تقدير معدلات إزالة النتروجينيات الرواسب باستخدام النوى ون2س ميكروسينسورس

Summary

هذا الأسلوب تقديرات معدلات إزالة النتروجينيات الرواسب في النوى الرواسب باستخدام الأسيتيلين تثبيط القياسات التقنية وميكروسينسور ن المتراكمة₂o. البروتوكول يصف إجراءات جمع النوى، معايرة أجهزة الاستشعار، وأداء تثبيط الأسيتيلين، قياس تراكم₂س ن، وحساب معدل إزالة النتروجينيات.

Abstract

إزالة النتروجينيات هو العملية الكيميائية الأرضية الأحيائية الأساسية إزالة النيتروجين التفاعلي من المحيط الحيوي. وقد أصبح التقييم الكمي لهذه العملية أهمية خاصة لتقييم دورة النتروجين العالمية الصنعية غيرت وانبعاث غازات الدفيئة (أي، ن₂س). تتوفر عدة طرق لقياس إزالة النتروجينيات، ولكن أيا منها مرضية تماما. تشمل المشاكل مع الأساليب القائمة على حساسية غير كافية، والانزعاج الحاجة إلى تعديل مستويات الركيزة أو تغيير التكوين البدني من العملية باستخدام العينات. ويصف هذا العمل طريقة لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات الرواسب التي تجمع بين الحفر وتثبيط الأسيتيلين والقياسات ميكروسينسور ن المتراكمة₂o. المزايا الرئيسية لهذا الأسلوب هي اضطراب منخفضة لهيكل الرواسب وجمع سجل مستمر من تراكم₂س ن؛ وهي تمكن تقديرات معدلات إزالة النتروجينيات موثوق بها مع قيم الحد الأدنى يصل إلى 0.4-1 µmol ن₂س م^-2 ح^-1. القدرة على التعامل مع العوامل الرئيسية ميزة إضافية للحصول على الأفكار التجريبية. البروتوكول يصف إجراءات جمع النوى، معايرة أجهزة الاستشعار، وأداء تثبيط الأسيتيلين، قياس تراكم₂س ن، وحساب معدل إزالة النتروجينيات. الأسلوب المناسب لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات في أي نظام المائية مع الرسوبيات استرجاعها. إذا كان تركيز₂س ن فوق الحد الأقصى للكشف من أجهزة الاستشعار، يمكن حذف الخطوة تثبيط الأسيتيلين لتقدير الانبعاثات₂س ن بدلاً من إزالة النتروجينيات. نعرض كيفية تقدير معدلات إزالة النتروجينيات الفعلية والمحتملة على حد سواء بزيادة توافر نترات، فضلا عن الاعتماد على درجة الحرارة للعملية. علينا توضيح الإجراء باستخدام رواسب بحيرة جبلية ومناقشة مزايا ونقاط الضعف في هذا الأسلوب مقارنة بالأساليب الأخرى. يمكن تعديل هذا الأسلوب لأغراض خاصة؛ على سبيل المثال، فإنه يمكن أن تقترن ¹⁵N تتبع لتقييم الحقل وإزالة النتروجينيات أو بالأزوت في الموقع قياسات معدلات إزالة النتروجينيات.

Introduction

تغيير الصنعية لدورة النيتروجين واحدة من المشاكل الأكثر تحديا ل نظام الأرض¹. وتضاعف النشاط البشري على الأقل مستويات النيتروجين التفاعلي متاح ل المحيط الحيوي². ومع ذلك، لا تزال هناك شكوك كبيرة فيما يتعلق بكيفية تقييم دورة ن العالمية. بعض التمويه التقديرات التي تم كمياً مع أقل من الخطأ % ±20، والعديد من أوجه عدم التيقن من ±50% و أكبر³. هذه الشكوك تشير إلى الحاجة إلى تقديرات دقيقة لمعدلات إزالة النتروجينيات عبر النظم الإيكولوجية وفهم الآليات الكامنة للتباين. إزالة النتروجينيات هو نشاط الميكروبات من خلالها يتم تخفيض أكاسيد نيتروجينية، أساسا النترات والنيتريت، رابع الغازات وس ن₂ن₂⁴. المسار ارتباطاً وثيقا بتوفر المجال الحيوي للنيتروجين التفاعلي لأنها عملية أساسية لإزالة⁵. ن₂س هو غاز من غازات الدفيئة مع إمكانات الاحترار تقريبا 300 مرة من ثاني أكسيد الكربون₂ أكثر من 100 سنة، وأنها السبب الرئيسي الحالي لاستنفاد طبقة الأوزون الستراتوسفيري نظراً للكميات الكبيرة المنبعثة^6،7ويجري.

