Waiting
Login processing...

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

Environment

Çekirdek ve N2O Microsensors kullanarak tahmin tortu denitrifikasyon oranları

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

Bu yöntem tortu birikmiş N2O. asetilen inhibisyon tekniği ve microsensor ölçümleri kullanarak tortu çekirdek denitrifikasyon oranlarında tahmin ediyor. Protokol sensörler, asetilen inhibisyon performans ayarlama çekirdek, toplamak için yordamlar açıklanır N2O birikimi ölçme ve denitrifikasyon oranı hesaplanırken.

Abstract

Denitrifikasyon reaktif azot biyosfer kaldırma birincil biyojeokimyasal işlemidir. Bu işlem kantitatif değerlendirilmesi değişmiş antropojenik küresel azot döngüsü ve emisyon sera gazlarının (Yani, N2O) değerlendirmek için özellikle ilgili haline gelmiştir. Birkaç yöntem denitrifikasyon ölçmek için kullanılabilir, ancak hiçbiri tamamen tatmin edici değil. Varolan yöntemleri ile ilgili sorunlar onların yetersiz duyarlılığı içerir ve substrat düzeylerini değiştirebilirsiniz veya işlemin kullandığı fiziksel yapılandırmasını değiştirmek gerek örnekleri rahatsız. Bu eser asitleme birleştirir tortu denitrifikasyon oranları, asetilen inhibisyonu ve birikmiş N2O. microsensor ölçümleri tahmin etmek için bir yöntem açıklanır Bu yöntem en önemli avantajları düşük bir karışıklık tortu yapısının ve N2O birikimi sürekli kaydını topluluğu vardır; Bunlar güvenilir denitrifikasyon oranları ile 0,4-1 en düşük değerleri tahminleri etkinleştirmek µmol N2O m-2 s-1. Önemli faktörler işleme yeteneği deneysel anlayışlar elde etmek için ek bir avantaj olduğunu. Protokol sensörler, asetilen inhibisyon performans ayarlama çekirdek, toplamak için yordamlar açıklanır N2O birikimi ölçme ve denitrifikasyon oranı hesaplanırken. Herhangi bir su sistemi ile alınabilir tortu göbek denitrifikasyon oranlarını tahmin etmek için uygun bir yöntemdir. N2O konsantrasyonu algılama sensör üzerinde bu kadar asetilen inhibisyon adım N2O emisyon denitrifikasyon yerine tahmin etmek için atlanabilir. Biz her iki fiili ve potansiyel denitrifikasyon oranları Sıcaklık bağımlılığı sürecinin yanı sıra nitrat kullanılabilirlik artırarak tahmin etmek nasıl göstereceğim. Biz dağ gölü çökeller kullanarak yordamı göstermek ve avantajları ve zayıf diğer yöntemlerine göre teknik yönlerini tartışmak. Bu yöntem belirli amaçlar için değiştirilebilir; Örneğin, nitrification ve denitrifikasyon veya alan in situ ölçümler denitrifikasyon oranları değerlendirmek için 15N izleyiciler ile birleştirilebilir.

Introduction

Antropojenik değişiklik azot döngüsü dünya sistemi1için en zor sorunlardan biri. İnsan faaliyetleri reaktif nitrojen biyosfer2' için mevcut düzeyde en az iki katına çıktı. Ancak, küresel N döngüsü nasıl değerlendirildiği konusunda büyük belirsizlikler kalır. Birkaç akı tahminleri ile %20 hata daha az sayısal ve belirsizlikler ±50% ve daha büyük3-si olmak adl. Bu belirsizlikler ekosistemler ve bir anlayış temel mekanizmaları varyasyon denitrifikasyon oranlarının doğru tahminler ihtiyacını gösterir. Denitrifikasyon hangi aracılığıyla azotlu oksitler, özellikle nitrat ve nitrit, diazot gazlar, N2O ve N24azaltılmış mikrobiyal bir faaliyettir. Kaldırma5birincil işlemi olduğundan yüksek reaktif nitrojen biyosfer kullanılabilirliğini alakalı yoludur. N2O ısınma potansiyeli olan bir sera gazı yaklaşık 300 kere CO2 100 yıl ve üzerinde stratosferik ozon tükenmesi nedeniyle verilmiş6,7olmak büyük miktarlarda geçerli en önemli nedeni olmasıdır.

Aşağıda, biz çekirdek ve N2O microsensors deneysel olarak kullanarak tortu denitrifikasyon oranları (Şekil 1) tahmin etmek için bir iletişim kuralı mevcut. Denitrifikasyon oranları asetilen inhibisyon yöntemi8,9 ve N2O birikimi (Şekil 2 ve Şekil 3) tanımlanmış bir dönemde ölçümleri kullanarak tahmin edilir. Biz yöntemi dağ gölü çökeller için uygulayarak göstermek. Bu durumda çalışma çökeller fiziksel yapısına en az rahatsızlık ile nispeten düşük oranları tespit için yöntemin performansı vurgulamaktadır.

