Name: 수질 평가를 위한 실험실 소우주에서 인 방출 측정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: 배우세요 실험실 소우주를 활용한 포화 토양 및 퇴적물의 인 방출 잠재력 정량화 방법입니다. 이 기술은 생지화학적 과정을 시뮬레이션하여 수질 평가와 완화 전략 설계에 활용됩니다.

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기금은 버몬트 수자원 및 호수 연구 센터에 의해 미국 지질 조사와의 계약을 통해 제공되었습니다. 결론과 의견은 버몬트 수자원 및 호수 연구 센터 또는 USGS가 아닌 저자의 의견입니다.

1. 샘플 수집
<ol><li>원하는 부위에서 약 4L의 토양(또는 퇴적물)을 채취하십시오. 수집 영역은 P 및 토양 특성의 공간 변화를 제한하기 위해 상대적으로 작아야 합니다.</li>
	<li>거친 (20 mm) 스크린을 통해 체 샘플은 2mm 스크린을 따랐다. 체질 후 샘플을 철저히 손으로 섞습니다.</li>
	<li>100g의 필드 축축한 토양이나 퇴적물을 계량하십시오. 오븐에서 24시간 동안 105°C에서 건조시키고 중량 측정 수분 함량(토양 물 질량/건조 토양 질량)을 계산합니다.</li>
	<li>화학 분석을 위해 500 mL 하위 샘플을 가져 가라. 참고 : 토양 pH, 유기 물 함량 및 비질 무기 P (Pi) 농도는 토양 테스트를 권장합니다. 여기서, 비질 토양 Pi 가용성은 1) 1.25몰L-1 암모늄-아세테이트(pH=4.8; 이하 개질모건 추출 가능 P로지칭됨)에 의해 추출된 Pi에 의해 추출된 비관적 토양 Pi에 의해 추출된 Pi에 의해 추출되었다. 증류수 및 3) P는 1.25 몰L-1 암모늄-아세테이트(pH=4.8)로 추출하여 유도결합플라즈마-광방출 분광법(ICP)에 의해측정된다.8.</li>
	<li>소우주 연구에 남은 체질 토양을 사용하거나 나중에 사용하기 위해 5 °C의 폴리에틸렌 백에 보관하십시오. 참고: 토양은 장기간 냉장 보관할 때(>30일) 건조되며, 재보관이 필요합니다. 토양 샘플은 미생물 무결성 및 P 방출 잠재력에 영향을 미치기 때문에 동결하지 마십시오.</li>
</ol>2. 소우주 건설
<ol><li>1리터(1L)의 석판 폴리프로필렌 또는 기타 비반응성 플라스틱 비커를 개별 실험 단위(소우주)로 사용하십시오. 비커를 10% 염산으로 씻고 증류수로 삼중 헹구어 주세요.</li>
	<li>바닥에서 위로 2cm를 측정하고 비커 졸업 옆에 마크를 놓습니다. 배수 포트에 대한 1.25cm 직경 구멍을 드릴.</li>
	<li>호스 바브의 안쪽 가장자리와 구멍의 바깥둘레주위에 실리콘의 작은 비드를 놓습니다. 조심스럽게 구멍에 배수 포트를 삽입합니다. 참고: 2.4단계로 진행하기 전에 적어도 24시간 동안 공기 건조를 허용하십시오.</li>
	<li>나일론 메쉬 필터 화면에 호스 바브의 외부 둘레를 추적하고 가위로 잘라. 바깥쪽 가장자리에 각 필터의 둘레에 얇은 실리콘 비드를 적용하고 호스 바브 입구에 필터를 누릅니다. 사용하기 전에 건조 시간을 24시간 이상 두십시오. 참고 : 대부분의 응용 프로그램에 는 100 μm 기공 크기가 권장됩니다. 그러나, 미세한 질감의 토양은 지나치게 긴 PW 샘플 수집 시간을 피하기 위해 더 큰 필터 기공 크기를 요구할 수 있습니다.</li>
	<li>0.625cm 직경의 라텍스 호스를 호스 바브 끝에 짧은 조각을 맞춥습니다. 흐름을 방지하기 위해 3.3cm 너비의 종이 바인더 클립을 호스에 부착했습니다.</li>
</ol>3. 인 방출 재판 실시
<ol><li>500 mL의 샘플을 중복 소우주에 넣고 FW가 1L 마크에 도달할 때까지 비커 벽을 따라 증류수를 부드럽게 바릅니다. 참고: 초기 시료를 채취하기 전에 소우주가 24-48시간 동안 평형화되도록 하십시오.</li>
	<li>용지 바인더를 언클립하여 배수 포트를 통해 PW 흐름을 유도합니다. PW 배수 포트 바로 아래에 깨끗한 30mL 비커를 배치하여 샘플을 수집합니다. PW의 여러 mL이 배수, 폐기 및 다음 10 mL을 대표적인 샘플 볼륨으로 사용할 수 있도록 하십시오.</li>
	<li>0.45 μm 멤브레인 필터를 통해 PW 샘플을 필터링하고 즉시 수용성 반응성 P(SRP)를 분석합니다. 흡광도 값과 측정 시간을 기록합니다. 참고: SRP는 일반적으로 정형 외과 인산염으로 가정됩니다. 그러나 몰리브데이트 반응성 P는 0.45 μm 필터 4를 통과하는 콜로이드 및/또는 나노입자가 있는 복합체를 형성할 수도 있습니다.</li>
	<li>물 기둥 중간에 10 mL 전구 주사기 파이펫을 삽입하여 초기 FW 샘플을 가지고 원형 운동을 사용하여 샘플을 철회. 비커에 비워, 필터링 및 SRP에 대한 즉시 분석.</li>
	<li>비커를 증류수로 1L 수준으로 리필하여 샘플링된 물을 대체합니다. 참고: 증발 손실은 다를 수 있습니다. 목표는 모든 소우주에서 1L의 총 부피(침수토양 + 물 기둥)를 일관되게 유지하는 것입니다. 증발물 손실을 대체하는 것은 SRP에 무시할 수 있는 희석 효과가 있습니다.</li>
	<li>분석을 위해 원하는 P 방출 시간 점 수를 기준으로 3.2단계부터 3.5단계까지 반복합니다. 참고: 시간이 지남에 따라 수행되는 샘플 수는 실험자의 목표에 따라 다릅니다. 인큐베이션이 20°C에 가깝다고 가정하는 많은 응용 분야에는 일주일에 1~3회 샘플링하는 것으로 충분합니다. 더 높은 온도에서 인큐베이션하면 SRP 방출 속도가 증가하고 더 자주 샘플링해야 합니다. 여기서 의도는 실험에서 데이터 분석에 초점을 맞추기보다는 소우주 방법의 유용성을 보여주기 위한 것입니다. P 탈착/흡착 데이터에 맞는 키네틱 기반 및 경험적 모델 모두9,10다른 곳에 제시됩니다. 소우주 방식은 반복적인 측정 설계에 의존하고 복제 및 다른 처리를 수용하기 때문에 일반화 선형 혼합 모델링방법도 11에 적합합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Patrick, W. H., Khalid, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphate+release+and+sorption+by+soils+and+sediments%3A+Effect+of+aerobic+and+anaerobic+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Phosphate release and sorption by soils and sediments: Effect of aerobic and anaerobic conditions.</a> Science. 186 (4158), 53-55 (1974).</li>
