Estimation des taux de dénitrification de sédiments à l’aide de carottes et N2O microcapteurs

Résumé

Cette méthode permet d’estimer les taux de dénitrification sédiments dans des carottes de sédiments à l’aide de l’acétylène inhibition technique microcapteur des mesures et de l’accumulé N₂O. Le protocole décrit les procédures pour collecter les carottes, étalonnage des capteurs, effectuant l’inhibition de l’acétylène, mesurant l’accumulation de₂O N et en calculant le taux de dénitrification.

Résumé

La dénitrification est le principal processus biogéochimique enlever azote réactif de la biosphère. L’évaluation quantitative de ce processus est devenu particulièrement pertinente pour évaluer le cycle d’azote global anthropique altérés et les émissions de gaz à effet de serre (c.-à-d., N₂O). Il existe plusieurs méthodes pour mesurer la dénitrification, mais aucun d'entre eux sont tout à fait satisfaisante. Problèmes avec les méthodes existantes notamment leur sensibilité insuffisante, et qu’il fallait modifier les concentrations de substrat ou de modifier la configuration physique du processus en utilisant perturbé des échantillons. Cet ouvrage décrit une méthode d’estimation des taux de dénitrification de sédiments qui combine le carottage, inhibition acétylénique et mesures microcapteur de l’accumulé N₂O. Les principaux avantages de cette méthode sont une faible perturbation de la structure des sédiments et la collection d’un enregistrement continu de l’accumulation de N₂O ; ceux-ci permettent des estimations de taux de dénitrification fiable avec des valeurs minimales jusqu'à 0,4 à 1 µmol N₂O m^-2 h^-1. La possibilité de manipuler des facteurs clés est un avantage supplémentaire pour l’obtention des connaissances expérimentales. Le protocole décrit les procédures pour collecter les carottes, étalonnage des capteurs, effectuant l’inhibition de l’acétylène, mesurant l’accumulation de₂O N et en calculant le taux de dénitrification. La méthode est appropriée pour l’estimation des taux de dénitrification dans n’importe quel système aquatique avec des carottes de sédiments récupérables. Si la concentration de₂O N est supérieure à la limite de détection du capteur, l’étape de l’inhibition de l’acétylène peut être omise pour estimer les émissions de₂O N au lieu de dénitrification. Nous montrons comment estimer les taux réels et potentiels de dénitrification en augmentant la disponibilité de nitrate, mais aussi la dépendance en température du processus. Nous illustrons la procédure à l’aide de sédiments de lacs de montagne et discuter les avantages et les faiblesses de la technique par rapport aux autres méthodes. Cette méthode peut être modifiée à des fins particulières ; par exemple, il est cumulable avec ¹⁵N traceurs pour évaluer la nitrification et dénitrification ou champ in situ des mesures du taux de dénitrification.

Introduction

Les altérations anthropiques du cycle de l’azote est un des problèmes plus difficiles pour le système de terre¹. L’activité humaine a au moins doublé les niveaux d’azote réactif disponible à la biosphère². Cependant, il reste de grandes incertitudes au sujet de comment le cycle de N global est évalué. Quelques estimations de flux ont été quantifiées avec moins de marge d’erreur de ± 20 %, et beaucoup ont des incertitudes de ±50 % et plus de³. Ces incertitudes indiquent le besoin d’estimations précises du taux de dénitrification à travers les écosystèmes et la compréhension des mécanismes sous-jacents de la variation. La dénitrification est une activité microbienne à travers lequel les oxydes azotés, principalement des nitrates et des nitrites, sont réduits à gaz diazote, N₂O et N₂⁴. La voie est très pertinente à la disponibilité de biosphère d’azote réactif parce que c’est le principal processus de retrait⁵. N₂O est un gaz à effet de serre avec un potentiel de réchauffement près de 300 fois que du CO₂ plus de 100 ans et c’est la principale cause actuelle d’appauvrissement de l’ozone stratosphérique en raison des grandes quantités étant émis^6,7.