Denitrifikasyon özellikle10ölçmek zordur. Birkaç alternatif yaklaşımlar ve Yöntemler, her birinin avantajları ve dezavantajları vardır. Kullanılabilir yöntemleri dezavantajları pahalı kaynakları, yetersiz duyarlılık ve substrat düzeylerini değiştirebilirsiniz veya rahatsız örnekleri10kullanma işleminin fiziksel yapılandırmasını değiştirmek gerek onların kullanımını içerir. N2 ölçüm için bir daha temel çevre10onun yükseltilmiş arka plan seviyelerinde mücadeledir. N2O N2 azalma asetilen (C2H2)8,9tarafından engellenir. Böylece, denitrifikasyon düşük çevresel N2O düzeyleri nedeniyle mümkün olan birikmiş N2O C2H2, huzurunda ölçerek sayısal.

C2H2 çökeller içinde denitrifikasyon oranları ölçmek için kullanımı geliştirilmiştir yaklaşık 40 yıl önce11ve N2O sensörler birleşmesiyle oluştu yaklaşık 10 yıl sonra12. En çok uygulanan asetilen dayalı yaklaşım "statik" çekirdeğidir. C2H2 mühürlü tortu çekirdek10headspace için eklendikten sonra birikmiş N2O en fazla 24 saat bir kuluçka döneminde ölçülür. Burada açıklanan yöntemi bu yordamı bazı yenilikler ile izler. Biz çekirdek su aşamasında bazı dakika gaz köpüren tarafından C2H2 eklemek ve biz tüm headspace N2O bir microsensor ile birikimi ölçme önce örnek su ile doldurun. Biz de su stratifikasyon tortu resuspending olmadan engeller bir karıştırma sistemi içerir. Yordamı tortu yüzey alanı başına denitrifikasyon oranı quantifies (Örneğin, µmol N2O m-2 s-1).

Denitrifikasyon yüksek zamansal ve mekansal varyasyon kendi doğru miktar10başka bir zorluk sunar. Genellikle, N2O birikimi sırayla gaz kromatografi kuluçka sırasında toplanan headspace örnekleri ölçülür. Sürekli bir sinyal microsensor sağladığı için açıklanan yöntemi geliştirilmiş N2O birikimi, zamansal değişimi izleme sağlar. Microsensor multimetre sensör ve bilgisayar (Şekil 1bir) arabirimleri bir dijital microsensor amplifikatör (picoammeter) olduğunu. Multimetre birkaç N2O microsensors aynı anda kullanılmak üzere izin verir. Örneğin, en fazla dört tortu çekirdek aynı çalışma sitesinden aynı anda hesabına kayma değişkenliği için ölçülebilir.

Temel yaklaşım ancak bazı diğer yöntemlerine (Örneğin, çamurlar) göre sediman yapısı rahatsız ediyor. Çökeller bütünlüğünü bir değişiklik yapıldığında, bu sadece göreceli karşılaştırmalar için yeterli gerçekçi denitrifikasyon oranları13 yol açar. İkinci denitrifikasyon sınırlandırılması substrat difüzyon15tarafından korur çünkü daha yüksek oranları her zaman Bulamaç yöntemleri-çekirdek yöntemleri14' e, karşılaştırma ile elde edilir. Bulamaç önlemler in situ oranları16temsilcisi kabul edilemez; Onlar aynı prosedür ile yapılan karşılaştırmalar için göreli ölçüler sağlar.

Açıklanan yöntemi özlü herhangi bir tortu tipi denitrifikasyon oranlarında tahmin etmek için uygundur. Özellikle bazı itici faktörler deneysel işlemler gerçekleştirmek için yöntemi öneririz. Nitrat kullanılabilirlik ve enerji aktivasyonu (Ebir) denitrifikasyon17 (Şekil 2) tahmin etmek için gerektiği gibi sıcaklık değiştirmek deneyler örnekleridir.

Figure 1
Resim 1 : Deneysel Kur. deneysel (bir) genel kurulum tortu denitrifikasyon oranları çekirdek ve N2O microsensors kullanarak tahmin etmek için. Kuluçka odası karanlık ve sıcaklık kontrollü (±0.3 ° C) koşullar sağlar. Beş sağlam tortu çekirdek aynı anda onların anılan sıraya göre N2O sensörler kullanılarak işlenebilir. (b) N2O sensör kalibrasyon odası. Biz kauçuk stoper ve şırınga N2O mix su ile adapte (bkz. iletişim kuralı adım 3.4.3). Su sıcaklığı kontrol etmek için bir termometre var. (c) sensörü ile örnek bir tortu Close-up PVC kapak ve yapışkan bant ile mühürlü eklemlerin merkezi deliğe takılmış. Karıştırıcı suda asılı ve Elektromıknatıs bu yakın ve akrilik tüp dış parçası sabit. bir metal parçası tarafından korunan (d) N2O microsensor Close-up ipucu. (e) sadece kurtarıldı bir tortu çekirdek. Bir tekne derin gölde bir örneklemeyi; çekirdek ile akrilik tüp messenger adapte yerçekimi corer19' a hala sabit. Bu yöntemi gerçekleştirmek için gereken tüm öğeler için Malzemeler tablo görmek. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. hazırlık

Not: Bu ölçümler alınır önceki gün başlar.