<li>Moore, P. A., Reddy, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+Eh+and+pH+on+phosphorus+geochemistry+in+sediments+of+Lake+Okeechobee%2C+Florida%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Role of Eh and pH on phosphorus geochemistry in sediments of Lake Okeechobee, Florida.</a> Journal of Environmental Quality. 23, 955-964 (1994).</li>
<li>Young, E. O., Ross, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphate+release+from+seasonally+flooded+soils%3A+a+laboratory+microcosm+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Phosphate release from seasonally flooded soils: a laboratory microcosm study.</a> Journal of Environmental Quality. 30 (1), 91-101 (2001).</li>
<li>Henderson, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anoxia-induced+release+of+colloid-+and+nanoparticle-bound+phosphorus+in+grassland+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Anoxia-induced release of colloid- and nanoparticle-bound phosphorus in grassland soils.</a> Environmental Science & Technology. 46 (21), 11727-11734 (2012).</li>
<li>Vidon, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hot+spots+and+hot+moments+in+riparian+zones%3A+potential+for+improved+water+quality+management%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Water+Resources+Association%22%5BJournal%5D)">Hot spots and hot moments in riparian zones: potential for improved water quality management.</a> Journal of the American Water Resources Association. 46 (2), 278-298 (2010).</li>
<li>Young, E. O., Ross, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+mobilization+in+flooded+riparian+soils+from+the+Lake+Champlain+Basin%2C+VT%2C+USA%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Phosphorus mobilization in flooded riparian soils from the Lake Champlain Basin, VT, USA.</a> Frontiers in Environmental Science. 6 (120), 1-12 (2018).</li>
<li>McIntosh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bray+and+Morgan+soil+extractants+modified+for+testing+acid+soils+from+different+parent+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Agronomy+Journal%22%5BJournal%5D)">Bray and Morgan soil extractants modified for testing acid soils from different parent materials.</a> Agronomy Journal. 61 (2), 259-265 (1969).</li>
<li>Young, E. O., Ross, D. S., Cade-Menun, B. J., Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+speciation+in+riparian+soils%3A+a+phosphorus-31+nuclear+magnetic+resonance+and+enzyme+hydrolysis+study%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Science+Society+of+America+Journal%22%5BJournal%5D)">Phosphorus speciation in riparian soils: a phosphorus-31 nuclear magnetic resonance and enzyme hydrolysis study.</a> Soil Science Society of America Journal. 77 (5), 1636-1647 (2013).</li>
<li>McGechan, M. B., Lewis, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorption+of+phosphorus+by+soil%3A+Part+1.+Principles%2C+equations%2C+and+models%5BTitle%5D)+AND+%22Biosystems+Engineering%22%5BJournal%5D)">Sorption of phosphorus by soil: Part 1. Principles, equations, and models.</a> Biosystems Engineering. 82 (1), 1-24 (2002).</li>
<li>Cabrera, M. L. Modeling phosphorus in runoff: Basic approaches. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCabrera%2C+ML+%22Modeling+Phosphorus+in+the+Environment%22">Modeling Phosphorus in the Environment</a>. Radcliffe, D. E., Cabrera, M. L. , CRC Press. Boca Raton, FL. 65-81 (2007).</li>