في ما يلي، نقدم بروتوكولا لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات الرواسب استخدام النوى وميكروسينسورس₂س ن تجريبيا (الشكل 1). وتقدر معدلات إزالة النتروجينيات استخدام الأسيتيلين تثبيط الأسلوب^8،9 وقياسات لتراكم ن₂س خلال فترة زمنية محددة (الشكل 2 و الشكل 3). نظهر الأسلوب قبل تطبيقه على ترسبات البحيرة الجبلية. وتبرز هذه الدراسة حالة أداء الأسلوب للكشف عن معدلات منخفضة نسبيا مع اضطرابات الحد الأدنى للهيكل المادي للترسبات.

إزالة النتروجينيات من الصعوبة بمكان قياس¹⁰. وهناك عدة نهج بديلة وطرق، كل منها مزايا وعيوب. وتشمل العوائق للأساليب المتاحة استخدامهم للموارد مكلفة وحساسية غير كافية، والحاجة إلى تعديل مستويات الركيزة أو تغيير التكوين المادي للعملية باستخدام عينات الانزعاج¹⁰. يشكل تحديا أساسيا أكثر لقياس N₂ هو مستويات الخلفية مرتفعة في البيئة¹⁰. تحول دون الحد من ن₂س ن₂ من الأسيتيلين (ج₂ح₂)^8،9. وهكذا، يمكن قياسها كمياً إزالة النتروجينيات بقياس المتراكمة ن₂س حضور ج₂ح₂، وعملياً بسبب انخفاض مستويات₂س ن البيئية.

تم تطوير استخدام ج₂ح₂ لقياس معدلات إزالة النتروجينيات في الرواسب قبل حوالي 40 عاماً¹¹، وإدماج أجهزة الاستشعار₂س ن وقع حوالي 10 سنوات بعد¹². النهج المستندة إلى الأسيتيلين المطبقة على نطاق واسع هو "الأساسية ثابتة". المتراكمة ن₂س يقاس خلال فترة حضانة لمدة تصل إلى 24 ساعة بعد إضافة₂ح ج₂ إلى headspace الرواسب مختومة الأساسية¹⁰. الأسلوب الموصوفة هنا يتبع هذا الإجراء مع بعض الابتكارات. نقوم بإضافة₂ح ج₂ بفقاعات الغاز في مرحلة المياه الأساسية لبعض دقائق، ونحن ملء جميع headspace بعينه الماء قبل قياس تراكم ن₂س مع ميكروسينسور. نحن تشمل أيضا نظام التحريك يمنع التقسيم الطبقي للماء دون ريسوسبيندينج الرواسب. الإجراء الذي يقد معدل إزالة النتروجينيات في مجال الرواسب السطحية (مثل، µmol ن₂س م^-2 ح^-1).

عالية التباين المكاني والزماني لإزالة النتروجينيات يمثل صعوبة أخرى في القياس الكمي الدقيق¹⁰. عادة، وتراكم₂س ن يقاس تسلسلياً بالفصل اللوني للغاز headspace العينات التي يتم جمعها من خلال الاحتضان. توفر الطريقة الموضحة تحسين رصد التغير الزمني لتراكم₂س ن، نظراً لأنه يوفر ميكروسينسور إشارة مستمرة. مقياس متعدد ميكروسينسور هو ميكروسينسور رقمية مضخم (بيكواميتير) التي واجهات مع sensor(s) والكمبيوتر (الشكل 1). مقياس متعدد يسمح ميكروسينسورس₂س ن عدة لاستخدامها في نفس الوقت. على سبيل المثال، ما يصل إلى أربعة من الرواسب النوى من نفس الموقع دراسة يمكن أن يقاس في نفس الوقت لحساب التغير المكاني.

