The authors are grateful for the financial support provided by Instituto Polit&#233;cnico Nacional grants 20120110, 20130399 and 20140239 SIP and also by Instituto de Ciencia y Tecnolog&#237;a del Distrito Federal Mexico (PICS 08-79, ICYT-DF, 2009-2012). Thanks also to CONACYT &#8211; Mexico for the graduate scholarship (225806) awarded to Selene Montserrat Garc&#237;a-Solares and for the financial support provided by grant 82627.

<img alt="figür 1" src="/files/ftp_upload/52956/52956fig1highres.jpg" width="450" /> Protokol adımları için 1. Programı rakam. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 1. Çamur Oluşumunda Marine Sedimanlarını toplayın <ol><li> (Nedeniyle daha yüksek bir sülfat azaltıcı aktivite gösterebilir sülfidlerin varlığı için) hidrotermal delikleri yakın veya organik madde enkaz saptanabilir bir alana ya bir cana denizaltı alanlarını belirlemek. </li><li> Bu çalışmanın amacı doğrultusunda, tortu yaklaşık 3 veya 4 kg almak ve örnekler kapalı suyu boşaltın. Karanlık plastik torbalara örnekleri yerleştirin. Hiçbir soğutma gereklidir. </li><li> Hemen kullanılacak değilse laboratuarda kez buzdolabında örnekleri ile çanta tutmak. Bu çalışma, samp amacı doğrultusundales kullanmadan önce haftalarca veya aylarca buzdolabında olabilir. </li><li> Tortu numunesi (yani, 1 ya da 2 kg) büyük bir kısmını almak ve tortular bulunabilir karbonlu malzemenin büyük çöp ya da mevcut olabilecek bazı kayaların ortadan kaldırmak için uygun bir elek (0.2 cm) kullanın. Not: Bu durumda, 0,20 cm çaplı (in 0,0767) içindeki bir kafes kullanılmıştır ama bu numune içinde parçacıkların büyüklüklerine göre farklı boyutta olabilir. <ol><li> Ağ üzerinden tortu geçtikten sonra, porsiyon homojen olduğunu tanıtmak için seçilen kısmını karıştırın. </li><li> Standart yöntemler 11 takip ederek dalgalı askıda katı madde (VSS) içeriği belirlemek için ayrılmış küçük örnekleri (yani 2 3 g) atın. Not: adımlara 1.4 1.2 Şekil 2&#39;ye bakınız. </li></ol></li></ol><img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52956/52956fig2.jpg" /> Sediment örneklerinin 2. Fotoğraf rakam.(A) sediment örnekleri hemen sonra çekilen. (B) Tortu örneği örgü geçtikten sonra. Uçucu askıda katı madde öncesinde (VSS) belirlenmesi tartmak için alınan (C) Numune. Petri kabı sterilize edilmesi gerekmez. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 2. Biyoreaktör Kurma <ol><li> Bu çalışmanın amacı için, alternatif olarak 3 L&#39;lik bir toplam çalışma hacmi olan bir UASB reaktörü kullanmak, cam, 1 ya da 2 L hacimli cam reaktörü kullanır. </li><li> Tortulların VSS içeriğine göre tortu miktarını hesaplamak L 1 in VSS 5 g aşı olarak kullanılmak üzere </li><li> Hesaplamasından sonra sediment miktarı çok büyükse, biyoreaktör daha sonra yaklaşık% 25 ila% 30 hacmi yerine sedimanlar tarafından işgal edilmesi gerektiğini dikkate alın. <ol><li> Bunun beri VSS içeriği kaydedinmikrobiyal topluluk biyoreaktörde zenginleştirilmiş zaman değişecektir. VSS içerik biyoreaktörde aktivitesini azaltarak sülfat hesaplamalar için gereklidir. </li></ol></li><li> Biyoreaktörde bazal ortam ve tampon çözeltisinin nihai konsantrasyonu, Guerrero Barajas ve arkadaşları tarafından rapor benzer olduğundan emin olun. (2014) 12. <ol><li> Sedimanlar, bazal ortamda, tampon çözelti ve uçucu yağ asitlerinin son hacimleri reaktörün nihai çalışma hacmine eşit olduğundan emin olun. Bazal ortam tarifi 12 iz metaller ve vitaminler çözümü için uygun konsantrasyonlarını içermektedir. </li><li> (Örneğin, 2, 3 ya da 4 adım 2.4 bildirilen kat daha fazla konsantre edilir) bu sulandırıldığında sağlamak için, bunun kullanılan reaktörün çalışma hacmi için uygun bir konsantrasyonda bazal ortam ve tampon çözeltisinin bir stok solüsyonu hazırlayın Guerrero-Barajas&#39;ın ve arkadaşları tarafından rapor edilen konsantrasyonda. (2014)12). Not: bazal ortam için stok solüsyonu, ancak tampon çözelti sadece açılışta gereklidir, her zaman gereklidir. Bu saatten sonra tampon çözeltisi eklemek gerekli değildir. </li><li> 1: 1 oranında bir 2,5 COD asetat, propionat ve butirat: uçucu bir yağ asitlerinin bir stok çözelti hazırlayın. Sodyum asetat bazal ortamda dahil hesaplamalar için dikkate alın. Reaktör içinde nihai COD yoğunluğu 2,7 g / L olmalıdır. Dikkat: Davlumbaz bu çözüm hazırlayın. Bu çözümün hazırlanması için nitril eldiven ve gözlük takın. Dikkate Şekil 3 &#39;de gösterilmiştir, uçucu yağ asitleriyle sülfat reaksiyonların stokiyometrisi al. </li><li> Reaktöre sülfat iyonu (SO 4 2-) 4.000 mg / L&#39;lik bir son konsantrasyon sağlamak için uygun bir konsantrasyonda sodyum sülfat bir stok çözeltisi (SO 4 Na 2) hazırlayın. Alternatif olarak, inci içerirnihai yerine sülfat sürece stok çözeltisinden eklemeden bazal ortam içinde gerekli sülfat e miktarı (SO 4 2-) konsantrasyonu doğru. </li></ol></li><li> Bu reaktörün alt ulaşmak emin olmak için taban ortamının bir kısmı ile karıştırılır reaktörde tortu yerleştirin. <ol><li> Uçucu yağ asitleri çözeltisi ve sülfat çözeltisi ile karıştırılır bazal ortam ve tampon çözeltisinin geri kalanı ekleyin. Uçucu yağ asitlerinin çözeltisi sıvı içine dökülmüş olduğundan emin olun. Not: Davlumbaz bu adımı gerçekleştirin. </li><li> Geri dönüşüm pompasına bağlantıları ve reaktörün hatları ayarlayın. / Dak 60 ml geri dönüşüm akış hızını ayarlayın. 