<li>Gbur, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGbur%2C+EE+%22Analysis+of+Generalized+Linear+Mixed+Models+in+the+Agricultural+and+Natural+Resources+Sciences%22">Analysis of Generalized Linear Mixed Models in the Agricultural and Natural Resources Sciences</a>. , American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America. Madison, WI. (2012).</li>
<li>Moore, P. A., Reddy, K. R., Fisher, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+flux+between+sediment+and+overlying+water+in+Lake+Okeechobee%2C+Florida%3A+Spatial+and+temporal+variations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Phosphorus flux between sediment and overlying water in Lake Okeechobee, Florida: Spatial and temporal variations.</a> Journal of Environmental Quality. 27 (6), 1428-1439 (1998).</li>
<li>Young, E. O., Briggs, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+concentrations+in+soil+and+subsurface+water%3A+A+field+study+among+cropland+and+riparian+Buffers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Phosphorus concentrations in soil and subsurface water: A field study among cropland and riparian Buffers.</a> Journal of Environmental Quality. 37 (1), 69-78 (2008).</li>
<li>Hoffmann, C. C., Kjaergaard, C., Uusi-Kämppä, J., Hansen, H. C. B., Kronvang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+retention+in+riparian+buffers%3A+review+of+their+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Phosphorus retention in riparian buffers: review of their efficiency.</a> Journal of Environmental Quality. 38 (5), 1942-1955 (2009).</li>
<li>Bartlett, R. J., Ross, D. S. Chemistry of Redox Processes in Soils. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBartlett%2C+RJ+%22Chemical+Processes+in+Soils%2C+SSSA+Book+Ser.+8%22">Chemical Processes in Soils, SSSA Book Ser. 8</a>. Tabatabai, M. A., Sparks, D. L. , SSSA. Madison, WI. 461-487 (2005).</li>
<li>Radcliffe, D. E., Freer, J., Schoumans, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+phosphorus+models+in+the+United+States+and+Europe%3A+Their+usages%2C+scales%2C+and+uncertainties%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Quality%22%5BJournal%5D)">Diffuse phosphorus models in the United States and Europe: Their usages, scales, and uncertainties.</a> Journal of Environmental Quality. 38 (5), 1956-1967 (2009).</li>
<li>Bartlett, R. J., James, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studying+dried%2C+stored+soil+samples%E2%80%94some+pitfalls%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Science+Society+of+America+Journal%22%5BJournal%5D)">Studying dried, stored soil samples—some pitfalls.</a> Soil Science Society of America Journal. 44 (4), 721-724 (1980).</li>
<li>Turner, B. L., McKelvie, I. D., Haygarth, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+water+extractable+soil+organic+phosphorus+by+phosphatase+hydrolysis%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Biology+%26+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Characterization of water extractable soil organic phosphorus by phosphatase hydrolysis.</a> Soil Biology & Biochemistry. 34 (1), 27-35 (2002).</li>
<li>Turner, B. L., Haygarth, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+solubilization+in+rewetted+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Phosphorus solubilization in rewetted soils.</a> Nature. 411, 258(2001).</li>
<li>Sparks, D. L. Kinetics of reactions in pure and mixed systems. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSparks%2C+DL+%22Soil+Physical+Chemistry%22">Soil Physical Chemistry</a>. Sparks, D. L. , CRC Press. Boca Raton, FL. (1986).</li>
</ol>

