Name: Het meten van opgelost methaan in aquatische ecosystemen met behulp van een optische spectroscopiegasanalysator (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-07-26T13:10:00.000+00:00
Duration: 5 min
Description: Ontdek een kosteneffectieve methode om methaanconcentraties in watermonsters te meten met draagbare optische spectroscopiegasanalysatoren. Deze techniek biedt een praktisch alternatief voor gaschromatografie in veldstudies.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>Een praktische en goedkope opstelling om methaan in waterige monsters te meten

<ol><li>Bastviken, D., Tranvik, L. J., Downing, J. A., Crill, P. M., Enrich-Prast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Freshwater+methane+emissions+offset+the+continental+carbon+sink%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Freshwater methane emissions offset the continental carbon sink.</a> Science. 331 (6013), 50(2011).</li>
<li>Quick, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrous+oxide+from+streams+and+rivers%3A+A+review+of+primary+biogeochemical+pathways+and+environmental+variables%5BTitle%5D)+AND+%22Earth-Sci+Rev%22%5BJournal%5D)">Nitrous oxide from streams and rivers: A review of primary biogeochemical pathways and environmental variables.</a> Earth-Sci Rev. 191, 224-262 (2019).</li>
<li>Bridgham, S. D., Cadillo-Quiroz, H., Keller, J. K., Zhuang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methane+emissions+from+wetlands%3A+biogeochemical%2C+microbial%2C+and+modeling+perspectives+from+local+to+global+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Glob+Chang+Biol%22%5BJournal%5D)">Methane emissions from wetlands: biogeochemical, microbial, and modeling perspectives from local to global scales.</a> Glob Chang Biol. 19 (5), 1325-1346 (2013).</li>
<li>Keller, J. K., Wolf, A. A., Weisenhorn, P. B., Drake, B. G., Megonigal, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+CO2+affects+porewater+chemistry+in+a+brackish+marsh%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Elevated CO2 affects porewater chemistry in a brackish marsh.</a> Biogeochemistry. 96 (1), 101-117 (2009).</li>
<li>McAuliffe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gas+chromatographic+determination+of+solutes+by+multiple+phase+equilibrium%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Technol%22%5BJournal%5D)">Gas chromatographic determination of solutes by multiple phase equilibrium.</a> Chem Technol. 1, 46-51 (1971).</li>
<li>Hoyos Ossa, D. E., Gallego Rios, S. E., Rodríguez Loaiza, D. C., Peñuela, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implementation+of+an+analytical+method+for+the+simultaneous+determination+of+greenhouse+gases+in+a+reservoir+using+FID%2F%C2%B5ECD+gas+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Environ+Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Implementation of an analytical method for the simultaneous determination of greenhouse gases in a reservoir using FID/µECD gas chromatography.</a> Int J Environ Anal Chem. 103 (12), 2915-2929 (2023).</li>
<li>Kittler, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+drainage+reduces+CO2+uptake+and+CH4+emissions+in+a+Siberian+permafrost+ecosystem%5BTitle%5D)+AND+%22Glob+Biogeochem+Cycles%22%5BJournal%5D)">Long-term drainage reduces CO2 uptake and CH4 emissions in a Siberian permafrost ecosystem.</a> Glob Biogeochem Cycles. 31 (12), 1704-1717 (2017).</li>
<li>Wilkinson, J., Bors, C., Burgis, F., Lorke, A., Bodmer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+CO2+and+CH4+with+a+portable+gas+analyzer%3A+Closed-loop+operation%2C+optimization+and+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Measuring CO2 and CH4 with a portable gas analyzer: Closed-loop operation, optimization and assessment.</a> PLoS One. 13 (4), e0193973(2018).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ebullition+dominates+methane+fluxes+from+the+water+surface+across+different+ecohydrological+patches+in+a+temperate+freshwater+marsh+at+the+end+of+the+growing+season%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Tot+Environ%22%5BJournal%5D)">Ebullition dominates methane fluxes from the water surface across different ecohydrological patches in a temperate freshwater marsh at the end of the growing season.</a> Sci Tot Environ. 767, 144498(2021).</li>
<li>Holland, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+CO2%2C+N2O+and+CH4+exchange%5BTitle%5D)+AND+%22Std+Soil+Meth+Long-Term+Ecol+Res%22%5BJournal%5D)">Soil CO2, N2O and CH4 exchange.</a> Std Soil Meth Long-Term Ecol Res. , 185-201 (1999).</li>
<li>MacDonald, L. H., Paull, J. S., Jaffé, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+semipermanent+dialysis+samplers+for+long-term+environmental+monitoring+in+saturated+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Monitor+Assess%22%5BJournal%5D)">Enhanced semipermanent dialysis samplers for long-term environmental monitoring in saturated sediments.</a> Environ Monitor Assess. 185 (5), 3613-3624 (2013).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant-mediated+methane+transport+in+emergent+and+floating-leaved+species+of+a+temperate+freshwater+mineral-soil+wetland%5BTitle%5D)+AND+%22Limnol+Oceanography%22%5BJournal%5D)">Plant-mediated methane transport in emergent and floating-leaved species of a temperate freshwater mineral-soil wetland.</a> Limnol Oceanography. 65, 1635-1650 (2020).</li>
<li>Villa, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methane+and+nitrous+oxide+porewater+concentrations+and+surface+fluxes+of+a+regulated+river%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Tot+Environ%22%5BJournal%5D)">Methane and nitrous oxide porewater concentrations and surface fluxes of a regulated river.</a> Sci Tot Environ. 715, 136920(2020).</li>