النهج الأساسي الذي يخل بالكاد هيكل الرواسب مقارنة ببعض الأساليب الأخرى (مثلاً، عجائن). إذا كان يتم تبديل سلامة المواد الرسوبية، وهذا يؤدي إلى معدلات إزالة النتروجينيات غير الواقعي¹³ التي تكفي فقط للمقارنات النسبية. يتم الحصول على معدلات أعلى دائماً مع أساليب الملاط مقارنة ب الأساليب الأساسية¹⁴، لأن هذا الأخير يحافظ على الحد من إزالة النتروجينيات الركازة نشر¹⁵. لا تعتبر التدابير ملاط ممثل في الموقع معدلات¹⁶؛ أنها توفر المقاييس النسبية لمقارنات بالضبط نفس الإجراء.

الطريقة الموصوفة مناسبة لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات في أي نوع من أنواع الرواسب التي يمكن أن يكون محفور. نحن ننصح لا سيما طريقة أداء المعالجات التجريبية لبعض العوامل الدافعة. ومن أمثلة التجارب التي تعدل توافر النترات ودرجة الحرارة حسب الحاجة لتقدير الطاقة التنشيط (ه) إزالة النتروجينيات¹⁷ (الشكل 2).

الشكل 1 : برنامج الإعداد التجريبية. () العامة الإعداد التجريبي لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات الرواسب باستخدام النوى وميكروسينسورس₂س ن. غرفة الحضانة يضمن الشروط (±0.3 درجة مئوية) الظلمة والتحكم في درجة الحرارة. يمكن معالجة خمسة الرواسب سليمة النوى في وقت واحد باستخدام أجهزة الاستشعار₂س ن الخاصة بهم. (ب) ن₂س استشعار المعايرة الدائرة. يمكننا تكييفه مع سدادات مطاطية والمحاقن لخلط ن₂س المياه (انظر البروتوكول خطوة 3.4.3). وهناك مقياس حرارة للتحكم في درجة حرارة الماء. (ج) إدراج عن قرب عينة أساسية الرواسب مع أجهزة الاستشعار في حفرة وسط غطاء البلاستيكية والمفاصل مختومة بشريط لاصق. هو معلق محرض في الماء، والمغناطيس الكهربائي بالقرب من ذلك وثابتة على الجزء الخارجي من الأنبوبة اﻷكريليك. (د) عن قرب ميكروسينسور₂س ن نصيحة المحمية بواسطة قطعة معدنية. (ﻫ) مجموعة أساسية من رواسب التي قد تعافت. قد أخذت عيناتها من قارب في بحيرة عميقة؛ أنبوب اﻷكريليك مع الأساسية لا تزال ثابتة قاطعة خطورة تكييف رسول¹⁹. انظر الجدول للمواد اللازمة لجميع العناصر اللازمة للقيام بهذا الأسلوب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Protocol

1-إعداد

ملاحظة: يبدأ هذا اليوم قبل أن يتم أخذ القياسات.

1. تجميع الإعداد القياس (الشكل 1، انظر الجدول للمواد).
   ملاحظة: لضمان إمدادات طاقة المستمر وعالية الجودة، قياس الجهاز موصولاً إلى قبضة عبر وحدة تزويد طاقة غير المنقطع (UPS) يمكن أن تعمل أيضا كنسخة احتياطية. في حالة انقطاع التيار الكهربائي مدة طويلة، بطارية سيارة بمثابة مصدر طاقة إضافي.
2. بدء تشغيل برامج أجهزة الاستشعار وتطبيق-0.8 V الجهد استقطاب ميكروسينسورس س₂ن. يظهر الإشارة الانحدار سريع وارتفاع لاحقة، ثم أخيرا أنه يقلل حتى أنها منخفضة ومستقرة.
   ملاحظة: قد توصي الشركة المصنعة ميكروسينسور الاستقطاب على الأقل بين عشية وضحاها (أو أكثر) لضمان استقرار إشارة لأجهزة الاستشعار. توصية أخرى هو الحفاظ على استشعار مستقطبا إذا كان يزمع قياسات متعددة أو أيام متتالية¹⁸.
3. قم بالتبديل في غرفة الحضانة و ضبط الظروف التجريبية (مثلاً، الضوء المحدد قبالة ودرجة الحرارة تعيين أن تكون مماثلة لتلك المتوقعة في الميدان). ضع حاوية مع المياه داخل الدائرة بحيث تكون المياه متوفرة في وقت لاحق في قياس درجة الحرارة لمعايرة أجهزة الاستشعار.
   ملاحظة: هذه الخطوة يمكن أن يتم في نفس اليوم من القياسات المخططة، قبل مغادرته جمع النوى. للقياسات القياسية، فإنه من المستحسن استخدام الظروف المظلمة.
4. حزمة الأساسية الميدانية في جمع المواد: الجهاز قاطعة، وأخذ عينات من أنابيب وسدادات مطاطية والصنابير كلوريد البولفينيل (PVC)، مفك البراغي، وحدة (GPS) نظام تحديد المواقع العالمي، والحرارة، ومسبار يده، الخواض وقارب مطاطي (انظر الجدول من المواد). استخدام قائمة مرجعية لضمان إدراج جميع المواد.

