Schatten van Sediment denitrificatie tarieven met behulp van Cores en N2O Microsensors

Samenvatting

Deze methode maakt een schatting van sediment denitrificatie tarieven in sediment kernen met behulp van de acetyleen remming techniek en microsensor metingen van de geaccumuleerde N₂O. Het protocol beschrijft procedures voor het verzamelen van de kernen, kalibreren van de sensoren, uitvoeren van de remming van acetyleen, meten de N₂O accumulatie en berekening denitrificatie.

Samenvatting

Denitrificatie is het primaire biogeochemische proces verwijderen van reactieve stikstof uit de biosfeer. De kwantitatieve evaluatie van dit proces is bijzonder relevant voor de beoordeling van de stikstofcyclus antropogene-gewijzigd global en de uitstoot van broeikasgassen (dat wil zeggen, N₂O) geworden. Verschillende methoden zijn beschikbaar voor het meten van denitrificatie, maar geen van hen zijn volledig bevredigend. Problemen met bestaande methoden omvatten hun ontoereikende gevoeligheid, en de noodzaak om het substraat niveaus wijzigen of veranderen van de fysieke configuratie van worden gebruikt door het proces verstoord monsters. Dit werk beschrijft een methode voor het schatten van sediment denitrificatie tarieven die combineert ontkernen, acetyleen inhibitie en microsensor metingen van de geaccumuleerde N₂O. De belangrijkste voordelen van deze methode zijn een lage verstoring van de structuur van het sediment en de collectie van een permanente record van N₂O accumulatie; Deze schattingen van betrouwbare denitrificatie tarieven met minimale waarden tot 0.4-1 in staat stellen µmol N₂O m^-2 h^-1. De mogelijkheid om te manipuleren van de sleutelfactoren is een bijkomend voordeel voor het verkrijgen van experimentele inzichten. Het protocol beschrijft procedures voor het verzamelen van de kernen, kalibreren van de sensoren, uitvoeren van de remming van acetyleen, meten de N₂O accumulatie en berekening denitrificatie. De methode is geschikt voor het schatten van denitrificatie tarieven in een aquatisch systeem met opvraagbaar sediment cores. Als de N₂O-concentratie hoger dan de detectiegrens van de sensor is, kan de acetyleen remming stap te schatten van de emissie van de₂O N in plaats van denitrificatie worden weggelaten. We laten zien hoe beide feitelijke en potentiële denitrificatie tarieven schatten door het verhogen van de beschikbaarheid van nitraat, evenals de temperatuursafhankelijkheid van het proces. We illustreren de procedure met behulp van mountain lake sedimenten en discussiëren over de voordelen en de zwakke punten van de techniek ten opzichte van andere methoden. Deze methode kan worden aangepast voor specifieke doeleinden; het kan bijvoorbeeld worden gecombineerd met ¹⁵N traceurs te beoordelen van de nitrificatie en denitrificatie of veld in situ metingen van denitrificatie tarieven.

Inleiding

Antropogene wijziging van de stikstofcyclus is een van de meest uitdagende problemen voor de aarde systeem¹. Menselijke activiteit heeft op zijn minst verdubbeld de niveaus van reactieve stikstof beschikbaar aan de biosfeer². Toch blijven er grote onzekerheid over hoe de wereldwijde N-cyclus wordt geëvalueerd. Een paar flux schattingen hebben gekwantificeerd met minder dan ±20% fout, en velen hebben onzekerheden van ±50% en grotere³. Deze onzekerheden geven de behoefte aan nauwkeurige schattingen van de denitrificatie tarieven over ecosystemen en een goed begrip van de onderliggende mechanismen van variatie. Denitrificatie is een microbiële activiteit waardoor stikstofhoudende stikstofoxiden, voornamelijk nitraat en nitriet, zijn gereduceerd tot dinitrogen gassen, N₂O en N₂⁴. Het traject is zeer relevant voor de beschikbaarheid van de biosfeer van reactieve stikstof want het is het primaire proces van verwijdering⁵. N₂O is een broeikasgas met een GWP-waarde bijna 300 keer dat co₂ meer dan 100 jaar, en het is de huidige belangrijke oorzaak van de stratosferische ozonlaag toe te schrijven aan de grote hoeveelheden worden uitgestoten^6,7.