34 ° C &#39;de bir temperatürdeki gözde biyoreaktör ayarlayın. Düzenli sıcaklık değişimleri olup olmadığını kontrol edin, küçük (yani, 34 ± 1.7 ° C) </li><li> Gaz değiştirme kolonuna bağlantılarını ayarlayın. Not: adımlara 2.5 2.1 Şekil 4&#39;e bakınız. </li> &lt;/ ol&gt; </li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52956/52956fig3highres.jpg" width="600" /> Şekil VFA (asetat, propiyonat ve bütirat) ile sülfat indirgenmesi 3. Stokiometri. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52956/52956fig4highres.jpg" width="400" /> Şekil 4. UASB reaktörü. (A) İlk kez. (B) Sürekli rejim operasyonu 300 gün sonra. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52956/52956fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Reaktör 3. Operasyon Mikroorganizmaların Sulfidogenesis ve Büyüme Destekleme Not: inokulum v tüketmek için izinyağ asitleri ve sülfat olatile. Bu amaçla, sülfat, sülfit ve COD tüketim için, ilk analiz gerçekleştirmek için bir hafta boyunca bekleyin. <ol><li> Inkübasyon bir hafta KOİ analizi yapmak için sıvı 5 ila 7 ml örnek almak sonra, sülfat ve sülfür içeriği ve pH, 13 standart yöntemler 11 aşağıdaki. <ol><li> Metilen mavisi yöntemi 13 izleyerek (670 nm dalga (λ) at) sıvı spektrofotometrik olarak sülfür analiz edin. <ol><li> 25 ml&#39;lik bir volumetrik şişe içine (ağ / ağ% 2), bir çinko asetat çözeltisi 5 ml yerleştirin çinko asetat çözeltisine numunenin hızlı bir şekilde 200 ul ekle. </li><li> Bir N, N&#39;-dimetil-p -fenilendiamin oksalat 2,5 ml ilave edilir (DMP) çözeltisi (% 0.2 ağ / ağ 20% H 2 4) ve demir / w (III), amonyum sülfat çözeltisi (10%, 125 ul % 2 H 2 SO 4) ve volümetrik bir şişede 25 mi damıtılmış su ile birlikte w. Reaksiyon için 30 dakika bekleyinmavi renk stabilize edildiği zaman. 13 oluşmasına. Not: En az 15 dakika bekleyin, ama en fazla 60 dk spektrofotometre örneklerini test etmek için. Spektrofotometre mavi nihai çözümün okuma yürütün. </li></ol></li><li> Standart yöntemlere göre 11 sülfat analiz edin. Burada, bir türbidimetrik yöntemi kullanarak baryum sülfat gibi sülfat ölçmek. <ol><li> Bir iyileştirme çözeltisi 5 ml yerleştirin (hidroklorik asit HCI 1: 1) 25 ml volümetrik bir şişede, daha önceden santrifüj numune 1 ml (11.320 x g), distile su ile volümetrik şişeye 25 ml tam ekleme ve baryum klorür 1 g ekleyin. </li><li> Bir girdabın içinde 1 dakika için çözüm karıştırın. Formu ve 420 nm dalga boyunda 11 (λ) olarak spektrofotometre numune okumak için baryum sülfat için 4 dakika bekleyin. </li></ol></li><li> Standart yöntemlere göre 11 COD analiz edin. Seçenek olarak ise, bir COD Determina kullanımıtion kiti. <ol><li> COD belirlenmesinden önce, belirlenmesi uğratabilecek kalan sülfür kaldırmak için (11.320 xg) iyice numuneyi santrifüj. Gerekirse, iki kez santrifüj: İlk kez hemen örnek ve ikinci kez aldıktan sonra 6 veya 8 saat bekleyin ve sonra COD analiz yapmak. </li><li> COD saptama kiti bir reaksiyon şişesine örnek 2 ml ilave edilir şişenin kapatılması ve hafif çalkalama ile karışım homojenleştirin. Başka bir reaksiyon şişesine damıtılmış su 2 ml ekleyerek boş hazırlamak ve karışım homojen hale getirilir. </li><li> 2 saat boyunca 150 ° C &#39;de sindirim reaktörde şişeleri yerleştirin. Şişeleri çıkarın ve onları karanlıkta soğumasını bekleyin. 620 nm&#39;lik bir dalga boyunda spektrofotometre flakon okumaları al. </li></ol></li><li> Gaz değiştirme sütunundan gaz hacmini edinin. </li></ol></li><li> Sülfat tüketilen başka bir 5 ila 7 gün öncesine kadar kadar bekleyin. Sülfat ve COD bir tüketilmesi gerekirpproximately% 85 ila% 90 öncesinde yeni bir beslemeli kesikli başlatılır. </li><li> Sülfat (ve COD) tüketilen sonra tamamen adımı tekrarlayın 2.4. Her seri için taze orta ve yeni besinleri sağlar. </li><li> Tekrarlayın 3.1 ve 3.2 adımları tekrarlayın. Bu noktada her parti 7 ila 10 gün arasında sürmelidir. </li><li> 3 ila 4 toplu tamamlandığında, adım 2.4 tekrarlayın fakat 4 g / L KOİ konsantrasyonu artırır. </li><li> Adımı yineleyin 3.1 ve 3.2 adım. <ol><li> Adımı tekrarlayın 3.3 ama 6 g / L KOİ konsantrasyonu artırır. </li><li> Bu 10 g / L kadar kademeli COD konsantrasyonunun arttırılması 3.6 ve 3.6.1 tekrarlayın. Not: Zaman (d) karşı sülfat konsantrasyonu (mg / L) sunar grafik olun. </li></ol></li><li> Sülfat tüketimi az 24 saat içinde% 80 üzerinde ve bu daha bir hafta oluştuğunda, sürekli moda reaktörün çalışmasını geçin. Sürekli modu için 24 saat sonra, hidrolik bir tutma süresine (HRT) ayarlamak 4 g / L ve COD&#39;deki sülfat konsantrasyonunu korumak10 g / L&#39;de. Not: Zamanla sülfat tüketimi olmalıdır Daha hızlı. </li></ol> 4. Sülfat Etkinlik Testi Azaltılması <ol><li> Bu test öncesinde, sürekli rejim altında biyoreaktör kalan sülfat konsantrasyonunda% 10&#39;dan daha az varyasyon sunmaktadır emin olun. </li><li> Herhangi bir günde, tek HRT döngüsü ve davranış adımı 2.4 sonra reaktör durdurmak. Aşama 2.4.3 için 10 g / L&#39;lik bir konsantrasyon COD kullanın. </li><li> Biyoreaktör beslenir sonra, sıvının 5 7 ml numune almak ve COD, sülfat, sülfit (adım 3.1) ve pH, her saat için analiz gerçekleştirmek. Üretilen gaz hacmini kaydedin. </li><li> Literatürde 14 göre aktivitesini azaltarak sülfat hesaplayın. <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq1.jpg" /></li></ol> SRA = sülfat aktivitesini azaltarak (mg COD-H 2 S) / gVSS * d m, H 2 </em&gt; S = sülfür konsantrasyonu mg COD-H 2 S olarak ifade edilen VSS = uçucu askıda katı madde konsantrasyonu t = zaman (d veya saat) <ol start="5"><li> Mg / L zamanla sülfit konsantrasyonuna karşı sülfat tüketimi yüzdesini gösterir gelen grafikleri olun. Zamanla