2-الرواسب المجموعة الأساسية

1. اعتماداً على عمق المياه، اتبع 2.1.1 أو 2.1.2.
   1. لهيئات المياه العميقة
      1. استخدام قاطعة خطورة تكييف رسول¹⁹ من قارب أو منصة (الشكل 1ﻫ).
      2. إصلاح أنبوب أخذ العينات (اﻷكريليك، ø 6.35 سم، طول ≥ 50 سم) إلى قاطعة مع مفك براغي.
      3. حدد نقطة أخذ العينات وفقا لأهداف التحقيق. يحيط علما بموقف (مثلاً، باستخدام إحداثيات GPS) وقياس العمق (مثلاً، باستخدام مسبار يده). إذا أخذ العينات من قارب، استخدم ارتساء (مثلاً، حقيبة بالحجارة) لتجنب الانجراف خلال المجموعة الأساسية.
      4. نشر النظام المستخدمة حتى أنبوب أخذ العينات م ~ 1 من الرواسب. استخدام حبل مع علامات العادية (مثلاً، فترات من 1 متر) للتحكم في عمق موقف معدات أخذ العينات.
      5. تثبيت معدات أخذ العينات 60 s (مثلاً، لتقليل حركة القارب). وسيضمن اختراق الرواسب الصحيح والانتعاش لب الرواسب الانزعاج بصعوبة.
      6. إطلاق سراح م ~ 1 الحبل أكثر حتى أن تخترق أنبوب أخذ عينات الرواسب. كن على علم أن إذا كان أنبوب أخذ العينات تخترق أكثر مما ينبغي، فإنه يمكن أن يعكر الواجهة المائية/الرواسب.
      7. الإفراج عن الرسول بينما كان يحاول إبقاء التوتر في الحبل قاطعة تبقى ثابتة، وفي وضع عمودي. عندما آثار الرسول قاطعة، يمكن أن يرى فرقا صغيرة في توتر الحبل. في ذلك الوقت، أغلق قاطعة لتوليد الفراغ الذي يسمح لانتعاش صلب الرواسب.
      8. استرداد قاطعة عن طريق سحب الحبل باستمرار ولطف.
      9. بمجرد الأساسية القريبة من السطح ولكن أغرقت ما زالت تماما (بما في ذلك الجزء المطاط من قاطعة تكفل الفراغ)، ضع سداده مطاطية في الجزء السفلي من أنبوب أخذ العينات. التفتيش على الواجهة المائية/الرواسب؛ فإنه ينبغي أن يكون واضحا وغير واضح بالانزعاج (الشكل 1ﻫ). إذا كان هذا ليس هو الحال، تجاهل الأساسية وتنظيف الأنبوب، وكرر الخطوات 2.1.1.4-9.
      10. رفع مستوى النظام أخذ بأكمله من الماء. الإفراج عن أنبوب أخذ العينات من قاطعة ووضع غطاء البلاستيكية في الجزء العلوي. ختم ذلك بشريط لاصق. تجنب تشكيل الفضاء الجوي.
   2. للموائل الساحلية والمسطحات المائية الضحلة
      1. اللباس في الخواض لأخذ العينات في مياه ضحلة جداً (< 0.6 م).
      2. استخدام الغطس أو الغوص، معدات أخذ العينات أعمق (تصل إلى 3 م).
      3. حدد نقطة أخذ العينات وفقا لأهداف التحقيق. يحيط علما بالموقف (مثلاً، إحداثيات GPS). يدوياً، إدراج أنبوب أخذ العينات (مثلاً، اﻷكريليك، ø 6.35 سم) في الرواسب.
      4. ضع سداده مطاطية في الجانب العلوي من أنبوب أخذ العينات للحصول على فراغ.
      5. إزالة الأساسية من الرواسب وسرعة إدخال آخر سداده المطاط في أسفل الأنبوبة.
         ملاحظة: من الضروري أن تعمل مع أنبوب تحت الماء في جميع الأوقات؛ وفي مواقع ضحلة جداً، نوصي بتقصير الأنبوب وصولاً إلى 20 سم. في بعض الأحيان الرواسب محتوى مياه العالية ويستنزف عندما تتم إزالة الأنبوب من السرير الرواسب. وفي هذه الحالة، من الضروري إدخال سداده السفلي دون أن النهضة الأساسية خارج الرواسب. للقيام بذلك، يدوياً تزج السدادة في الرواسب حول الأنبوب ووضعه بعناية لإغلاق الجزء السفلي من الأنبوب.
      6. الخروج من الماء، واستبدال سداده المطاط ظهر المركب مع غطاء البلاستيكية وختم التقاطع مع شريط لاصق.
2. حماية الأساسية أثناء نقلها إلى المختبر بالتقليل إلى الحد الأدنى من التناوب وتهتز.

