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Análise de Carbono e Nitrogênio de Amostras Ambientais

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Carbon and Nitrogen Analysis of Environmental Samples

1.11: Determination Of NO_x in Automobile Exhaust Using UV-VIS Spectroscopy

1.15: Analysis of Earthworm Populations in Soil

29,341 Views

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10:41 min

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April 30, 2023

Overview

Fonte: Laboratórios de Margaret Workman e Kimberly Frye – Universidade Depaul

Análise Elementar é um método usado para determinar a composição elementar de um material. Em amostras ambientais, como solos, os cientistas estão particularmente interessados nas quantidades de dois elementos ecologicamente importantes, nitrogênio e carbono. A análise elementar pela técnica de combustão de flash funciona oxidando a amostra com um catalisador através da combustão em uma câmara de alta temperatura. Os produtos de combustão são então reduzidos a N₂ e CO₂ e detectados com um detector de condutividade térmica.

Ao contrário de outros métodos para determinação total de nitrogênio (método Kjeldahl) e determinação total de carbono (métodos Walkley-Black, Heanes ou Leco), a técnica de combustão flash não usa produtos químicos tóxicos e, portanto, é muito mais segura de usar.

Este vídeo demonstrará a análise elementar baseada em combustão usando o instrumento Flash EA 1112 da Thermo Fisher Scientific.

Principles

As amostras de solo são colocadas em um disco de estanho e deixadas no reator de oxidação através de um autosampler onde é queimado em um ambiente de oxigênio superior a 900 °C na presença de um catalisador de oxidação. O carbono na amostra é convertido em dióxido de carbono e o nitrogênio é convertido em gás nitrogênio e alguns óxidos de nitrogênio.

C + O₂ → CO₂
4 N + x O₂ → N₂ + 2 NO_x

O gás hélio carrega esses produtos em um segundo tubo de reação cheio de cobre que reduz os óxidos de nitrogênio ao gás nitrogênio e remove o excesso de oxigênio. Este é o 680 °C.

NO_x + → N₂ + CuO
O₂ + → CuO

O fluxo de gás então flui através de um filtro cheio de perclorato de magnésio para remover qualquer vapor de água antes que o fluxo atinja a coluna de cromatógrafo a gás.

O N₂ sairá da coluna de cromatografia a gás primeiro por volta dos 110 s, e então o CO₂ sairá por volta dos 190. Utilizando uma curva padrão criada usando ácido aspartíaco, pode-se determinar o %N e %C na amostra do solo.

Procedure

1. Preparação de Amostras de Solo

Amostras de solo seco a 60 °C por 48 h.
Passe o solo através de uma peneira de 2 mm x 2 mm.
Coloque aproximadamente 5 g do solo no moedor de moinho de bola e triture por 2 min. É importante obter uma amostra homogênea, pois o tamanho da sua amostra será muito pequeno.
Coloque o solo moído em um recipiente pequeno e guarde em um desiccador até estar pronto para uso.

2. Configuração dos parâmetros do instrumento

Ligue o instrumento Flash EA 1112 na parte de trás, invertendo o interruptor.
Ligue o computador.
Clique duas vezes no ícone “Ansioso 300” para iniciar o programa de software que executa o instrumento.
Clique duas vezes no ícone “NC Soils” para abrir o método que executa a configuração do instrumento para solos.
Aqueça o instrumento abrindo os parâmetros do “Analisador Elemental” e clicando no botão “Enviar”. Os parâmetros devem ser os seguintes (Ver Figuras 1-3):
a. Temperaturas: Esquerda = 900 °C, Direita = 680 °C, Forno = 50 °C
b. Fluxo de gás: Transportador = 130 mL/min, Oxigênio = 250 mL/min, Referência = 100 mL/min
c. Tempo de execução do ciclo = 360 s
d. Atraso amostral = 12 s
e. Extremidade da injeção de oxigênio = 5 s
f. Detector = Filamento Ligado
Crie uma tabela de amostra clicando em “Editar tabela de amostra” e, em seguida, “Preencher a tabela da amostra”. Altere o nome do arquivo para a data de hoje. Insira o número de amostras que você planeja executar, incluindo os padrões e espaços em branco. Em seguida, clique em “Substituir” para substituir a última tabela de amostra que foi criada com a sua nova tabela de amostra.