KOİ tüketiminin yüzdesini gösterir grafikleri olun. Zamanla pH değişimi gösteren grafikler olun. </li></ol> 5. Trikloroetilen (TCE) Azaltma Testi <ol start="1"><li> Bu test öncesinde biyoreaktör sürekli rejim altında çalışan ve kalan sülfat konsantrasyonunda% 10&#39;dan daha az varyasyon sunmaktadır olduğundan emin olun. Biyoreaktörde sülfat azalma% 90 daha az ise bu testi başlatmak etmeyin. </li><li> Biyoreaktör sıvı faz içinde bu bileşiğin nihai konsantrasyon 300 uM olmalıdır dikkate alarak trikloroetilen bir stok çözeltisi (TCE) hazırlayın. Partitioni dikkate34 ° C &#39;de TCE için Henry&#39;s Kanunu boyutsuz katsayısına (H&#39;) kullanarak, tepe boşluğuna bileşiğin ng. TCE için H&#39;at 34 ° C 0,4722 olan. <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq2.jpg" /> Dikkat: fumehood bu çözüm hazırlayın ve eldiven ve gözlük kullanılmalıdır. <ol><li> Örneğin, bir 5000 mcM stok çözümü için, takip şekilde hesaplamak: <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/52956/52956eq3.jpg" /> TCE gaz fazı konsantrasyonu = (0,4722) * (5.000) = 2.139 uM. TCE bu miktar üst kısmında olacağı stok çözeltisinin hazırlanması için, bu konsantrasyon içerir. Ardından stok solüsyonu sıvı (su), gerçek TCE konsantrasyonu olacaktır: 5000 + 2139 = 7139 uM. TCE yoğunluğu = 1.43 g / ml olmuştur. Mg için 7139 mcM dönüştürmek ve daha sonra TCE yoğunluğunu kullanarak stok çözümü için TCE hacmini hesaplamak. Not: TCE stok çözeltisi m konsantrasyonununay daha düşük 5.000 uM, örneğin, 3000 veya 1000 uM, bu çözeltinin kadar hacmi, sıvı faz hacmine göre biyoreaktöre verilebilir bağlıdır. </li></ol></li><li> , TCE için gaz kromatografisinde standart eğrileri hazırlayın -1,2-dikloroetilen, trans -1,2-dikloroetilen, vinil klorür ve eten sis. TCE stok çözeltisi için 5.2 tarif edilen aynı prosedürü takip ederek, cis bu bileşiklerin bir stok çözeltiden -1,2-dikloroetilen ve trans -1,2-dikloroetilen standart eğrileri hazırlayın. Standartlara (gaz silindirleri) her gaz konsantrasyonu sulandırarak vinil klorür ve eten standart eğrileri hazırlayın. <ol><li> 20 ila 300 uM aralığında bu bileşiklerin standart eğrileri hazırlayın. Guerrero-Barajas&#39;ın ve arkadaşları tarafından bildirilen yöntem kullanınız. (2011), gaz kromatografisiyle bu bileşiklerin analizi için 15. Dikkat: Bu standı hazırlayınard Bir fumehood çözümler ve eldiven ve gözlük kullanılmalıdır. </li></ol></li><li> Herhangi bir günde, tek HRT döngüsü ve davranış adımı 2.4 sonra reaktör durdurmak. Aşama 2.4.3 için 10 g / L&#39;lik bir konsantrasyon COD kullanın. </li><li> Biyoreaktör beslenir sonra, 5.2 hazırlanan bir stok çözeltiden biyoreaktör içinde sıvının doğrudan TCE ekleyin biyoreaktör sıvı faz içinde nihai konsantrasyonu 300 uM TCE olmalıdır. 12 saat için HRT olarak ayarlayın. <ol><li> Tek HRT döngüsünün sonunda KOİ, sülfat ve sülfür için sıvı (500 ila 1000 ul) ve davranış analizi örnek almak (3.1.1, 3.1.2 ve 3.1.3 numaralı adımları). Headspace (100 ul 250) örnekleri alın ve gaz kromatografisinde -1,2-dikloroetilen, trans -1,2-dikloroetilen, vinil klorür ve eten sis, TCE için analiz yapmak. </li></ol></li><li> Adımı yineleyin 2.4. Aşama 2.4.3 için 10 g / L&#39;lik bir konsantrasyon COD kullanın. </li><li> Biyoreaktör 9 üzerinde sunulur kadar herhangi bir TCE azaltma testi tekrarlamak etmeyinBiyoreaktörde kalan% 0 sülfat azalması ve daha az% 10 varyasyonu, hem de, sülfat redüksiyon ve sülfattır. </li><li> 5.4, ​​5.5 ve 5.6, iki ya da üç kat daha fazla tekrarlayın. </li><li> Sadece bir TCE azaltma testi bittikten sonra mikroorganizmaların tanımlanmasını yapmak için sediment örnekleri (0.5 gr) atın. 2 ya da 3 TCE azaltma testlerinden sonra yapın. </li></ol> TCE Azaltma Deney sonrasında Etkinlik Testi azaltılması 6. Sülfat <ol start="1"><li> 4. adımı yineleyin tamamen. </li></ol> Mikroorganizmaların 7. Kimlik <ol><li> Yaklaşık 0.5 g her çamur numuneleri almak ve standart metot 12&#39;ye göre RNA toplam çıkarma yapıyoruz. </li><li> (RT-PCR) amplifikasyonu bir adım 12, polimeraz zincir reaksiyonu, ters transkripsiyon ile birlikte 16S rRNA geni yükseltin ve yürütmek. </li><li> Yükseltmek veya ilk yaklaşım olarak literatürde 11 önerildiği olanları kullanmak için primerler tasarlayın. Amplif izleyinication Prosedür literatürde 12 önerdi. </li><li> 16S rRNA kitaplıkları oluşturmak. PCR amplikonları, bir klonlama-kit 11 kullanılarak klonlanabilir. Tipik haliyle, her plaka (bir PCR ürünü temsil eden her bir koloni) 10 koloni klonlanabilir. Literatürde 12 önerilen prosedüre göre sıralama için plazmid DNA hazırlanması. </li><li> Fragmanlarının sıralama yürütün. Literatürde 12 önerilen prosedüre göre daha önce tarif edilen PCR amplifikasyonu için bir protokol (aşama 7,4) ve bir klon PCR dış ürün yaklaşık 1400 bp yeniden yükseltmek. E. Rekombinant plazmid izole edin olarak E. coli kolonileri literatürde 12 önerdi. M13 evrensel primerler 12 ile sıralama için kısmi işlemi yapmak etmeyin. </li><li> Dizileri analiz yapmak. Clustal X kullanarak nükleotid dizileri hizalayın ve elle metin editörü ayarlayın. NCBI databas BLAST aramaları gerçekleştirmeke. (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/Blast.cgi) 12. </li><li> Nükleotid dizisi üyelik numaralarını edinin. Karşılık gelen erişim numaraları (yani, JQ713915eJQ713925 amplikonlar gelen sekanslar için), 12 altında, EMBL nükleotid dizisi veritabanı (Gen Bankası / EMBL / DDBJ) &#39;de tanımlanan klonlann nükleotid dizilerini bırakın. </li></ol>