3-معايرة ميكروسينسورس أكسيد النيتروز (ن₂س)

1. استخدام الكمبيوتر (قطاع التخطيط، واستشعار البرمجيات)، تحقق من أن الإشارات أجهزة الاستشعار مستقرة ومنخفضة (< 20 mV).
2. قم بإنشاء ملف جديد (مثلاً، مع التاريخ وموقع أخذ العينات (130903_Redon_Lake)) لتسجيل قيم المعايرة وأجهزة الاستشعار الإشارات.
   ملاحظة: أجهزة الاستشعار الإشارات حساسة لدرجة الحرارة (الشكل 4). استخدام نفس درجة الحرارة للقياسات ومعايرة أجهزة الاستشعار. ويستجيب جهاز استشعار خطيا بين 0%-2.5% N₂س²⁰. ولذلك، هو معايرة نقطتين كافية¹⁸.
3. للمعايرة قراءة القيمة مع أكسيد النيتروز صفر، سوبميرسيد إشارة استشعار حفظ نصيحة أجهزة الاستشعار في ن₂المياه خالية من س (منزوع).
4. معايرة بالماء₂س ن في التركيز المطلوب.
   ملاحظة: تعد المياه بتركيز₂س ن معرفة، الذي سوف يتجاوز قليلاً التركيز الأقصى المتوقع أثناء الحضانة. نحن نستخدم ~ 25 ميكرومتر ن₂س كقيمة المعايرة. كن على علم من لا يتجاوز تركيز نطاق استشعار الحد الأقصى من 500 ميكرون₂س ن.
   1. الحصول على N₂المياه المشبعة س الفقاعي ن₂س في المياه لبضع دقائق.
      ملاحظة: قابلية الذوبان في الماء₂س ن يعتمد على درجة الحرارة والملوحة²¹؛ انظر الجدول الوارد في التذييل ل استشعار اليدوي¹⁸.
   2. تمييع ن₂س المشبعة الماء بإضافة كمية معينة من الماء₂س ن مشبعة بكمية من المياه. على سبيل المثال، عند 20 درجة مئوية، أضف 0.3 مل ن مشبعة₂س المياه التي لديها تركيز 28.7 مم ن₂س، إلى ما مجموعة 375 مل من الماء للحصول على 22.9 مكم ن₂س تركيز. ملاحظة أن 375 مل هو الحجم الكلي للدائرة المعايرة (الشكل 1ب).
   3. بعد خلط بلطف ن₂س قراءة المياه المشبعة بالمياه في السفينة المعايرة تمييع للتركيز المطلوب، إشارة استشعار عندما يكون ثابت. هذه القراءة هي قيمة المعايرة مع الماء₂س X µM ن. عند خلط الحل، كن حذراً لا توليد فقاعات، كما هذا سيقضي على ن₂س من الحل المعايرة.
      ملاحظة: تكون على علم أن ن₂س في الماء سوف الهروب ببطء في الهواء؛ هكذا، يمكن فقط استخدام الحل المعايرة معدّة لبضع دقائق.