저자는 이 작품이 잠재적 이해 상충으로 해석될 수 있는 상업적 또는 재정적 관계가 없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.

소우주 접근법의 주요 기술적 장점은 포화 토양 이나 퇴적물을 즉시 중복 및 P 상태에서 크게 다를 수 있는 FW에 의해 오버레이되는 체재 조건을 시뮬레이션하는 능력입니다. 배수 도랑, 침수 된 농지, 습지 및 riparian / 근류 영역과 같은 가변 소스 영역 수문학을 가진 풍경은 모두 감소 된 PW가 더 낮은 Pi 농도로 더 많은 산화 수로 인해 주기적으로 오버레이되는 곳의 예입니다. 이러한 레독스 그라데이션은 Pi 흡착 /탈착에 강하게 영향을 미칠 수 있으므로 표면 및 지하수 1,2,3,4,5,6, 12<...

인 (P)은 작물과 수생 바이오 매스 생산성 모두에 중요한 제한 영양소입니다. 표면 물 수문학은 P 운명과 수송의 주요 드라이버, 그것은 또한 유출 및 홍수 / 연못 이벤트 동안 재화 잠재력에 영향을 미치는 동안 퇴적물과 P의 물리적 수송을 제어하기 때문에. 다양한 실험실 기반 추출 방법은 일반적으로 산화 조건하에서 현장 스케일에서 P 방출을 추정하는 데 사용됩니다. 다른 메커니즘이 P 방출에 기여할 수 있는 동안, 철 인산염의 환원 용해는 물1,2,3에큰 정형 된 반응 장치입니다 4. 습지에서 P 생지구화학을 제어하는 메커니즘의 검토에서, 레독스 상태는 토양 및 얕은 지하수에 P방출을 제어하는 주요 변수로 가설되었다 5. 따라서 기존의 P 테스트는 장기간 포화 도하에서 P 방출의 신뢰할 수 있는 예측 변수가 아닐 수 있습니다.
P 운명 및 운송에 물 거주 시간 및 산화 재도스 상태의 중요성을 감안할 때, 실험실 접근 은 농업 및 습지 생태계에 대한 개선 된 P 전송 위험 지수로 이어질 수 있습니다. 가변 채도. 정형외과는 즉시 생체이용 가능하기 때문에 포화 도면 시 탈착의 속도와 정도는 비점원 P 오염 위험의 지수로 사용될 수 있다. 우리의 방법은 기공 (PW)에 P 탈착을 정량화하고 오버 리홍수 (FW)에 동원하도록 설계되었으며, 가변 소스 영역 수문학 (예 : 침수 된 농업 분야, 습지, 배수 도랑 및 riparian/ 근스트림 영역)을 참조하십시오. 이 방법은 원래 북부 뉴욕 (미국)에서 계절 침수 토양에서 P 방출 잠재력을 특성화하기 위해 개발되었으며, 최근 북서부 버몬트의 호수 챔플레인 분지 6에서 리파리아 토양의 P 탈착 잠재력을 정량화하기 위해 적용되었다 . 여기에서, 우리는 실험실 소우주 방법에 대한 프로토콜을 제공하고 P 탈착 전위를 정량화하는 능력을 보여주는 최근에 출판된 연구 결과의 결과를 강조합니다. 또한 P 방출 잠재력과 일상적인 토양 테스트(비질 추출 가능한 P, pH)의 신뢰성 간의 관계를 입증하여 사이트 간에 방출을 예측합니다.
이 방법을 수행하려면 적절한 온도 조절, 환기, 물 및 적절한 산성 폐기물 처리 시스템을 갖춘 분석 실험실에 액세스해야 합니다. 이 방법은 일상적인 화학 시약 및 실험실 장비 (싱크, 후드, 유리 제품 등)에 대한 액세스를 가정합니다. 일상적인 실험실 요구 를 넘어, 멤브레인 여과 (≤ 0.45 μm) 시스템은 필요하고 P를 측정하는 UV 분광광도계. pH 측정기 또는 다중 매개 변수 수질 프로브도 권장되지만 필수는 아닙니다. 실험실 온도는 중요한 요소이며 온도 자체가 실험 인자로 조사되지 않는 한 일정하게 유지되어야합니다 (20 °C 권장). 적절한 장비를 갖춘 적절한 분석 실험실에 대한 방해받지 않는 접근은 이 방법을 적절하게 수행하고 의미 있는 결과를 생성하기 위한 전제 조건입니다.