In de volgende, presenteren we een protocol voor het schatten van sediment denitrificatie tarieven experimenteel gebruik van kernen en N₂O microsensors (Figuur 1). Denitrificatie tarieven worden geschat met behulp van het acetyleen remming methode^8,9 en metingen van de accumulatie van N₂O tijdens een bepaalde periode (Figuur 2 en Figuur 3). We laten zien van de methode door het toe te passen op de berg lake sedimenten. Deze case studie wijst op de prestaties van de methode voor het opsporen van de relatief lage tarieven met minimale verstoring van de fysieke structuur van de sedimenten.

Denitrificatie is bijzonder moeilijk te meten van¹⁰. Er zijn verschillende alternatieve benaderingen en methoden, elk met voor- en nadelen. Nadelen aan beschikbare methoden omvatten het gebruik van dure resources, onvoldoende gevoeligheid en de behoefte aan de substraat-niveaus wijzigen of veranderen van de fysieke configuratie van het proces met behulp van verstoorde monsters¹⁰. Een nog meer fundamentele uitdaging voor het meten van N₂ is zijn verhoogde achtergrondniveaus in de omgeving-¹⁰. De vermindering van N₂O tot N₂ wordt geremd door acetyleen (C₂H₂)^8,9. Dus, denitrificatie kan worden gekwantificeerd door het meten van de geaccumuleerde N₂O in aanwezigheid van C₂H₂, wat is haalbaar als gevolg van lage milieu N₂O niveaus.

Het gebruik van C₂H₂ te meten denitrificatie tarieven in sedimenten ontstond ongeveer 40 jaar geleden¹¹, en de opneming van N₂O sensoren opgetreden ongeveer 10 jaar later¹². De meest toegepaste acetyleen gebaseerde benadering is de "statische kern". De geaccumuleerde N₂O wordt gemeten tijdens een incubatietijd van maximaal 24 uur nadat de C₂H₂ is toegevoegd aan de headspace van de verzegelde sediment core¹⁰. De hier beschreven methode volgt deze procedure met enkele innovaties. We voegen de C₂H₂ door het gas borrelt in de waterfase van de kern voor enkele minuten, en we vullen alle de headspace met monster water voor het meten van de accumulatie van N₂O met een microsensor. We voegen ook een roersysteem waardoor de gelaagdheid van het water zonder het resuspending van het sediment. De procedure kwantificeert de denitrificatie tarief per oppervlakte van sediment (b.v., µmol N₂O m^-2 h^-1).

De hoge ruimtelijke en temporele variatie van denitrificatie presenteert een andere moeilijkheid in haar nauwkeurige kwantificering¹⁰. Meestal wordt N₂O accumulatie sequentieel gemeten met behulp van gaschromatografie van headspace monsters die zijn verzameld tijdens de incubatie. De beschreven methode biedt verbeterde controle van de temporele variatie van de N₂O accumulatie, omdat de microsensor een continu signaal biedt. De microsensor-multimeter is een versterker met digitale microsensor (picoammeter) die met de sensor(en) en de computer (Figuur 1een interfacet). De multimeter kunt verschillende N₂O microsensors moet worden gebruikt op hetzelfde moment. Bijvoorbeeld maximaal vier sediment kunnen kernen van de zelfde studieplaats worden gemeten gelijktijdig aan account voor de ruimtelijke variabiliteit.

