブルを参照してくださいの材料)。チェックリストを使用すると、すべての材料が含まれていることを確認します。</li>
</ol>2. 堆積物コアのコレクション
<ol><li>水の深さに応じて 2.1.1 または 2.1.2 に従ってください。<ol>
<li>
深い水域の
		<ol>
<li>ボートやプラットフォーム (図 1e) からメッセンジャー適応重力ピストンコアラー19を使用します。</li>
			<li>サンプリング チューブを修正 (アクリル、ø 6.35 cm、長さ ≥ 50 cm) ドライバーで芯抜き器に。</li>
			<li>調査目的に応じてサンプリング ポイントを選択します。(例えば、GPS 座標を使用して) の位置の測定深さ (例えば、携帯魚群探知機を使用して) 注意してください。ボートからサンプリング、コア コレクション中に漂流を避けるために (例えば、石袋) アンカーを使用します。</li>
			<li>サンプリング チューブが堆積物から 〜 1 m まで掘削システムを展開します。サンプリング装置の深さ位置を制御する (例えば、1 m 間隔) 正規のマークでロープを使用します。</li>
			<li>60 のサンプリング装置を安定させる s (例えばボートの動きを最小限に抑える)。これは、正しい土砂侵入とやっとのことで妨げられた堆積物コアの回復が保証されます。</li>
			<li>サンプリング チューブ貫通堆積物解放、~ 1 m をさらにロープに。サンプリング チューブはあまり浸透し場合、は、水/土砂インターフェイスを乱すことがそれに注意します。</li>
			<li>芯抜き器が固定されたまま、ロープの張力を維持しようとしながら、垂直にメッセンジャーをリリースします。メッセンジャー、芯抜き器に影響を与えるとき、は、ロープの張力の小さな違いを感じることができます。その時、芯抜き器堆積物コアの回復のための真空を生成するを閉じます。</li>
			<li>常に、ゆっくりロープを引いて、芯抜き器を回復します。</li>
			<li>一度コアが表面に近いが、まだ完全に水没 (真空により芯抜き器のゴム部分を含む) は、試料採取管の下部にゴム栓を配置します。水/土砂インタ フェースを検査します。それはクリアされ、目に見えていない (図 1e) を邪魔しました。場合はない場合は、コアを破棄、チューブを洗浄、手順 2.1.1.4-9 を繰り返します。</li>
			<li>水からコアリング システム全体を高揚させます。芯抜き器からサンプリング チューブを解放し、PVC カバーを上に配置します。それを粘着テープで封印します。空気空間の形成を避けるため。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
沿岸生息地や浅い水域の
		<ol>
<li>非常に浅い海域でサンプリングの歩く人の服装 (< 0.6 m)。</li>
			<li>深いサンプリングのシュノーケ リングやスキューバ ダイビングのギアを使用 (最大 3 m)。</li>
			<li>調査目的に応じてサンプリング ポイントを選択します。(例えば、GPS 座標) の位置の注意してください。手動で、試料採取管を挿入 (例えば、アクリル、ø 6.35 cm) 堆積物に。</li>
			<li>真空を得るにサンプリング チューブの上面にゴム栓を配置します。</li>
			<li>堆積物からコアを外し、チューブ下部に別のゴム栓を迅速に紹介します。 注: すべての回でチューブを水中で動作する必要があります。非常に浅いサイトで短縮 20 cm ダウン チューブをお勧めします。時々 底に高水内容があり排水土砂ベッドからチューブが削除されます。この場合、底外側のコアを高揚することがなく下部ストッパーを導入する必要があります。これを行うには、手動で管の周りの土砂でストッパーに没頭し、チューブの底を閉じるに慎重にそれを配置します。</li>