<li>Kampbell, D. H., Wilson, J. T., Vandegrift, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolved+oxygen+and+methane+in+water+by+a+GC+headspace+equilibration+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Environ+Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Dissolved oxygen and methane in water by a GC headspace equilibration technique.</a> Int J Environ Anal Chem. 36 (4), 249-257 (1989).</li>
<li>Rochette, P., Bertrand, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+air+sample+storage+and+handling+using+polypropylene+syringes+and+glass+vials%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+J+Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Soil air sample storage and handling using polypropylene syringes and glass vials.</a> Canadian J Soil Sci. 83 (5), 631-637 (2003).</li>
<li>Sander, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compilation+of+Henry%27s+law+constants+%28version+4.0%29+for+water+as+solvent%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Compilation of Henry's law constants (version 4.0) for water as solvent.</a> Atmos Chem Phys. 15 (8), 4399-4981 (2015).</li>
<li>Keller, J. K., Wolf, A. A., Weisenhorn, P. B., Drake, B. G., Megonigal, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+CO2+affects+porewater+chemistry+in+a+brackish+marsh%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Elevated CO2 affects porewater chemistry in a brackish marsh.</a> Biogeochemistry. 96 (1), 101-117 (2009).</li>
<li>Comer-Warner, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seasonal+variability+of+sediment+controls+of+carbon+cycling+in+an+agricultural+stream%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Seasonal variability of sediment controls of carbon cycling in an agricultural stream.</a> Sci Total Environ. 688, 732-741 (2019).</li>
<li>U.S. Government Publishing Office. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Title+42+-+The+Public+Health+and+Wefare%5BTitle%5D)+AND+%22U.S.+Government+Publishing+Office%22%5BJournal%5D)">Title 42 - The Public Health and Wefare.</a> U.S. Government Publishing Office. , (2009).</li>
<li>Magen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+headspace+equilibration+method+for+measuring+dissolved+methane%5BTitle%5D)+AND+%22Limnol+Oceanography+Meth%22%5BJournal%5D)">A simple headspace equilibration method for measuring dissolved methane.</a> Limnol Oceanography Meth. 12 (9), 637-650 (2014).</li>
<li>Regmi, B. P., Agah, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+gas+chromatography%3A+An+overview+of+critical+components+and+their+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Micro gas chromatography: An overview of critical components and their integration.</a> Anal Chem. 90 (22), 13133-13150 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1/4 in. I.D. x 3/8 in. O.D. Heldere vinyl buis</td><td>Home Depot</td><td>SKU #&nbsp;702098</td><td>Gebruik om stopkranen en slangen aan te sluiten op het instrument. Twee korte stukken (~4 cm).</td></tr><tr><td>5/16 - 5/8 in. Roestvrijstalen slangklem</td><td>Everbilt</td><td>6260294</td><td>Gebruik om slangen te bevestigen die de stopkraankleppen en slangen verbinden met het instrument. </td></tr><tr><td>Scheurbestendige Teflon PFA semi-heldere buis voor chemicaliën, 5/32" ID, 1/4" OD</td><td>McMaster-Carr</td><td>51805K86</td><td>Gebruik om de injectiekamer te verbinden met de inlaat- en uitlaatpoorten van het instrument. We gebruikten twee slangen van 0,68 m lang in ons experiment.</td></tr><tr><td>Boor met titanium trapboor</td><td>Meerdere bedrijven</td><td></td><td>Gebruik om de gaten voor septum en stopkranen in het metalen deksel van de pot te boren.</td></tr><tr><td>Gay butyl septum (stop)</td><td>Weathon Microliter</td><td>20-0025-B</td><td>Gebruik als injectiepoort en als septum voor de fles (indien compatibel). </td></tr><tr><td>Headspace flesjes 20ml (23x75mm), Helder, Geribbelde Ronde Bodem</td><td>Restek</td><td>21162</td><td>Gebruik om de headspace-monster op te slaan. </td></tr><tr><td>Heavy Duty Steel Bond Epoxy GorillaWeld</td><td>Gorilla</td><td>4330101</td><td>Gebruik om stopkraankleppen en septum aan het metalen deksel van de pot te lijmen. </td></tr><tr><td>Hypodermische naalden</td><td>Air-Tite Products Co. </td><td>N221</td><td>Gebruik om water uit veldflesjes te extraheren, headspace-monster in de fles te injecteren en submonster in de injectiekamer te injecteren. </td></tr><tr><td>Mason pot (12 oz)</td><td>Ball, Kerr, Jarden</td><td></td><td>Grotere of kleinere kamervolumes kunnen worden gekozen, afhankelijk van de monsterconcentraties. </td></tr><tr><td>Optisch spectroscopie-gebaseerde gasanalysator&nbsp;&nbsp;</td><td>Meerdere bedrijven</td><td>Picarro G4301, Licor 7810, Licor 7820, ABB GLA131-GGA</td><td>Dit zijn enkele specifieke voorbeelden van analysers die aan de injectiekamer kunnen worden gekoppeld. We erkennen dat dit geen uitputtende lijst is en dat andere optische spectroscopie-analysatoren ook geschikt kunnen zijn voor de methode. &nbsp;</td></tr><tr><td>Stopkraanklep</td><td>DWK Life Sciences</td><td>420163-0001</td><td>Houd de kleppen open tijdens normaal gebruik. </td></tr><tr><td>Spuit (2,5 mL)</td><td>Air-Tite Products Co. </td><td>R2</td><td>Gebruik om submonsters uit de headspace-flesjes te extraheren en ze in de injectiekamer te injecteren voor analyse. </td></tr><tr><td>Spuit (30 mL)</td><td>Air-Tite Products Co. </td><td>R30HJ</td><td>Gebruik om headspace te creëren voor gasanalyse.</td></tr></tbody></table>

