Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

הערכת משקעים Denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N2O רחוקים

Published: December 6, 2018 doi: 10.3791/58553
Automatic Translation
1, 2, 1,3
1Campus UAB, CREAF, 2Center for Advanced Studies of Blanes, (CEAB, CSIC), 3CSIC

Summary

שיטה זו הערכות משקעים denitrification בבתי ליבות משקע באמצעות אצטילן עיכוב טכניקה, microsensor המדידות של שהצטברו N2O. הפרוטוקול מתאר הליכים לאיסוף הליבות, כיול החיישנים, ביצוע עיכוב אצטילן, מדידת הצטברות2O N, וחישוב שיעור denitrification.

Abstract

Denitrification הוא תהליך biogeochemical ראשי הסרת חנקן תגובתי מסיימת. הערכה כמותית של תהליך זה הפך להיות רלוונטיים במיוחד לשם הערכת מחזור חנקן כללי אנתרופוגניים מהונדס, הפליטה של גזי חממה (קרי, N2O). מספר שיטות זמינות למדידת denitrification, אך אף אחד מהם משביעות רצון לחלוטין. בעיות עם שיטות קיימות כוללות את רגישותם לא מספיקות, והפרעתי בצורך לשנות את רמות המצע או לשנות את התצורה הפיזית של התהליך באמצעות דוגמאות. עבודה זו מתאר שיטה להערכת המחירים denitrification משקעים המשלבת גלעון אצטילן עיכוב, מדידות microsensor של שהצטברו N2O. היתרונות העיקריים של שיטה זו הפרעה נמוכה של מבנה המשקעים הינם האוסף של רישום רציף של הצטברות2O N; אלה מאפשרים הערכות של המחירים denitrification אמין עם ערכי מינימום עד 0.4-1 µmol N2O m-2 h-1. היכולת לטפל גורמים מרכזיים הוא יתרון נוסף להשגת תובנות ניסיוני. הפרוטוקול מתאר הליכים לאיסוף הליבות, כיול החיישנים, ביצוע עיכוב אצטילן, מדידת הצטברות2O N, וחישוב שיעור denitrification. השיטה מתאימה עבור הערכת denitrification המחירים בכל מערכת המים עם משקעים שההמצאה ליבות. אם ריכוז2O N מעל הגבול זיהוי של החיישן, ניתן להשמיט את הצעד עיכוב אצטילן כדי להעריך את פליטת2O N במקום denitrification. אנו מראים כיצד אומדן המחירים בפועל, פוטנציאל denitrification הן על ידי הגדלת זמינות חנקתי, כמו גם את התלות בטמפרטורה של התהליך. אנו ממחישים את ההליך באמצעות הר אגם משקעים, לדון את היתרונות והחסרונות של הטכניקה לעומת שיטות אחרות. בשיטה זו ניתן לשנות למטרות מסוימות; למשל, זה יכול להיות משולב עם 15N המשדרים כדי להעריך ניטריפיקציה, denitrification או שדה בחיי עיר מדידות של המחירים denitrification.

Introduction

שינוי אנתרופוגניים של מחזור החנקן הוא אחת הבעיות המאתגרים ביותר עבור מערכת הארץ1. פעילות אנושית לפחות הוכפל רמות לרשות הביוספרה2תגובתי חנקן. עם זאת, נותרו אי ודאות גדולה לגבי איך מחזור N העולמי מוערך. כמה הערכות השטף יש כבר לכמתו פחות מ ± 20% שגיאה, ולרבים מהם יש אי הוודאויות של ±50% וגדול יותר3. לבדיקה מציינים את הצורך אומדנים מדויקים של שיעורי denitrification על פני המערכות האקולוגיות ועל הבנה של המנגנון הבסיסי של וריאציה. Denitrification היא פעילות מיקרוביאלית שדרכו תחמוצות חנקני, בעיקר ניטראט, חנקיתי, מופחתים על גזים dinitrogen, N2O ו- N24. השביל הוא מאוד רלוונטי הזמינות הביוספרה של חנקן תגובתי כי הוא התהליך העיקרי של הסרת5. N2O הוא גז חממה עם פוטנציאל התחממות כדור הארץ כמעט 300 פעמים של CO2 מעל 100 שנים, והוא הגורם העיקרי הנוכחי של הידלדלות שכבת האוזון סטראטוספאריך בשל כמויות גדולות להיות הנפלט6,7.

בחלק זה, אנו מציגים פרוטוקול עבור הערכת משקעים denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N2O רחוקים השפעול (איור 1). המחירים denitrification מוערך באמצעות אצטילן עיכוב שיטה8,9 מדידות של ההצטברות של N2O במהלך פרק זמן מוגדר (איור 2 , איור 3). נדגים את השיטה על ידי החלתו על הר אגם משקעים. מקרה המחקר מדגיש את הביצועים של השיטה לגילוי המחירים נמוכה יחסית עם הפרעה מינימלית למבנה הפיזי של המשקעים.

Denitrification קשה במיוחד למדוד10. ישנן מספר גישות אלטרנטיביות, שיטות, כל אחת עם יתרונות וחסרונות. החסרונות לשיטות הזמינים כוללים את השימוש במשאבים יקרים, רגישות לא מספקת את הצורך לשנות את רמות המצע או לשנות את התצורה הפיזית של התהליך באמצעות דגימות מופרע10. אתגר מהותי ואפילו יותר כדי מדידה N2 הוא רמות מוגברות הרקע שלו הסביבה10. ההפחתה של N2O N2 מעוכבת על ידי אצטילן (C2H2)8,9. לפיכך, ניתן לכמת denitrification על ידי מדידת שהצטברו N2O בנוכחות C2H2, אשר הוא ריאלי עקב רמות2O N סביבתיים נמוכות.

השימוש C2H2 כדי למדוד denitrification בבתי משקעים פותחה מלפני 40 שנה בערך11, וסוכם על הקמת חיישנים2O N אירעה כ-10 שנים מאוחר יותר12. הגישה מבוססת-אצטילן יישומית נרחב ביותר היא "הליבה סטטי". שהצטברו N2O נמדד במהלך תקופת דגירה של עד 24 שעות לאחר2H C2 נוסף של קראוון של ה-core משקעים אטום10. השיטה המתוארת כאן בעקבות הליך זה עם כמה חידושים. אנו מוסיפים את2H C2 על ידי בעבוע הגז בשלב מים של הליבה במשך כמה דקות, נמלא את כל קראוון עם דגימת מים לפני מדידה ההצטברות של N2O עם microsensor. אנו כוללים גם מערכת מלהיב המונעת את ריבוד של המים ללא resuspending המשקע. ההליך מכמתת שיעור denitrification משקעים שטח (למשל, µmol N2O m-2 h-1).