			<li>水の代わりに PVC カバー付きトップサイド ゴム栓と粘着テープとの接合部のシールします。</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>回転を最小限に抑え、揺れによって研究所へ転送される間にコアを保護します。</li>
</ol>3. 亜酸化窒素 (N2O) マイクロ センサーのキャリブレーション
<ol><li>センサーの信号が安定しており、ことを確認コンピューター (ストリップ ・ チャート、センサー ・ ソフトウェア) を使用して (< 20 mV)。</li>
	<li>校正値とセンサーの信号を記録する (例えば日付とサンプリング サイト (130903_Redon_Lake) で) 新しいファイルを作成します。 注: センサーの信号 (図 4) の温度に敏感です。測定とセンサーのキャリブレーションのための同じ温度を使用します。センサーは 0%-2.5% N2O20線形応答します。したがって、2 点校正は十分な18です。</li>
	<li>キャリブレーション値ゼロの笑気と、センサー先端部を維持するセンサー信号水没 N2O 無料水 (純水) を読みます。</li>
	<li>望ましい集中で N2O の水とを調整します。 注: 定義された N2O 濃度を潜伏中に予想される最大の濃度を多少上回ると水を準備します。私たちは、校正値として 〜 25 μ M N2O を使用します。500 N2O μ m 最大センサー範囲濃度を超えない注意します。<ol>
<li>取得 N2O 飽和水バブル N2O に脱イオン水に数分間。 注: N2O の水容解性によって異なります水温・塩分21;センサー マニュアル18付録の表を参照してください。</li>
		<li>N2O の飽和量を脱イオン水のボリュームに追加することによって N2O の飽和水を希釈します。たとえば、20 ° C で 28.7 mM N2O は、375 mL の水、22.9 μ M N2O 濃度の合計の濃度がある飽和 N2O 水の 0.3 mL を追加します。メモその 375 mL は、校正室 (図 1b) の総ボリュームです。</li>
		<li>優しく N2O を混合した後希望の濃度に希釈するキャリブレーション容器内の脱イオン水で飽和水は一定だとセンサー信号を読みます。これを読んで、 X µM N2O の水と校正値です。溶液の混合しているとき、は、N2O 校正ソリューションからなくなるように、泡を生成しないように注意します。 注: N2O の水は、空気の中にエスケープゆっくりことを注意したがって、準備された校正ソリューションは、数分間だけ使用できます。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. コア ・準備、アセチレン阻害
<ol><li>ポリ塩化ビニール カバーの変更をぶら下げマグネチックスターラーと中心の穴に別のカバーによって各堆積物コアの上部にあります。再粘着テープとの接合部をシールします。</li>
	<li>12 cm のおおよその高さに各サンプルの水相を減らす (ボリューム ≈ 380 mL)。このため、まず、中央の穴にシリコン チューブを挿入します。円柱の堆積物コアを配置し、圧力を作成するボトムのボタンをプッシュします。ストッパーおよび堆積物のサンプルが上がるし、余分な水をチューブ内を通過します。受け側容器の中の水を収集します。 注: この手順中に粒度の粗いとサンプルが問題があります。ストッパーとチューブの間に堆積物の粒子はストッパーを変形し、空気泡は渡して、サンプルを邪魔できます穴を開くできます。この問題を避けるためには、下部ストッパー部にシリンダーを置くし、一定の力でプッシュしてみてください。余分な水を避難させるためのシリコン チューブのジョイントと PVC カバー シリコン チューブに挿入されます (例えば、その狭い終わりのない 5 mL ピペット チップ) 固体部分で構成されています。</li>