<table><tbody><tr><td>1.25cm 플라스틱 호스 미늘</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>인 측정을 위한 화학 시약</td><td>수많은</td><td>NA</td><td>P 분석 능력이 가정됩니다.</td></tr><tr><td>1.25cm 비트가 있는 코드 없는 또는 전기 드릴</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>눈금이 매겨진 플라스틱 비커(1L)</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>에 대한 자세한 내용은 인용된 참고 문헌을 참조하십시오.흄 후드, 온도 제어 및 산성 폐기물 처리 시스템을 갖춘 실험실</td><td>NA</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>나일론 메쉬 필터 스크린(100um)</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>실리콘</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>UV 분광 광도계</td><td>수많은</td><td>NA</td><td></td></tr></tbody></table>

수질 평가를 위한 실험실 소우주에서 인 방출 측정

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

인 (P)은 수생 환경에 대한 운송 위험을 줄이기 위해 신중한 관리가 필요한 농업 생태계에서 영양소를 제한하는 중요한 영양소입니다. P 생체 이용률의 일상적인 실험실 측정산화 조건 하에서 건조 된 샘플에 수행 하는 화학 추출에 따라. 유용하지만, 이러한 시험은 장기간의 물 포화 하에서 P 방출을 특성화하는 것에 대하여 제한된다. 산화철 및 기타 금속에 결합된 비질 정형외과 인가산염은 환경 저감시 용액에 빠르게 탈지되어 표면 유출 및 지하수에 대한 P 동원 위험을 증가시킬 수 있습니다. 확장된 포화 동안 P 탈착 전위 및 이동성을 더 잘 정량화하기 위해, 시간이 지남에 따라 모공수의 반복 샘플링과 오버레이 홍수를 기반으로 실험실 소우주 방법이 개발되었습니다. 이 방법은 물리화학적 특성이 다양한 토양 및 퇴적물로부터 P 방출 전위를 정량화하는 데 유용하며, 수학적 활성 영역에서 P 방출 위험을 더 잘 특성화하여 현장별 P 완화 노력을 개선할 수 있습니다. 이 방법의 장점으로는 현장에서 역학, 단순성, 저렴한 비용 및 유연성을 시뮬레이션할 수 있는 기능이 있습니다.