3. Criando uma Curva Padrão

Usando fórceps, remova um disco de estanho da embalagem e molde-o em uma forma de copo usando o dispositivo especial de vedação. Evite tocar o disco de lata com os dedos para evitar a transferência de óleos da ponta dos dedos. (Ver Números 4-5)
Usando fórceps, coloque o disco de estanho no microequilípmo e zero o equilíbrio.
Usando fórceps, remova o disco de estanho do microequilíptico e usando uma microspatula, coloque aproximadamente 1 mg de ácido aspartíco padrão no disco de estanho.
Pesar o disco de estanho com o padrão de ácido aspartílico no microequilíptico. Digite esse peso na tabela de dados no software Eager 300 no computador.
Sele o disco de lata com as fórceps para que nenhum dos padrões de ácido aspartílico vaze dele. Coloque o pacote de lata no autosampler. (Ver Figura 6)
Repetir as etapas 3.1 – 3.5, utilizando aproximadamente 5 mg de padrão ácido aspartíaco.
Repetir as etapas 3.1 – 3.5, utilizando aproximadamente 7,5 mg de padrão ácido aspáltico.
Repetir as etapas 3.1 – 3.5, utilizando aproximadamente 10 mg de padrão ácido aspáltico.

4. Carregando o Autosampler com amostras de solo

Usando fórceps, remova um disco de estanho da embalagem e molde-o em uma forma de copo usando o dispositivo de vedação. Você não deve tocar a lata com os dedos para evitar a transferência de óleos da ponta dos dedos.
Usando fórceps, coloque o disco de estanho no microequilípmo e zero o equilíbrio.
Remova o disco de estanho do microequilípmo e coloque aproximadamente 50 mg do solo homogeneizado no disco de lata usando uma microspatula.
Pesar o disco de lata com amostra de solo no microequilíramismo. Digite esse peso na tabela de dados no software Eager 300 no computador.
Sele o disco de estanho usando as fórceps para que o solo seja contido. Transfira o pacote de lata para a bandeja do autosampler.
Repita os passos 4.1 – 4.5 para todas as suas amostras. Recomenda-se executar ensaios triplicados de cada amostra. Um experimento triplicado é considerado uma boa regra de ouro para descartar erros experimentais.

5. Execução das Amostras

Quando as temperaturas apropriadas tiverem sido atingidas no instrumento, a luz verde “Temperatura Pronta” acenderá. Na parte inferior da tela do computador, ele também dirá “Pronto para análise”.
Antes de iniciar sua execução de amostra, clique em “Arquivo” e “Método de salvar” para salvar os dados que você acabou de inserir. Recomenda-se que você salve o método com seu sobrenome e a data.
Para começar a corrida, clique no arqueiro verde e empurre “Iniciar agora”.
Levará aproximadamente 6 minutos por amostra para ser executado.
Depois que a execução estiver concluída, você pode ver os resultados clicando em “Recálculo” e depois em “Resumir resultados”.

Figura 1. Tela de configuração dos parâmetros Flash EA 1112 1.

Figura 2. Tela de configuração dos parâmetros Flash EA 1112 2.

Figura 3. Tela de configuração dos parâmetros Flash EA 1112 3.

Figura 4. Removendo um disco de lata com fórceps.

Figura 5. O disco de estanho moldado em forma de copo usando o dispositivo de vedação.

Figura 6. O pacote de lata que está sendo colocado no autosampler.

Analisar as quantidades de carbono e nitrogênio em amostras ambientais – um processo conhecido como “análise elementar” – fornece uma visão importante sobre as propriedades ecológicas do meio ambiente.

Carbono e nitrogênio são dois dos elementos mais importantes para a vida. O carbono é a base de compostos orgânicos que formam a base de todos os seres vivos, e é particularmente útil como medida para moléculas como carboidratos, a principal fonte de energia para organismos. Por outro lado, o nitrogênio é encontrado em moléculas como nucleicos e aminoácidos. Estes servem, respectivamente, como material genético e como blocos de construção das proteínas utilizadas pelos organismos para estrutura e função.

Como essas diferentes classes de moléculas orgânicas têm diferentes papéis biológicos, os organismos as exigem em diferentes quantidades. Por exemplo, microrganismos no solo normalmente requerem fontes de alimento com uma razão C:N de 24:1. Como diferentes resíduos vegetais possuem diferentes proporções de C:N que variam de 13:1, como a alfafa, a 57:1, como no milho, eles serão decompostos por micróbios em diferentes taxas e em diferentes graus, por sua vez, afetando como os nutrientes são devolvidos ao solo.

