水生生物の生態系の栄養素

マーガレット職人とキンバリー ・ フライ - デュポール大学のソース: 研究所

窒素とリンは、水生生物の生態系に必要な植物栄養素と過剰の原因になるので重要な水の品質の問題、両方は水質検査の一環として監視されます。

水中の窒素は、水に溶解させる藻類などによって容易に吸収される、共通のフォーム硝酸 (₃^-) として表されます。リン測定の一般的な形式は、リン酸塩 (PO₄^{3 -}) は強く堆積物の粒子に魅了し同様に水に溶解します。両方の栄養素過剰量の下、富栄養化と低酸素症 (水に低溶存酸素) につながる水の光・温度・酸素のレベルを乱すことができる水生植物の成長 (藻類ブルーム、図 1) の増加を引き起こす可能性がない生物学的活性の「デッドゾーン」を形成。硝酸塩、リンのソースには、廃水処理プラント、受精芝生と農地、不良敗血症性システム、動物肥料の流出、産業廃棄物の排出からの流出が含まれます。

図 1。藻類ブルーム
2011 年にこの図のように緑のスカム、エリー湖は数十年で経験している最悪の藻類ブルームでした。記録的豪雨春の雨は、ミクロシスチン シアノ バクテリアの花の生産の成長を促進、湖に肥料を洗浄しました。活気に満ちた緑のフィラメントは、北岸から延長します。

栄養分の濃度の増加を示す色強度の増加と特定の栄養素の存在下で色を変更するサンプルを引き起こす既知の化学試薬を用いる水中の硝酸態窒素とリン酸濃度を測定できます。水堆積物結合しているリン酸分子のリリースを確保するためリンのサンプルとサンプルの合計リン酸イオンの測定のためのリン酸結合を解放する熱化学的に消化されています。

試薬によって生成される色の明るさを定量化する特定の栄養素は、試薬 (硝酸塩琥珀; リン酸塩青) によって引き起こされるそれぞれの色に対応する光の波長を測定する分光光度計を使用します。分光光度計は、各サンプル色 (吸光度) によって吸収される光の量を測定する光のビームを送信します。暗い色、吸光度が高い。分光光度計、濃度既知の試金に基づく表示栄養濃度 (mg/L) に吸光度を変換します。

1. 測定窒素サンプル

1. 分光光度計、(ユーザー マニュアルまたは楽器メニュー) を用いた硝酸イオン プログラムを見つけるし、プログラム ・ ナンバーを入力します。
2. サンプル チューブの 1 つに試料水を 10 mL のピペットします。サンプル チューブの 1 つにこれを注ぐ。
3. 2 番目のサンプル チューブに繰り返します。
4. 1 つのサンプル チューブに 1 つ硝酸試薬粉枕の内容を追加します。
5. 両方のサンプル チューブをキャップします。
6. 分光光度計、タイマーを押しし、試薬の反応期間を開始するを入力します。反応時間が終わるまで精力的にサンプルとタイマー ビープ音を振る。サンプルが回りだす琥珀。
7. Enter キーを押します。第二に 5 分反応期間が開始されます。
8. タイマー 2 回のビープ音後、糸くずペーパー タオルで 2 つのサンプル チューブの外側を拭き取る。
9. 分光光度計に (空白) 試薬なしサンプル チューブを配置します。
10. しっかりと周囲の光がブロックされていることを確認する計測器キャップ付けセルをカバーします。
11. ゼロ 0.0 mg/L の読み取り用分光光度計のない₃名
12. 空白セルを削除し、電池ホルダーに試薬とサンプル セルを配置します。楽器キャップ付きサンプルセルをしっかりとカバーします。
13. 出版物を読みます。カーソルは、mg/l₃N は表示されませんし、結果、右側に移動します。

2. 測定サンプルのリン

1. 5.0 mL のピペットを使用して水のサンプルを測定します。
2. サンプル チューブに水を注ぐ。
3. サンプル チューブに 1 つカリウムの過硫酸塩パウダー枕ホスホン酸の内容を追加します。
4. しっかりとチューブをキャップし、溶解するために振る。
5. チューブ キャップの上部にラベルを付けるし、COD (化学的フード) で原子炉と 30 分の熱でチューブを配置します。
6. 試験管ラックに配置し、部屋の温度に冷却すること。
7. 卒業シリンダーを使用すると、2 mL 1.54 N 水酸化ナトリウムを測定します。
8. これをサンプル管に注ぐ。キャップし、ミックスします。
9. 分光光度計、(ユーザー マニュアルまたは楽器メニュー) とリン酸のプログラム番号を確認し、プログラム ・ ナンバーを入力します。
10. リント フリー ペーパー タオル サンプル チューブの外側をきれいに。
11. テスト チューブを置き、それは楽器の前面に直面して。
12. テスト チューブのカバーを置きます。
13. テスト チューブを取り出して、アスコルビン酸法の試薬を購入した粉末枕の内容を追加します。
14. しっかりとキャップし、10-15 s 振る。
15. タイマーを押すし、入力します。2 分の待機期間が開始されます。
16. タイマーのビープ音後、糸くずペーパー タオルで試験管の外側はきれい。
17. 楽器に楽器を正面のロゴと試験管を配置します。
18. 試験管の上カバーを置きます。
19. 出版物を読みます。Mg/L で結果が表示されます。

図 2。異なる土地利用タイプ (未開発、農業、および都市) 間硝酸塩を比較したグラフ。

水処理プラント (図 3) から上流と下流を比較して平均硝酸濃度。下流の測定は、治療から放電を表します。

図 3。水処理プラントから上流と下流を比較して硝酸濃度を平均します。下流の測定は、治療から放電を表します。

図 4。シカゴ川沿いの別の場所にリンのグラフ。

水処理プラント (図 5) から上流と下流を比較してリン酸濃度の平均値します。下流の測定は、治療から放電を表しています。

図 5。水処理プラントから上流と下流を比べるとリン酸濃度を平均します。下流の測定は、治療から放電を表しています。

高濃度の硝酸塩とリンは、溶存酸素、温度、およびその他の指標を含む他の水の品質要因が悪影響藻類ブルームを引き起こすことによって水の富栄養化状況を刺激できます。硝酸塩は、モバイル以外の種の大量死とモバイルの種は、他の海域に離れて移動「デッド ゾーン、」を作成する好気性の生命を維持することできるもはや貧酸素水 (溶存酸素の低水準) につながります。デッド ・ ゾーンは世界的に大量高栄養の流出や排水の収束、水生生物はほとんど沿岸地域で発生している高濃度 (図 6)。最大のデッド ゾーンの 2 つは 17,353 km²で測定されたデッド ゾーンと、49,000 km²の水の平均は未満 2 mg/L、溶存酸素の含まれる緩んだとメキシコ湾北部にいます。

図 6。世界的な海洋デッドゾーン
赤丸は、場所と多くのデッド ゾーンのサイズを示します。黒いドットは、未知のサイズのデッド ・ ゾーンを表示します。この画像で暗いブルースは、粒子状有機物、デッドゾーンで絶頂に達することができる過度に肥沃な水の指標の高濃度を示します。サイズと海洋デッドゾーンの数-深層水がで非常に低い領域分解海の生き物が生き残ることができない酸素 — 半世紀過去に爆発的成長しています。それは偶然でダウンリバーの人間の人口密度が高い場所、デッドゾーンが発生する (暗いブラウン)。