리파리안 영역의 P 방출 잠재력에 초점을 맞춘 최근 연구의 결과는 사이트 레벨 P 방출 역학을 특성화하는 방법의 능력을 입증하기 위해 강조 6. 일부 토양은 시간이 지남에 따라 SRP에서 최소한의 변화를 보였지만, 다른 토양은 PW- 및 FW-SRP 농도가 크게 증가했습니다(그림1). 대조적인 추세가 있는 두 사이트는 그림1에 나와 있습니다. 토양 7은 낮은 토양 pH를 가진 리파리아 부위이며 PW로부터 거의 연속적인 SRP 흡착을 특징으로 한다(도1A). 토양(14)은 인접한 옥수수 생산장에서 고음질 토양 Pi(토양 14)를 사용하여 샘플링하고 침수 첫 달에 걸쳐 PW-SRP의거의 7배 증가를 입증하였다(도 1B).
<p class="jove_cont...

포화 토양 및 퇴적물에서 인(P) 탈착 전위를 정확하게 정량화하는 것은 P 모델링 및 운송 완화 노력에 중요합니다. 장기간 포화도 하에서 토양-물 산화 역학 및 P 동원을 더 잘 설명하기 위해 실험실 소우주의 반복 샘플링을 기반으로 간단한 접근법이 개발되었습니다.

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine ...