Dans ce qui suit, nous présentons un protocole pour l’estimation des taux de dénitrification de sédiments à l’aide de carottes et N₂O microcapteurs expérimentalement les (Figure 1). Les taux de dénitrification sont estimés à l’aide de l’acétylène inhibition méthode^8,9 et la mesure de l’accumulation de N₂O durant une période définie (Figure 2 et Figure 3). Nous démontrons la méthode en l’appliquant aux sédiments de lac de montagne. Cette étude de cas met en lumière la performance de la méthode de détection des taux relativement faibles avec une perturbation minimale de la structure physique des sédiments.

La dénitrification est particulièrement difficile à mesurer¹⁰. Il y a plusieurs moyens et méthodes, chacune avec des avantages et des inconvénients. Les inconvénients aux méthodes disponibles incluent l’utilisation des ressources coûteuses, sensibilité insuffisante et qu’il fallait modifier les concentrations de substrat ou de modifier la configuration physique du processus en utilisant les échantillons dérangés¹⁰. Un défi encore plus fondamental à la mesure N₂ est ses niveaux élevés de fond dans l’environnement de¹⁰. La réduction de N₂O N₂ est inhibée par l’acétylène (C₂H₂)^8,9. Ainsi, la dénitrification peut être quantifiée en mesurant l’accumulé N₂O en présence de C₂H₂, qui est possible à cause des faibles niveaux de₂O N environnement.

L’utilisation du C₂H₂ pour mesurer le taux de la dénitrification dans les sédiments a été développée il y a environ 40 ans¹¹et l’incorporation de capteurs de N₂O a eu lieu une dizaine d’années plus tard¹². L’approche axée sur l’acétylène plus largement appliquée est le « noyau statique ». L’accumulation N₂O est mesurée pendant une période d’incubation jusqu'à 24 h après que le C₂H₂ est ajouté à l’espace de tête des sédiments scellé base¹⁰. La méthode décrite ici suit cette procédure avec quelques innovations. Nous ajoutons le C₂H₂ par bulles de gaz dans la phase aqueuse du noyau pendant quelques minutes, et nous remplir tout l’espace de tête avec échantillon d’eau avant de mesurer l’accumulation de N₂O avec un microcapteur. Nous incluons également un système d’agitation qui empêche la stratification de l’eau sans resuspendant le sédiment. La procédure quantifie le taux de dénitrification par zone de sédiments de surface (p. ex., µmol N₂O m^-2 h^-1).

La forte variation spatiale et temporelle de dénitrification présente une autre difficulté dans sa quantification précise¹⁰. Habituellement, l’accumulation de N₂O est mesurée séquentiellement par chromatographie en phase gazeuse des échantillons d’espace de tête qui sont recueillies au cours de l’incubation. La méthode décrite fournit un contrôle amélioré de la variation temporelle de l’accumulation de N₂O, car le microcapteur fournit un signal continu. Le multimètre microcapteur est un amplificateur numérique microcapteur (picoammeter) qui s’interface avec l’ou les capteurs et l’ordinateur (Figure 1a). Le multimètre permet plusieurs N₂O microcapteurs être utilisé en même temps. Par exemple, jusqu'à quatre sediment cores provenant du même site d’étude peuvent être mesurés simultanément pour tenir compte de la variabilité spatiale.

L’approche de base à peine perturbe la structure des sédiments par rapport à d’autres méthodes (par exemple, boues). Si l’intégrité des sédiments est altérée, cela conduit à la dénitrification irréaliste taux¹³ qui conviennent uniquement pour les comparaisons relatives. Des taux plus élevés sont toujours obtenus avec des méthodes de lisier par rapport aux principales méthodes¹⁴, parce que ce dernier conserve la limitation de la dénitrification par substrat diffusion¹⁵. Mesures de boue ne peut pas être considéré comme représentant in situ tarifs¹⁶; ils fournissent des mesures relatives pour les comparaisons faites avec exactement la même procédure.

La méthode décrite est d’estimer les taux de dénitrification dans n’importe quel type de sédiments qui peuvent être évidées. Nous recommandons particulièrement la méthode permettant d’effectuer des manipulations expérimentales de certains des facteurs de conduite. On peut citer des expériences qui modifient la disponibilité de nitrate et de la température au besoin pour estimer l’énergie d’activation (E_un) de dénitrification¹⁷ (Figure 2).