וריאציית יכולות גבוהות של denitrification מציג קושי נוסף שלה כימות מדויק10. בדרך כלל, הצטברות2O N נמדד באופן רציף על ידי גז כרומטוגרפיה של דגימות קראוון שנאספו במהלך הדגירה. השיטה המתוארת מספק ניטור משופרות של וריאציית הטמפורלי של צבירת2O N, מכיוון microsensor מספקת אות רציף. Multimeter microsensor הוא מגבר דיגיטלי microsensor (picoammeter) ממשק עם sensor(s) ואת המחשב (איור 1). Multimeter מאפשר כמה רחוקים2O N לשמש בו זמנית. למשל, עד משקעים ארבע הליבות מתוך אותו אתר המחקר ניתן למדוד בו זמנית את חשבון עבור ההשתנות המרחבית.

הגישה הליבה מפריע בקושי את מבנה המשקעים לעומת שיטות אחרות (למשל, slurries). אם בשלמות המשקעים משתנה, זה מוביל המחירים denitrification ריאלית13 המהווים רק הולם להשוואות היחסי. שיעור גבוה יותר תמיד מתקבלים עם שיטות slurry לעומת שיטות הליבה14, מכיוון שהשני שומר על המגבלה של denitrification באמצעות דיפוזיה המצע15. אמצעים slurry יכולה להיחשב נציג בחיי עיר המחירים16; הם מספקים אמצעי היחסי השוואות את ההליך המדויק.

השיטה המתוארת מתאימה עבור הערכת denitrification המחירים בכל סוג המשקע זה יכול להיות מכוסה. אנו ממליצים במיוחד על השיטה עבור ביצוע מניפולציות ניסיוני של חלק מהגורמים נהיגה. דוגמאות לכך הן ניסויים המשנים חנקתי זמינות והטמפרטורה בהתאם לצורך הערכת אנרגיה ההפעלה (E) של denitrification17 (איור 2).

Figure 1
איור 1 : הגדרת הניסוי. הגדרת הניסוי () כללי כדי להעריך משקעים denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N2O רחוקים. תא הדגירה מבטיחה החושך ותנאי טמפרטורה מבוקרת (±0.3 ° C). ניתן לעבד חמש אבנים משקעים ללא פגע בו זמנית באמצעות שלהם חיישנים2O N בהתאמה. (b) N2O חיישן כיול קאמרית. שינינו אותה עם stoppers גומי, מזרקים לערבב N2O מים (ראה פרוטוקול שלב 3.4.3). יש מד חום כדי לשלוט על טמפרטורת המים. (ג) תקריב של דגימה משקעים בעזרת החיישן מוכנס לתוך החור המרכזי של השער PVC והמפרקים אטום עם דבק. מערבב תולה במים, ואת האלקטרומגנט קרוב קבוע בחלקו החיצוני של הצינור אקרילי. עצה (d) תקריב של microsensor2O N מוגן על ידי חתיכת מתכת. (e) גרעין משקע זה פשוט אבדו. זה היה לטעום מן סירה באגם עמוק; ברכבת התחתית אקרילי עם הליבה עדיין קבוע corer19כוח המשיכה הותאם ל- messenger. ראה את הטבלה של חומרים עבור כל הפריטים הדרושים לביצוע בשיטה זו. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנה

הערה: להתחיל זה יום לפני המידות נלקחים.

  1. להרכיב את הכיוונון מדידה (איור 1, ראה את הטבלה של חומרים).
    הערה: כדי להבטיח ספק כוח קבוע ואיכותי, המדידה מחובר לשקע האחיזה באמצעות פסק (UPS) יכול לשמש גם גיבוי. במקרה של הפסקת חשמל ארוכה משך, למצבר לשמש מקור כוח נוסף.
  2. התוכנה של החיישן ומתחילים חלים על-0.8 V מתח כדי polarize את N2O רחוקים. האות מראה ירידה מהירה ועלייה עוקבות, אז זה סוף סוף מקטין עד שזה נמוך ויציב.
    הערה: היצרן microsensor ממליצה קיטוב לפחות ללילה (או יותר) כדי להבטיח את היציבות של האות של החיישן. המלצה נוספת היא לשמור את החיישן מקוטב אם מדידות מתוכננות מרובות או ימים רצופים18.
  3. לעבור על דגירה קאמרית, להתאים את תנאי הניסוי (למשל, האור, שנבחרו ואת הטמפרטורה להגדיר להיות דומה לזה צפוי בתחום). המקום מיכל עם מים יונים בתוך החדר כך מים זמינה מאוחר יותר בטמפרטורה מדידה לצורך כיול של החיישן.
    הערה: שלב זה ניתן לעשות באותו היום את המידות המתוכנן, לפני היציאה כדי לאסוף את הליבות. עבור מידות סטנדרטיות, מומלץ להשתמש בתנאי כהה.
  4. לארוז ליבת שדה אוסף חומרים: התקן corer, דגימה צינורות stoppers גומי, ברזים פוליוויניל כלוריד (PVC), מברג, יחידת המערכת (GPS) המיקום הגלובלית, מד טמפרטורה, סאונדר כף יד, שלדגים, סירות מתנפחות (ראה את טבלה של חומרים). השתמש רשימת פעולות לביצוע כדי להבטיח כי כל החומרים הינם כלולים.