  1. Ölçüm kurulum montajı (Şekil 1bir, Malzemeler tablogörmek).
    Not: sabit ve yüksek kaliteli güç kayna ** ı geriliminin, ölçüm cihazı kavrama yoluyla için bağlandığı da yedek olarak hareket edebilir bir kesintisiz güç kaynağı (UPS). Uzun süreli elektrik kesintisi durumunda, bir akü ekstra güç kaynağı olarak hizmet vermektedir.
  2. Sensör yazılım başlatmak ve uygulamak bir-0.8 V gerilim N2O microsensors kutuplaştırmakiçin. Sinyal hızlı bir iniş ve sonraki bir artış gösterir, o zaman kadar düşük ve istikrarlı son olarak azalır.
    Not: Microsensor üretici polarizasyon gecede en az (veya daha uzun) sensör sinyal istikrarı sağlamak için önerir. Eğer ölçümler için birden çok planlanmış polarize sensör tutmak için başka bir tavsiyem ya da gün üst üste18.
  3. Kuluçka odası ve deneysel koşullar ayarlamak (Örneğin, seçili ışığı ve sıcaklık alanında beklenen benzer olarak ayarlanmış) geçiş. Böylece su daha sonra ölçüm sıcaklık sensörleri kalibrasyonu için kullanılabilir bir kapsayıcı deiyonize su ile odası içinde yer.
    Not: Bu adımı aynı gün önce çekirdek toplamak için hareket planlı ölçümler yapılabilir. Standart ölçüler için karanlık koşulları kullanmak için tavsiye edilir.
  4. Alan çekirdek toplama malzemeleri paketi: corer aygıt, tüpler, kauçuk stoper, polivinil klorid (PVC) musluklar, tornavida, küresel konumlandırma sistemi (GPS) birim, termometre, el ölçer, wader ve şişme bot örnekleme (tablo görmek, Malzemeler). Tüm malzemeler dahil olmasını sağlamak için bir denetim listesini kullanın.

2. tortu çekirdek koleksiyonu

  1. Su derinliği bağlı olarak 2.1.1 veya 2.1.2 izleyin.
    1. Derin su cisimler için
      1. Bir haberci adapte yerçekimi corer19 bir tekne veya bir platform (Şekil 1e) kullanın.
      2. Örnekleme tüp düzeltmek (akrilik, ø 6,35 cm, uzunluğu ≥ 50 cm) için bir tornavida ile corer.
      3. Soruşturma amaçlarına göre örnekleme noktasını seçin. Pozisyon (GPS koordinatları kullanarakÖrneğin,) ve ölçüm derinliği (el bir ölçer kullanarakÖrneğin,) dikkat edin. Bir tekne örnekleme çekirdek toplama sırasında sürüklenen önlemek için (Örneğin, taş olan bir çanta) bir çapa kullanın.
      4. Örnekleme tüp tortu ~ 1 m kadar örnekleme sistemi dağıtın. Bir ip düzenli işaretleriyle (Örneğin, 1 m aralıklarla) Örnekleme donanımları derinlik konumunu kontrol etmek için kullanın.
      5. Örnekleme donanımları için 60 stabilize s (teknenin hareket en aza indirmek içinÖrneğin,). Bu doğru tortu penetrasyon ve pek rahatsız tortu çekirdek kurtarma garanti eder.
      6. Böylece tortu örnekleme tüp nüfuz ~ 1 m daha ip serbest bırakın. Örnekleme tüp çok fazla nüfuz eder, su/tortu arabirimi rahatsız edemez aklınızda bulundurun.
      7. Elçiye corer sabit kalır gerilim haline tutmak çalışırken ve bir dikey konumda bırakın. Ne zaman belgili tanımlık haberci corer etkileri, küçük bir fark ipi gerginlik hissedilebilir. O zaman, tortu çekirdek kurtarma için sağlar vakum üretmek için corer kapatın.
      8. Corer sürekli ve yavaşça ipi çekerek kurtarmak.
      9. Çekirdek yüzeye yakın olmakla birlikte hala tamamen (vakum sağlar corer kauçuk parçası da dahil olmak üzere) batık sonra kauçuk tıpa örnekleme tüp altındaki yer. Su/tortu arabirimini teftiş; Bu açık olmalıdır ve değil gözle görülür (Şekil 1e) dengesiz. Yoksa, temel atma, tüp temiz ve adımları 2.1.1.4-9 tekrarlayın.
      10. Tüm örnekleme sistemi su iyileştirme. Corer örnekleme tüpünden yayın ve PVC kapak üstüne yerleştirin. Yapışkan bant ile kapatın. Hava sahasına oluşumunu önlemek.
    2. Kıyı Habitat ve sığ su için
      1. Elbise için örnekleme wader içinde çok sığ sularda (< 0,6 m).
      2. Daha derin örnekleme için şnorkel veya tüplü dişli kullanın (ilâ 3 m).
      3. Soruşturma amaçlarına göre örnekleme noktasını seçin. Konum (Örneğin, GPS koordinatları) dikkat edin. El ile örnekleme tüp ekleyin (Örneğin, akrilik, ø 6,35 cm) tortu içine.
      4. Bir vakum elde etmek için bir yer örnekleme Tüp üst tarafındaki kauçuk tıpa.
      5. Çekirdek tortu kaldır ve hızlı bir şekilde başka bir kauçuk tıpa tüp alt tanıtmak.
        Not: Her zaman tüp ile su altında çalışmak gereklidir; çok sığ siteler, 20 cm aşağı tüp kısaltılması öneririz. Bazen tortu yüksek su içeriği olan ve tüp tortu yataktan kaldırıldığında boşalmasına neden olur. Bu durumda, alt tıpa çekirdeği tortu dışında canlandıran olmadan tanıtmak gereklidir. Bunu yapmak için el ile tüp etrafında tortu tıpa bırakın ve dikkatle tüp alt kapatmak için yerleştirin.
      6. Sudan, PVC kapak ile üst tarafta kauçuk tıpa yerine ve yapışkan bant ile birleşme mühür.
  2. Temel Laboratuvar, transfer sırasında rotasyonlar en aza indirilmesi ve sallayarak korumak.