	<li>約 10 分のコアの水相のアセチレン ガスをバブリングによってアセチレン阻害を実行します。再堆積物は避けてください。 メモ: メソッドの可能な変更は、追加基板 (硝酸) 高濃度液体培地を介してバブル前に潜在的な脱窒測定 (例えば図 3b、cのように) アセチレン。</li>
</ol>5. 脱窒素 (N2O 蓄積測定)
<ol><li>前の残り水でサンプルのすべての空気スペースを埋めます。トップサイド PVC カバーの中央の穴を堆積物にセンサーを配置します。攪拌機 (図 1c) 上記水段階でセンサーの先端にあります。 注: アクリル試料採取管のすべての関節を測定 (図 1、c) の中にガスと水漏れを避けるために密封されなければなりません。管の下の部分のゴム栓はこれに対して十分です。トップサイド部分をシールすることは難しくなります。PVC カバーを調整する必要があります。トーチで加熱する必要がありますその後、素材に柔軟な焦げがない場合は、カバーはその形状を成形することができますので、チューブに配置されます。冷却した後、カバー (を除いて 2.1.1.10 または 2.1.2.6 手順で研究室にサンプルを輸送するために使用カバー) の変更が必要です。センサーが挿入されて中央の穴を掘削する必要があります。順番は癒着して接着剤カバーの内側に水 (図 1c) の釣り糸にハングアップする、攪拌、釣り糸でかくはんを保持できます。また、すべての関節 (PVC カバー チューブや PVC カバー センサー) は、粘着テープでシールされています。ポリ塩化ビニール カバーの中央の穴とセンサー (図 1c) 間の表面接触をシールするためにセンサーの直径を調整する伸縮性粘着テープを置きます。</li>
	<li>攪拌システムの一部である電磁パルス回路に切り替えます。 注意: 攪拌システムの妨害 (再) なし水相の成層を防ぐ堆積物。攪拌システムは磁気攪拌の魅了/リリースする電磁石のオンオフのスイッチ回路で構成されています (詳細については材料の表を参照してください)。</li>
	<li>粘着テープ (図 1c) を使ってその場で固定し、かくはんが連続的に移動するまで、アクリル管の外部の部分のまわりの電磁石を移動します。</li>
	<li>一定の温度 (例えば、± 0.3 ° C の変化) を確保するため培養室を閉じます。</li>
	<li>センサー信号の記録を開始するレコード ボタン (センサー ソフトウェア) を押します。測定値は通常、5 分ごとに記録されます。</li>
	<li>測定期間の終わりに停止ボタンを押します。</li>
</ol>6. 最終的な測定手順
<ol><li>無料の N2O 水 (純水) ゼロの N2O の校正測定の信号を読む前に沈んでセンサーの先端で少なくとも 〜 10 分を待ちます。</li>
	<li>最終的なセンサーのキャリブレーションを実行します。これは、センサーのキャリブレーションは、次のセクション 3 が、3.3 のステップに開始を繰り返します。</li>
	<li>(センサー ソフトウェア) ファイルを保存します。</li>
</ol>7. 脱窒率の計算
<ol><li>MV と μ N2O は、校正データにおけるセンサーの信号の記録を含んでいるセンサー ソフトウェアによって生成された集計出力ファイルで開始します。</li>
	<li>(例えば図 2は) N2O の蓄積傾向を可視化する時間とセンサーの信号をプロットします。</li>
	<li>線形の蓄積サンプルと基板の制限 (例えば図 2のb) のための可能な最終的な彩度の初期の馴化期間を除く期間だけを使用します。時間 (h) をかけてセンサー信号 (μ M) の線形モデルを作成します。 注: 斜面は脱窒速度 (μ M N2O コア-1 h-1)、μ M N2O m-2でレート変換コア (πr2) の面積で分割されている場合 h-1で乗算されるときと、水量 (πr2h、 hは水層の高さ、 rはアクリル チューブの内側の半径この場合 0.12 m、0.03175 m、それぞれ) µmol N2O m-2でレートに変換h-1。</li>
</ol>