het meten van opgelost methaan in aquatische ecosystemen met behulp van een optische spectroscopiegasanalysator

Measuring Dissolved Methane in Aquatic Ecosystems Using An Optical Spectroscopy Gas Analyzer

Het meten van opgelost methaan in aquatische ecosystemen met behulp van een optische spectroscopiegasanalysator

Measuring greenhouse gas (GHG) fluxes and pools in ecosystems are becoming increasingly common in ecological studies due to their relevance to climate ...

measuring-dissolved-methane-aquatic-ecosystems-using-an-optical

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Accuraatheid en precisie van de technieken die worden gebruikt om methaanemissies van herkauwende dieren te meten, zijn van cruciaal belang voor het succes van inspanningen om broeikasgasemissies te verminderen. Dit manuscript beschrijft de principes en werking van een geautomatiseerd systeem om methaan- en kooldioxidemassastroom uit de adem van herkauwende dieren te bewaken.

Het gebruik van een Automated System (GreenFeed) naar Enterisch methaan en kooldioxide emissies van herkauwers Monitor

We hebben een nieuw volledig stroom monsternemingssysteem (FFS) ontworpen, ontwikkeld en geïmplementeerd voor de kwantificering van methaanemissies en broeikasgassen vanuit de gehele aardgasvoorzieningsketen.

Ontwerp en gebruik van een Full Flow Sampling System (FFS) voor de kwantificering van methaan emissies

De studie van methoden om op aanvraag waterstof te genereren voor brandstofcellen blijft in belang toenemen. Systemen om de evolutie van waterstof uit de reactie van chemicaliën met water te meten, kunnen echter ingewikkeld en duur zijn. Dit artikel beschrijft een eenvoudige, goedkope en robuuste methode om de evolutie van waterstofgas te meten.