3. Kalibrasyon nitrojen (N2O) Microsensors

  1. (Şerit grafik, sensör yazılım), bilgisayarla kontrol sensör sinyal istikrarlı ve düşük (< 20 mV).
  2. Kalibrasyon değerleri ve sensör sinyalleri kaydetmek için (Örneğin, tarih ve örnekleme site (130903_Redon_Lake) ile) yeni bir dosya oluşturun.
    Not: (Şekil 4) sıcaklık sensörü sinyalleri duyarlıdır. Aynı sıcaklık ölçüm ve kalibrasyon etiket sensörü için kullanın. Sensör % 0-% 2.5 N2O20arasında doğrusal olarak yanıt verir. Bu nedenle, bir iki nokta kalibrasyon yeterli18' dir.
  3. Kalibrasyon için değeri sıfır nitröz oksit ileokumak sensör ucunu tutarak sensör sinyal (deiyonize) O ücretsiz su N2' örtülü.
  4. N2O su, istenen konsantrasyon ile kalibre edin.
    Not: su biraz kuluçka sırasında beklenen maksimum konsantrasyon aşacak bir tanımlanmış N2O konsantrasyonu ile hazırlayın. ~ 25 µM N2O Kalibrasyon değeri olarak kullanın. 500 N2O µM maksimum sensör aralığı konsantrasyonu geçmeyen unutmayın.
    1. N2birkaç dakikalığına kabarcıklanma N2O deiyonize su tarafından O doymuş su elde etmek.
      Not: Sıcaklık ve tuzluluk21tarihinde N2O su çözünürlük bağlıdır; sensör el ile18ek yer alan tabloya bakın.
    2. N2O doymuş su deiyonize su hacmi için belirli bir doymuş N2O su hacmi ekleyerek sulandırmak. Örneğin, 20 ° C'de 0.3 mL 28,7 mM N2O, 375 mL su 22.9 µM N2O konsantrasyonu elde etmek için toplam konsantrasyonu vardır doymuş N2O su ekleyin. Not Bu 375 mL kalibrasyon odası (Şekil 1b) Toplam birimdir.
    3. N2O hafifçe karıştırdıktan sonra istenen konsantrasyon için sulandırmak için kalibrasyon gemi deiyonize suyla doygun su okumak sensör sinyal sabit olduğunda. Bu okuma Kalibrasyon değeri X µM N2O su ileolur. Bu N2O kalibrasyon çözüm ortadan kaldıracak gibi çözüm karıştırma, kabarcıklar, üretmek değil dikkatli olun.
      Not: N2O suda yavaş yavaş havaya kaçış olacak unutmayın; Böylece, hazırlanan kalibrasyon çözüm sadece birkaç dakika için kullanılabilir.

4. hazırlama ve asetilen inhibisyon temel

  1. Değişiklik PVC kapak merkezi ve asılı bir manyetik karıştırıcı bir deliği olan başka bir kapak tarafından her bir tortu çekirdek üst kısmında bulunan. Yapışkan bant ile birleşme yeniden mühürleyin.
  2. Her örnek su aşaması yaklaşık 12 cm yüksekliğe azaltmak (birim ≈ 380 mL). Bunun için önce merkez delik bir silikon tüp takın. O zaman, tortu çekirdek bir silindir içinde koymak ve basınç oluşturmak için alt tıpa itin. Tıpa ve tortu örnek yukarı ve aşırı su tüp yoluyla geçer. Alıcı bir gemi suya toplamak.
    Not: Kaba parçalı yapı örnekleriyle bu adımı sırasında sorunlu olabilir. Tortu parçacıklar tıpa ve tüp arasında yer tıpa deforme ve hangi havada kabarcıklar geçmek ve örnek rahatsız bir delik açın. Bu sorunu önlemek için tüpü alt tıpa ortasına koy ve sürekli bir güçle göndermek deneyin. Aşırı su tahliye için silikon tüp arasında ortak kullanılan ve PVC kapak silikon tüp takılı sağlam bir bölümü (Örneğin, bir 5 mL pipet ucu en dar onun sonu olmayan) oluşur.
  3. Asetilen inhibisyon tarafından asetilen gaz ile köpüren çekirdek su aşama yaklaşık 10 dakika için gerçekleştirin. Tortu resuspending kaçının.
    Not: Yöntem olası bir değişiklik, bir substrat (nitrat) konsantre sıvı orta aracılığıyla köpüren önce eklemek asetilen potansiyel denitrifikasyon ölçümler (Örneğin, Şekil 3b, cgibi) için.