Este vídeo introduzirá os princípios da análise da composição elementar de carbono e nitrogênio; um protocolo para a realização de análise elementar em amostras de solo; e, finalmente, algumas aplicações deste método de análise para pesquisa ambiental.

A análise elementar pode ser realizada de várias maneiras, como o uso de reações químicas específicas, muitas vezes envolvendo ácidos fortes, resultando em produtos característicos que podem ser detectados. Uma grande melhoria na metodologia de análise elementar foi o desenvolvimento da técnica de combustão flash, que removeu a necessidade de uso de produtos químicos perigosos, muito simplificado e acelerado o processo, e permitiu a automação.

A base da análise elementar baseada em combustão flash é oxidar a amostra em uma “câmara de oxidação”, queimando-a na presença de oxigênio a altas temperaturas de cerca de 1.000 °C na presença de um catalisador, que acelera a reação. Isso converte o carbono na amostra em gás dióxido de carbono, e o nitrogênio em óxido de nitrogênio e gases de nitrogênio. Um “gás transportador” inerte, como o hélio, é então usado para transportar esses produtos de combustão para uma “câmara de redução” com enchimento de cobre, onde os óxidos de nitrogênio são ainda mais convertidos em gás nitrogênio. O vapor de água em excesso é removido da mistura de gás por filtragem com um dessecante como o perclorato de magnésio.

Os produtos de combustão flash podem então ser separados por cromatografia gasosa, durante a qual as moléculas de gás passam por tubos, chamadas de coluna, contendo um revestimento fino de líquido ou polímero. Os gases dissolvem-se e vaporizam repetidamente a partir deste substrato à medida que passam pela coluna, a taxas que dependem de quão fortemente as moléculas interagem com o substrato e o gás portador. Uma espécie que passa mais tempo dissolvida no substrato viajará mais lentamente pela coluna, permitindo assim que os gases sejam diferenciados.

Uma vez que eles saem da coluna, os gases podem ser identificados, por exemplo, detectando o quão bem eles conduzem o calor, uma propriedade conhecida como condutividade térmica. Ao traçar o tempo que cada gás leva para viajar através da bobina, os cientistas obtêm um “cromatógrafo” com picos que representam cada gás. Calculando as quantidades detectadas de dióxido de carbono e gases de nitrogênio usando a área sob os respectivos picos, a razão C:N na amostra original pode então ser deduzida.

Agora que você entende os princípios da análise elementar de carbono e nitrogênio usando o método de combustão flash, vamos passar por um protocolo para realizar isso usando um analisador elementar automatizado.

Para preparar as amostras do solo para análise, primeiro, seque as amostras em um forno de 60 °C por 48 h. Em seguida, passe o solo seco através de uma peneira de 2 x 2 mm, e descarte qualquer partícula de solo que não passe. Em seguida, use um moedor de moinho de esferas para moer aproximadamente 5 g do solo por 2 minutos para fazer um pó homogêneo. Coloque o solo moído em um recipiente pequeno, como um frasco de polietileno, e armazene-o em um dessecador até estar pronto para uso.

Defina os parâmetros de análise no analisador elementar de acordo com as instruções do fabricante. Estes incluem as temperaturas do forno de oxidação, o forno de redução, e o forno de cromatografia gasosa, a taxa de fluxo do gás transportador, a taxa de injeção de oxigênio, a taxa de fluxo do gás de referência, o tempo de execução do ciclo, o atraso entre a queda da amostra e a injeção de oxigênio na câmara de oxidação, e a duração da injeção de oxigênio.

Para determinar quantitativamente a composição da amostra, uma curva padrão é criada pela primeira vez usando diferentes quantidades de um composto de composição conhecida, como o ácido aspartic.

Para isso, primeiro use fórceps para remover um disco de amostra de lata de uma embalagem e moldá-lo em uma forma de copo usando o dispositivo de vedação especializado. Evite tocar o disco de lata com os dedos, pois isso pode levar à transferência de óleos para o disco.

Agora, coloque o copo de lata em um microequilípmo, e coloque a massa de tare. Remova o copo de lata e use uma microspatula para colocar aproximadamente 1 mg do padrão de ácido aspartc no copo. Pese a xícara e grave a massa. Em seguida, sele o copo de lata e coloque-o no autosampler, que entregará automaticamente cada amostra na câmara de reação.