<ol>
	<li>Lens, P., Esposito, M. V. G., Zandvoort, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspectives+of+sulfate+reducing+bioreactors+in+environmental+biotechnology.">Perspectives of sulfate reducing bioreactors in environmental biotechnology.</a> ReViews Environmental Science and Biotechnology. 1 (4), 311-325 (2002).</li><li>Omil, F., Lens, P., Hulshoff, P., Lettinga, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+biomass+from+a+sulfidogenic,+volatile+fatty+acid-degrading+granular+sludge+reactor.">Characterization of biomass from a sulfidogenic, volatile fatty acid-degrading granular sludge reactor.</a> Enzyme and MicrobialTechnology. 20, 229-236 (1997).</li><li>Lopes, S. I. C., Wang, X., Capela, M. I., Lens, P. N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfate+reduction+during+the+acidification+of+sucrose+at+pH+5+under+thermophilic+(55+&#176;C)+conditions.II:+Effect+of+sulfide+and+COD/SO4-2+ratio.">Sulfate reduction during the acidification of sucrose at pH 5 under thermophilic (55 &#176;C) conditions.II: Effect of sulfide and COD/SO4-2 ratio.</a> Bioresource Technology. 101, 4278-4284 (2010).</li><li>Alfonso, P., Prol-Ledesma, R. M., Canet, C., Melgarejo, J. C., Fallick, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur+isotope+geochemistry+of+the+submarine+hydrothermal+coastal+vents+of+Punta+Mita,+Mexico.">Sulfur isotope geochemistry of the submarine hydrothermal coastal vents of Punta Mita, Mexico.</a> Journal of Geochemical Exploration. 78-79, 301-304 (2003).</li><li>Valdemarsen, T., Kristensen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+of+dissolved+organic+monomers+and+short+chain+fatty+acids+in+sandy+marine+sediment+by+fermentation+and+sulfate+reduction.">Degradation of dissolved organic monomers and short chain fatty acids in sandy marine sediment by fermentation and sulfate reduction.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 74, 1593-1605 (2010).</li><li>Quistad, S. D., Valentine, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaerobic+propane+oxidation+in+marine+hydrocarbon+seep+sediments.">Anaerobic propane oxidation in marine hydrocarbon seep sediments.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 75, 2159-2169 (2011).</li><li>Futagami, T., Morono, Y., Terada, T., Kaksonen, A. H., Inagaki, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dehalogenation+activities+and+distribution+of+reductive+dehalogenase+homologous+genes+in+marine+subsurface+sediments.">Dehalogenation activities and distribution of reductive dehalogenase homologous genes in marine subsurface sediments.</a> Applied and Environmental Microbiology. 75 (21), 6905-6909 (2009).</li><li>U.S. Environmental Protection Agency. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=List+of+priority+pollutants.">List of priority pollutants.</a> Clean Water Methods. , (2014).</li><li>Ozdemir, C., Dursun, S., Karatas, M., Sen, N., Sahinkaya, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+trichloroethylene+(TCE)+in+upFlow+anaerobic+sludge+blanket+reactors+(UASB).">Removal of trichloroethylene (TCE) in upFlow anaerobic sludge blanket reactors (UASB).</a> Biotechnology and Biotechnological Equipment. 21 (1), 107-112 (2007).</li><li>Zhang, Y., Wang, X., Hu, M., Li, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+hydraulic+retention+time+(HRT)+on+the+biodegradation+of+trichloroethylene+wastewater+and+anaerobic+bacterial+community+in+the+UASB+reactor.">Effect of hydraulic retention time (HRT) on the biodegradation of trichloroethylene wastewater and anaerobic bacterial community in the UASB reactor.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 99, 1977-1987 (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. , (1998).</li><li>Guerrero-Barajas, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+sulfate+reduction+and+trichloroethylene+(TCE)+biodegradation+in+a+UASB+reactor+operated+with+sludge+developed+from+hydrothermal+vents+sediments:+process+and+microbial+ecology.">Enhanced sulfate reduction and trichloroethylene (TCE) biodegradation in a UASB reactor operated with sludge developed from hydrothermal vents sediments: process and microbial ecology.</a> International Biodeterioration and Biodegradation. 94, 182-191 (2014).</li><li>Tr&#252;per, H. G., Schlegel, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulphur+metabolism+in+Thiorhodaceae+I.+Quantitative+measurements+on+growing+cells+of+Chromatium+okenii.">Sulphur metabolism in Thiorhodaceae I. Quantitative measurements on growing cells of Chromatium okenii.</a> Antoine van Leeuwenhoek. 30, 225-238 (1964).</li><li>Gallegos-Garc&#237;a, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biological processes of sulfate reduction in biofilms for metals precipitation [Ph D thesis]. , (2009).</li><li>Guerrero-Barajas, C., Garibay-Orijel, C., Rosas-Rocha, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfate+reduction+and+trichloroethylene+biodegradation+by+a+marine+microbial+community+from+hydrothermal+vents+sediments.">Sulfate reduction and trichloroethylene biodegradation by a marine microbial community from hydrothermal vents sediments.</a> International Biodeterioration and Biodegradation. 65, 116-123 (2011).</li></ol>