5. denitrifikasyon (N2O birikimi ölçümü)

  1. Örnek tüm hava alanı önceki arta kalan su ile doldurun. Üst tarafta PVC kapak orta delikten tortu çekirdek sensör yerleştirin. Sensör ucu karıştırıcı (Şekil 1c) yukarıda su aşamasında yer almalıdır.
    Not: Tüm eklem akrilik örnekleme Tüp gaz ve su sızıntıları (Şekil 1a, c) ölçüm sırasında önlemek için korumalı getirilmelidir. Tüp alt kısmında kauçuk tıpa bunun için yeterlidir. Üst tarafta bölümü mühürleme daha zordur. PVC kapak ayarlı olması gerekir. Bir meşale ile ısıtmalı olmalıdır; o zaman, ne zaman malzeme esnek olur ama değil yanmış, böylece onun şekil kalıp kapağı tüp yerleştirilir. Soğutma sonra kapak (dışında örnekleri için 2.1.1.10 veya 2.1.2.6 adımları laboratuvarda taşımak için kullanılan kapak) daha fazla değişiklik ihtiyacı var. Sensör yerleştirildiği merkez delik delinmiş olmalı. Karıştırıcı karıştırıcı misina (Şekil 1c) suda asılı hangi sırayla yapıştırıcı ile kapak içine yapıştırılır misina ile tutulabilir. Ayrıca, tüm eklemleri (PVC kapak tüp ve PVC kapak sensörü) yapışkan bant ile mühürlendi. Sensör çapını temas yüzeyi PVC kapak orta delik ve sensör (Şekil 1c) arasında mühürlemek üzere ayarlamak için elastik yapışkan bant yerleştirin.
  2. Karıştırma sisteminin parçasıdır elektromanyetik darbe devre geçin.
    Not: Karıştırma sistemi su faz stratifikasyon rahatsız edici (resuspending olmadan) engeller tortu. Karıştırma sistemi açar / bu manyetik karıştırıcı çeken/bültenleri Elektromıknatıs kapalı bir devre oluşur ( Malzemeler tablo ayrıntılı bir açıklama için bakınız).
  3. Karıştırıcı sürekli hareket kadar Elektromıknatıs akrilik tüp dış parçası etrafında hareket ettirin ve sonra yapışkan bant (Şekil 1c) kullanarak yerde düzeltin.
  4. Sabit bir sıcaklık (Örneğin, varyasyon ±0.3 ° C) sağlamak için kuluçka odası kapatın.
  5. Sensör sinyal kaydetmeye başlamakiçin kayıt düğmesine (sensör yazılım) tuşuna basın. Okumalar genellikle her 5 dakikada kaydedilir.
  6. Vasıl belgili tanımlık ölçüm süresiDurdur düğmesine basın.

6. son ölçüm adımları

  1. (Sıfır N2O kalibrasyon ölçü sinyal okumadan önce deiyonize) ücretsiz-N2O suda Batık sensör ipucu ile en az ~ 10 dk bekle.
  2. Bir son sensör kalibrasyonugerçekleştirin. Bunun için Bölüm 3 takip ama adım 3.3 ile başlayan sensör kalibrasyonu yineleyin.
  3. (Sensör yazılım) dosyayı kaydedin.

7. denitrifikasyon oranı hesaplamalarını

  1. Sensör sinyal mV ve µM N2O ve kalibrasyon veri kaydını içerir sensör yazılım tarafından oluşturulan tablo çıktı dosyası ile başlayın.
  2. N2O birikimi eğilim (Örneğin, Şekil 2bir) görselleştirmek için sensör sinyal zamana karşı arsa.
  3. Örnek ve substrat sınırlaması (Örneğin, resim 2b) nedeniyle mümkün son doygunluk ilk calıştıkları süre hariç bir Doğrusal birikimiile sadece zaman aralığını kullanın. Sensör sinyal (µM) Doğrusal model (h) zaman içinde oluşturun.
    Not: Yamaç denitrifikasyon oranıdır (µM N2O çekirdek-1 h-1), hangi, çekirdek (πr2) alan tarafından bölünmüş, µM N2O m-2 fiyatına dönüştürür s-1ve çarpıldığında su hacmi (nerede h su faz yüksekliğini ve r akrilik tüpün iç yarıçap bu durumda 0,12 m ve 0.03175 m, sırasıylaπr2h,) dönüştüren µmol N2O m-2 ücretine içine s-1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Toplam 468 denitrifikasyon oranları tahmin 2013-2014 dönemi boyunca çökeller Pyrenean dağ gölleri üzerinden yukarıda protokolü kullanarak. Biz bazı (Şekil 2 ve Şekil 3) yordamı göstermek için bu sonuçları gösterir. Genel olarak, N2O konsantrasyonu ve saat arasındaki Doğrusal model iyi korelasyon (R2 ≥ 0,9) vardır. İlişki eğimi (adım 7,3; denitrifikasyon oranı tahmini sağlar Örneğin, Şekil 2d). Denitrifikasyon faaliyetin çok düşük olması durumunda, sensör elektronik gürültü daha önemli hale gelir ve uyum iyiliği (Örneğin, sensörler 4 ve 5'te Şekil 2b ve 3a rakam) azalır. Her ne kadar temel algılama N2O ~0.1 µM su22bir orta olduğunu, bu kadar alternatif yöntemler23, gürültü filtre uygulamak için sürekli ölçümler biriken binlerce olasılığı ile ilgili değer tahminleri nispeten düşük denitrifikasyon hesaplı, ~ 1 µmol N2O m-2 kadar izin verir s-1 (Şekil 2 ve Şekil 3). Daha düşük oranları (Yani, ~0.4 µmol N2O m-2 s-1) çekirdek numunesi için 8 cm yüksekliğe su aşaması daraltarak tahmin edilebilir (bkz. iletişim kuralı adım 4.2).

Figure 2
Resim 2 : Denitrifikasyon oranı hesaplamalarını bir sıcaklık bağımlılığı deneyinde. (A ve b) fiili ve potansiyel denitrifikasyon ölçümleri (c-f) gösterilir. Ölçüm sıcaklığı azalmıştır (c), ilk örnek soğur ve sıcaklık bağımlı olan sensör sinyal ne zaman azalır. (bir) A benzer olayı gerçek denitrifikasyon ölçümdeki kuluçka başında oluşur; daha sıcak laboratuar ortamında kuluçka koşulları ile ilgili olarak bir örnek yine bir düşüş sensörü sinyal eşliğinde, soğutma üretir. (ne zaman sıcaklık artar, ilk başta örnekleri sıcak ve sensör sinyal yerine doğrusal katlanarak artare). Örnekleri sabit bir sıcaklık ulaştığınızda, sensör sinyal her zamanki gibi doğrusal olarak artar. Her durumda, sadece Doğrusal N2O birikimi (b, dve f) süre kullanarak denitrifikasyon kurlarını hesaplamak mümkündür. (b) etkin değil örnek 3 gösterilmez. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Denitrifikasyon örnekleri oranı hesaplamaları. (Bir) fiili ve potansiyel (b ve c) denitrifikasyon oranları tahmin edilmiştir. Sadece bir doğrusal N2O birikimiyle denitrifikasyon oranı (Doğrusal model eğimi) hesaplamak için zaman aralığı kullanılır. Ancak, içinde (bir), eğitim amaçlı, daha fazla ve daha az başarı ile; tüm ölçümler (modelleri) göster Örnek 3 sensör ve örnek 2 N2O birikimi doygunluk nedeniyle yüksek istikrarsızlık nedeniyle atar. (bir) örnekleri 4 ve 5 µmol N2O m-2 0.5 ve 0.7 oranları ile s-1, sırasıyla, ölçüm yönteminin algılama sınırı yakınındaki durumlar vardır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Açıklanan yöntemi ana avantajları en az rahatsız tortu çekirdek örnekleri kullanımı ve sürekli kayıt N2O birikimi vardır. Bu tahmini olasılığı nispeten düşük denitrifikasyon oranları için meydana gelen bu in situbenzer sağlar. Yine de, bazı yönleri asitleme, sensör performansı ve potansiyel iyileştirmeler ile ilgili ele alınmıştır.

Bir görünüşte basit ama kritik adım yönteminin iyi çekirdek kurtarma olduğunu. Tortu/su arabirimi üç ölçütleri karşılayan gerekir: (i) hiçbir değişiklik onun kimyasal veya kurucu kompozisyon, su içeriği veya geçersiz oranı (II) hiçbir değişiklik ve (iii) hiçbir yapı pertubation24. Tüm iletişim kuralı, daha gerçekçi ve in situ koşulları yakın sırasında örnek tarafından acı daha az bozuklukları ölçülen denitrifikasyon oran olması. Bazı cihazlar/tortu çekirdek toplama25teknikler vardır ve onların su derinliği üzerinde bağlıdır. Çünkü bir makul hafif cihaz ve hızla kısa çekirdek (core tortu ≥10 cm uzunlukta kapsayacak şekilde gereğinden fazla25 kurtarabilirsiniz bir haberci adapte yerçekimi corer19 derin örnekleri (Şekil 1e) kullandığımız oxic ve denitrifying katmanlar çökeller26,27,28). Jargon asitleme, "hissediyorum" genellikle yetenek (o hala su sütunu veya zaten tortu olup) corer konumunu bilmek olarak adlandırılır ve olup açık ya da kapalı25. Ara su derinlikleri için (5-50 m), genellikle hiçbir zorluklar duygu ile. Derin sularda his kaybı oluşur (> 50 m) çünkü su sütunu hareketleri corer25konumunu maskeleyebilir. Duygu da sığ suda kaybolmuş olabilir (< 3 m) nedeniyle yanal sürüklenme ve dalga eylem25; Bu yüzden biz sığ suda scuba diving tarafından asitleme ya da bir wader pansuman ya doğrudan Kılavuzu farklı bir yöntem kullanın. Bu sistem ile örnekleme gerçekleştiren kişi tortu görebilir ve asitleme önce tam yerini seçin; Böylece, Örneğin, bir macrophyte içeren bir tortu çekirdek örnektir. Örnekleme sonra araştırmacı en az tortu çekirdek numunesi iletişim kuralı, geri kalan döneminde özellikle asetilen inhibisyon köpüren tarafından yaparken rahatsız için dikkatli bir şekilde çalışmaya devam gerekir.