Een eenvoudige, low-cost, en robuust systeem om het volume van Hydrogen Evolved door chemische reacties met waterige oplossingen Meet

Zoals de verplicht anaerobe organismen niet kunnen groeien bij zuurstof blootstelling, is het gebruik van anaerobe kweektechnieken onontbeerlijk. Hier tonen we een eenvoudige en effectieve methode om een gemengde cultuur te cultiveren die is afgeleid van een biogasinstallatie van media voorbereiding tot gas en vluchtige vetzuur kwantificering.

Middelgrote voorbereiding voor de teelt van micro-organismen onder strikt anaerobe/anoxische condities

Deze publicatie beschrijft het ontwerp van laboratoriumfotobioreactoren (PBR's) met aanpasbare lichtregimes. De groei van cyanobacteriën of microalgen, met bicarbonaat als koolstofbron, wordt continu bewaakt door de volumetrische zuurstofproductie te meten. Deze PBR's maken snelle, gerepliceerde laboratoriumgroeivergelijkingen mogelijk met weinig tussenkomst van de gebruiker tijdens experimenten.

Werking van laboratoriumfotobioreactoren met online groeimetingen en aanpasbare lichtregimes

Hier wordt een kosteneffectieve en transporteerbare methode /faciliteit gepresenteerd voor het meten van de primaire productiviteit van microbiële matten onder werkelijke in situ omgevingstemperatuur en lichtomstandigheden. De experimentele opstelling is gebaseerd op algemeen beschikbare materialen en kan onder verschillende omstandigheden worden gebruikt en biedt de voordelen van laboratoriummodellen.

Een goedkope methode voor het meten van de in situ primaire productiviteit van periphytongemeenschappen van lentische wateren

Een microdialyseprofiler wordt beschreven om opgeloste poriewateropgeloste stoffen over een oxisch-anoxische bodem-waterinterface in situ te bemonsteren met minimale verstoring. Dit apparaat is ontworpen om snelle veranderingen in concentratiediepteprofielen op te vangen die worden veroorzaakt door verstoringen op het grensvlak tussen bodem en water en daarbuiten.

Monstername van opgeloste opgeloste opgeloste stoffen over een oxisch-anoxische bodem-waterinterface met behulp van microdialyseprofilers

Luchtverontreiniging heeft invloed op de kwaliteit van leven van alle organismen. Hier beschrijven we het gebruik van microalgenbiotechnologie voor de behandeling van biogas (gelijktijdige verwijdering van kooldioxide en waterstofsulfide) en de productie van biomethaan door middel van semi-industriële open algenvijvers met hoge snelheid en de daaropvolgende analyse van behandelingsefficiëntie, pH, opgeloste zuurstof en microalgengroei.

Biogaszuivering door het gebruik van een microalgenbacterieel systeem in semi-industriële algenvijvers met hoge snelheid

Er wordt een protocol beschreven voor het voorbereiden van een eenvoudig modelecosysteem dat de methaan-zuurstof-tegengradiënt nabootst die wordt aangetroffen in de natuurlijke habitat van aërobe methaanoxiderende bacteriën, waardoor hun fysiologie in een ruimtelijk opgeloste context kan worden bestudeerd. Modificaties van gangbare biochemische assays voor gebruik met het op agarose gebaseerde modelecosysteem worden ook beschreven.

Op agarose gebaseerd modelecosysteem voor het kweken van methanotrofen in een methaan-zuurstof-tegengradiënt

Dit protocol presenteert een volledig geautomatiseerde workflow voor de extractie van geosmin en 2-methylisoborneol uit water en lipidenrijke visweefsels. De methode maakt het mogelijk om deze moleculen vroegtijdig op te sporen voordat ze geurdrempels bereiken. Er worden representatieve gegevens van een aquacultuuromgeving verstrekt.

Extractie en detectie van geosmin en 2-methylisoborneol in water en vis met behulp van soppenextractiesondes met hoge capaciteit en GC-MS

Het protocol detecteert belangrijke methaancyclusgenen in de wetlands aan de kust van Zuid-Texas en visualiseert hun ruimtelijke verdeling om het begrip van methaanregulatie en de milieueffecten ervan in deze dynamische ecosystemen te vergroten.

Visualisatie van methaan-cyclische microbiële dynamiek in wetlands aan de kust

Ontdek een kosteneffectieve methode om methaanconcentraties in watermonsters te meten met draagbare optische spectroscopiegasanalysatoren. Deze techniek biedt een praktisch alternatief voor gaschromatografie in veldstudies.

Het meten van opgelost methaan in aquatische ecosystemen met behulp van een optische spectroscopiegasanalysator

Meer video's verkennen