הערכת משקעים Denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N2O רחוקים

Summary

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

Abstract

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

Introduction

שינוי אנתרופוגניים של מחזור החנקן הוא אחת הבעיות המאתגרים ביותר עבור מערכת הארץ¹. פעילות אנושית לפחות הוכפל רמות לרשות הביוספרה²תגובתי חנקן. עם זאת, נותרו אי ודאות גדולה לגבי איך מחזור N העולמי מוערך. כמה הערכות השטף יש כבר לכמתו פחות מ ± 20% שגיאה, ולרבים מהם יש אי הוודאויות של ±50% וגדול יותר³. לבדיקה מציינים את הצורך אומדנים מדויקים של שיעורי denitrification על פני המערכות האקולוגיות ועל הבנה של המנגנון הבסיסי של וריאציה. Denitrification היא פעילות מיקרוביאלית שדרכו תחמוצות חנקני, בעיקר ניטראט, חנקיתי, מופחתים על גזים dinitrogen, N₂O ו- N₂⁴. השביל הוא מאוד רלוונטי הזמינות הביוספרה של חנקן תגובתי כי הוא התהליך העיקרי של הסרת⁵. N₂O הוא גז חממה עם פוטנציאל התחממות כדור הארץ כמעט 300 פעמים של CO₂ מעל 100 שנים, והוא הגורם העיקרי הנוכחי של הידלדלות שכבת האוזון סטראטוספאריך בשל כמויות גדולות להיות הנפלט^6,7.

בחלק זה, אנו מציגים פרוטוקול עבור הערכת משקעים denitrification המחירים באמצעות ליבות ו- N₂O רחוקים השפעול (איור 1). המחירים denitrification מוערך באמצעות אצטילן עיכוב שיטה^8,9 מדידות של ההצטברות של N₂O במהלך פרק זמן מוגדר (איור 2 , איור 3). נדגים את השיטה על ידי החלתו על הר אגם משקעים. מקרה המחקר מדגיש את הביצועים של השיטה לגילוי המחירים נמוכה יחסית עם הפרעה מינימלית למבנה הפיזי של המשקעים.

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

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

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

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

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

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

Protocol

1. הכנה

הערה: להתחיל זה יום לפני המידות נלקחים.

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

2. משקעים ליבת אוסף

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

3. כיול של רחוקים תחמוצת החנקן (N₂O)

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

4. ליבה הכנה וניגוד אצטילן

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

5. denitrification (מידה הצטברות של₂O N)

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

6. סופית מדידה צעדים

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

7. בחישובי שיעור denitrification

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

תוצאות

סך של המחירים denitrification 468 הוערך באמצעות הפרוטוקול מעל במשקעים אגמי הרים פירנאי על התקופה 2013-2014. אנו מראים כמה תוצאות אלה כדי להדגים את הפרוצדורה (איור 2 , איור 3). באופן כללי, המודל הוא ליניארי בין ריכוז₂O N זמן יש קורלציה טובה (R² ≥ 0.9...

Discussion

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

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.