Bazı detayları N2O microsensors kullanırken dikkate alınmalıdır. Sensör yazılım sürekli bir görselleştirme (şerit grafik) sensör sinyal (arka plan frekansı 1000 Hz)29sağlar. Bu ham veri ve şerit grafiği (Örneğin, Şekil 2bir) kaydedilebilir. Sonra onun polarizasyon (adım 4 önce alan koleksiyonundan döndürürkenÖrneğin,) sensör doğru davranışını kontrol etmek gereklidir. Özellikle, bir düşük (< 20 mV) ve sürekli temel sinyal N2O ücretsiz suda Batık zaman bekleniyor. Kısa bir süre (~ 2 h) sensör kullanımı başladıktan sonra yeniden ayarlamak; zaten bir kaç gün kullanılmış olan, aralığı (~ 24 h)18genişletilebilir. Kalibrasyonu en aza indirmek için birkaç gün18için kullanılmayan sürece polarize sensör tutmak. Zaman içinde sensör sinyal değişikliği oluşabilir, % 50 olarak ay, onun membran18farklı bir geçirgenliği nedeniyle olan. Laboratuvar, daha fazla sabit düşük elektronik müdahale ve sensör sinyal istikrarlı olacak. Bu anlamda, bir UPS kullanarak ölçüm cihazı voltaj dalgalanmaları süzerek ulaşır elektrik enerjisi kalitesini artırır. Logger sekmesinde seçtiğiniz örnekleme aralığı arka plan frekansı farklıdır. Kayıtlı her noktası birçok ölçümler ortalama oluşturulur. Örnekleme aralığı (en çok 10 s) ile bir veri noktasını kaydedilen sıklığını gösterir. Birim başına ölçümler ortalama kullanılan zaman sayısı arka plan frekans29tarafından tanımlanır. Örneğin, bir örnekleme frekansı 5 ayarlarsanız s ve bir arka plan sıklığını saniyede 500 ölçümleri sonra veri noktalarıdır kaydedilen her 5 saniyede 500 örnek ortalamasını ve s önceki 5 sırasında ölçülen s. Sensör sinyal her 5 dk (örnekleme aralığı) kaydedebilir ve saniyede 1000 ölçümleri için arka plan sıklığını belirleme. Çalışma sistemi "beklenen dalgalanmalar olmadan ortalama" doğru örnekleme aralığı seçmek için bilinen gerekir. Daha uzun aralıklarla bilgisayarın bellek29en iyi duruma getirme izin verirken son derece etkin sistemleri, kısa örnekleme aralığı, tavsiye edilir. Bazı olası müdahale maddelerin (H2S, hayır ve CO2) N2O sensör sinyal22etkileyebilir. Sensör deiyonize su ile kalibre edilmiş ama örnekleri sokan maddeler içerir ve sensör başvuru sinyal değiştirme. Bu durum neden örnekleri 2 ve 5 Şekil 2b ve Şekil 3a, sırasıyla negatif değerler görünür açıklar. Ne zaman amaç denitrifikasyon oranı tahmin etmek için ancak, N2O tam düzeyini anahtar parametreyi değil. Anahtarın ne olduğunu (N2O doğrusal bir birikimi dair) Doğrusal model eğimi var. Son olarak, N2O sensör yanıt (Şekil 4) sıcaklık ile değiştirdiği için sabit bir sıcaklık ile çalışmak gereklidir.

Basit değişiklikler veya eklemeler Protokolü (i) karakterizasyonu ölçülen denitrifikasyon oranları kontrol çevre koşulları (II) tahmini yanıt-e doğru bir sürüş simülasyonu tarafından potansiyel denitrifikasyon oranları da olanaklı kılmak degrade (Örneğin, nitrat) ve (III) tahmini C2H2 inhibisyon bağlı olarak çalışma amacı atlayarak tortu N2O emisyon oranları, çeşitli tamamlayıcı ölçümler yapılabilir: (i) hemen sonra kurtarma çekirdek, in situ koşulları, Örneğin, sıcaklık; (II) ölçüm önce örnekleri su faz, Örneğin, [yok3-]; ve (iii) ölçüm sonra ekstrüzyon ve prosedürleri aşağıdaki farklı çözünürlüklerde (mm-cm)25,30, özünde dilim açıkladı tarafından s. T. Schwing vd. 30.

