De Benthische Uitwisseling van O ₂, N ₂ En opgeloste voedingsstoffen Met behulp van kleine kern Incubaties

Het algemene doel van dit sediment biogeochemische experiment is om realistische metingen te maken van opgeloste stof en gasuitwisseling tussen het sedimentoppervlak en het bovenliggende water, met als doel aquatische massabalansen te verfijnen en biogeochemische modelleringsinspanningen te informeren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in aquatische biogeochemie, zoals hoe belangrijk onze sedimenten zijn als zinken en bronnen van nutriëntelementen en zuurstof. Het is geoptimaliseerd voor de meting van aquatische denitrificatie, een belangrijke zinker in de aquatische stikstofkringloop.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het zeer efficiënt is en ons toestaat om aanzienlijke ruimtelijke en temporele dekking van sediment biogeochemische processen te hebben. Begin met het noteren van de locatie van de bemonsteringsplaats door GPS. Bepaal vervolgens de zuurstof, temperatuur en saliniteit van het bodemwater met behulp van een YSI waterkwaliteitssonde.

Laat het zakken tot ongeveer een meter boven het sediment en neem een aflezing. Neem vervolgens metingen met een PAR-meter en verlagingskader op het oppervlak en op de bodem om de lichtattenuatie van het water te schatten. Bereid nu de kerner voor.

Voor diepwaterstudies gebruikt u een kern met een binnendiameter van 6,35 centimeter, en voor sedimenten met benthische microalgen of grote dierpopulaties gebruikt u een kern met een binnendiameter van 10 centimeter. Plaats nu de kerner over de zijkant van de boot en laat deze langzaam zakken om verstoringen bij het doordringen van het sediment te minimaliseren. Nadat u de boxcorer hebt teruggehaald, plaatst u kernbuizen in de box.

Plaats een butylstop in de bovenkant van elke kernbuis en bevestig vervolgens een acrylplaat met een O-ring aan elke bodem. Voor een paalkerner plaatst u de acrylbodemplaat in de kernvoering voordat u de kern uit de kerner verwijdert. Controleer na het kernen de fluxkern en de kernbox op zichtbare verstoringen of overmatige resuspendering.

Voor fluxexperimenten is de ideale sediment-waterbalans binnen de kern 15 centimeter van elk, maar in grof of sterk verdichted sediment is het verzamelen van minder sediment acceptabel. Als de zuurstofverminderingssnelheden echter overmatig zijn, verschuift u de balans naar meer water. Bewaar de kernen in een geïsoleerde waterkoeler gevuld met omgevingswater van de locatie om de in situ temperaturen te handhaven.

Zorg ervoor dat de koeler rechtop blijft. Verzamel vervolgens bodemwater van de kernlocaties in 20 liter carboys met behulp van een membraanpomp. Vul over het algemeen twee of drie carboys, en verzamel van meerdere locaties als de waterchemie naar verwachting tussen locaties zal veranderen.

Als een pomp niet beschikbaar is in ondiep, niet-gestratificeerd water, kan een carboy handmatig worden gevuld. Vervoer nu snel de aërobe kernen naar de incubatiefaciliteit voordat ze anoxisch worden. Eenmaal in de faciliteit, inspecteer de kernen en gooi alle kernen weg die tijdens het transport zijn verstoord.

Plaats vervolgens de kernen, inclusief de waterkolom blanco, in een badincubator en stel de temperatuur in op de gemeten bodemwatertemperatuur. Vul de incubator met het verzamelde bodemwater, waarbij de sedimentkernen volledig worden ondergedompeld. Een blanco kern, een kern zonder enig sediment, wordt ook gevuld met bodemwater.

Voeg ook bodemwater toe aan vijflitercarboys met tapkranen die zullen worden gebruikt om vervangende water af te geven. Gebruik voor beluchting een kleine T-bubbeler gemaakt van 1/2 inch PVC-buis en een driewegkoppeling. Bedek de 1/8 inch buis met een PVC-buis en laat het water weglopen en zorg voor circulatie en beluchting.

Laat de kernen nu minimaal twee uur tot een nacht in het donker gelijkmatig verdelen voor het bemonsteren. Zodra de kernen zijn gelijkmatig verdeeld, bevestigt u draaiende toppen aan de kernen. Met de bemonsteringsklep open, veegt u voorzichtig eventuele luchtbellen onder de draaiende top weg en verzegelt u de kern van het tankwater.

Verhoog vervolgens een carboy met vervangende water 30 tot 40 centimeter boven de incubatiekernen, start de afvoerleidingen van de carboy en bevestig de lijnen eenmaal ze stromen aan de kerntoppen. Sluit vervolgens de kleppen. Schakel nu de centrale roerende draaitafel in en pas de draaisnelheid aan om de waterkolom te mengen zonder het sediment opnieuw te suspenderen.

40 omwentelingen per minuut werkt meestal. Open na ongeveer vijf minuten de klep voor vervangende water en de bemonsteringsklep. Bevestig vervolgens een kort stuk slang aan de bemonsteringsklep met behulp van een lokvergrendeling.

Plaats deze bemonsteringsbuis in een zeven milliliter glazen bemonsteringsbuis en vul deze met water. Voeg vervolgens 10 microliter kwikchloride toe aan het monster en sluit de buis af. Voor opgeloste stof bemonstering bevestigt u een 20 milliliter spuitvat aan de bemonsteringsklep en opent u de klep voor vervangende water.

Bevestig vervolgens een zuiger en een filter schijf aan de geladen spuit en filtreer het monster in verzamelbuisjes. De tijdsverloop van bemonstering in het donker omvat doorgaans vier bemonsteringsperioden met tussenpozen van een half uur tot twee uur of langer, afhankelijk van de zuurstofopname snelheid. Houd met behulp van gekalibreerde optodes de zuurstofniveaus in het bemonsterde water bij.

In het algemeen maakt vermindering van 25% van de zuurstof meting van veranderingen in nutriëntconcentraties mogelijk. Langere bemonstering is mogelijk, maar bemonster niet na 50% zuurstofvermindering. Als de sedimenten uit ondiepe, verlichte omgevingen zijn, dan zet u na de vierde monster de verlichting aan en neemt u nog drie monsters.

Bewaar de verzamelde monsters onderwater bij de incubatietemperatuur. Na het nemen van monsters, meet u het resterende watervolume in de kern door de hoogte van de waterkolom, of door al het water in een schaal te laten lopen. Sedimentfluxmetingen werden gedaan in de buurt van een aquacultuurfaciliteit aan de Choptank River.

De snelle zuurstofdruppel werd enig