Figure 1 : Montage expérimental. (a) général montage expérimental pour estimer les taux de dénitrification des sédiments à l’aide de carottes et N₂O microcapteurs. La chambre d’incubation garantit des conditions de (±0, 3 ° C) obscurité et à température contrôlée. Cinq des carottes de sédiments intacts peuvent être traitées simultanément en utilisant leurs capteurs de₂O N respectifs. chambre d’étalonnage (b), N₂O capteur. Nous avons adapté avec bouchons en caoutchouc et des seringues à mélanger le N₂O eau (voir protocole étape 3.4.3). Il y a un thermomètre pour contrôler la température de l’eau. (c) gros plan d’une carotte de sédiments avec le capteur inséré dans le trou central du couvercle PVC et les joints scellés avec du ruban adhésif. L’agitateur est suspendu dans l’eau, et l’électro-aimant est près de lui et fixé sur la partie externe du tube acrylique. (d), gros plan sur le N₂O microcapteur bout protégé par un morceau de métal. (e) une carotte de sédiments qui a juste été récupérée. Il a été échantillonné à partir d’un bateau dans un lac profond ; le tube acrylique avec le noyau est toujours fixé au carottier à gravité adapté au Messager¹⁹. Voir la Table des matières pour tous les éléments nécessaires à l’exercice de cette méthode. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Protocole

1. préparation

Remarque : Cela commence le jour avant que les mesures soient prises.

1. Assembler la configuration de mesure (Figure 1a, voir la Table des matières).
   Remarque : Pour assurer une alimentation constante et de qualité, l’appareil de mesure est raccordé à la poignée via une alimentation sans coupure (UPS) qui peut aussi agir comme une sauvegarde. Dans le cas d’une panne de courant de longue durée, une batterie de voiture servent de source d’alimentation supplémentaire.
2. Démarrer le logiciel de la sonde et appliquer un -0,8 V tension de polariser le N₂O microcapteurs. Le signal indique une descente rapide et une hausse subséquente, puis enfin, elle diminue jusqu'à ce qu’il est faible et stable.
   NOTE : Le fabricant microcapteur recommande de polarisation au moins une nuit (ou plus) afin d’assurer la stabilité du signal de la sonde. Une autre recommandation est de garder le capteur polarisé si des mesures sont prévues pour multiple ou jours consécutifs¹⁸.
3. Mettez la chambre d’incubation et ajuster les conditions expérimentales (par exemple, choisis la lumière s’éteint et température réglée pour être semblable à celui attendu dans le domaine). Placer un récipient avec de l’eau déionisée dans la chambre afin que l’eau soit disponible plus tard à la température de mesure pour l’étalonnage des capteurs.
   Remarque : Cette étape peut être faite le jour même des mesures prévues, avant le départ pour recueillir les carottes. Pour les mesures standards, il est conseillé d’utiliser des conditions d’obscurité.
4. Emballer le noyau du domaine matériel de collection : dispositif carottier, prélèvement d’échantillons de tubes, bouchons en caoutchouc, robinets de polychlorure de vinyle (PVC), tournevis, unité de système (GPS) positionnement global, thermomètre, sondeur portatif, échassier et bateau gonflable (voir le Table de Matériaux). Utiliser une liste de contrôle pour s’assurer que tous les matériaux sont inclus.