Potansiyel denitrifikasyon oranları ölçmek için nitrat çekirdek (Örneğin, Şekil 2 ve Şekil 3) su-faz C. Palacin-Lizarbe, L. Camarero ve J. Katalanca17' açıklandığı gibi ekleyin. Bunu yaparken, nitrat C2H2 inhibisyon (adım 4.3) önce ekleyin. Nitrat eklediyseniz, Ayrıca, bu da karbon (C; eklemek için tavsiye edilir Örneğin, asetat) ve C, N ve P (Örneğin, yüzey tortu içinde) situ stokiometrik oranlarını korumak için fosfor (P). Bu denitrifikasyon sınırlandırılması tarafından bu öğeler31,32engeller ve nitrat tüketimi işlemi (Yani, denitrifikasyon hakimiyeti etkileyebilir C/N oranı-ecek da almak karşı amonyum (DNRA) için dissimilatory nitrat azaltma)4. Kanda oksijen azlığı nitrat yanı sıra oksijen denitrifikasyon ile etkilenmemesi için sonra birkaç dakika için bir N2-CO2 karışımı köpüren tarafından tamir edilebilir; Ancak, bu nitrification bir tıkanıklık için açar unutmayın. Tortu N2O emisyon oranları hesaplamak için C2H2 inhibisyon (adım 4.3) atlayın. Ancak, şu anda sucul ekosistemler bilindiği kadarıyla, N2O emisyonları birikmiş N2O aşağıda olabilir bu yüzden N2 emisyonları (% 0-% 4.3)33' e göre orantılı olarak yetersiz olduğunu, unutmayın algılama sınırı. Bu durumda ise, bir seçenek verilmiş N2O potansiyel N2O emisyonlarının hesaplanması, artırmak için nitrat eklemektir.

Ana yöntem nitrification C2H210,34tarafından inhibisyonu zayıflıktır. Her ikisi de çok süre bağımlı olduğu gibi kuluçka sırasında nitrification bu inhibisyonu ve N2O azaltma eksik inhibisyonu belirgin hale gelebilir. Örneğin, başlangıç N2O birikim hızı gerçek denitrifikasyon oranı ortaya çıkarmak ve aşamalı olarak N2O nitrat serbest azaltılmış35nerede bölge ne, dağılır ve nitrat kullanılabilirlik damla gibi çürüme gerekir. Bu nedenle, bir tahmini denitrifikasyon oranı okumalar N2O10doğrusal bir birikimi gösterirsen geçerli kabul edilebilir.

Açıklanan yöntemi denitrifikasyon oranı tüm tortu aktivite entegre alan başına tahmin ediyor. Bu açıdan geliyor bazı belirsizlik asetilen inhibisyon eylem yarıçapı hakkında gaz örnek sulu faz köpüren. En azından, tortu korneasında tabakası inhibisyonu, bir yüksek denitrifikasyon oranları26,27bu oluştuğunu, kabul ediyorum.

Bu yöntemin olası gelişmeler 15N izleyiciler ve denitrifikasyon içinde in situölçümü izin verebilir değişiklikler ile kombine kullanımı vardır. 15 N izleme yöntemleri nitrification-denitrifikasyon örnekleri36yılında meydana gelen kaplin oranını belirlemek için kullanılır ve bu da denitrifikasyon yanı sıra diğer N akı işlemler için sorumlu (Örneğin, anammox ve dissimilatory (DNRA) amonyum nitrat azalma)13,37. Ancak, bu yöntemlerin substrat konsantrasyonu10değiştirme dezavantajı var. A. Behrendt, ö. de bira ve P. Stieff 26 N2O microsensors, C2H2 inhibisyonu ve 15N izleyiciler birleştiren bir yöntem dissimilatory nitrat azaltma dikey aktivite dağılımı çözümlemek için kullanın (denitrifikasyon ve DNRA) süreçleri çökeller içinde. Dikey profilleri içinde tortu tortu sensörleri ile delici tarafından yaptılar. Denitrifikasyon in situ ölçme Ana zorluk nonconstant sıcaklık ortam işleme yeteneği var. N2O birikimi ve sıcaklık aynı anda kaydetmek ve sonra denitrifikasyon oranı hesaplamalarını sırasında sıcaklık bağımlılığı tarafından N2O sensör sinyal çözmek gereklidir. Bu düzeltme N2O sinyal her sensör için sıcaklık bağımlılığının önceki bir analiz gerektirir. Sensörler el yapımı ve her biri farklı sıcaklık için yanıt verir (Örneğin, sensör 1 diğerlerine göre daha yüksek bir sıcaklık bağımlılığı Şekil 2c, egösterir).

Figure 4
Şekil 4 : Sıcaklık bağımlılığı N2O microsensor yanıt. Sensör sinyal karşı doğrusal modelin farklı yamaçlarında her N2O konsantrasyonu sıcaklık sensör sinyal sıcaklık etkisi gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

İspanyol hükümeti sağlanan "gayri resmi" de Educación üzerinden para HGUGM bir arkadaş grubu CP-L. (FPU12-00644) ve araştırma hibe "gayri resmi" de Economia y Competitividad: NitroPir (CGL2010-19737), Lacus (CGL2013-45348-P), Transfer () CGL2016-80124-C2-1-P). REPLIM proje (INRE - Interreg programı. EUUN - Avrupa Birliği. EFA056/15) iletişim kuralının son yazma desteklenen.

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

Çevre Bilimleri sayı: 142 Biogeochemistry Limnoloji deniz kimya su kimya azot nitröz oksit voltammetry asetilen inhibisyon sıcaklık
Çekirdek ve N<sub>2</sub>O Microsensors kullanarak tahmin tortu denitrifikasyon oranları
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