The authors Selene Montserrat Garc&#237;a-Solares, Claudio Garibay-Orijel and Claudia Guerrero Barajas submitted (as inventors) in 2012 the application to obtain a patent entitled: &#8220;Process for the anaerobic treatment of industrial wastewater with high content of sulfate and chlorinated compounds&#8221;. This submission has been approved to the stage of the formatting. The submission has Instituto Polit&#233;cnico Nacional as the rights owner.

Çevre biyoteknoloji sulfidogenesis birkaç uygulamaları, bakteri fermente atıksu arıtımında olduğu ile konsorsiyum sülfat indirgeyici bakterilerin metabolizmasının en çok kullanılan uygulamalardan biri vardır. UASB reaktörleri yüksek sülfat konsantrasyonları ile endüstriyel atıksu arıtma ana mühendislik yaklaşımları arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, bir UASB reaktörünün deniz çökelleri gelen sulfidogenic çamurun elde etmek için bir protokol mevcut. Deniz çökelleri bir sulfidoge...

Çevre biyoteknolojisi en önemli katkılardan biri (aşı) kullanılan çamur sülfat indirgeyici koşullar altında gerçekleştirmek mümkün olduğu içinde Biyoreaktörlerin tasarım oldu. Sülfat azalma (SR) COD, ağır metaller ve organik kirletici maddeler, SR çamur 1 bir arzu edilen özellik yapan bir olgu eşzamanlı çıkarılması ek olarak, sülfat yüksek konsantrasyonda içerir atık su akışlarının tedavi edilmesine imkan verir. Sülfat ile kontamine atık bazı örnekler tabakhane, kağıt, ilaç ve kimyasal imalat sanayi 1 geliyor. Bununla birlikte, literatürde en metan zerre çamur sulfidogenesis 2 uyarlanmıştır zaman çamuru sulfidogenic değinmektedir. Bu adaptasyon yaygın COD / biyoreaktörde SO 4 2- oranı manipüle ve çamur 2,3 olarak metanojenler inhibe kimyasallar eklenerek elde edilir. M uzun bir süre ilave olarakay sulfidogenic granüllerin oluşmasını gerektirir metanojenler ve sülfat redüktör ve sülfürün yüksek konsantrasyonlarda çamurun tolerans arasındaki rekabet biyoreaktör kullanılan sulfidogenic çamur uyarlanması elde edilir, eğer ortaya çıkabilecek temel sorunlardan bazıları ağırlıklı olarak metan çamur indirgeme koşulları sülfata. Bu çalışmada, akışlı anaerobik çamur yataklı reaktörde (UASB) hidrotermal delikleri çökelleri (Punta Mita, Nayarit, Meksika) ağırlıklı sulfidogenic çamur elde etmek için prosedürü açıklar, o zaman biz zaman içinde etkinliğini azaltarak onun sülfat değerlendirmek ve bir deney indirgeyici deklorinasyonu üzerinde uygulama değerlendirmek için. O sitede nedeniyle söz konusu yerde 4 yaşayan mikrobiyal topluluğun sergilediği sülfat azaltıcı aktivite sülfidlerin oluşumunu olduğu rapor edilmiştir çünkü sedimanlar yeri seçildi. Sever varsulfidogenesis için metanojenik taneli çamur adapte üzerinde çökelleri bu sulfidogenic çamur elde al avantajları. Bu avantajlardan bazıları şunlardır: (1) (3) vardır olan çamur adapte metan çamur ile çalışan diğerleri UASB göre sülfid göreceli olarak yüksek konsantrasyonlarda tolere (2), biyoreaktör çalışması için granüller oluşturmak için gerekli değildir, ve asetat tortu oluşumunu teşvik etmek için kültür ortamına dahil uçucu yağ asitlerinin karışımı kullanıldığında bile, metanojenler ile alt-tabaka için bir rekabet. Deniz Tortular, sülfat, bakteri indirgen bakterileri, fermantasyon ve bakteriler sadece birkaç 5,6 söz burada halojen giderilmesi için gibi mikroorganizmaların çeşitli doğal bir havuz için bu prosedür sulfidogenesis teşvik etmek için takip edildi. Bu protokolü kullanarak deniz çökelleri geliştirilen konsorsiyum tipi sülfat indirgenmesi ve bu nedenle, yüksek s verimliliği gösterebilir<html> ulfate metanojenler ve sülfat indirgen bakteriler için toksik olarak rapor daha yüksek konsantrasyonlarda sülfüre zamanla aktivitesi ve daha yüksek tolerans azaltır. Öte yandan, bu halojen giderilmesi kapasitesi de protokol burada önerilen ancak orijinal mikrobiyal topluluğun bağlı olabilir izleyerek çökelleri gösterilen olasıdır. Bu varsayım indirgeyici deklorinasyonu solunum veya cometabolism yoluyla oluşabilir gerçeğine dayanmaktadır yapılır, deniz mikrobiyal topluluğun 7 terfi edilebilir koşulların her ikisi de. Çamur elde etmek üzere tortulların ekimi, bu uçucu yağ asitleri sülfat indirgen bakteriler çeşitli suşları tarafından kullanıldığı için alt-tabaka olarak asetat, propiyonat ve bütirat karışımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu asitler, deniz çökelleri 5,6 karbonlu malzeme üzerinde literatürde çok sayıda haberlere göre, aynı zamanda sık sık deniz çökelleri bulunan karbon bileşiklerinin türüdür. içeriği &quot;&gt; Son olarak, dünya çevresinde yer alan ve diğer su organlarında bulunan en zehirli bileşiklerin bazıları trikloroetilen (TCE) ve perkloroetilen (PCE) gibi klorlanmış çözücülerdir. Bu bileşikler, toksik değildir, sadece insan ancak Ayrıca mikroorganizmalar, halen ABD&#39;de Çevre Koruma Ajansı tarafından öncelikli kirletici olarak kabul edilir, özellikle TCE, 8. Bu çalışmada biz vardır sulfidogenic çamur konsantrasyonlarında TCE azaltma kapasitesini test edildiği bir deneme önerdi metanojenik koşullar 9,10 altında klorlu bileşikler biyolojik ayrışma için bildirilen aralık. Bu klorlu bileşiklerin biyodegradasyonu üzerine araştırmanın en metanojenik koşullar 9,10 altında yapılmıştır olduğunu belirtmekte yarar var. Biz bu protokolü önerilen TCE ile deney bir olduğunu düşünün Çamurun potansiyel uygulamalar iyi bir örnektir. Bu deneyin amacı e olduTCE çamur ve aktivitesini azaltarak sülfat TCE etkisi toleransı olarak değerlendirir. (1) (2) COD kaldırmak ve (3) kaldırmak, sülfat kaldırın: klorlu bileşiklerin biyodegradasyonu üzerine araştırmanın en metanojenik şartlarda yapılmasını dikkate alarak, bu protokol bir çamur oluşumu eşzamanlı için kullanılabilir önerir klorlanmış bileşikler. Bir adım daha, (ek sülfat ve KOİ için) metanojenik koşullar altında değerlendirilemez iki koşulu TCE ve ağır metallerin uzaklaştırılması eşzamanlı üzerine çamur değerlendirmek olabilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>trichloroethylene&#160;</td>
			<td>sigma Aldrich</td>
			<td align="right">251402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cis- 1,2 dichlorotehylene</td>
			<td>sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-1,2 dichloroethylene</td>
			<td>sigma Aldrich</td>
			<td>D-62209</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vinyl chloride scotty standard</td>
			<td>supelco</td>
			<td></td>
			<td>1000 ppm v/v in nitrogen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethene scotty standard</td>
			<td>supelco</td>
			<td></td>
			<td>99% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pump</td>
			<td>Masterflex</td>
			<td></td>
			<td>Model 7553-75</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spectrophotometer</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcentrifuge</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gas tight syringes&#160;</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>100 and 200 microliters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UASB glass reactor</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>under design</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gas chromatograph&#160;</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>FID detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>capillary column SPB-624</td>
			<td>supelco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>viton tubing</td>
			<td>Masterflex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>basal medium reagents</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trace metals reagents</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vitamins solution reagents</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium sulfate</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>volatile fatty acids</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COD determination kit</td>
			<td>HACH</td>
			<td></td>
			<td>range 0-15000 mg/L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TOPO-TA cloning kit pCR&#174;4.0&#160;</td>
			<td>Invitrogen, US</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S.N.A.P. TM Miniprep Kit&#160;</td>
			<td>Invitrogen, UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pure link TM Quick Plasmid Miniprep kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of sulfidogenic sludge from marine sediments and trichloroethylene reduction in an upflow anaerobic sludge blanket reactor