Repita as etapas acima para várias quantidades do padrão. Em seguida, coloque todos os padrões no autosampler.

Dispense e pese as amostras de solo em copos de lata de forma semelhante aos padrões, utilizando aproximadamente 50 mg de cada amostra de solo homogeneizado. Prepare cada amostra em triplicado.

Uma vez que todas as amostras são colocadas no autosampler, e as temperaturas apropriadas foram atingidas no instrumento, defina as medidas para serem executadas. O software de instrumento produzirá um cromatograma para cada padrão e amostra.

Dependendo dos parâmetros utilizados, o pico para gás nitrogênio deve ser de cerca de 110 s no cromatógrafo, enquanto o pico de dióxido de carbono é detectado em torno de 190 s. Curvas padrão são geradas com ácido aspartíaco, que tem uma razão carbono-nitrogênio de 4 a 1. Com esse conhecimento, juntamente com a concentração de cada padrão, a área sob cada pico pode ser usada para calcular a quantidade de nitrogênio e carbono em cada amostra.

Com base na massa da amostra original, o percentual de nitrogênio e percentual de carbono de cada amostra pode ser calculado. Nesta demonstração, a razão C:N desta amostra de solo foi encontrada aproximadamente 13:1, inferior à razão de 14,25:1 geralmente encontrada para o solo sob florestas abertas e indicativo de madeiras dominadas pelas invasivas árvores de espinheiro europeu.

A análise de teor de carbono e nitrogênio pode ser aplicada a uma variedade de amostras ambientais, além do solo, e tem amplas aplicações em pesquisas ambientais.

Neste exemplo, pesquisadores coletaram amostras de água de vários habitats marinhos, como recifes de corais. Para entender a disponibilidade de nutrientes orgânicos para comunidades microbianas marinhas, foram medidos vários parâmetros químicos, incluindo análise elemental de carbono e nitrogênio. Os níveis de carbono orgânico dissolvido foram diretamente medidos a partir da amostra de água, enquanto a matéria orgânica particulada foi filtrada da água e analisada.

A análise elementar também pode ser usada para monitorar a perda de nutrientes no escoamento da irrigação de paisagens urbanas e gramados, que podem poluir o abastecimento de água. Aqui, os cientistas montam planos de teste para simular paisagens urbanas e entender melhor esse processo. Uma variedade de testes químicos foram utilizados para analisar nutrientes específicos, como nitratos e amônia no escoamento coletado, e a análise elementar baseada em combustão foi utilizada para medir os níveis de carbono orgânico e nitrogênio dissolvidos.

Finalmente, a análise da razão C:N nas carcaças de herbívoros revelou uma ligação interessante entre o risco de predação e a taxa de decomposição no solo. Neste estudo, os gafanhotos foram criados com ou sem o risco de predação por aranhas. Carcaças desses gafanhotos foram então permitidas a se decompor em parcelas de solo, e detritos vegetais foram posteriormente adicionados ao solo para decomposição.

A análise elementar mostrou um pouco maior a proporção de C:N em gafanhotos criados com risco de predação, mas isso, por sua vez, levou a uma diminuição significativa da taxa de decomposição no solo em que o gafanhoto estressado foi decomposto, apontando para dinâmicas complexas inesperadas no ciclismo de nutrientes ecossistêmica.

Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre análise de carbono e nitrogênio de amostras ambientais. Você deve agora entender os princípios por trás deste método de análise; como realizá-lo usando um analisador elementar de combustão flash; e algumas de suas aplicações em ciência ambiental. Como sempre, obrigado por assistir!

Results

Um cromatógrafo para cada amostra é produzido mostrando a quantidade de nitrogênio e carbono na amostra(Figura 7).

As áreas sob a curva em cada um dos picos da amostra cromatograma são comparadas com as curvas padrão (Figuras 8 e 9), e a quantidade de nitrogênio e carbono na amostra é calculada. Com base no peso da amostra original, calcula-se o %N e %C(Figura 10).

Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7. Cromograma mostrando picos de nitrogênio e carbono.

Figura 8. Curva padrão de ensaio para nitrogênio.

Figura 9. Curva padrão de ensaio para carbono.

Figura 10. Cálculo de %N e %C, com base no peso da amostra original.