2. sédiments Core Collection

1. En fonction de la profondeur de l’eau, suivez 2.1.1 ou 2.1.2.
   1. Pour les plans d’eau profonde
      1. Utilisez un carottier à gravité adapté au Messager¹⁹ d’un bateau ou d’une plate-forme (Figure 1e).
      2. Fixer le tube de prélèvement (acrylique, ø 6,35 cm, longueur ≥ 50 cm) pour le carottier avec un tournevis.
      3. Sélectionnez le point de prélèvement selon les objectifs de l’enquête. Prendre note de la position (par exemple, à l’aide de coordonnées GPS) et la profondeur de mesure (p. ex., à l’aide d’un sondeur de poche). Si l’échantillonnage d’un bateau, utilisez une ancre (par exemple, un sac avec des pierres) pour éviter la dérive au cours de la collection de base.
      4. Déployer le système de prélèvement jusqu'à ce que le tube d’échantillonnage est de ~ 1 m de sédiments. Utiliser une corde avec des marques régulières (par exemple, des intervalles de 1 m) pour contrôler la position de la profondeur de l’équipement d’échantillonnage.
      5. Stabiliser l’équipement d’échantillonnage pendant 60 s (par exemple, pour minimiser le mouvement du bateau). Cela garantira la pénétration de sédiments correcte et la récupération d’une carotte de sédiments guère troublé.
      6. Libérer ~ 1 m plus de corde pour que le tube d’échantillonnage pénètre dans le sédiment. Sachez que si le tube d’échantillonnage pénètre trop, il peut perturber l’interface eau/sédiment.
      7. Libérer le Messager tout en essayant de maintenir la tension dans la corde afin que le carottier reste fixe et en position verticale. Lorsque le Messager produit des effets du carottier, une petite différence peut être ressentie dans la tension de la corde. A cette époque, fermer le carottier pour générer le vide qui permet de récupérer la carotte de sédiments.
      8. Récupérer le carottier en tirant sur la corde constante et en douceur.
      9. Une fois que le noyau se trouve à proximité de la surface mais toujours entièrement submergée (y compris la partie en caoutchouc du carottier qui assure le vide), placez un bouchon en caoutchouc en bas du tube d’échantillonnage. Examinez l’interface eau/sédiment ; il doit être clair et pas visiblement perturbé (Figure 1e). Si ce n’est pas le cas, jeter le noyau, nettoyer le tube et répétez les étapes 2.1.1.4-9.
      10. Soulèvement de tout le système de prélèvement de l’eau. Débloquez le tube de prélèvement du carottier et mettez une housse en PVC sur le dessus. Fermez-le hermétiquement avec du ruban adhésif. Éviter la formation de l’espace aérien.
   2. Pour les habitats littoraux et plans d’eau peu profonde
      1. Robe en une espèce de limicole appartenant pour l’échantillonnage dans les eaux très peu profondes (< 0,6 m).
      2. Utilisez snorkeling ou plongée à engrenages pour l’échantillonnage plus profonde (jusqu'à 3 m).
      3. Sélectionnez le point de prélèvement selon les objectifs de l’enquête. Prenez note de la position (par exemple, coordonnées GPS). Insérer manuellement, le tube de prélèvement (par exemple, acrylique, ø 6,35 cm) dans les sédiments.
      4. Placer un bouchon de caoutchouc dans la partie supérieure du tube d’échantillonnage afin d’obtenir un vide.
      5. Retirer le cœur des sédiments et d’introduire rapidement un autre bouchon de caoutchouc dans le bas du tube.
         NOTE : Il est nécessaire de travailler avec le tube sous l’eau en permanence ; sur des sites très peu profondes, il est recommandé de raccourcir le tube jusqu'à 20 cm. Parfois les sédiments a forte teneur en eau et vidange lorsque le tube est retiré du lit de sédiments. Dans ce cas, il est nécessaire d’introduire le bouchon de fond sans exaltant le noyau à l’extérieur les sédiments. Pour ce faire, manuellement plonger le bouchon dans les sédiments autour du tube et le placer avec précaution pour fermer le fond du tube.
      6. Hors de l’eau, remplacer le bouchon en caoutchouc dessus avec une housse en PVC et sceller la jonction avec du ruban adhésif.
2. Protéger le noyau au cours de son transfert au laboratoire en minimisant les rotations et secouant.