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate reduction is used in industrial wastewater treatment to remove large concentrations of sulfate along with the chemical oxygen demand (COD) and heavy metals. The most common approach to the process is with anaerobic bioreactors in which sulfidogenic sludge is obtained through adaptation of predominantly methanogenic granular sludge to sulfidogenesis. This process may take a long time and does not always eliminate the competition for substrate due to the presence of methanogens in the sludge. In this work, we propose a novel approach to obtain sulfidogenic sludge in which hydrothermal vents sediments are the original source of microorganisms. The microbial community developed in the presence of sulfate and volatile fatty acids is wide enough to sustain sulfate reduction over a long period of time without exhibiting inhibition due to sulfide. 
This protocol describes the procedure to generate the sludge from the sediments in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) type of reactor. Furthermore, the protocol presents the procedure to demonstrate the capability of the sludge to remove by reductive dechlorination a model of a highly toxic organic pollutant such as trichloroethylene (TCE). The protocol is divided in three stages: (1) the formation of the sludge and the determination of its sulfate reducing activity in the UASB, (2) the experiment to remove the TCE by the sludge, and (3) the identification of microorganisms in the sludge after the TCE reduction. Although in this case the sediments were taken from a site located in Mexico, the generation of a sulfidogenic sludge by using this procedure may work if a different source of sediments is taken since marine sediments are a natural pool of microorganisms that may be enriched in sulfate reducing bacteria.

Biyoreaktör içinde sülfat indirgenmesi tipik bir davranış, Şekil 5 &#39;de gösterilmiştir. Bu işlem sülfat indirgenmesi ilk haftalarında yavaş olacak fark etmek önemlidir. Bununla birlikte yavaş zaman sülfat üzerinden% 90 tüketim aşı sülfat indirgen bakteriler zenginleştirilmiş nedenle sülfat azaltılması ve yeteneğine sahip mikrobik topluluk, gelişmekte olduğunu gösterir. Şekilde, farklı dönemlerde sülfat indirgeme zamanla hızını artırarak olduğunu göstermektedir. ...

Watch this Scientific Journal Video about Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor at JoVE.com

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

Microbial sulfate reduction is a process of great importance in environmental biotechnology. The success of the sulfidogenic reactors depends among other factors on the microbial composition of the sludge. Here, we present a protocol to develop sulfidogenic sludge from hydrothermal vents sediments in a UASB reactor for reductive dechlorination purposes.

Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

development-sulfidogenic-sludge-from-marine-sediments

Research

JoVE Journal

Environment

9.6K Görüntüleme.  Instituto Politécnico Nacional. Microbial sulfate reduction is a process of great importance in environmental biotechnology. The success of the sulfidogenic reactors depends among other factors on the microbial composition of the sludge. Here, we present a protocol to develop sulfidogenic sludge from hydrothermal vents sediments in a UASB reactor for reductive dechlorination purposes.

Video: Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with the goal of examining the ecological functions of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. The result has been a progression of protocols that have increasingly refined the ecological relevance of the experimental approach. Here we present the most up-to-date version of a fish-feeding laboratory bioassay that enables investigators to assess the antipredatory activity of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. Organic metabolites of all polarities are exhaustively extracted from the tissue of the target organism and reconstituted at natural concentrations in a nutritionally appropriate food matrix. Experimental food pellets are presented to a generalist predator in laboratory feeding assays to assess the antipredatory activity of the extract. The procedure described herein uses the bluehead, Thalassoma bifasciatum, to test the palatability of Caribbean marine invertebrates; however, the design may be readily adapted to other systems. Results obtained using this laboratory assay are an important prelude to field experiments that rely on the feeding responses of a full complement of potential predators. Additionally, this bioassay can be used to direct the isolation of feeding-deterrent metabolites through bioassay-guided fractionation. This feeding bioassay has advanced our understanding of the factors that control the distribution and abundance of marine invertebrates on Caribbean coral reefs and may inform investigations in diverse fields of inquiry, including pharmacology, biotechnology, and evolutionary ecology.

This bioassay employs a model predatory fish to assess the presence of feeding-deterrent metabolites from organic extracts of the tissues of marine organisms at natural concentrations using a nutritionally comparable food matrix.

Bir Balık-besleme Laboratuvar biyodeneyinde Deniz Organizmaların Dokular Sekonder Metabolitlerin Antipredatory Aktivite değerlendirmek için

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

Çevre

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, bir Geliştirilmiş INEX Yöntemi için<em&gt; In Situ</em&gt; Partikül Ölçümü ve Çözünmüş bileşikler Aktif Süspansiyon besleme üniteleri İşlenmiş

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) was extracted using six different methods (centrifugation, sonication, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), formamide with sodium hydroxide (NaOH), formaldehyde with NaOH and sodium carbonate (Na2CO3) with heat and constant mixing). AGS was collected from a pilot wastewater treatment reactor. The ionic gel-forming property of the extracted EPS of the six different extraction methods was tested with calcium ions (Ca2+). From the six extraction methods used, only the Na2CO3 extraction could solubilize the hydrogel matrix of AGS. The alginate-like extracellular polymers (ALE) recovered with this method formed ionic gel beads with Ca2+. The Ca2+-ALE beads were stable in EDTA, formamide with NaOH and formaldehyde with NaOH, indicating that ALE are one part of the structural polymers in EPS. It is recommended to use an extraction method that combines physical and chemical treatment to solubilize AGS and extract structural EPS.

The protocol provides a methodology to solubilize aerobic granular sludge in order to extract alginate-like extracellular polymers (ALE).

Aerobik Granül Çamur dan Yapısal Ekstrasellüler polimerik maddelerin çıkarımı

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) ...

A Flow-through Exposure System for Evaluating Suspended Sediments Effects on Aquatic Life

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory by using pumps and automating delivery of sediment and water to simulate suspension of sediment. FLEES data are used to develop exposure-response curves between the effects on aquatic organisms and suspended sediment concentrations at the desired exposure duration. The effects data are used to evaluate management practices used to reduce the interactions between aquatic organisms and anthropogenic causes of suspended sediments. The FLEES is capable of generating total suspended solids (TSS) concentrations as low as 30 to as high as 800 mg/L, making this system an ideal choice for evaluating the effects of TSS resulting from many activities including simulating low ambient levels of TSS to evaluating sources of suspended sediments from dredging operations, vessel traffic, freshets, and storms.

A robust and flexible flow-through exposure system designed to maintain sediment in suspension is presented. The system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory.

Sucul Life Asma değerlendirmek Sedimanlar Etkileri için Flow-through Pozlama Sistemi

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended ...

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and organiclastic sulfate reduction (OSR) in marine sediments. However, unravelling the complex pyritization sequence is a challenge because of the coexistence of different sequentially formed pyrite phases. This manuscript describes a sample preparation procedure that enables the use of secondary ion mass spectroscopy (SIMS) to obtain in situ &#948;34S values of various pyrite generations. This allows researchers to constrain how SO4-AOM affects pyritization in methane-bearing sediments. SIMS analysis revealed an extreme range in &#948;34S values, spanning from -41.6 to +114.8&#8240;, which is much wider than the range of &#948;34S values obtained by the traditional bulk sulfur isotope analysis of the same samples. Pyrite in the shallow sediment mainly consists of 34S-depleted framboids, suggesting early diagenetic formation by OSR. Deeper in the sediment, more pyrite occurs as overgrowths and euhedral crystals, which display much higher SIMS &#948;34S values than the framboids. Such 34S-enriched pyrite is related to enhanced SO4-AOM at the sulfate-methane transition zone, postdating OSR. High-resolution in situ SIMS sulfur isotope analyses allow for the reconstruction of the pyritization processes, which cannot be resolved by bulk sulfur isotope analysis.

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Analyses of the sulfur isotopic composition (&#948;34S) of pyrite from methane-bearing sediments have typically focused on bulk samples. Here, we applied secondary ion mass spectroscopy to analyze the &#948;34S values of various pyrite generations to understand the diagenetic history of pyritization.

Situ kükürt izotopu analizi SIMS için Authigenic pirit metan taşıyan çökeller üzerinden hazırlanması

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

Sualtı Stereo video araçları kullanarak balık yoğunluğu miktarının için yeni yöntemler geliştirilmesi

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those of suspended/sinking particles. Here, we present an all plastic (Polypropylene and Polycarbonate), multi-layer filtration system for collection of suspended particulate matter (SPM) at sea. This ultra-clean sampling device has been designed and developed specifically for trace element studies. Meticulous selection of all non-metallic materials and utilization of an in-line flow-through procedure minimizes any possible metal contamination during sampling. This system has been successfully tested and tweaked for determining trace metals (e.g., Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) on particles of varying size in coastal and open ocean waters. Results from the South China Sea at the South East Asia Time-Series (SEATS) station indicate that diurnal variations and spatial distribution of plankton in the euphotic zone can be easily resolved and recognized. Chemical analysis of size-fractionated particles in surface waters of the Taiwan Strait suggests that the larger particles (&#62;153 &#181;m) were mostly biologically derived, while the smaller particles (10 - 63 &#181;m) were mostly composed of inorganic matter. Apart from Cd, the concentrations of metals (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) decreased with increasing size.