4-إعداد وتثبيط الأسيتيلين الأساسية

1. تغير الغطاء البلاستيك الموجود في الجزء العلوي من كل نواة الرواسب بغلاف آخر مع وجود ثقب في الوسط ومحرض مغنطيسية معلقة. إعادة ختم التقاطع مع شريط لاصق.
2. الحد من طور الماء لكل عينة ارتفاع تقريبي من 12 سم (حجم ≈ 380 مل). لهذا، أولاً إدراج أنبوب سيليكون في الحفرة المركزية. ثم وضعت نواة الرواسب في اسطوانة ودفع سداده السفلي خلق ضغط. ترتفع بسداده وعينات الرواسب والمياه الزائدة يمر عبر الأنبوب. جمع المياه في سفينة المتلقية.
   ملاحظة: يمكن عينات مع الحبوبية الخشنة إشكالية أثناء هذه الخطوة. جزيئات الرسوبيات وضعت بين السدادة والانبوب يمكن أن تشوه السدادة وفتح فتحه من خلال الهواء الذي يمكن تمرير فقاعات وتخل العينة. لتجنب هذه المشكلة، وضعت الاسطوانة في وسط أسفل سداده، وفي محاولة لدفع بقوة ثابتة. المشترك بين أنبوب سيليكون المستخدمة لإجلاء المياه الزائدة وغلاف PVC يتكون من جزء صلب (مثلاً، تلميح ماصة 5 مل دون نهايته الأضيق) إدراجها في أنبوب سيليكون.
3. تنفيذ تثبيط الأسيتيلين بواسطة محتدما مع غاز الأسيتيلين في مرحلة المياه الأساسية لحوالي 10 دقيقة. تجنب ريسوسبيندينج الرواسب.
   ملاحظة: كإمكانية إدخال تعديل الأسلوب، إضافة الركازة (نترات) من خلال وسيلة سائلة مركزة قبل محتدما الأسيتيلين لإمكانية إزالة النتروجينيات القياسات (مثلاً، كما في الشكل 3ب، ج).

5-إزالة النتروجينيات (قياس تراكم₂س ن)

1. ملء كل المساحة الجوية في العينة مع الماء بقايا السابقة. وضع أجهزة الاستشعار في صلب الرواسب من خلال الثقب في وسط الغطاء بوليفينيل الكلوريد ظهر المركب. يجب أن يكون موجوداً غيض من أجهزة الاستشعار في طور الماء أعلاه محرض (الشكل 1ج).
   ملاحظة: يجب أن تكون مختومة جميع مفاصل أنبوب أخذ العينات اﻷكريليك لتجنب تسرب الغاز والمياه أثناء أخذ القياس (الشكل 1أ، ج). في الجزء السفلي من الأنبوب، سداده المطاط غير كافية لذلك. ختم الجزء ظهر المركب أكثر صعوبة. يجب ضبطها الغطاء بولي كلوريد الفينيل. يجب أن تكون ساخنة مع شعلة؛ ثم، عندما المواد تصبح مرنة ولكن ليس هو المحروقة، الغطاء يوضع في الأنبوب حيث يمكن مصبوب شكله. بعد التبريد، يحتاج التغطية المزيد من التعديلات (باستثناء الغلاف المستخدمة في نقل هذه العينات إلى المختبر في خطوات 2.1.1.10 أو 2.1.2.6). يجب أن يكون حفر ثقب مركزي حيث يتم إدخال أجهزة الاستشعار. ويمكن عقد محرض مع خط صيد الأسماك، الذي بدوره هو التمسك بالغراء داخل الغلاف حتى أن محرض معلقة على خط الصيد في الماء (الشكل 1ج). أيضا، يتم إغلاق جميع المفاصل (غطاء أنبوب بولي كلوريد الفينيل واستشعار الغلاف PVC) مع شريط لاصق. وضع شريط لاصق مطاطا لضبط القطر من أجهزة الاستشعار لختم سطح الاتصال بين حفرة وسط غطاء البلاستيكية، وأجهزة الاستشعار (الشكل 1ج).
2. التبديل على حلبة النبض الكهرومغناطيسي الذي جزء من نظام التحريك.
   ملاحظة: يمنع النظام إثارة التقسيم الطبقي للمرحلة المائية دون القلق (ريسوسبيندينج) الرواسب. يتكون نظام التحريك من دارة بتبديل تشغيل/إيقاف تشغيل مغناطيس يجذب/النشرات محرض المغناطيسية التي (انظر الجدول للمواد للحصول على وصف مفصل).
3. تحريك مغناطيس حول الجزء الخارجي من الأنبوبة اﻷكريليك حتى محرض يتحرك باستمرار، ومن ثم إصلاحها في مكانها باستخدام شريط لاصق (الشكل 1ج).
4. إغلاق غرفة الحضانة لضمان درجة حرارة ثابتة (مثلاً، الاختلاف من ±0.3 درجة مئوية).
5. اضغط على زر سجل (استشعار البرمجيات) بدء تسجيل إشارة استشعار. وتسجل القراءات عادة كل 5 دقائق.
6. اضغط على الزر stop في نهاية فترة القياس.

6. خطوات القياس النهائي

1. الانتظار على الأقل ~ 10 دقيقة مع الحافة أجهزة الاستشعار المغمورة في المياه مجاناً، ن₂س (منزوع) قبل قراءة إشارة صفر ن₂س المعايرة التدبير.
2. القيام معايرة جهاز استشعار النهائية. لهذا، كرر معايرة أجهزة الاستشعار، عقب الباب 3 ولكن بدءاً من الخطوة 3، 3.
3. احفظ الملف (استشعار البرمجيات).

7-إزالة النتروجينيات معدل العمليات الحسابية

1. بدء تشغيل مع ملف الإخراج جداول إنشاؤها بواسطة برامج الاستشعار يحتوي على السجل للإشارات أجهزة الاستشعار في المتوسط ومكم ن₂س، ومعايرة البيانات.
2. ارسم إشارة استشعار ضد الوقت لتصور الاتجاه تراكم₂س ن (مثلاً، الشكل 2).
3. استخدام نطاق الوقت فقط مع تراكم خطي، باستثناء فترة التأقلم الأولية للعينة وإشباع نهائي ممكن بسبب التقادم الركازة (مثلاً، الشكل 2ب). إنشاء نموذج خطي لإشارة استشعار (ميكرومتر) على مر الزمن (ح).
   ملاحظة: المنحدر هو معدل إزالة النتروجينيات (كور مكم ن₂س^-1 ح^-1)، الذي إذا مقسوماً على منطقة الأساسية (πr²)، يتحول معدل مكم ن₂س م^-2 ح^-1، وعند ضربها المياه وحدة التخزين (ح²πr، حيث h هو ارتفاع المرحلة المائية و r هو نصف القطر الداخلي من الأنبوب اﻷكريليك، في هذه الحالة 0.12 و 0.03175 متر مربع، على التوالي) يتحول معدل µmol ن₂س م^-2 ح^-1.

النتائج

وقدرت إجمالي معدلات إزالة النتروجينيات 468 استخدام البروتوكول أعلاه في رسوبيات من بحيرات جبال البرانس على مدى فترة عام 2013-2014. نعرض بعض هذه النتائج لتوضيح الإجراء (الشكل 2 و الشكل 3). وبصفة عامة، النموذج الخطي بين تركيز₂س ن والوقت له علا?...

Discussion

المزايا الرئيسية لوصف الطريقة التي يتم استخدام عينات الرواسب الانزعاج الحد الأدنى الأساسية والتسجيل المستمر لتراكم₂س ن. هذه تسمح لتقدير معدلات إزالة النتروجينيات المنخفضة نسبيا التي من المحتمل مماثلة لتلك التي تحدث في الموقع. على الرغم من ذلك، يتم مناقشة بعض الجوانب المتعلقة ...

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.