3. étalonnage de l’oxyde nitreux (N₂O) microcapteurs

1. À l’aide de l’ordinateur (bande graphique, logiciel de capteur), vérifier que le signal du capteur est stable et faible (< 20 mV).
2. Créez un nouveau fichier (par exemple, avec la date et le site d’échantillonnage (130903_Redon_Lake)) pour enregistrer les valeurs d’étalonnage et les signaux du capteur.
   Remarque : Les signaux du capteur sont sensibles à la température (Figure 4). Utilisez la même température pour la mesure et l’étalonnage des capteurs. Le capteur réagit linéairement entre 0 % - 2,5 % N₂O²⁰. Par conséquent, un étalonnage en deux points est suffisante¹⁸.
3. Pour l’étalonnage valeur avec zéro protoxyde d’azote, lire le signal du capteur maintenant l’embout de sonde immergée dans le N₂O eau (déminéralisée).
4. Calibrer avec le N₂O l’eau à la concentration désirée.
   NOTE : Préparer de l’eau avec une concentration de₂O N définie, qui dépassera légèrement la concentration maximale prévue pendant l’incubation. Nous utilisons environ 25 µM N₂O comme la valeur d’étalonnage. Sachez n’excédant ne pas la concentration maximale capteur de gamme de 500 N₂O µM.
   1. Procurez-vous N₂l’eau saturée en O par propagation N₂O dans l’eau désionisée pendant quelques minutes.
      Remarque : La solubilité dans l’eau de N₂O dépend de la température et la salinité²¹; Voir le tableau dans l’annexe du Manuel capteur¹⁸.
   2. Diluer le N₂O saturée d’eau en ajoutant un certain volume d’eau saturée de₂O N à un volume d’eau désionisée. Par exemple, à 20 ° C, ajouter 0,3 mL de N₂O eau saturée, qui a une concentration de 28,7 mM N₂O, pour un total de 375 mL d’eau pour obtenir une 22,9 µM N₂O concentration. Remarque que 375 mL est le volume total de la chambre d’étalonnage (Figure 1b).
   3. Après le mélange doucement le N₂O eau saturée avec de l’eau déionisée dans le récipient de calibration de la diluer à la concentration désirée, lire le signal du capteur lorsqu’il est constant. Cette lecture est la valeur d’étalonnage avec de l’eau X µM N₂O. Lors du mélange de la solution, veillez à ne pas à générer des bulles, comme ce qui éliminerait le N₂O de la solution d’étalonnage.
      Remarque : N’oubliez pas que le N₂O dans l’eau n’échappera lentement dans l’air ; ainsi, la solution d’étalonnage prêt utilisable uniquement pendant quelques minutes.

4. base de préparation et l’Inhibition acétylénique

1. Changement de la couverture PVC situé en haut de chaque carotte de sédiments par un autre couvercle avec un trou au centre et un agitateur magnétique suspendu. Refermer la jonction avec du ruban adhésif.
2. Réduire la phase aqueuse de chaque échantillon à une hauteur approximative de 12 cm (≈ volume 380 mL). Pour ce faire, insérez d’abord un tube de silicone dans le trou central. Ensuite, mettre la carotte de sédiments dans un cylindre et pousser le bouchon de fond pour créer la pression. Le bouchon et un échantillon de sédiments monter, et l’excès d’eau passe à travers le tube. Recueillez l’eau dans un bateau qui reçoit.
   Remarque : Les échantillons avec granularité grossière peuvent être problématiques au cours de cette étape. Les particules de sédiments placés entre le bouchon et le tube peuvent déformer le bouchon et ouvrir un trou à travers laquelle l’air bulles peuvent passer et déranger l’échantillon. Pour éviter ce problème, mettre la bouteille dans le centre du bouchon de fond et d’essayer de pousser avec une force constante. Le joint entre le tube de silicone utilisé pour évacuer l’excès d’eau et le revêtement en PVC se compose d’une partie solide (par exemple, une pointe de pipette de 5 mL sans son extrémité plus étroite), insérée dans le tube de silicone.
3. Effectuer l’inhibition de l’acétylène par barbotage avec gaz d’acétylène dans la phase aqueuse du noyau pendant environ 10 min. Évitez les resuspendant le sédiment.
   Remarque : Comme une éventuelle modification de la méthode, ajoutez un substrat (nitrate) à travers un milieu liquid concentré avant bouillonnant acétylène pour mesures potentielles de dénitrification (par exemple, comme dans la Figure 3b, c).

5. la dénitrification (mesure de l’accumulation N₂O)