우리의 방법은 주어진 토양이나 퇴적물의 가능성이 장기간 포화 하에서 수용성 인을 방출하는 방법에 대한 질문에 대답하는 데 도움이됩니다. 다양한 포화 환경에서 인방출 잠재력을 정량화하는 것은 스트림으로의 운송 위험을 결정하고 완화 관행을 설계하는 데 중요합니다. 이 방법의 주요 장점은 현장 조건 하에서 이동성에서 용해성 인 방출에 영향을 미치는 중요한 생조 화학 적 공정을 시뮬레이션하는 능력입니다.이 방법을 처음으로 시도하는 과학자는 단순함이 주요 장점 중 하나이기 때문에 투쟁해서는 안됩니다. 시작하려면 원하는 사이트에서 약 4 리터의 토양을 수집하십시오. 수집 영역을 약 10평방미터로 제한하여 샘플로 표시되는 간격 가변성의 양을 줄입니다.거친 20밀리미터 화면을 통해 샘플을 체로 측정한 다음 2밀리미터 스크린이 있습니다. 체질 후 샘플을 철저히 섞습니다. 100그램의 필드 습한 토양을 계량하고, 오븐에서 섭씨 105도에서 24시간 동안 건조합니다.마른 토양의 무게를 측정하고 백분율 중력 수분 함량을 계산합니다. 그런 다음 빈 비커를 사용하여 500 밀리리터 하위 샘플을 측정하고 화학 분석을 예약합니다. 소우주 연구를 위해 나머지 체질 토양을 사용하거나 나중에 사용하기 위해 섭씨 5도에 폴리 프로필렌 백에 보관하십시오.1리터 졸업 한 폴리프로필렌 또는 기타 불반응성 플라스틱 비커를 개별 실험 소우주 단위로 사용하십시오. 비커를 10% 염산으로 씻고, 증류수로 삼중 헹구는 것을 씻어내라. 아래에서 2센티미터 를 측정하고 비커 졸업 옆에 표시를 놓습니다.배수 포트에 대한 마크에 1.25 센티미터 직경 구멍을 드릴. 호스 바브의 안쪽 가장자리에 작은 실리콘 구슬을 놓습니다. 배수 포트를 구멍에 조심스럽게 삽입합니다.진행하기 전에 24 시간 동안 공기 건조를 허용하십시오. 나일론 메쉬 필터 화면에 호스 바브의 외부 둘레를 추적합니다. 가위로 잘라내고, 필터 화면의 바깥쪽 가장자리에 얇은 실리콘 구슬을 바르고 호스 입구에 부드럽게 누릅니다.사용하기 전에 적어도 24 시간 의 건조 시간을 허용하십시오. 다음으로, 호스 바브에 라텍스 호스의 짧은 조각을 맞추고 3.3 센티미터 너비의 종이 바인더 클립으로 클램프. 비커를 약 500밀리리터의 증류수로 채우고 누출 가능성을 테스트합니다.500 밀리리터의 시료를 복제 된 소우주에 적재하고 홍수가 하나의 리터 마크에 도달 할 때까지 비커 벽을 따라 증류수를 부드럽게 적용하십시오. 파라핀 필름을 제거하여 원하는 초기 샘플링 시점에서 배수 포트를 통해 기공 흐름을 유도합니다. 모공배수 항만 바로 아래에 깨끗한 20밀리리터 비커를 배치하여 샘플을 수집합니다.모공수의 여러 밀리리터를 배수, 폐기 및 대표 샘플 볼륨으로 다음 10 밀리리터를 사용할 수 있습니다. 0.45 미크론 멤브레인 필터를 통해 모공수 샘플을 필터링하고 분광광계에서 수용성 반응성 인에 대해 즉시 분석합니다. 흡광도 값과 측정 시간을 기록합니다.물 기둥 의 중간 에 10 밀리리터 전구 주사기 파이펫을 삽입하여 초기 홍수 샘플을 취하고 원형 동작을 사용하여 샘플을 철회하십시오. 비커에 분배하고 0.45 미크론 멤브레인 필터를 걸러내고 수용성 반응성 인에 대해 즉시 분석합니다. 모든 소우주에서 1리터에 침수된 토양과 물 기둥의 총 량을 일관되게 유지하기 위해 증류수로 1리터 수준으로 비커를 리필합니다.원하는 시점에서 수용성 반응성 인의 분석을 반복합니다. 이 프로토콜에서, 낮은 토양 pH를 가진 리파리안 사이트는 모공수에서 거의 연속수용성 반응성 인 소취를 했다. 높은 음순 무기 인과 인접한 옥수수 생산 분야에서 샘플링 된 토양은 침수의 첫 달 동안 모공수 수용성 반응성 인의 거의 7 배 증가를 입증했다.모공철 철 분농도는 레독스 상태의 대리자로서 약 3주 후에 크게 증가하여 조건을 줄였습니다. 대조적으로, 홍수 수용성 반응성 인은 시간이 지남에 따라 감소하는 경향이 있었습니다. 홍수 건조 토양은 실질적으로 야공물에 무기 인 탈광을 증가하고 필드 습한 상태에서 동일한 토양을 범람에 비해 물을 오버런물에 후속 동원.평균 수용성 반응성 인 농도를 예측하기 위한 토양 인 검사의 신뢰성을 평가하였다. 증류수와 수정된 모건 추출 가능한 인은 평균 모공수 및 홍수 수용성 반응성 인 농도의 최고의 예측 변수 중 하나였습니다. 수정된 모건 추출 가능한 인은 몰액자색법으로 측정된 변형된 모건 추출 가능한 인 또는 증류수에 비해 예측변수의 양호하지 않았다.투수 수용성 반응성 인을 통해 모공수 용해성 인의 비율은 토양 pH의 기능으로 선형적으로 증가하였다. 인역학을 특징짓는 다른 실험도 가능하다, 예를 들어, 습지 토양의 인 제거 용량은 중요한 과정이며, 인으로 홍수를 스파이크하고 시간이 지남에 따라 실종의 속도를 측정하여 시뮬레이션 할 수 있습니다. 인 측정에 사용되는 분석 절차는 염산의 사용을 포함한다.따라서 적절한 안전 장비와 실험실 시설이 필요합니다.

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Research

연구

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Environment

환경

이 프로토콜은 측정하고 분류 P monoesters, P의 diesters 및 무기 P. 같은 토양 인을 최대 96 샘플에 대한 표준 실험실에서 한 번에 측정할 수에 microplate 리더를 활용하여 효소 가수 분해의 높은 처리량 방법을 설명합니다.

환경 샘플에서 유기 P의 높은 처리량 측정 및 분류

출처: Pokhrel, A., et al. 박테리아의 무기 폴리인산염 분석. J. Vis. 경험. (2019).이 비디오는 박테리아 샘플에서 무기 폴리인산염(polyP)을 측정하기 위한 비색 분석을 보여줍니다. 이 절차에는 폴리P를 유리 인산염으로 효소적으로 전환한 다음 몰리브덴산염 및 아스코르브산과 반응하여 파란색 복합체를 생성하는 과정이 포함됩니다. 이 복합체의 흡광도를 알려진 인산염 농도의 표준 곡선과 비교함으로써 박테리아 샘플의 polyP 함량을 정확하게 정량화할 수 있습니다.

박테리아에서 무기 폴리인산염의 정량화를 위한 분석

레이크 부영양화 중요한 영양소 소스를 식별하고 제어 할 필요성을 만들어 전세계 수질 문제이다. 침전물 코어에서 인 방출 비율의 실험실 판정 내부 인 로딩의 역할을 결정하고 관리 결정을 안내하기위한 유용한 방법이다.

호수 퇴적물에서 실험실 결정 인 플럭스 내부 인 로딩의 측정으로

여기에서는 퇴적물-물 가스 및 용질 교환을 측정하기 위한 작은 코어 인큐베이션을 제시합니다. 이는 수생 생태계의 생물학적 및 생지화학적 과정에 영향을 미치는 퇴적물의 역할을 평가하는 퇴적물-물 교환에 대한 신뢰할 수 있는 측정을 제공할 것입니다.

O의 저서 교환<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub작은 코어 항온 사용&gt;와 용존 영양소

인지질의 지방산 토양 미생물 커뮤니티의 구조에 대한 정보를 제공한다. 우리는 단상 클로로포름 혼합물을 고체상 추출 칼럼을 사용하여 추출한 지질의 분류 및 모세관 가스 크로마토 그래피로 분석 지방산 메틸 에스테르를 생성하기 위해 메탄과 토양 시료로부터 추출하기위한 방법을 제시한다.

추출 및 토양의 미생물 인지질 지방산의 분석

미 립 자 형태로 존재 영양소 농업 배수 물에서 전체 부하에 크게 기여할 수 있다. 이 연구에서는 배수 이벤트의 전체 기간 동안 흐름 중 물과 농장 운하 배수에서 일시 중단 된 입자를 캡처 하는 새로운 방법을 설명 합니다.

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철 분 포함 된 필터 재료에 phosphonates의 흡착을 조사 하는 절차를 소개 하는이 종이 작은 노력과 높은 신뢰성과 특히 세분화 된 제 2 철 수산화. 버퍼 솔루션에는 phosphonate는 회전자를 사용 하 여 흡착 제에 접촉으로 가져 이며 다음 소형된 인 결정 방법을 통해 분석.

소형 인 결정 방법을 사용 하 여 세분화 된 제 2 철 수산화에 Phosphonates의 흡착을 결정 하기 위한 최적화 된 절차

그람 양성, 그람 음성, mycobacterial 종 등 다양 한 박테리아에 무기 polyphosphate의 급속 한 정량화를 위한 간단한 방법을 설명 합니다.

무기 Polyphosphate 박테리아에 대 한 시 금

마이크로티터 접시에 방사성 표지된 세균 배양물의 성장은 (p)ppGpp를 포함하여 뉴클레오티드 풀 풍부의 다중 기술적 및 생물학적 복제 측정을 허용하는 높은 처리량 샘플링을 용이하게 합니다. 생리 적 스트레스의 소스에 의해 자극 성장 전환의 효과 뿐만 아니라 스트레스에서 복구 모니터링할 수 있습니다.

대장균 (p)ppGpp의 여러 생체 내 측정을위한 마이크로 티터 접시 방사성 라벨링 사용 및 얇은 층 크로마토그래피

먹이에서 물고기를 먹는 물고기 폴리 염화 비 페닐 (PCB) 이성체의 순 영양 전달 효율의 실험실 추정하는 기술이 제시된다. 필드로 실험 결과의 적용 가능성을 극대화하기 위해 물고기를 먹는 물고기는 일반적으로 현장에서 먹을 수 있습니다 먹이 물고기를 공급해야한다.

호수 송어에 PCB의 동족체의 순 영양 전송 효율의 실험실 평가 (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) 먹이에서

배우세요 실험실 소우주를 활용한 포화 토양 및 퇴적물의 인 방출 잠재력 정량화 방법입니다. 이 기술은 생지화학적 과정을 시뮬레이션하여 수질 평가와 완화 전략 설계에 활용됩니다.

수질 평가를 위한 실험실 소우주에서 인 방출 측정

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