2. משקעים ליבת אוסף

  1. בהתאם עומק המים, בצע 2.1.1 או 2.1.2.
    1. לגופים במים עמוקים
      1. השתמש הכבידה הותאם ל- messenger corer19 סירה או פלטפורמה (איור 1e).
      2. לתקן את הצינור דגימה (אקריליק, ø 6.35 ס"מ, אורך ≥ 50 ס מ) corer בעזרת מברג.
      3. בחר נקודת דגימה על-פי מטרות החקירה. שימו המיקום (למשל, באמצעות קואורדינטות GPS) ואת עומק המדידה (למשל, באמצעות סאונדר כף יד). אם הדגימה מסירה, השתמש עוגן (למשל, שקית עם אבנים) כדי להימנע נסחף במהלך איסוף הליבה.
      4. לפרוס את המערכת הקידוח עד הצינור הדגימה הוא ~ 1 מ' מהמשקע. להשתמש בחבל עם סימני קבוע (למשל, במרווחים של 1 מ') כדי לשלוט על עומק המיקום של ציוד דגימה.
      5. לייצב את הציוד דגימה עבור 60 s (למשל, כדי למזער את תנועת הסירה). פעולה זו תבטיח את המשקע הנכון חדירה והשחזור של גרעין משקעים בקושי מופרע.
      6. שחרור ~ 1 מ' עוד חבל כך הצינור דגימה חודר המשקע. שימו לב אם הצינור דגימה חודר יותר מדי, זה יכול להפריע הממשק מים/משקעים.
      7. שחרר את השליח בעת ניסיון לשמור מתח החבל כך corer נשארת קבועה, בצורה מאונכת. כאשר השליח משפיע על corer, ניתן לחוש הבדל קטן במתח של החבל. באותו הזמן, סגור את corer ליצירת הוואקום המאפשר שחזור של גרעין משקעים.
      8. לשחזר את corer על ידי משיכת החבל ללא הרף ובעדינות.
      9. ברגע הליבה היא קרוב לפני השטח, אך עדיין לגמרי מתחת למים (כולל החלק גומי corer המבטיחה את הואקום), מקום פקק גומי בתחתית הצינורית הדגימה. בדוק את ממשק מים/משקעים; זה צריך להיות ברור והפרעתי לא בעליל (איור 1e). אם זה לא המקרה, למחוק את הליבה לנקות את הצינור, חזור על שלבים 2.1.1.4-9.
      10. לרומם את כל המערכת הקידוח מהמים. לשחרר ברכבת התחתית הדגימה corer ומניחים כיסוי PVC על החלק העליון. . נסיים את זה עם דבק למנוע היווצרות של המרחב האווירי.
    2. עבור בתי גידול littoral וגופים במים רדודים
      1. בשמלה שלדגים לדיגום במים רדודים מאוד (< 0.6 מטר).
      2. השתמש שנורקלינג או צלילה ציוד לדיגום עמוק (עד 3 מ').
      3. בחר נקודת דגימה על-פי מטרות החקירה. שימו המיקום (למשל, קואורדינטות GPS). הוספה ידנית, הצינור דגימה (למשל, אקריליק, ø 6.35 ס מ) לתוך המשקע.
      4. מקום פקק גומי החלק העליון של הצינור הדגימה כדי לקבל ואקום.
      5. להסיר את ליבת מהמשקע, שהתעוררה עוד פקק גומי בתחתית צינור.
        הערה: יש צורך לעבוד עם הצינור מתחת למים בכל עת; באתרים רדודים מאוד, אנו ממליצים על קיצור הצינור עד 20 ס מ. לפעמים המשקע יש תוכן מים גבוהה והוא מנקז כאשר הצינור מוסר מן המיטה משקעים. במקרה זה, יש צורך להציג את הפקק התחתון ללא מרוממת את ליבת מחוץ המשקע. כדי לעשות זאת, באופן ידני לטבול את הפקק ב המשקע סביב הצינור ומקם אותו בקפידה כדי לסגור את החלק התחתון של הצינור.
      6. מתוך המים, תחליף את פקק הגומי העליון עם כיסוי PVC, לאטום לצומת עם דבק.
  2. להגן על הליבה במהלך שלה העברה למעבדה באמצעות מזעור סבבים ורעדתי.

3. כיול של רחוקים תחמוצת החנקן (N2O)

  1. באמצעות המחשב (תרשים הסטריפ, חיישן תוכנה), לבדוק כי האות של החיישן הוא יציב, נמוך (< 20 mV).
  2. צור קובץ חדש (למשל, את התאריך ואת האתר דגימה (130903_Redon_Lake)) כדי להקליט את ערכי כיול ואת אותות חיישן.
    הערה: אותות חיישן רגישות טמפרטורה (איור 4). השתמש באותה טמפרטורה את המידות ואת הכיול חיישן. החיישן מגיב באופן ליניארי בין2O N 0% - 2.5%20. לכן, כיול לשתי נקודות הוא מספיק18.
  3. לקבלת הכיול ערך עם אפס תחמוצת החנקן, קרא האות חיישן לשמור את הטיפ חיישן submersed N2O ללא מים (יונים).
  4. כיילו במים2O N-הריכוז הרצויה.
    הערה: להכין מים עם מוגדר N ריכוז2O, אשר יעלה במקצת את הריכוז המרבי הצפוי בתקופת הדגירה. אנו משתמשים ~ 25 מיקרומטר N2O כערך כיול. להיות מודע להחלטתו הריכוז טווח חיישן מרבי של 500 מיקרומטר2O N.
    1. להשיג N2O-רווי מים מבעבעים N2O במים יונים לכמה דקות.
      הערה:, המסיסות במים2O N, תלוי של טמפרטורה, מליחות21; עיין בטבלה בנספח חיישן ידני18.
    2. למהול2N O רווי המים על-ידי הוספת נפח מסוים של מים2O N רווי נפח של מים יונים. לדוגמה, ב- 20 ° C, להוסיף mL 0.3 רווי מים2O N, שבו יש ריכוז של 28.7 מ מ N2O, כולל של 375 מ ל מים 22.9 N מיקרומטר בריכוז2O. הערה זו 375 מ"ל הוא הנפח הכולל של תא כיול (איור 1b).
    3. לאחר ערבוב בעדינות את N2O רווי מים עם מים יונים כלי כיול לדלל אותו לריכוז הרצוי, לקרוא את האות חיישן כאשר הוא קבוע. הקריאה הזו הוא ערך כיול במים2O X µM N. בעת ערבוב את הפתרון, להיזהר לא לייצר בועות, כפי זה לסלק את N2O מהפתרון כיול.
      הערה: להיות מודעים כי N2O במים ימלט לאט באוויר; לפיכך, הפתרון כיול מוכן יכול לשמש רק לכמה דקות.