1. Remplir tout l’espace aérien dans l’échantillon avec le précédent reste d’eau. Placer la sonde dans la carotte de sédiments dans le trou central du couvercle PVC dessus. L’embout du capteur doit se trouver dans la phase aqueuse au-dessus de l’agitateur (Figure 1c).
   Remarque : Tous les joints du tube acrylique d’échantillonnage doivent être scellés pour éviter les fuites de gaz et d’eau pendant la mesure (Figure 1a, c). Dans la partie inférieure du tube, le bouchon en caoutchouc est suffisant pour cela. La partie de surface d’étanchéité est plus difficile. Le revêtement en PVC doit être à l’écoute. Il doit être chauffé avec une lampe de poche ; puis, quand le matériel devient souple, mais n’est pas brûlé, le couvercle est placé dans le tube pour que sa forme peut être moulée. Après refroidissement, la couverture nécessite des modifications plus (à l’exception de la couverture servant à transporter les échantillons au laboratoire de mesures 2.1.1.10 ou 2.1.2.6). Il faut percer le trou central où le capteur est inséré. L’agitateur peut être tenu avec une ligne de pêche, qui à son tour est collée avec de la colle à l’intérieur du couvercle afin que le brasseur se bloque sur la ligne de pêche dans l’eau (Figure 1c). En outre, toutes les articulations (tube de couverture en PVC et PVC couvercle capteur) sont scellées avec du ruban adhésif. Placer une bande adhésive élastique pour ajuster le diamètre de la sonde afin de sceller la surface de contact entre le trou central du couvercle PVC et la sonde (Figure 1c).
2. Interrupteur sur le circuit de l’impulsion électromagnétique qu’appartient le système d’agitation.
   Remarque : Le système d’agitation empêche la stratification de la phase aqueuse sans inquiétant (resuspendant) les sédiments. Le système d’agitation se compose d’un circuit qui allume / éteint l’électro-aimant qui attire/communiqués de l’agitateur magnétique (voir la Table des matières pour obtenir une description détaillée).
3. Déplacez l’électro-aimant autour de la partie externe du tube acrylique jusqu'à ce que le brasseur passe sans cesse et puis le fixer avec du ruban adhésif (Figure 1c).
4. Fermer la chambre d’incubation pour garantir une température constante (par exemple, variation de ±0, 3 ° C).
5. Appuyez sur le bouton d’enregistrement (logiciel de capteur) pour commencer à enregistrer le signal du capteur. Lectures sont généralement enregistrés toutes les 5 min.
6. Appuyez sur le bouton d’arrêt à la fin de la période de mesure.

6. étapes de mesure final

1. Attendre au moins 10 min avec la pointe de la sonde submergée dans l’eau libre-N₂O (désionisée) avant de lire le signal de la zéro mesure de calibration de₂O N.
2. Effectuer un calibrage de la sonde final. Pour ce faire, répétez le calibrage de la sonde, suite à l’article 3 mais en commençant par l’étape 3.3.
3. Enregistrez le fichier (logiciel de capteur).

7. calculs de taux de dénitrification

1. Commencez avec le fichier de sortie tableaux généré par le logiciel de capteur qui contient l’enregistrement du signal de la sonde dans les données d’étalonnage, mV et µM N₂O.
2. Tracer le signal du capteur contre le temps de visualiser la tendance d’accumulation de₂O N (par exemple, la Figure 2a).
3. Utilisez uniquement la plage horaire avec une accumulation linéaire, à l’exclusion de la période d’acclimatation initiale de l’échantillon et une éventuelle saturation définitive en raison de la limitation du substrat (par exemple, la Figure 2b). Créer un modèle linéaire du signal du capteur (µM) au fil du temps (h).
   Remarque : La pente est le taux de dénitrification (µM N₂O core^-1 h^-1), qui, si divisée par l’aire de la carotte (πr²), transforme le taux en µM N₂O m^-2 h^-1et lorsqu’il est multiplié par le volume (πr²h, où h est la hauteur de la phase aqueuse et r est le rayon interne du tube acrylique, dans ce cas 0,12 m et 0,03175 m, respectivement) de l’eau transforme le taux en µmol N₂O m^-2 h^-1.

Résultats

Un total de 468 taux de dénitrification ont été estimées en utilisant le protocole ci-dessus dans les sédiments de lacs de montagne des Pyrénées, sur la période 2013-2014. Nous montrons que certains de ces résultats pour illustrer la procédure (Figure 2 et Figure 3). En général, le modèle linéaire entre la concentration de N₂O et l’heure a bonne corrélation (R² ≥ 0,9). La pente de la relat...

Discussion

Les principaux avantages de la méthode décrite soient l’utilisation des échantillons de carottes de sédiments peu perturbées et l’enregistrement continu de l’accumulation de N₂O. Ceux-ci permettent d’estimer des taux relativement faibles de dénitrification qui risquent semblables à ceux présents sur place. Néanmoins, certains aspects concernant le carottage, les performances du capteur et améliorations possibles sont discutés.

Une étape apparemment simpl...

matériels

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.