De aanpak van de kern stoort nauwelijks de structuur van de sedimenten in vergelijking met sommige andere methodes (bv, slurries). Als de integriteit van de sedimenten is gewijzigd, leidt dit tot onrealistisch denitrificatie tarieven¹³ die alleen geschikt zijn voor relatieve vergelijkingen. Hogere tarieven zijn altijd verkregen met drijfmest methoden vergeleken met kern methoden¹⁴, omdat de laatste de beperking van denitrificatie door substraat diffusie^{15 behoudt}. Drijfmest maatregelen niet beschouwd als vertegenwoordiger van in situ tarieven¹⁶; zij voorzien in relatieve maatregelen voor vergelijkingen gemaakt met exact dezelfde procedure.

De beschreven methode is geschikt voor het schatten van denitrificatie tarieven in elk type sediment die kan worden gevulde. Wij raden met name de methode voor het uitvoeren van experimentele manipulaties van enkele van de drijvende factoren. Voorbeelden zijn experimenten die wijzigen nitraat beschikbaarheid en temperatuur zo nodig voor het inschatten van de energie activering (E_een) denitrificatie¹⁷ (Figuur 2).

Figuur 1 : Experimentele opzet. (een) algemene experimentele opstelling te schatten van sediment denitrificatie tarieven met behulp van kernen en N₂O microsensors. De incubatie zaal zorgt voor duisternis en geregelde temperatuur (±0.3 ° C) voorwaarden. Vijf intact sediment kernen kunnen verwerkt worden gelijktijdig met behulp van hun respectieve N₂O sensoren. (b) N₂O sensor kalibratie kamer. We aangepast met rubber stoppen en spuiten te mengen de N₂O water (zie protocol stap 3.4.3). Er is een thermometer om de temperatuur van het water. (c) in Close-up van een sediment core monster met de sensor die in het gat in het midden van de cover van het PVC en de gewrichten verzegeld met plakband wordt ingevoegd. De roerder is opknoping in het water, en de elektromagneet ligt dicht bij het en bevestigd aan het buitenste gedeelte van de acryl buis. (d) Close-up van het microsensor van de₂O N tip beschermd door een metalen stuk. (e) een sediment kern die net zijn hersteld. Het werd bemonsterd vanaf een boot in een diep meer; de acryl buis met de kern is nog steeds op de messenger-aangepast zwaartekracht corer¹⁹bevestigd. Zie de Tabel van de materialen van alle items die nodig zijn om deze methode uit te voeren. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Protocol

1. voorbereiding

Opmerking: Begint dit op de dag voordat de metingen zijn verricht.

1. Monteren van de meting setup (Figuur 1een, zie de Tabel van de materialen).
   Opmerking: Om te zorgen voor een constante en hoogwaardige voeding, de meting-apparaat is aangesloten op de greep via een uninterruptible power supply (UPS) die ook als een back-up fungeren kan. In het geval van een langdurige stroomstoring, een auto-accu dienen als een extra energiebron.
2. Start van de sensor software en toepassen van een -0,8 V spanning om te polariseren de N₂O microsensors. Het signaal toont een snelle afdaling en een verdere stijging, dan het verlaagt tot slot totdat het is laag en stabiel.
   Opmerking: De microsensor-fabrikant raadt polarisatie ten minste 's nachts (of meer) om de stabiliteit van het signaal van de sensor. Een andere aanbeveling is om te houden van de sensor gepolariseerde als metingen zijn gepland voor meerdere of opeenvolgende dagen¹⁸.
3. Zet de incubatie kamer en aanpassen van de experimentele omstandigheden (bijvoorbeeld, geselecteerde licht af en temperatuur ingesteld zijn vergelijkbaar met die in het veld verwacht). Plaats een container met gedeïoniseerd water in de kamer zodat water later beschikbaar op de temperatuur van de metingen voor de kalibratie van de sensoren is.
   Opmerking: Deze stap kan dezelfde dag van de geplande metingen, vóór het vertrek te verzamelen van de kernen. Voor standaardmaten is het raadzaam om het gebruik van donkere omstandigheden.
4. Pak de kern veld collectie materialen: corer apparaat, bemonstering van buizen, rubber stoppen, polyvinylchloride (PVC) kranen, schroevendraaier, global positioning system (GPS) eenheid, thermometer, handheld sounder, steltloper en opblaasbare boot (Zie de tabel van van Materialen). Gebruik een checklist om ervoor te zorgen dat alle materialen inbegrepen zijn.