4. ליבה הכנה וניגוד אצטילן

  1. שינוי בשער PVC ממוקם בחלק העליון של כל ליבה משקעים על ידי כיסוי נוסף עם חור במרכז, פגים תלייה. לאטום מחדש הצומת עם דבק.
  2. לצמצם את השלב המים של כל דגימה גובה משוער של 12 ס מ (≈ נפח 380 מ"ל). לשם כך, תחילה הכנס צינור סיליקון בתוך החור המרכזי. לאחר מכן, הכניסו את ליבת משקעים גליל ודחף את הפקק התחתון כדי ליצור לחץ. פקק של דוגמאות לעלות, ומעביר את עודפי המים דרך הצינורית. לאסוף את המים לכלי הנמען.
    הערה: דגימות עם צפיפות גסה יכול להיות בעייתי במהלך שלב זה. חלקיקי המשקעים להציב בין בולם את הצינור יכול לעוות את הפקק ופתח חור באוויר אילו בועות יכול לעבור ולנער את הדגימה. כדי להימנע מבעיה זו, לשים את הצילינדר במרכז הפקק התחתון ולנסות לדחוף עם כוח קבוע. המפרק בין צינור סיליקון שימשו לפינוי עודפי המים והיא מכסה PVC מורכבת מוכנס צינור סיליקון חלק מוצק (למשל, טיפ פיפטה 5 מ"ל ללא סוף הצרה ביותר שלו).
  3. ביצוע עיכוב אצטילן מאת מבעבעים עם גז אצטילן השלב מים של הגרעין של 10 דקות. להימנע resuspending המשקע.
    הערה: כמו שינוי אפשרי של השיטה, להוסיף מצע (חנקת) דרך תווך נוזלי מרוכז לפני מבעבעים אצטילן למדידות פוטנציאליים denitrification (למשל, כמו איור 3ב, ג).

5. denitrification (מידה הצטברות של2O N)

  1. למלא את כל החלל אוויר במדגם עם שאריות המים הקודם. למקם את החיישן בתוך ליבת משקעים דרך החור המרכזי של כיסוי PVC לסיפון. צריך להיות ממוקם בקצה של החיישן מים בשלב מעל קדירות (איור 1c).
    הערה: כל המפרקים של הצינור דגימה אקריליק חייבות להיות חתומות כדי למנוע דליפות גז ומים במהלך המדידה (איור 1a, c). בחלק התחתון של הצינור, פקק הגומי מספיקה בשביל זה. איטום החלק העליון קשה יותר. השער PVC לכווננו. זה חייב להיות מחומם עם פנס; לאחר מכן, כאשר החומר הופך להיות גמיש אך לא שרוף, השער ממוקם בצינור כך שאפשר לעצב את צורתו. אחרי קירור העטיפה צריך עוד שינויים (למעט מכסה המשמש להעברת הדגימות למעבדה בשלבים 2.1.1.10 או 2.1.2.6). עליך ניתן לקדוח את החור המרכזי שבו מוכנס החיישן. מערבב יכולים להתקיים עם חוט דיג, אשר בתורו היא דבקה עם דבק הפנימי של המכסה כך מערבב תלוי את החכה למים (איור 1c). כמו כן, כל המפרקים (צינור כיסוי PVC ו PVC כיסוי חיישן) חתומות עם דבק. במקום דבק אלסטי כדי להתאים את הקוטר של החיישן על מנת לאטום את המשטח ליצירת קשר בין החור המרכזי של כיסוי PVC החיישן (איור 1c).
  2. לעבור על המעגל פעימה אלקטרומגנטית היא חלק ממערכת מלהיב.
    הערה: מערכת מלהיב מונע השיכוב של שלב מים ללא מפריע (resuspending) המשקע. מערכת מלהיב מורכב המעגל החשמלי מתגי הדלקה וכיבוי אלקטרומגנט זה מושך/מהדורות פגים (ראה את הטבלה של חומרים תיאור מפורט).
  3. הזז את האלקטרומגנט סביב החלק החיצוני של הצינור אקריליק עד קדירות יזוז ברציפות ולאחר מכן לתקן אותה במקום באמצעות סרט דביק (איור 1c).
  4. סגור את התא הדגירה כדי להבטיח טמפרטורה (למשל, וריאציה של ±0.3 ° C).
  5. לחץ על לחצן הרשומה (חיישן תוכנה) כדי להתחיל להקליט את האות חיישן. המדידות נרשמות בדרך כלל כל 5 דקות.
  6. לחץ על לחצן עצור בסופה של תקופת המדידה.

6. סופית מדידה צעדים

  1. חכה לפחות ~ 10 דקות עם הקצה של החיישן שקוע במים חינם-N2O (יונים) לפני קריאת האות אפס N2O כיול המידה.
  2. לבצע כיול חיישן הסופי. בשביל זה, חזור על כיול חיישן, בעקבות סעיף 3 אבל החל שלב 3.3.
  3. שמור את הקובץ (חיישן תוכנה).

7. בחישובי שיעור denitrification

  1. התחל עם קובץ הפלט ייערכו שנוצרו על-ידי התוכנה חיישן המכילה את הרשומה של החיישן אות ב mV מיקרומטר N2O ואני את נתוני הכיול.
  2. להתוות את האות חיישן נגד הזמן כדי להמחיש את N2O הצטברות המגמה (למשל, איור 2).
  3. השתמש רק של טווח הזמן עם הצטברות ליניארי, למעט התקופה להתאקלמות הראשונית של המדגם ורוויה הסופי אפשרי עקב הגבלה המצע (למשל, איור 2b). ליצור מודל לינארי של האות חיישן (מיקרומטר) לאורך זמן (h).
    הערה: השיפוע הוא הקצב denitrification (מיקרומטר N2O ליבה-1 h-1), אשר, אם לחלק את האזור של הגרעין (πr2), הופך הקצב במיקרומטר N2O m-2 h-1, וכאשר מוכפל מים נפח (πr2h, כאשר h הוא הגובה של השלב מים ו- r הוא רדיוס פנימי של הצינור אקרילי, במקרה זה 0.12 m ו 0.03175 m, בהתאמה) הופכת קצב µmol N2O ז-2 h-1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

סך של המחירים denitrification 468 הוערך באמצעות הפרוטוקול מעל במשקעים אגמי הרים פירנאי על התקופה 2013-2014. אנו מראים כמה תוצאות אלה כדי להדגים את הפרוצדורה (איור 2 , איור 3). באופן כללי, המודל הוא ליניארי בין ריכוז2O N זמן יש קורלציה טובה (R2 ≥ 0.9). השיפוע של קשר הגומלין מספקת הערכה של שער denitrification (שלב 7.3; למשל, איור 2d). אם הפעילות denitrification הוא נמוך מאוד, רעש חשמלי של החיישן הופך חשוב יותר, מטיב ההתאמה מסרב (למשל, חיישנים 4 ו- 5 איור 2b ו להבין 3a). למרות מגבלת זיהוי בסיסית של N2O היא ~0.1 מיקרומטר מים22, אשר ביניים ערך בדבר שיטות אלטרנטיביות23, האפשרות של צבירת אלפי מדידות רציפה כדי לסנן את הרעש היתרים הערכות במחירים denitrification נמוך יחסית, עד ~ 1 µmol N2O m-2 h-1 (איור 2 , איור 3). להוריד את המחירים (קרי, ~0.4 µmol N2O m-2 h-1) יכול להיות מוערך על-ידי צמצום השלב מים של המדגם הליבה לגובה של 8 ס מ (ראה פרוטוקול שלב 4.2).