Applications and Summary

A relação Carbono-Nitrogênio (C:N) no solo é uma razão da massa de carbono com a massa de nitrogênio na amostra do solo. A proporção C:N do solo e qualquer coisa colocada no solo (como a cobertura de resíduos de cultura) pode afetar a decomposição de resíduos de culturas e o ciclismo de nutrientes. Os microrganismos do solo têm uma razão C:N de aproximadamente 8:1. Para manter essa proporção, eles devem adquirir seu carbono e nitrogênio do meio ambiente. No entanto, uma vez que parte do carbono que os microrganismos adquirem devem ser usados como fonte de energia, além do que precisa para a manutenção do corpo, os microrganismos requerem uma razão C:N de aproximadamente 24:1. Se o lixo de folha ou a cobertura do solo com uma razão C:N superior a 24:1 for colocada no solo (por exemplo,o milho com uma razão C:N de 57:1), os microrganismos serão obrigados a usar nitrogênio do solo para decompor o material do lixo. Isso resulta em um déficit de nitrogênio no solo. Se o lixo da folha ou a cobertura do solo com uma razão C:N inferior a 24:1 for colocada no solo (por exemplo,feno de alfafa com uma razão C:N de 13:1), haverá algum nitrogênio restante após a decomposição do material do lixo, que será liberado no solo como nutrientes.

A análise elementar não só pode ser usada para determinar a razão C:N das amostras do solo, mas também pode ser usada para determinar a razão C:N em materiais vegetais, como folhas de árvores e resíduos de cultura. Essas informações são importantes para os agricultores, a fim de ajudá-los a decidir que tipo de cobertura de cultura usar. A razão C:N do resíduo da cultura adicionada para cobrir o solo influencia a rapidez com que o resíduo se decompõe. Isso tem implicações para saber se o solo está protegido ou não pelo tempo desejado.

Transcript

Analyzing the amounts of the carbon and nitrogen in environmental samples – a process known as “elemental analysis” – provides important insight into the ecological properties of the environment.

Carbon and nitrogen are two of the most important elements for life. Carbon is the foundation of organic compounds that form the basis of all living things, and is particularly useful as a measure for molecules such as carbohydrates, the primary energy source for organisms. On the other hand, nitrogen is found in molecules such as nucleic and amino acids. These serve, respectively, as genetic material and as the building blocks of the proteins used by organisms for structure and function.

Because these different classes of organic molecules have different biological roles, organisms require them at different amounts. For example, microorganisms in soil typically require food sources with a C:N ratio of 24:1. Because different plant residues have different C:N ratios that range from 13:1, such as alfalfa, to 57:1, as in corn, they will be decomposed by microbes at different rates and to different extents, in turn affecting how nutrients are returned to the soil.

This video will introduce the principles of analyzing carbon and nitrogen elemental composition; a protocol for performing elemental analysis on soil samples; and finally, some applications of this analysis method to environmental research.

Elemental analysis can be performed in a number of ways, such as the use of specific chemical reactions, often involving strong acids, resulting in characteristic products that can be detected. A major improvement in elemental analysis methodology was the development of the flash combustion technique, which removed the need for using dangerous chemicals, greatly simplified and sped up the process, and allowed for automation.

The basis of flash combustion-based elemental analysis is to oxidize the sample in an “oxidation chamber”, by burning it in the presence of oxygen at high temperatures of around 1,000 °C in the presence of a catalyst, which speed up the reaction. This converts the carbon in the sample into carbon dioxide gas, and the nitrogen into nitrogen oxide and nitrogen gases. An inert “carrier gas” such as helium is then used to transport these combustion products to a “reduction chamber” with copper filling, where the nitrogen oxides are further converted into nitrogen gas. Excess water vapor is removed from the gas mixture by filtration with a desiccant such as magnesium perchlorate.

The flash combustion products can then be separated by gas chromatography, during which the gas molecules pass through tubing, called a column, containing a thin coating of liquid or polymer. The gases repeatedly dissolve and vaporize from this substrate as they pass through the column, at rates that are dependent on how strongly the molecules interact with the substrate and the carrier gas. A species that spends more time dissolved in the substrate will travel more slowly through the column, thus allowing the gases to be differentiated.

Once they exit the column, the gases can be identified by, for example, detecting how well they conduct heat, a property known as thermal conductivity. By plotting the time it takes each gas to travel through the coil, scientists obtain a “chromatogram” with peaks that represent each gas. By calculating the detected amounts of carbon dioxide and nitrogen gases using the area under the respective peaks, the C:N ratio in the original sample can then be deduced.