2. sedimenten kerncollectie

1. Afhankelijk van de waterdiepte, volg 2.1.1 of 2.1.2.
   1. Voor diepe waterlichamen
      1. Gebruik een messenger-aangepast zwaartekracht corer¹⁹ vanaf een boot of een platform (Figuur 1e).
      2. Vaststellen van de bemonstering buis (acryl, ø 6,35 cm, lengte ≥ 50 cm) om de corer met een schroevendraaier.
      3. Selecteer het monsterpunt volgens de doelstellingen van het onderzoek. Let op de positie (bijvoorbeeldmet behulp van GPS coördinaten) en de meting diepte (bijvoorbeeldmet behulp van een handheld sounder). Als bemonstering vanaf een boot, gebruikt u een anker (bijvoorbeeld, een zak met stenen) om te voorkomen dat tijdens de kerncollectie drijven.
      4. Implementatie van het grondonderzoek systeem totdat de bemonstering buis ~ 1 m uit het sediment is. Met een touw en regelmatige merken (bijv., intervallen van 1 m) bepalen de positie van de diepte van de bemonstering-apparatuur.
      5. Stabiliseren van de bemonstering apparatuur voor 60 s (bijvoorbeeldom te minimaliseren van het verkeer van de boot). Dit zorgt voor de juiste sediment penetratie en het herstel van een nauwelijks gestoord sediment core.
      6. Vrijgeven ~ 1 m meer touw zodat de bemonstering buis het sediment doordringt. Wees ervan bewust dat als de bemonstering buis teveel doordringt, het kan het verstoren van de water/sediment-interface.
      7. Laat de boodschapper terwijl het proberen om de spanning in het touw te houden, zodat de corer vastgesteld blijft en in een verticale positie. Wanneer de boodschapper de corer beïnvloedt, kan een klein verschil worden gevoeld in de spanning van het touw. Op dat moment sluit de corer voor het genereren van het vacuüm dat voor herstel van de kern van het sediment zorgt.
      8. De corer herstellen door het touw trekken voortdurend en zachtjes.
      9. Zodra de kern dicht onder de oppervlakte is, maar nog steeds volledig ondergedompeld (met inbegrip van het deel van de rubber van de corer die zorgt voor het vacuüm) plaats een rubberstop aan de onderkant van de buis van de bemonstering. Inspecteren van de water/sediment interface; het moet duidelijk zijn en niet zichtbaar verstoord (Figuur 1e). Als dit niet het geval is negeren de kern, de buis schoon en herhaal stappen 2.1.1.4-9.
      10. Verheffen het gehele grondonderzoek systeem uit het water. Vrijgeven van de buis van de bemonstering van de corer en een PVC-cover plaats op de top. Zegel met plakband. Voorkom de vorming van het luchtruim.
   2. Voor en habitats en ondiepe wateren
      1. Jurk in een wader voor bemonstering in zeer ondiepe wateren (< 0,6 m).
      2. Snorkelen of scuba gear gebruiken voor diepere bemonstering (tot 3 m).
      3. Selecteer het monsterpunt volgens de doelstellingen van het onderzoek. Let op de positie (bv, GPS-coördinaten). Handmatig invoegen de bemonstering buis (bijvoorbeeldacryl, ø 6,35 cm) in het sediment.
      4. Plaats een rubberstop in de bovenzijde van de monstername buis te verkrijgen van een vacuüm.
      5. Verwijder de kern uit het sediment en snel invoeren van een andere rubberstop aan de onderkant van de buis.
         Opmerking: Het is nodig om te werken met de buis onderwater te allen tijde; op zeer ondiepe sites, is het raadzaam de verkorting van de buis tot 20 cm. Soms is het sediment heeft een hoog watergehalte en watert wanneer de buis is verwijderd uit het sediment bed. In dit geval is het nodig om de bodem stop zonder de verheffing van de kern buiten het sediment. Om dit te doen, handmatig de stop in het sediment rond de buis onderdompelen en plaats deze zorgvuldig om te sluiten van de onderkant van de buis.
      6. Uit het water, vervangen de bovenzijde rubberstop met een PVC-omslag en verzegel de kruising met plakband.
2. Beveiligt de kern bij de overdracht naar het laboratorium minimaliseren van rotaties en schudden.

3. kalibratie van de Microsensors Nitrous Oxide (N₂van O)

1. Met behulp van de computer (strip grafiek, sensor-software), Controleer dat van de sensor signaal stabiel en lage (< 20 mV).
2. Maak een nieuw bestand (b.v.met de datum en de plaats van bemonstering (130903_Redon_Lake)) om de waarden van de kalibratie en de sensor signalen te registreren.
   Opmerking: De sensor signalen zijn gevoelig voor temperatuur (Figuur 4). Gebruik de zelfde temperatuur voor de metingen en de sensor kalibratie. De sensor reageert lineair tussen 0 tot 2,5% N₂O²⁰. Daarom is een twee-punts kalibratie voldoende¹⁸.
3. Voor de kalibratie waarde met nul distikstofoxide (lachgas), gelezen het signaal van de sensor houden de sensor tip onderdompelen in N₂O-gratis water (gedeïoniseerd).
4. Kalibreren met N₂O water op de gewenste concentratie.
   Opmerking: Bereiden water met een gedefinieerde N₂O concentratie, die iets hoger zal zijn dan de maximale concentratie tijdens de incubatie wordt verwacht. We gebruiken ~ 25 µM N₂O als de waarde van de kalibratie. Zich bewust zijn van niet meer dan de maximale sensor bereik concentratie van 500 N₂O µM.
   1. Verkrijgen van N₂O-verzadigd water door borrelende N₂O in gedeïoniseerd water voor een paar minuten.
      Opmerking: De oplosbaarheid in water₂O N is afhankelijk van temperatuur en saliniteit²¹; Zie de tabel in de bijlage van de sensor handmatige¹⁸.
   2. Verdun het N₂O verzadigd water door een bepaalde hoeveelheid verzadigde N₂O water tot een volume van gedeïoniseerd water toe te voegen. Bijvoorbeeld bij 20 ° C, toevoegen 0.3 mL verzadigde N₂O water, met een concentratie van 28.7 mM N₂O, tot een totaal van 375 mL water tot een 22.9 µM N₂O concentratie aan. Opmerking dat 375 mL is het totale volume van de kalibratie kamer (Figuur 1b).
   3. Na het mengen zachtjes de N₂O lees verzadigde water met gedeïoniseerd water in de kalibratie-schip te Verdun het tot de gewenste concentratie, de sensor signaal wanneer het is constant. Deze lezing is de waarde van de kalibratie met X µM N₂O water. Bij het mengen van de oplossing, oppassen niet te genereren van bubbels, zoals dit N₂O van de kalibratie-oplossing elimineren zou.
      Opmerking: Let erop dat de N₂O in het water langzaam in de lucht ontsnappen zal; Dus, de bereid kalibreervloeistof kan alleen worden gebruikt voor een paar minuten.

4. kern voorbereiding en acetyleen inhibitie

1. Verandering de PVC-cover gelegen op de top van elk boormonster sediment door een andere cover met een gat in het midden en een hangende magneetroerder. Opnieuw verzegelen het kruispunt met plakband.
2. Verminderen van de waterfase van elk monster tot een geschatte hoogte van 12 cm (volume ≈ 380 mL). Hiervoor voegt u eerst een Siliconen slang in het centrale gat. Vervolgens zet de kern van het sediment in een cilinder en duw de bodem stop druk maken. De stop en sediment monster stijgen en het overtollige water loopt door de buis. Het water in een ontvangende vaartuig te verzamelen.
   Opmerking: Monsters met grove granulatie kunnen problematisch worden tijdens deze stap. Sediment deeltjes geplaatst tussen de stop en de buis kunnen vervormen de stop en open een gat door welke lucht bubbels kunnen doorgeven en verstoren van het monster. U kunt dit probleem omzeilen, zet de cilinder in het midden van de bodem stop en proberen te duwen met een constante kracht. De pakking tussen de Siliconen slang gebruikt om het overtollige water te evacueren en de PVC-cover bestaat uit een effen gedeelte (bijvoorbeeld, een 5 mL-pipet tip zonder het smalste uiteinde) ingevoegd in de silicone buis.
3. De acetyleen remming door borrelen met acetyleengas in de waterfase van de kern voor ongeveer 10 min uitvoeren. Vermijd resuspending van het sediment.
   Opmerking: Als een eventuele wijziging van de methode, voeg een substraat (nitraat) door middel van een geconcentreerde vloeistof vóór borrelen acetyleen voor potentiële denitrificatie metingen (bijvoorbeeld, zoals in Figuur 3b, c).

5. denitrificatie (N₂O accumulatie maatregel)

1. Vul alle het luchtruim in het monster met de vorige overgebleven water. Plaats de sensor in de kern van sediment door het gat in het midden van de bovenzijde PVC-dekking. Het uiteinde van de sensor moet zich bevinden in de waterfase boven de roerder (Figuur 1c).
   Opmerking: Alle de gewrichten van de buis acryl bemonstering moeten worden gesloten om te voorkomen dat gas en water lekken tijdens de meting (Figuur 1a, c). In het onderste gedeelte van de buis volstaat de rubberstop hiervoor. Afdichten van de bovenzijde deel is moeilijker. De cover van PVC moet worden afgestemd. Het moet worden verwarmd met een zaklamp; Wanneer het materiaal flexibel wordt maar is niet verschroeid, is de cover geplaatst in de buis zodat de vorm kan worden gegoten. Na afkoeling moet de cover meer wijzigingen (met uitzondering van de dekking die wordt gebruikt voor het vervoer van de monsters naar het laboratorium in stappen 2.1.1.10 of 2.1.2.6). Het centrale gat waar de sensor wordt ingevoegd moet worden geboord. De roerder kan worden gehouden met een vislijn, die op zijn beurt wordt nageleefd met lijm aan de binnenkant van de klep zodat de roerder hangt af van de visserij-lijn in het water (Figuur 1c). Ook worden alle de gewrichten (cover PVC-buis en PVC cover sensor) afgedicht met kleefband. Plaats elastische plakband om aan te passen van de diameter van de sensor om het zegel van het contactoppervlak tussen het centrale gat van het deksel van de PVC- en de sensor (Figuur 1c).
2. Overschakelen op het circuit van elektromagnetische puls die deel uitmaakt van het roersysteem.
   Opmerking: De roersysteem voorkomt de gelaagdheid van de waterfase zonder storende (resuspending) het sediment. Het roeren systeem bestaat uit een circuit dat schakelt in/uit de elektromagneet die trekt/releases de magneetroerder (Zie de Tabel van materialen voor een gedetailleerde beschrijving).
3. Verplaats de elektromagneet rond het buitenste gedeelte van de acryl buis totdat de roerder beweegt zich voortdurend, en vervolgens repareren in plaats met behulp van plakband (Figuur 1c).
4. Sluit de incubatie zaal om te zorgen voor een constante temperatuur (b.v., variatie van ±0.3 ° C).
5. Druk op de opnameknop (sensor software) te beginnen met opnemen van het signaal van de sensor. Lezingen worden meestal geregistreerd voor elke 5 min.
6. Druk op de stopknop aan het einde van de periode van de meting.

6. laatste meting stappen

1. Wacht minstens ~ 10 min met de sensor van tip ondergedompeld in water van de vrije-N₂O (gedeïoniseerd) voor het lezen van het signaal van de nul N₂O kalibratie maatregel.
2. Een laatste sensor kalibratieuit te voeren. Herhaal hiervoor de sensor kalibratie, na deel 3 maar beginnen met stap 3.3.
3. Sla het bestand (de software van de sensor).

7. denitrificatie tarief berekeningen

1. Begin met het getabelleerde uitvoerbestand gegenereerd door de sensor-software die de record van de sensor signaal in mV µM N₂O en de kalibratiegegevens bevat.
2. Het uitzetten van het signaal van de sensor tegen de klok om te visualiseren de tendens van de accumulatie van N-₂, O, (b.v., Figuur 2een).
3. Gebruik alleen het tijdsbereik met een lineaire accumulatie, met uitzondering van de periode van de eerste acclimatisering van het monster en een mogelijke definitieve verzadiging door substraat beperking (b.v., Figuur 2b). Maak een lineair model van het signaal van de sensor (µM) na verloop van tijd (h).
   Opmerking: De helling is het tarief denitrificatie (µM N₂O core^-1 h^-1), die als gedeeld door de oppervlakte van de kern (πr²), transformeert in het tarief in µM N₂O m^-2 h^-1, en wanneer vermenigvuldigd met de water volume (πr²h, waarbij h is de hoogte van de waterfase en r de binnenstraal van de acryl buis, in dit geval 0,12 m en 0.03175 m, respectievelijk) transformeert in het tarief in µmol N₂O m^-2 h^-1.

Resultaten

Een totaal van 468 denitrificatie tarieven werden geschat aan de hand van het protocol boven in sedimenten uit Pyrenese bergmeren in de periode 2013-2014. We tonen enkele van deze resultaten om te illustreren de procedure (Figuur 2 en Figuur 3). In het algemeen, heeft het lineaire model tussen de N₂O-concentratie en de tijd goede correlatie (R² ≥ 0.9). De helling van de relatie geeft een schatting van het de...

Discussie

De belangrijkste voordelen van de beschreven methode zijn het gebruik van minimaal gestoord sedimentmonsters kern en de continue opname van de accumulatie van de₂O N. Deze toestaan schatting van de relatief lage denitrificatie tarieven die waarschijnlijk vergelijkbaar met die voorkomen in situ. Toch, sommige aspecten met betrekking tot de ontkernen sensor prestaties en mogelijke verbeteringen worden besproken.

Een ogenschijnlijk eenvoudige maar kritische stap van de methode...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Messenger-adapted gravity corer	-	-	Referentie in het manuscript. Gemaakt door Glew, J.
Sampling tube	-	-	Acrylic. Afmetingen: 100 cm (h) × 6,35 cm (d) × 6,50 cm (D). Slijp de rand van de bemonsteringsbuis die in het sediment doordringt om de verstoring in het teruggewonnen sedimentkernmonster te minimaliseren.
Handheld sounder	Plastimo	38074	Echotest II Depth Sounder.
Rubber stopper	VWR	DENE1012114	Met twee gaten, gebruikt om het N2O-water in de kalibratiekamer te mengen. Afmetingen: 20 mm (h) × 14 mm (d) × 18 mm (D) (3 mm gat (D)).
Rubber stopper	VWR	217-0125	Om de onderste partij van de methacrylaatbuis af te sluiten en om te bemonsteren in ondiepe waterlichamen. Afmetingen: 45 mm (h) × 56 mm (d) × 65 mm (D).
Rubber stopper	VWR	217-0126	Plaats de rubberen stopper aan de bovenzijde van de bemonsteringsbuis om een vacuüm te verkrijgen voor bemonstering in littorale zones en ondiepe waterlichamen. Afmetingen: 50 mm (h) x 60 mm (d) x 70 mm (D).
PVC cover	-	-	Om de bovenzijde van de acrylbuis af te sluiten. Afmetingen: 45 mm (h) × 56 mm (d) × 65 mm (D). Afmetingen: 65 mm (D).
Adhesive tape	-	-	Waterdicht. Om alle verbindingen (PVC-afdekking bemonsteringsbuis en PVC-afdekking sensor) te garanderen en waterlekken te voorkomen.
Thermometer	-	-	Draagbaar en waterdicht, om de temperatuur in het water boven het sediment te meten direct na het bemonsteren van de kernen.
GPS	-	-	Om de locatie van een nieuw bemonsteringspunt op te slaan of om bij een eerdere locatie aan te komen.
Wader	-	-	Voor bemonsteringen in het littorale gebied of op ondiepe locaties.
Boat	-	-	Een opblaasbaar bootje is de beste optie vanwege zijn lichtheid als de bemonsteringslocatie niet bereikbaar is met een auto.
Rope	-	-	Touw met markeringen die de lengte aangeven (bijv. gemarkeerd met een kleurcode om elke meter te onderscheiden).
N2O gas bottle and pressure reducer	Abelló Linde	32768-100	Gasfles referentie.
C2H2 gas bottle and pressure reducer	Abelló Linde	32468-100	Gasfles referentie.
Tube used to evacuate the excess of water	-	-	Bestaat uit een solide deel (bijv. een 5 ml pipettentip zonder het smalste uiteinde) ingebracht in een siliconenbuis.
Nitrous Oxide Minisensor w/ Cap	Unisense	N2O-R	We gebruiken 4 sensoren tegelijkertijd.
Microsensor multimeter 4 Ch. 4 pA channels	Unisense	Multimeter	Picoammeter gelogd naar een laptop. Het standaard apparaat maakt 2 sensor picoammeter verbindingen mogelijk (bijv. N2O sensor), een pH/mV en een thermometer. We hebben een apparaat besteld met vier picoammeter verbindingen, waardoor het gebruik van 4 N2O sensoren gelijktijdig mogelijk is.
SensorTrace Basic 3.0 Windows software	Unisense		Software voor sensorgegevensverwerving.
Calibration Chamber incl. pump	Unisense	CAL300	Calibratiekamer. We hebben het afgestemd met rubberen stoppen en spuiten om het N2O-water te mengen zonder bellen te maken.
Incubation chamber	Ibercex	E-600-BV	Onmisbaar materiaal voor het werken bij een constante temperatuur (±0,3 °C). Het maakt ook controle van de fotoperiode mogelijk.
Electric stirrer	-	-	Onderdeel van het roersysteem. Het hangt in het water, boven het te onderwerpen sediment, aan een vislijn die aan de PVC-afdekking is gekoppeld.
Electromagnet	-	-	Onderdeel van het roersysteem. Het is bevestigd aan de buitenkant van de acrylbuis, ongeveer op hetzelfde niveau als de roerder. Het wordt episodisch geactiveerd (ca. 1 aan-uit per s) door een circuit, waarbij het de roerder aantrekt wanneer het aan staat en loslaat wanneer het uit is, waardoor de beweging wordt gegenereerd die het water agiteert.
Electromagnetic pulse circuit	-	-	Onderdeel van het roersysteem. Het is door draden verbonden met de elektromagneet en verzendt pulsen van stroom die de elektromagneet aan en uit zetten.
Uninterruptible power supply (UPS)	-	-	Het verbetert de kwaliteit van de elektrische energie die het meetapparaat bereikt, door de hoogten en diepten van de spanning te filteren, waardoor een meer constante en stabiele N2O sensor signaal wordt gegarandeerd.