Figure 2
איור 2 : Denitrification בחישובי שיעור בניסוי התלות בטמפרטורה. בפועל ( ו- b) denitrification פוטנציאליים מדידות (fc–) מוצגים. כאשר הטמפרטורה של המדידה הוא ירד (c), ברחוב הראשון המדגם מתקררת האות חיישן, אשר תלויה בטמפרטורה, מסרב. () A אירוע דומה מתרחשת עם תחילת הדגירה במדידה בפועל denitrification; הסביבה מעבדה חם יותר לגבי התנאים הדגירה מייצרת מצנן המדגם, בליווי שוב ירידה האות חיישן. (e) כאשר הטמפרטורה הוא גדל, בהתחלה הדגימות לחמם האות חיישן גדל באופן אקספוננציאלי במקום באופן ליניארי. הדגימות יגיעו טמפרטורת חום קבועה, האות חיישן מגדילה באופן ליניארי כרגיל. בכל המקרים, זה אפשרי לחשב את המחירים denitrification רק על ידי שימוש תקופת צבירת2O N ליניארי (b, dו- f). (b) לא פעיל מדגם 3 אינה מוצגת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 : דוגמאות denitrification קצב חישובים. בפועל () ושיעורי פוטנציאליים (b ו- c) denitrification הוערך. שאנחנו משתמשים. רק של טווח הזמן עם הצטברות לינארית2O N כדי לחשב את קצב denitrification (שיפוע של מודל לינארי). עם זאת, ב (), למטרות חינוכיות, אנו מראים כל המדידות (מודלים) עם יותר ופחות הצלחה; לנו להתעלם דגימה 3 עקב חוסר היציבות גבוהה של חיישן, לדוגמה 2 עקב הרוויה הצטברות2O N. דוגמאות () 4 ו-5 עם המחירים של 0.5, 0.7 µmol N2O m-2 h-1, בהתאמה, הם מקרים של מדידות ליד הגבול זיהוי של השיטה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

היתרונות העיקריים של השיטה המתוארת הם השימוש של משקעים מינימלית מופרע דוגמאות הקלטה רציפה של הצטברות2O N. אלה מאפשרים הערכה של תעריפים denitrification נמוך יחסית סביר דומה אלה המתרחשים בחיי עיר. למרות זאת, נדונים היבטים מסוימים הנוגעים את גלעון, חיישן על הביצועים ועל פוטנציאל שיפורים.

שלב נראה פשוט אבל קריטי של השיטה הוא שחזור טוב ליבה. הממשק משקעים/מים חייב לספק את שלושת הקריטריונים: (i) ללא כל שינוי בהרכב שלה כימי או המרכיבים אותה, (ii) אין שינוי התוכן המים או יחס void, ו pertubation (iii) לא מבנה24. במהומות פחות שספגה את הדגימה במהלך פרוטוקול שלם יותר מציאותי, קרוב יותר בחיי עיר תנאים רצון להיות denitrification נמדד הקצב. קיימות מספר טכניקות/התקנים עבור אוסף הליבה25משקעים, הבחירה שלהם תלוי עומק המים. אנו משתמשים corer הכבידה הותאם ל- messenger19 לדוגמאות עמוק (איור 1e) כי הוא מכשיר קל משקל סביר והוא יכול לשחזר במהירות ליבות קצר25 (הליבה משקע של ≥ 10 ס מ אורך זה יותר ממספיק כדי להקיף oxic, denitrifying הרבדים משקעים26,27,28). גלעון בז'רגון, "מרגיש" הוא המכונה לעתים קרובות היכולת לדעת את המיקום של corer (אם הוא עדיין בתוך עמודת המים או כבר ב המשקע), בין אם זה פתוח או סגור25. עבור עומקי המים ביניים (5-50 מ'), בדרך כלל ישנם קשיים לא ברגש. אובדן תחושה מתרחשת במים עמוקים יותר (> 50 מ') כי התנועות של עמודת המים עשוי להסוות את המיקום של corer25. התחושה גם עלול ללכת לאיבוד בתוך מים רדודים (< 3 מ') עקב סחיפה רוחבי, גל פעולה25; זו הסיבה מדוע אנו משתמשים בשיטה שונה במים רדודים, manual ישירה גלעון על ידי צלילה או חבישה ב שלדגים. במערכת זו, האדם שמבצע את הדגימה ניתן לראות את המשקע ולבחור את המקום המדויק לפני גלעון; הדבר מאפשר, למשל, הדוגמאות של גרעין משקעים המכיל של macrophyte. לאחר דגימה, החוקר חייב להמשיך לעבוד בזהירות להפריע מינימלית של דוגמאות הליבה במהלך שאר הפרוטוקול, במיוחד בעת ביצוע עיכוב אצטילן מאת מבעבעים.