Now that you understand the principles of carbon and nitrogen elemental analysis using the flash combustion method, let’s go through a protocol for performing this using an automated elemental analyzer.

To prepare the soil samples for analysis, first, dry the samples in a 60 °C oven for 48 h. Then, pass the dried soil through a 2 x 2-mm sieve, and discard any soil particle that doesn’t pass through. Next, use a ball mill grinder to grind approximately 5 g of the soil for 2 min to make a homogeneous powder. Put the milled soil into a small container such as a polyethylene vial, and store it in a desiccator until ready to use.

Set the analysis parameters on the elemental analyzer according to manufacturer’s instructions. These include the temperatures of the oxidation furnace, the reduction furnace, and the gas chromatography oven, the flow rate of the carrier gas, the oxygen injection rate, the flow rate of the reference gas, the cycle run time, the delay between sample drop and oxygen injection into the oxidation chamber, and the duration of oxygen injection.

In order to quantitatively determine the composition of the sample, a standard curve is first created using different amounts of a compound of known composition, such as aspartic acid.

To do this, first use forceps to remove a tin sample-holding disc from a pack and mold it into a cup shape using the specialized sealing device. Avoid touching the tin disc with your fingers, as that could lead to the transfer of oils onto the disc.

Now, place the tin cup on a microbalance, and set the tare mass. Remove the tin cup, then use a microspatula to place approximately 1 mg of the aspartic acid standard into the cup. Weigh the cup and record the mass. Then, seal the tin cup, and place it into the autosampler, which will automatically deliver each sample into the reaction chamber.

Repeat the above steps for several amounts of the standard. Then, place all standards into the autosampler.

Dispense and weigh the soil samples in tin cups similarly as the standards, using approximately 50 mg of each homogenized soil sample. Prepare each sample in triplicate.

Once all samples are placed into the autosampler, and the appropriate temperatures have been reached in the instrument, set the measurements to run. The instrument software will produce a chromatogram for each standard and sample.

Depending on the parameters used, the peak for nitrogen gas should be at about 110 s on the chromatogram, while the carbon dioxide peak is detected at around 190 s. Standard curves are generated with aspartic acid, which has a carbon to nitrogen ratio of 4 to 1. With this knowledge, along with the concentration of each standard, the area under each peak can be used to calculate the amount of nitrogen and carbon in each sample.

Based on the mass of the original sample, the percent-nitrogen and percent-carbon of each sample can be calculated. In this demonstration, the C:N ratio of this soil sample was found to be approximately 13:1, lower than the ratio of 14.25:1 usually found for soil under open woodlands and indicative of woods dominated by the invasive European buckthorn trees.

Carbon and nitrogen content analysis can be applied to a variety of environmental samples in addition to soil, and has wide applications in environmental research.

In this example, researchers collected water samples from various marine habitats, such as coral reefs. To understand the availability of organic nutrients to marine microbial communities, various chemical parameters were measured, including carbon and nitrogen elemental analysis. Levels of dissolved organic carbon were directly measured from the water sample, while particulate organic matter was filtered from the water and analyzed.

Elemental analysis can also be used to monitor nutrient loss in runoff from the irrigation of urban landscapes and lawns, which can pollute water supplies. Here, scientists set up test plots to simulate urban landscapes and better understand this process. A variety of chemical tests were used to analyze specific nutrients such as nitrates and ammonia in the collected runoff, and combustion-based elemental analysis was used to measure the levels of dissolved organic carbon and nitrogen.

Finally, analyzing the C:N ratio in herbivore carcasses revealed an interesting link between predation risk and the decomposition rate in soil. In this study, grasshoppers were reared with or without the risk of predation by spiders. Carcasses of these grasshoppers were then allowed to decompose in plots of soil, and plant detritus were later added to the soil for decomposition.

Elemental analysis showed slightly increased C:N ratio in grasshoppers reared with predation risk, but this in turn led to significantly decreased rate of decomposition in soil in which the stressed grasshopper was decomposed, pointing to unexpected complex dynamics in ecosystem nutrient cycling.

You’ve just watched JoVE’s video on carbon and nitrogen analysis of environmental samples. You should now understand the principles behind this method of analysis; how to perform it using a flash combustion elemental analyzer; and some of its applications in environmental science. As always, thanks for watching!

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