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<li>Risgaard-Petersen, N., Nielsen, L. P., Rysgaard, S., Dalsgaard, T., Meyer, R. L. <a target="_blank" href="https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.4319/lom.2003.1.63">Application of the isotope pairing technique in sediments where anammox and denitrification coexist.</a> Limnology and Oceanography-Methods. 1, 63-73 (2003).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

この方法の主な利点は、妨げた最小限堆積物コア試料の使用と N2O 蓄積の連続記録です。これらはそれらに発生する上皮内に似ています可能性が比較的低い脱窒率の推定ができます。それにもかかわらず、コアリング、センサーの性能、および潜在的な改善に関するいくつかの側面を説明します。
メソッドのどうやら単純だが重要なステップが良いコア回復です。土砂/水インターフェイスは 3 つの条件を満たす必要があります: (i) (ii)、水分や空隙率には変化と (iii) 構造摂動により24、その化学物質や成分の組成に変更。間に全体のプロトコルより現実的な条件はその場に近いサンプルで苦しんだ少数の妨害測定脱窒速度であります。堆積物コア コレクション25、いくつかデバイス/技術があるし、水の深さに依存する彼らの選択。重力のメッセンジャー適応芯抜き器19深いサンプル (...

窒素循環の人為的な変化は、地球システムの1の最も困難な問題の一つです。人間の活動は、バイオスフィア2に利用可能な窒素酸化物のレベルを少なくとも倍増しています。ただし、グローバルの N サイクルの評価方法に関する大きな不確実性が残っています。誤差 ± 20%、以下いくつかフラックス推定を定量化しているされて、多くは ± 50% と大きく3の不確実性。これらの不確実性は、生態系変動メカニズムの理解、脱窒速度の正確な推定のための必要性を示します。脱窒は、窒素酸化物、硝酸、亜硝酸、主が減り、窒素ガス、N2O および N24に微生物の活動です。経路は、除去5の主なプロセスだから反応性窒素の生物圏の可用性に関連性の高いです。N2O は、温室効果ガスの地球温暖化の潜在性のほぼ 300 回 co2 100 年、それは大量放出6,7をされているため成層圏オゾン層破壊の現在の主な原因。
以下では、堆積物の脱窒率実験コアと N2O マイクロ センサーを使用して (図 1) を推定するためのプロトコルを提案します。脱窒速度の推定には、アセチレン阻害法8,9と (図 2および図 3) に定義された期間中に N2O の蓄積の測定を使用しています。山湖堆積物にそれを適用することによってメソッドを示します。このケース スタディは、堆積物の物理的な構造の攪乱を最小限で比較的低料金の自動検出法の性能を強調表示します。
脱窒は10を測定する特に困難です。いくつかの代替的なアプローチと方法は、それぞれ長所と短所があります。利用可能な方法の欠点、高価なリソース、十分な感度と基板レベルを変更したり、妨げられたサンプル10を使用してプロセスの物理的な構成を変更する必要があります。N2を測定するさらにもっと基本的な課題は、環境10上昇背景レベルです。N2N2 O の削減は、アセチレン (C2H2)8,9によって阻害されます。したがって、脱窒は環境 N2O レベルが低いため可能な蓄積された N2O C2H2の存在下での測定によって定量化することができます。
C2H2堆積物における脱窒率を測定するための使用が開発された約 40 年前11、および N2O センサー定款発生した約 10 年後12。最も広く適用されるアセチレン ベースのアプローチは、「静的コア」です。蓄積された N2O は、C2H2が封印された堆積物コア10のヘッド スペースに追加された後、24 h までの潜伏期間中に測定されます。ここで説明する方法いくつかの技術革新とこの手順に従います。我々 はいくつかの分のコアの水の段階でガスをバブリングによって C2H2を追加、我々 は N2O マイクロ センサーとの蓄積を測定する前にサンプル水とすべてのヘッド スペースを埋めます。我々 は、堆積物を再することがなく水の成層を防止する攪拌システムがあります。プロシージャを定量化堆積物表面積あたりの脱窒速度 (例えばµmol N2O m-2 h-1)。
脱窒の高時空の変化は、その正確な数量10で別の難易度を示します。通常、N2O の蓄積は、孵化中に収集されるサンプルをヘッド スペース ガスクロマトグラフィーによって順番に測定されます。説明した方法は、マイクロ センサーは、連続的な信号を提供するため、N2O 蓄積の変化の監視機能の向上を提供します。マイクロ センサー マルチメータは、インターフェイスをセンサーとコンピューター (図 1、) デジタル マイクロ アンプ (picoammeter) です。マルチメータは、同時に使用するいくつかの N2O マイクロ センサーをことができます。例えば、4 つの底まで同じ研究サイトからコアが同時測定可能空間の可変性をアカウントに。
中核的なアプローチは、堆積構造のいくつかの他の方法 (例えばスラリー) と比べてほとんど妨げます。堆積物の整合性が変更された場合、これはあくまで相対的な比較に適切な非現実的な脱窒率13につながります。後者基板拡散15によって脱窒の制限が保持されますので、率が高い、常にコア メソッド14に比べてスラリー法が得られます。スラリー対策は、その場で料金16; の代表を考慮することはできません。彼らは正確に同じ手順で作られて比較のための相対的な時間を提供します。
記載されているメソッドは芯が土砂タイプで脱窒率を推定するためです。特に、いくつかの運転の要因の実験的操作の実行方法をお勧めします。例としては、硝酸可用性とエネルギーの活性化 (E、) 脱窒17 (図 2) を推定するため必要に応じて温度を変更する実験です。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58553/58553fig1v2.jpg"> 図 1: 実験のセットアップ。コアと N2O マイクロ センサーを使用して土砂脱窒率を推定する (、) 一般的な実験のセットアップ。培養室は、闇と制御温度 (± 0.3 ° C) の条件を確保します。5 そのまま堆積物コアは、同時に彼らのそれぞれの N2O センサーを使用して処理できます。(b) N2O センサー校正室。ゴム栓と N2O の水を混ぜて注射器適応我々 (プロトコル手順 3.4.3 参照)。水の温度を制御する温度計があります。(c) センサーと底質コア試料のクローズ アップは、PVC カバーと粘着テープで密閉接合部の中央の穴に挿入。水のかくはんがぶら下がっていると電磁石が、それに近い、アクリル管の外部の部分に固定します。(d) N2O マイクロ センサーのクローズ アップのヒント金属片によって保護されて。(e) 堆積物コア回収されてちょうど。それは、深い湖でボートから採取コアでは、アクリルのパイプはメッセンジャー適応重力ピストンコアラー19にまだ固定されます。このメソッドを実行するために必要なすべての項目のための材料表を参照してください。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58553/58553fig1v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