יש לקחת בחשבון כמה פרטים בעת שימוש רחוקים2O N. התוכנה חיישן מספקת פריט חזותי רציפה (תרשים הסטריפ) של האות (רקע תדירות של 1000 הרץ) חיישן29. ניתן לשמור נתונים גולמיים אלה, התרשים סטריפ (למשל, איור 2). יש צורך לבדוק את הפעולה הנכונה של החיישן אחרי שלה קיטוב (למשל, בעת החזרת מאוסף שדה לפני שלב 4). בפרט, נמוך (< 20 mV) אות בסיס קבוע צפויה כאשר זה שקוע במים2חינם-O N. לכייל מחדש את החיישן זמן קצר (~ 2 h) לאחר תחילת השימוש בו; אם זה כבר היה בשימוש במשך כמה ימים, ניתן להרחיב את מרווח הזמן (~ 24 h)18. כדי למזער את recalibrations, שמור את החיישן מקוטב. אלא אם כן הוא לא משמש עבור ימים מספר18. לאורך זמן, שינוי האות חיישן עלולה להתרחש, עד 50% בתוך חודשים, אשר עקב חדירות שונות של הממברנה שלו18. נמוך יותר ההפרעות אלקטרונית במעבדה, הקבוע יותר יציבה יהיה האות חיישן. במובן זה, באמצעות UPS משפר את האיכות של אנרגיה חשמלית המגיע המכשיר המדידה על-ידי סינון של תנודות מתח. מרווח הדגימה, נבחרת הכרטיסיה לוגר, שונה התדרים ברקע. כל נקודה רשום מופק הממוצע של מדידות רבות. מרווח הדגימה (עד 10 s) מציין את התדירות שבה נרשם נקודת נתונים. מספר המדידות ליחידה בו השתמשו בממוצע מוגדרת באמצעות תדר רקע29. למשל, אם נקים את תדר הדגימה של 5 s, תדירות רקע מדידות 500 לשניה, אז הנתונים נקודות הם הקליטו כל 5 s לבין ממוצע הדגימות 500 לשניה הנמדדים במהלך 5 הקודם s. אנחנו להקליט את האות חיישן כל 5 דקות (מרווח הדגימה) ולהגדיר את התדרים ברקע 1000 מדידות בשניה. מערכת המחקר חייב לדעת כדי לבחור את מרווח הדגימה הנכונה מבלי "בממוצע" תנודות הצפוי. במערכות פעיל ביותר, מומלץ מרווחי דגימה קצרה, בעוד מרווחי מאפשרים ייעול הזיכרון של המחשב29. כמה חומרים מפריעות אפשרי (H2S, לא, ו CO2) יכול להשפיע על האות של החיישן2O N22. החיישן מכויל עם מים יונים, אך הדגימות ניתן להכיל חומרים מפריעות ולשנות אות הייחוס של החיישן. מצב זה יכול להסביר מדוע ערכים שליליים מופיעים בדגימות 2 ו-5 2b איור , איור 3a, בהתאמה. עם זאת, כאשר המטרה היא להעריך את קצב denitrification, הרמה המדויקת של N2O אינה הפרמטר מפתח. מה זה מפתח הוא השיפוע של מודל ליניארי (evidencing הצטברות ליניארי של N2O). בסופו של דבר, זה הכרחי לעבוד עם טמפרטורה קבועה כי התגובה של החיישן2O N משנה עם טמפרטורה (איור 4).

פשוט ת שינויים או תוספות בפרוטוקול מאפשרים גם (i) אפיון לתנאי הסביבה שליטה המחירים denitrification נמדד, (ii) אומדן שיעור denitrification פוטנציאליים באמצעות הדמיית התגובה נהיגה מעבר צבע (למשל, חנקתי), (iii) אומדן שיעור פליטת משקעים N2O תוך דילוג על עיכוב2 2H C בהתאם מטרות המחקר, מספר מדידות משלימות יכול להתבצע: (i) רק לאחר שהתאושש הליבה בחיי עיר תנאים, למשל, טמפרטורה; (ii) לפני המדידה, דגימות של מים שלב, למשל, [אין3–]; וכן (iii) לאחר המדידה, נחושת באקסטרוזיה ופרוסות גרעין רזולוציות שונות (מ מס מ)25,30, ביצוע הפרוצדורות מוסבר. פ ט Schwing et al. 30.

כדי למדוד את המחירים denitrification פוטנציאליים, להוסיף חנקה המים-השלב של הגרעין (למשל, איור 2 , איור 3) כפי שמתואר ג Palacin-Lizarbe, Camarero ל', ג' קטלאנית17. אם כך להוסיף את חנקת לפני C2H2 עיכוב (שלב 4.3). כמו כן, אם חנקתי נוסף, מומלץ להוסיף גם פחמן (C; למשל, אצטט), זרחן (P) כדי לשמור על בחיי עיר stoichiometric הפרופורציות של C, N ו- P (למשל, במשטח המשקע). זה ימנע את המגבלה של denitrification על ידי אלה אלמנטים31,32, ישמור גם על היחס C/N יכול להשפיע על הדומיננטיות של תהליך צריכת ניטראט (קרי, denitrification לעומת ועד אמוניום (DNRA) הפחתת חנקת dissimilatory)4. אנוקסיה ניתן לתקן באמצעות מבעבעים תערובת2 N -CO2לכמה דקות לאחר התוספת חנקתי, כדי למנוע הפרעה חמצן denitrification; עם זאת, שים לב כי זה מוביל סתימה של ניטריפיקציה. כדי לחשב את המשקע N2O פליטה המחירים, להשמיט עיכוב2 (שלב 4.3) H2C. עם זאת, זכרו, ככל זה ידוע כיום המערכת האקולוגית הימית, פליטת2O N נמוכים באופן יחסי בהשוואה ל- N2 פליטות (0% - 4.3%)33, אז זה אפשרי כי שהצטברו N2O יהיה מתחת המגבלה זיהוי. אם זה המקרה, אופציה היא להוסיף חנקה להגדיל את הנפלט N2O, חישוב פליטת2O N פוטנציאליים.

החולשה העיקרית של השיטה הוא עיכוב של ניטריפיקציה מאת C2H210,34. במהלך הדגירה, עיכוב זה של ניטריפיקציה עיכוב לא שלם של הפחתת2O N עלולות להפוך לכאורה, שתיהן הן תלויות זמן מאוד. למשל, הקצב ההתחלתי של הצטברות2O N חייב לחשוף את קצב denitrification אמיתי, ריקבון בהדרגה כמו זמינות חנקתי טיפות ו N2O מפזרת לתוך האזור החופשי חנקתי, איפה מופחתת35. לכן, שיעור מוערך denitrification יכול להיחשב תקפים רק אם הממצאים מראים הצטברות ליניארי של2O N10.

השיטה המתוארת הערכות מחיר denitrification אזור המשלב את הפעילות כולה משקע. במובן זה, יש קצת חוסר ודאות לגבי רדיוס הפעולה של עיכוב אצטילן כאשר בעבוע הגז בשלב מימית של המדגם. ההנחה היא כי, לפחות, עיכוב של השכבה surficial של המשקע מתרחשת, אשר הוא אחד עם הגבוה denitrification המחירים26,27.

שיפורים אפשריים בשיטה זו הם שלה להשתמש בשילוב עם 15N המשדרים והשינויים העלולה לאפשר את המדידה של denitrification בתוך באתרו. 15 שיטות מעקב N יכול לשמש כדי לקבוע את הפרופורציה של ניטריפיקציה-denitrification זיווגים המתרחשים דגימות36, זה גם יכול להסביר על תהליכים השטף N אחרים חוץ denitrification (לדוגמה, אנמוקס ו dissimilatory 13,הפחתת חנקת אמוניום (DNRA) כדי)37. עם זאת, שיטות אלה יש החיסרון של שינוי ה-ריכוז המצע10. א ברנט ד דה ובירה, Stief עמ' 26 להשתמש בשיטה שילוב רחוקים2O N C2H2 עיכוב, המשדרים 15N כדי לנתח פעילות אנכי חלוקת הפחתה dissimilatory חנקתי תהליכים (denitrification ו- DNRA) במשקעים. הם עשו פרופילים אנכי ב המשקע בחדירה המשקע עם החיישנים. הקושי העיקרי מדידה denitrification בחיי עיר היא היכולת להתמודד עם סביבה בטמפרטורה nonconstant. זה הכרחי להקליט את הצטברות2O N ואת הטמפרטורה בו זמנית ולתקן האות של החיישן2O N על ידי התלות טמפרטורה במהלך החישובים קצב denitrification. תיקון זה דורש ניתוח קודמות של התלות בטמפרטורה של האות2O N עבור כל חיישן. החיישנים הם בעבודת יד, כל אחד מגיב באופן שונה טמפרטורה (למשל, חיישן 1 מציג מבנין טמפרטורה גבוהה יותר מהאחרים איור 2c, e).