Plankton and suspended particles play a major role in the biogeochemical cycles in the ocean. Here, we provide an ultra-clean, low stress method for the collection of various sizes of particles and plankton at sea with the capability of handling large volumes of seawater.

Şeker boyutu deniz Plankton ve askıya alınan parçacıkları toplamak için Ultra temiz bir çok katmanlı aparat

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...

In Situ Hybridization Techniques for Paraffin-Embedded Adult Coral Samples

Corals are important ocean invertebrates that are critical for overall ocean health as well as human health. However, due to human impacts such as rising ocean temperatures and ocean acidification, corals are increasingly under threat. To tackle these challenges, advances in cell and molecular biology have proven to be crucial for diagnosing the health of corals. Modifying some of the techniques commonly used in human medicine could greatly improve researchers&#39; ability to treat and save corals. To address this, a protocol for in situ hybridization used primarily in human medicine and evolutionary developmental biology has been adapted for use in adult corals under stress.
The purpose of this method is to visualize the spatial expression of an RNA probe in adult coral tissue that has been embedded in paraffin and sectioned onto glass slides. This method focuses on removal of the paraffin and rehydration of the sample, pretreatment of the sample to ensure permeability of the sample, pre-hybridization incubation, hybridization of the RNA probe, and visualization of the RNA probe. This is a powerful method when using non-model organisms to discover where specific genes are expressed, and the protocol can be easily adapted for other non-model organisms. However, the method is limited in that it is primarily qualitative, because expression intensity can vary depending on the amount of time used during the visualization step and the concentration of the probe. Furthermore, patience is required, as this protocol can take up to 5 days (and in many cases, longer) depending on the probe being used. Finally, non-specific background staining is common, but this limitation can be overcome.

In Situ Hybridization Techniques for Paraffin-Embedded Adult Coral Samples

The goal of this protocol is to perform in situ hybridization on adult coral samples that have been embedded in paraffin and sectioned onto glass slides. This is a qualitative method used to visualize the spatial expression of an RNA anti-sense probe in paraffin-embedded tissues.

Situ Parafin gömülü yetişkin mercan örnekleri için hibridizasyon teknikleri

Corals are important ocean invertebrates that are critical for overall ocean health as well as human health. However, due to human impacts such as rising ...

An Anaerobic Biosensor Assay for the Detection of Mercury and Cadmium

Mercury (Hg) bioavailability to microbes is a key step to toxic Hg biomagnification in food webs. Cadmium (Cd) transformations and bioavailability to bacteria control the amount that will accumulate in staple food crops. The bioavailability of these metals is dependent on their speciation in solution, but more particularly under anoxic conditions where Hg is methylated to toxic monomethylmercury (MeHg) and Cd persists in the rhizosphere. Whole-cell microbial biosensors give a quantifiable signal when a metal enters the cytosol and therefore are useful tools to assess metal bioavailability. Unfortunately, most biosensing efforts have so far been constrained to oxic environments due to the limited ability of existing reporter proteins to function in the absence of oxygen. In this study, we present our effort to develop and optimize a whole-cell biosensor assay capable of functioning anaerobically that can detect metals under anoxic condition in quasi-real time and within hours. We describe how the biosensor can help assess how chemical variables relevant to the environmental cycling of metals affect their bioavailability. The following protocol includes methods to (1) prepare Hg and Cd standards under anoxic conditions, (2) prepare the biosensor in the absence of oxygen, (3) design and execute an experiment to determine how a series of variable affects Hg or Cd bioavailability, and (4) to quantify and interpret biosensor data. We show the linear ranges of the biosensors and provide examples showing the method's ability to distinguish between metal bioavailability and toxicity by utilizing both metal-inducible and constitutive strains.

Here, we present a protocol to use an anaerobic whole-cell microbial biosensor to evaluate how different environmental variables affect the bioavailability of Hg and Cd to bacteria in anoxic environments.

Bir anaerobik biyoalgılayıcı tahlil civa ve kadmiyum tespiti için

Mercury (Hg) bioavailability to microbes is a key step to toxic Hg biomagnification in food webs. Cadmium (Cd) transformations and bioavailability to ...

Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and shape of activated sludge flocs can indicate the conditions at the microscale, and also directly affect how well the sludge settles in a clarifier.
Particle size and shape are both misleadingly &#39;simple&#39; measurements. Many subtle issues, often unaddressed in informal protocols, can arise when sampling, imaging, and analyzing particles. Sampling methods may be biased or not provide enough statistical power. The samples themselves may be poorly preserved or undergo alteration during immobilization. Images may not be of sufficient quality; overlapping particles, depth of field, magnification level, and various noise can all produce poor results. Poorly specified analysis can introduce bias, such as that produced by manual image thresholding and segmentation.
Affordability and throughput are desirable alongside reproducibility. An affordable, high throughput method can enable more frequent particle measurement, producing many images containing thousands of particles. A method that uses inexpensive reagents, a common dissecting microscope, and freely-available open source analysis software allows repeatable, accessible, reproducible, and partially-automated experimental results. Further, the product of such a method can be well-formatted, well-defined, and easily understood by data analysis software, easing both within-lab analyses and data sharing between labs.
We present a protocol that details the steps needed to produce such a product, including: sampling, sample preparation and immobilization in agar, digital image acquisition, digital image analysis, and examples of experiment-specific figure generation from the analysis results. We have also included an open-source data analysis pipeline to support this protocol.

The size and shape of particles in activated sludge are important parameters that are measured using varying methods. Inaccuracies arise from non-representative sampling, suboptimal images, and subjective analysis parameters. To minimize these errors and ease measurement, we present a protocol specifying every step, including an open source software pipeline.

Nesnenin şeklini ve boyutunu Agar bir açık kaynak yazılım boru hattı ile immobilize aktif çamur parçacıkların ölçme

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and ...