<table><tbody><tr><td>Messenger-adapted gravity corer</td><td>-</td><td>-</td><td>原稿での参照。グリュー、J.製</td></tr><tr><td>サンプリングチューブ</td><td>-</td><td>アクリル</td><td>。寸法:100 cm(h)&times;6.35 cm (d) &times;6.50センチメートル(奥行)。堆積物に浸透するサンプリングチューブの端を鋭利にして、回収された堆積物コアサンプルの乱れを最小限に抑えます。</td></tr><tr><td>ハンドヘルドサウン</td><td>ダーPlastimo</td><td>38074</td><td>Echotest II深度サウンダー。</td></tr><tr><td>ラバーストッパー</td><td>VWR</td><td>DENE1012114</td><td>2つの穴があり、校正チャンバー内のN2O-waterを混合するために使用されます。寸法:20 mm(h)&times;14 mm (d) &times;18 mm(D)(3 mm穴(D))。</td></tr><tr><td>ラバーストッパー</td><td>VWR</td><td>217-0125</td><td>メタクリレートチューブの底部をシールし、浅瀬でサンプリングします。寸法:45 mm(高さ)&時間;56 mm (d) &times;65 mm(D)です。</td></tr><tr><td>ラバーストッパー</td><td>VWR</td><td>217-0126</td><td>ラバーストッパーをサンプリングチューブの上面に配置して、沿岸部や浅瀬でのサンプリング用の真空を確保します。寸法:50 mm(高さ)x 60 mm(奥行き)x 70 mm(奥行き)。</td></tr><tr><td>PVCカバー</td><td>-</td><td>アクリル</td><td>チューブの上部をシールします。寸法:45 mm(高さ)&時間;56 mm (d) &times;65 mm(D)です。寸法:65mm(D)。</td></tr><tr><td>粘着テープ</td> <td>-</td><td></td> <td>防水。すべてのジョイント(PVCカバーサンプリングチューブとPVCカバーセンサー)を確保し、水漏れを防ぐため。</td></tr><tr><td>温度計</td> <td>-</td><td></td> <td>ポータブルで防水性があり、コアをサンプリングした直後の堆積物を覆う水の温度を測定します。</td></tr><tr><td>GPS</td> <td>-</td><td>-</td> <td>新しいサンプリング サイトの場所を保存するため、または前のサイトに到達するため。</td></tr><tr><td>ウェーダー</td> <td>-</td><td></td> <td>沿岸または浅いサイトのサンプリング用。</td></tr><tr><td>ボート</td> <td>-</td><td></td> <td>インフレータブルボートは、サンプリングサイトが車でアクセスできない場合、その軽さに最適なオプションです。</td></tr><tr><td>ロープ</td> <td>-</td><td></td> <td>長さを示すマークが付いたロープ(たとえば、各メートルを区別するためのカラーコードでマークされています)。</td></tr><tr><td>N2Oガスボンベと減圧剤</td><td>Abell&oacute;Linde</td><td>32768-100</td><td>ガスボンベ参照。</td></tr><tr><td>C2H2ガスボンベと減圧器</td><td>Abell&oacute;Linde</td><td>32468-100</td><td>ガスボンベ参照。</td></tr><tr><td>余分な水を排出するために使用されるチューブ</td> <td>-</td><td>-</td> <td>シリコンチューブに挿入された固体部品(たとえば、最も細い端のない5 mlピペットチップ)で構成されています。</td></tr><tr><td>亜酸化窒素ミニセンサー、キャップ付き</td><td>ユニセンス</td><td>N2O-R</td><td>一度に4つのセンサーを使用します。</td></tr><tr><td>マイクロセンサーマルチメータ 4チャンネル 4 pA チャンネル</td><td>Unisense</td><td>マルチメータ</td><td>ピコアンメータをラップトップに記録。標準デバイスでは、2つのセンサーピコアンメーター接続(N2Oセンサーなど)、1つのpH/mV、および温度計を使用できます。私たちは、4つのN2Oセンサーを同時に使用できるように、4つのピコアンメーター接続を備えたデバイスを注文しました。</td></tr><tr><td>SensorTrace Basic 3.0 Windowsソフトウェア</td><td>Unisense</td><td></td><td>Sensorデータ収集ソフトウェア。</td></tr><tr><td>キャリブレーションチャンバー ポンプ</td><td>ユニセンス</td><td>CAL300</td><td>キャリブレーションチャンバーを含む。ゴム栓とシリンジでチューニングし、N2O-waterを泡を作らずに混ぜ合わせました。</td></tr><tr><td>インキュベーションチャンバー</td><td>Ibercex</td><td>E-600-BV</td><td>恒温での作業に欠かせない機器(&plusmn;0.3°;また、日長の制御も可能です。</td></tr><tr><td>電気スターラー</td> <td>-</td><td></td> <td>攪拌システムの一部。それは、PVCカバーに引っ掛けられた釣り糸によって、堆積物の主題を覆う水にぶら下がっています。</td></tr><tr><td>電磁石</td> <td>-</td><td>-</td> <td>攪拌システムの一部。アクリルチューブの外側、攪拌機とほぼ同じ高さに固定されています。これは、回路によってエピソード的に(約1秒あたり1回のオンオフ)作動し、スターラーがオンのときにはスターラーを引き付け、オフのときにはスターラーを放出し、それによって水を攪拌する動きを発生させます。</td></tr><tr><td>電磁パルス回路</td> <td>-</td><td></td> <td>攪拌システムの一部。電磁石にワイヤーで接続され、電磁石のオンとオフを切り替える電流パルスを送ります。</td></tr><tr><td>無停電電源装置(UPS)</td> <td>-</td><td></td> <td>測定装置に到達する電気エネルギーの品質を向上させ、電圧の高低をフィルタリングすることで、より一定で安定したN2Oセンサー信号を確保します。</td></tr></tbody></table>

コアと n2o マイクロ センサーを使用して土砂脱窒率を推定

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

脱窒は、生物圏からの反応性窒素除去主の生物地球化学的プロセスです。このプロセスの定量的評価と人為的変更地球窒素循環と (すなわちN2O) の温室効果ガスの排出量を評価するために特に関連なっています。脱窒を測定するいくつかの方法がありますが、それらのどれも完全に満足。既存手法と問題十分な感度で、基板レベルを変更するプロセスを使用しての物理構成を変える必要性妨害のサンプルがあります。この作品は、コアリング組み合わせた土砂脱窒率、アセチレン阻害、および蓄積された N2o. のマイクロ センサー測定を推定する方法をについて説明しますこの方法の主な利点は、堆積構造の低擾乱と N2O の蓄積の連続レコードのコレクションこれらは、最低値は 0.4 1 最大信頼性の高い脱硝率の推定値を有効にする µmol N2O m-2 h-1。重要な要因を操る能力は、実験的洞察力を取得するための追加の利点をあります。プロトコルは、アセチレン阻害を実行する、センサーのキャリブレーションを行うコアを収集するための手順を説明します N2O 蓄積を測定および脱窒速度を計算します。メソッド取得の堆積物コアを持つ任意の水生システムの脱窒速度の推定に適しています。N2O 濃度センサーの検出限界を超える場合は、脱窒の代わりに N2O の放出を推定するアセチレン阻害ステップを省略できます。プロセスの温度依存性と同様、硝酸の可用性を高めることによって両方の実際および潜在的な脱窒率を推定する方法を示します。山湖の堆積物を使用して手順を説明し、利点と他の方法と比較して技術の短所を話し合います。このメソッドは、特定の目的のため変更できます。例えば、硝化と脱窒またはフィールドの in situ測定脱窒率を評価するために15N トレーサーと結合できます。

468 脱窒率の合計は、期間 2013-2014 ピレネー山脈山湖堆積物中の上記プロトコルを使用して推定しました。(図 2および図 3) 手順を説明するためにこれらの結果のいくつかを紹介します。一般に、N2O 濃度と時間の線形モデルは良い相関 (R2 ≥ 0.9) を持っています。斜面関係の脱窒速度 (ステップ 7.3 の見積もりを提供します。例えば図 2のd)。脱窒活性が非常に低い場合、センサーの電子ノイズがより重要になるし、の適合度が低下 (例えばセンサー図 2 b 、図 3 aの 4 と 5)。N2O のベースライン検出限界は ~0.1 ...

蓄積 N2o. アセチレン阻害法とマイクロ センサー測定を用いた堆積土砂脱窒率を推定しています。プロトコルは、アセチレン阻害を実行する、センサーのキャリブレーションを行うコアを収集するための手順を説明します N2O 蓄積を測定および脱窒速度を計算します。

コアと N2O マイクロ センサーを使用して土砂脱窒率を推定

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has ...

この方法は、窒素サイクルと温室効果ガスの排出を理解するために関連する堆積物中の脱窒に関連する生地球化学の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、堆積物構造の低い乱れと信頼性の高い脱窒率推定のための窒素酸化物蓄積の容器記録である。深い水域の場合は、調査の目的に従ってサンプリングポイントを選択します。GPS座標を使用して位置をメモし、ハンドヘルドソウンダーを使用して測定深さを取ります。サンプリングチューブが堆積物から約1メートル離れるまで、メッセンジャーに適合した重力スコアリングシステムを展開します。サンプリング装置を60秒間安定させ、ほとんど乱れた堆積物コアの正しい土砂の浸透と回収を確実にします。サンプリングチューブが堆積物を貫通するように、約1メートル以上のロープを放出します。サンプリングチューブが浸透しすぎると、水質界面が乱す可能性があることに注意してください。コーラーが固定され、垂直位置に保たるようにロープの緊張を保つために試みている間にメッセンジャーを解放します。ロープを絶えず優しく引っ張って、コーラーを回収します。コーラーが表面に近いが、まだ完全に水没したら、サンプリングチューブの底にゴム栓を置きます。水から全体のスコアリングシステムを高揚させます。水質堆積物のインターフェースを点検します。それは明確で、目に見えて邪魔されるべきではありません。サンプルチューブをコーラーから放し、上部にPVCカバーを置きます。空気空間の形成を避ける粘着テープでチューブを密封します。文字通りの生息地や浅瀬の体からサンプリングするときは、非常に浅い海域でサンプリングするためにウェーダーに身を着てください。サンプリングチューブを手動で堆積物に挿入します。サンプリングチューブの上面にゴム栓を入れ、真空を得ます。堆積物からコアラーを取り出し、すぐにチューブ底に別のゴム栓を導入します。亜酸化窒素ゼロのキャリブレーション値については、まずセンサーの先端を脱イオン水に沈めた状態に保つセンサー信号を読み取ります。所望の濃度で亜酸化窒素水で較正するには、数分間脱イオン水中の亜酸化窒素をバブリングすることによって亜酸化窒素飽和水を得る。飽和亜酸化窒素水の特定の量を脱イオン水の量に加えることによって、亜酸化窒素飽和水を希釈します。一酸化窒素飽和水と脱イオン水を校正容器にそっと混ぜて、所望の濃度に希釈します。溶液を混合する場合は、キャリブレーション溶液から亜酸化窒素を除去するので、気泡を発生させないように注意してください。今、それが一定であるときにセンサー信号を読んでください。この読み取り値は、Xマイクロモル二窒素酸化物水による較正値である。各堆積物コアの上部にあるPVCカバーを、中央に穴が開き、マグネットスターラーが吊り下げされた別のカバーに変更します。接着テープで接合部を再シールします。各サンプルの水位相をおよそ12センチメートルの高さに減らします。このためには、まず中央の穴にシリコンチューブを挿入します。次に、シリンダに堆積物コアを入れ、底栓を押して圧力を作ります。ストッパーと堆積物サンプルが上がり、余分な水がチューブを通過します。受取人の容器に水を集める。コアの水相でアセチレンガスをバブリングして約10分間アセチレン阻害を行います。堆積物の再中断は避けてください。ジャンクションセンサーPVCカバーを封止する前に、以前の残りの水ですべての空域を満たします。上部のPVCカバーの中央の穴を通して、堆積物コアにセンサーを置きます。センサーの先端は、攪拌機の上の水相に配置する必要があります。攪拌システムの一部である電磁パルス回路をオンにします。アクリルチューブの外部部分の周りに電磁石を動かし、撹拌機が連続的に動き、粘着テープを使用して所定の位置に固定します。一定の温度を確保するために、インキュベーションチャンバーを閉じます。センサーソフトウェアの録音ボタンを押して、センサー信号の記録を開始します。次に、測定期間の終わりに停止ボタンを押します。センサーの先端を自由な亜酸化窒素水に沈めた状態で少なくとも10分待ってから、亜酸化窒素ゼロのキャリブレーション測定の信号を読み取ります。最終的なセンサーのキャリブレーションを実行した後、センサーソフトウェアを使用してファイルを保存します。脱窒率の計算を行うには、センサーの信号の記録をミリボルトおよびマイクロモル二酸化窒素とキャリブレーションデータで記録した、センサーのソフトウェアによって生成された表形式の出力ファイルから開始します。時間に対してセンサーの信号をブロックして、亜酸化窒素の蓄積傾向を可視化します。サンプルの初期順応期間と基板の制限による最終的な飽和の可能性を除く線形蓄積の時間範囲のみを使用してください。脱窒率は、2013年から2014年の間にピレネー山脈の湖からの堆積物でこのプロトコルを使用して推定されました。ここでは、硝酸塩添加なしでレイクプランからレートを測定します。測定値は騒がしく、場合によってはレートを適切に推定できる場合があります。この図では、硝酸塩添加で示される同じサンプルは、より安定した測定値と電位率の良好な推定を示す。この手順は脱硝を近似し、レートを確認しますが、この活動を制御する主要な要因を実験的に変更する方法も提供します。温度と基板をテストするには、温度の良好な制御が良好で安定した測定の基本であることを忘れないでください。さらに、コア収集中の乱れのない沈水界面は、信頼性の高い推定のための最初かつ重要な要件です。この手順に従って、N15比のような他の方法を組み合わせて、硝化、脱窒結合、および他の窒素サイクルプロセスを調べることができます。

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湖の富栄養化は、重要な栄養源を特定し、制御する必要性を作り、世界的な水質問題です。堆積物コアからのリンの放出速度の実験室での決定は、内部のリン·ロードの役割を決定し、経営の意思決定を導くための貴重なアプローチです。...

内部リン負荷の尺度として湖堆積物の研究室に決定されたリンフラックス

有機汚染物質(石油原料由来)から鉱化したCO2の生分解をトラップし、定量化し、14C含有量を分析するプロトコルが説明されています。CO2 キャプチャ...

複合COを用いたカーボンベースの汚染鉱化作用を測定します<sub&gt; 2</sub&gt;フラックスと放射性炭素分析

固体と流体の両方で酸化還元感受性種の分析を可能にするために、無酸素条件下で堆積物コアを切片化し、間隙水を抽出するためのプロトコルが提示されます。...

無酸素状態下での堆積物コアセクショニングと間隙水の抽出

ここでは、堆積物-水ガスと溶質交換の測定のための小さなコアインキュベーションを紹介します。これらは、水生生態系の生物学的および生物地球化学的プロセスに影響を与える堆積物の役割を評価する、堆積物と水の交換の信頼性の高い測定を提供します。...

Oの底生交流<sub&gt; 2</sub&gt;、N<sub&gt; 2</sub小さなコアインキュベーションを使用&gt;と溶存栄養素

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キャリブレーション済み、スレッドロッドを用いたミリ解像度での堆積物コアの押出法

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NOの窒素同位体分析のための自動化、高解像度モバイル収集システム<sub&gt; X</sub

技術とエンドユーザーの期待の上昇の伴い必要と汚濁負荷推定のため時間分解能の高いデータの使用が増加しています。このプロトコルでは、その場で連続水質監視リソース管理意思決定情報に基づいた水を高い時間分解能データを取得する方法について説明します。...

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コアと N₂O マイクロセンサーを使用して土砂脱窒率を推定

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