Figure 4
איור 4 : טמפרטורה התלות של התגובה microsensor של2O N. המדרונות שונים של המודל הליניארי של חיישן האות לעומת , הטמפרטורה של כל ריכוז O N2מציג את השפעת טמפרטורה בסימן של החיישן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

הממשלה הספרדית סיפק כספים באמצעות Educación דה Ministerio כמו מלגת predoctoral C.P-ל' (FPU12-00644), מענקי מחקר של y Ministerio דה Economia Competitividad: NitroPir (CGL2010-19737), יפורסם (CGL2013-45348-P), העברה ( CGL2016-80124-C2-1-P). הפרויקט REPLIM (INRE - תוכנית INTERREG. EUUN - האיחוד האירופי. EFA056/15) נתמך הכתיבה הסופי של הפרוטוקול.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Messenger-adapted gravity corer - - Reference in the manuscript. Made by Glew, J.
Sampling tube - - Acrylic. Dimensions: 100 cm (h) × 6.35 cm (d) × 6.50 cm (D). Sharpen the edge of the sampling tube that penetrates into the sediment to minimize the disturbance in the recovered sediment core sample.
Handheld sounder Plastimo 38074 Echotest II Depth Sounder.
Rubber stopper VWR DENE1012114 With two holes, used to mix the N2O-water in the calibration chamber. Dimensions: 20 mm (h) × 14 mm (d) × 18 mm (D) (3 mm hole (D)).
Rubber stopper VWR 217-0125 To seal the bottom part of the methacrylate tube and to sample in shallow water bodies. Dimensions: 45 mm (h) × 56 mm (d) × 65 mm (D).
Rubber stopper VWR 217-0126 Place the rubber stopper in the top side of the sampling tube to obtain a vacuum for sampling in littoral zones and shallow water bodies. Dimensions: 50 mm (h) x 60 mm (d) x 70 mm (D).
PVC cover - - To seal the top side part of the acrylic tube. Dimensions: 45 mm (h) × 56 mm (d) × 65 mm (D). Dimensions: 65 mm (D).
Adhesive tape - - Waterproof. To ensure all joints (PVC cover sampling tube and PVC cover sensor) and to avoid water leaks.
Thermometer - - Portable and waterproof, to measure the temperature in the water overlying the sediment just after sampling the cores.
GPS - - To save the location of a new sampling site or to arrive at a previous site.
Wader - - For littoral or shallow site samplings.
Boat - - An inflatable boat is the best option for its lightness if the sampling site is not accessible by car.
Rope - - Rope with marks showing its length (e.g., marked with a color code to distinguish each meter).
N2O gas bottle and pressure reducer Abelló Linde 32768-100 Gas bottle reference.
C2H2 gas bottle and pressure reducer Abelló Linde 32468-100 Gas bottle reference.
Tube used to evacuate the excess of water - - Consists of a solid part (e.g., a 5 ml pipette tip without its narrowest end) inserted in a silicone tube.
Nitrous Oxide Minisensor w/ Cap Unisense N2O-R We use 4 sensors at a time.
Microsensor multimeter 4 Ch. 4 pA channels Unisense Multimeter Picoammeter logged to a laptop. The standard device allows for 2 sensor picoammeter connections (e.g., N2O sensor), one pH/mV and a thermometer. We ordered a device with four picoammeter connections, allowing the use of 4 N2O sensors simultaneously.
SensorTrace Basic 3.0 Windows software Unisense Sensor data acquisition software.
Calibration Chamber incl. pump Unisense CAL300 Calibration chamber. We tuned it with rubber stoppers and syringes to mix the N2O-water without making bubbles.
Incubation chamber Ibercex E-600-BV Indispensable equipment for working at a constant temperature (±0.3 °C). It also allows control of the photoperiod.
Electric stirrer - - Part of the stirring system. It hangs in the water, overlying the sediment subject, by a fishing line that is hooked to the PVC cover.
Electromagnet - - Part of the stirring system. It is fixed to the outside of the acrylic tube, approximately at the same level as the stirrer. It is activated episodically (ca. 1 on-off per s) by a circuit, attracting the stirrer when it is on and releasing it when it is off, thereby generating the movement that agitates the water.
Electromagnetic pulse circuit - - Part of the stirring system. It is connected by wires to the electromagnet and sends pulses of current that turn the electromagnet on and off.
Uninterruptible power supply (UPS) - - It improves the quality of the electrical energy that reaches the measurement device, filtering the highs and low of the voltage, thereby ensuring a more constant and stable N2O sensor signal.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rockstrom, J., et al. A safe operating space for humanity. Nature. 461 (7263), 472-475 (2009).
  2. Erisman, J. W., Galloway, J., Seitzinger, S., Bleeker, A., Butterbach-Bahl, K. Reactive nitrogen in the environment and its effect on climate change. Current Opinion in Environmental Sustainability. 3 (5), 281-290 (2011).
  3. Gruber, N., Galloway, J. N. An Earth-system perspective of the global nitrogen cycle. Nature. 451 (7176), 293-296 (2008).
  4. Tiedje, J. M. Ch. 4. Ecology of denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium. Environmental Microbiology of Anaerobes. Vol. 717. Zehnder, A. J. B. , John Wiley and Sons. 179-244 (1988).
  5. Seitzinger, S., et al. Denitrification across landscapes and waterscapes: A synthesis. Ecological Applications. 16 (6), 2064-2090 (2006).
  6. Contribution of Working Group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. , Cambridge University Press. (2013).
  7. Ravishankara, A. R., Daniel, J. S., Portmann, R. W. Nitrous Oxide (N2O): The Dominant Ozone-Depleting Substance Emitted in the 21st Century. Science. 326 (5949), 123-125 (2009).
  8. Balderston, W. L., Sherr, B., Payne, W. Blockage by acetylene of nitrous oxide reduction in Pseudomonas perfectomarinus. Applied and Environmental Microbiology. 31 (4), 504-508 (1976).
  9. Yoshinari, T., Knowles, R. Acetylene inhibition of nitrous-oxide reduction by denitrifying bacteria. Biochemical and Biophysical Research Communications. 69 (3), 705-710 (1976).
  10. Groffman, P. M., et al. Methods for measuring denitrification: Diverse approaches to a difficult problem. Ecological Applications. 16 (6), 2091-2122 (2006).
  11. Sorensen, J. Denitrification rates in a marine sediment as measured by the acetylene inhibition technique. Applied and Environmental Microbiology. 36 (1), 139-143 (1978).
  12. Revsbech, N. P., Nielsen, L. P., Christensen, P. B., Sorensen, J. Combined oxygen and nitrous-oxide microsensor for denitrification studies. Applied and Environmental Microbiology. 54 (9), 2245-2249 (1988).
  13. Jorgensen, K. S. Annual pattern of denitrification and nitrate ammonification in estuarine sediment. Applied and Environmental Microbiology. 55 (7), 1841-1847 (1989).
  14. Laverman, A. M., Van Cappellen, P., van Rotterdam-Los, D., Pallud, C., Abell, J. Potential rates and pathways of microbial nitrate reduction in coastal sediments. FEMS Microbiology Ecology. 58 (2), 179-192 (2006).
  15. Ambus, P. Control of denitrification enzyme-activity in a streamside soil. FEMS Microbiology Ecology. 102 (3-4), 225-234 (1993).
  16. Christensen, P. B., Rysgaard, S., Sloth, N. P., Dalsgaard, T., Schwærter, S. Sediment mineralization, nutrient fluxes, denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium in an estuarine fjord with sea cage trout farms. Aquatic Microbial Ecology. 21 (1), 73-84 (2000).
  17. Palacin-Lizarbe, C., Camarero, L., Catalan, J. Denitrification Temperature Dependence in Remote, Cold, and N-Poor Lake Sediments. Water Resources Research. 54 (2), 1161-1173 (2018).
  18. Nitrous Oxide sensor user manual. , UNISENSE A/S. (2011).
  19. Glew, J. Miniature gravity corer for recovering short sediment cores. Journal of Paleolimnology. 5 (3), 285-287 (1991).
  20. Andersen, K., Kjaer, T., Revsbech, N. P. An oxygen insensitive microsensor for nitrous oxide. Sensors and Actuators B-Chemical. 81 (1), 42-48 (2001).
  21. Weiss, R. F., Price, B. A. Nitrous oxide solubility in water and seawater. Marine Chemistry. 8 (4), 347-359 (1980).
  22. Nitrous Oxide Microsensors Specifications. , UNISENSE A/S. (2018).
  23. Koike, I. Ch. 18. Measurement of sediment denitrification using 15-N tracer method. Denitrification in Soil and Sediment 10.1007/978-1-4757-9969-9 F.E.M.S. Symposium Series. Revsbech, N. P., Sørensen, J. , Springer US. 291-300 (1990).
  24. Hvorslev, M. J. Subsurface Exploration and Sampling of Soils for Civil Engineering Purposes. , American Society of Civil Engineers, Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, U.S. Army. 521 (1949).
  25. Glew, J. R., Smol, J. P., Last, W. M. Ch. 5. Sediment Core Collection and Extrusion. Tracking Environmental Change Using Lake Sediments: Basin Analysis, Coring, and Chronological Techniques. Last, W. M., Smol, J. P. 1, Springer. Netherlands. 73-105 (2001).
  26. Behrendt, A., de Beer, D., Stief, P. Vertical activity distribution of dissimilatory nitrate reduction in coastal marine sediments. Biogeosciences. 10 (11), 7509-7523 (2013).
  27. Laverman, A. M., Meile, C., Van Cappellen, P., Wieringa, E. B. A. Vertical distribution of denitrification in an estuarine sediment: Integrating sediment flowthrough reactor experiments and microprofiling via reactive transport modeling. Applied and Environmental Microbiology. 73 (1), 40-47 (2007).
  28. Melton, E. D., Stief, P., Behrens, S., Kappler, A., Schmidt, C. High spatial resolution of distribution and interconnections between Fe- and N-redox processes in profundal lake sediments. Environmental Microbiology. 16 (10), 3287-3303 (2014).
  29. SensorTrace BASIC 3.0 user manual. , UNISENSE A/S. (2010).
  30. Schwing, P. T., et al. Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod. Journal of visualized experiments. (114), 54363 (2016).
  31. Bernhardt, E. S. Ecology. Cleaner lakes are dirtier lakes. Science. 342 (6155), 205-206 (2013).
  32. Finlay, J. C., Small, G. E., Sterner, R. W. Human influences on nitrogen removal in lakes. Science. 342 (6155), 247-250 (2013).
  33. Seitzinger, S. P. Denitrification in fresh-water and coastal marine ecosystems- ecological and geochemical significance. Limnology and Oceanography. 33 (4), 702-724 (1988).
  34. Seitzinger, S. P., Nielsen, L. P., Caffrey, J., Christensen, P. B. Denitrification measurements in aquatic sediments - a comparison of 3 methods. Biogeochemistry. 23 (3), 147-167 (1993).
  35. Christensen, P. B., Nielsen, L. P., Revsbech, N. P., Sorensen, J. Microzonation of denitrification activity in stream sediments as studied with a combined oxygen and nitrous-oxide microsensor. Applied and Environmental Microbiology. 55 (5), 1234-1241 (1989).
  36. Peter, N. L. Denitrification in sediment determined from nitrogen isotope pairing. FEMS Microbiology Ecology. 9 (4), 357-361 (1992).
  37. Risgaard-Petersen, N., Nielsen, L. P., Rysgaard, S., Dalsgaard, T., Meyer, R. L. Application of the isotope pairing technique in sediments where anammox and denitrification coexist. Limnology and Oceanography-Methods. 1, 63-73 (2003).

Tags

מדעי הסביבה גיליון 142 דילדול לימנולוגיה לכימיה ימית כימיה מים חנקן תחמוצת החנקן voltammetry עיכוב אצטילן טמפרטורה
הערכת משקעים Denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N<sub>2</sub>O רחוקים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Palacin-Lizarbe, C., Camarero, L.,… More

Palacin-Lizarbe, C., Camarero, L., Catalan, J. Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors. J. Vis. Exp. (142), e58553, doi:10.3791/58553 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter