Name: estimating sediment denitrification rates using cores and n2o microsensors
Uploaded: 2018-12-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors at JoVE.com

स्पेनी सरकार सी. पी-एल (FPU12-00644) और Ministerio de Economia y Competitividad के अनुसंधान अनुदान के रूप में Ministerio de Educación के माध्यम से धन प्रदान की: NitroPir (CGL2010-19737), Lacus (CGL2013-45348-पी), स्थानांतरण ( CGL2016-80124-C2-1-P). REPLIM परियोजना (इनरे-INTERREG कार्यक्रम । EUUN-यूरोपीय संघ । EFA056/15) प्रोटोकॉल के अंतिम लेखन का समर्थन किया ।

1. तैयारी
नोट: यह दिन पर शुरू करने से पहले माप लिया जाता है ।
<ol><li>माप सेटअप (चित्र 1a, सामग्री की तालिकादेखें) को इकट्ठा करें । नोट: एक स्थिर और उच्च गुणवत्ता वाली बिजली की ?...

<ol>
	<li>Rockstrom, J., 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=A+safe+operating+space+for+humanity.">A safe operating space for humanity.</a> Nature. 461 (7263), 472-475 (2009).</li><li>Erisman, J. W., Galloway, J., Seitzinger, S., Bleeker, A., Butterbach-Bahl, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+nitrogen+in+the+environment+and+its+effect+on+climate+change.">Reactive nitrogen in the environment and its effect on climate change.</a> Current Opinion in Environmental Sustainability. 3 (5), 281-290 (2011).</li><li>Gruber, N., Galloway, J. 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Vol. 717. , 179-244 (1988).</li><li>Seitzinger, S., 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=Denitrification+across+landscapes+and+waterscapes:+A+synthesis.">Denitrification across landscapes and waterscapes: A synthesis.</a> Ecological Applications. 16 (6), 2064-2090 (2006).</li><li>Contribution of Working Group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. , (2013).</li><li>Ravishankara, A. R., Daniel, J. S., Portmann, R. 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M., Van Cappellen, P., van Rotterdam-Los, D., Pallud, C., Abell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+rates+and+pathways+of+microbial+nitrate+reduction+in+coastal+sediments.">Potential rates and pathways of microbial nitrate reduction in coastal sediments.</a> FEMS Microbiology Ecology. 58 (2), 179-192 (2006).</li><li>Ambus, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+denitrification+enzyme-activity+in+a+streamside+soil.">Control of denitrification enzyme-activity in a streamside soil.</a> FEMS Microbiology Ecology. 102 (3-4), 225-234 (1993).</li><li>Christensen, P. B., Rysgaard, S., Sloth, N. P., Dalsgaard, T., Schw&#230;rter, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+mineralization,+nutrient+fluxes,+denitrification+and+dissimilatory+nitrate+reduction+to+ammonium+in+an+estuarine+fjord+with+sea+cage+trout+farms.">Sediment mineralization, nutrient fluxes, denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium in an estuarine fjord with sea cage trout farms.</a> Aquatic Microbial Ecology. 21 (1), 73-84 (2000).</li><li>Palacin-Lizarbe, C., Camarero, L., Catalan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+Temperature+Dependence+in+Remote,+Cold,+and+N-Poor+Lake+Sediments.">Denitrification Temperature Dependence in Remote, Cold, and N-Poor Lake Sediments.</a> Water Resources Research. 54 (2), 1161-1173 (2018).</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> Nitrous Oxide sensor user manual. , (2011).</li><li>Glew, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+gravity+corer+for+recovering+short+sediment+cores.">Miniature gravity corer for recovering short sediment cores.</a> Journal of Paleolimnology. 5 (3), 285-287 (1991).</li><li>Andersen, K., Kjaer, T., Revsbech, N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+oxygen+insensitive+microsensor+for+nitrous+oxide.">An oxygen insensitive microsensor for nitrous oxide.</a> Sensors and Actuators B-Chemical. 81 (1), 42-48 (2001).</li><li>Weiss, R. F., Price, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrous+oxide+solubility+in+water+and+seawater.">Nitrous oxide solubility in water and seawater.</a> Marine Chemistry. 8 (4), 347-359 (1980).</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> Nitrous Oxide Microsensors Specifications. , (2018).</li><li>Koike, I., Revsbech, N. P., S&#248;rensen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+18.+Measurement+of+sediment+denitrification+using+15-N+tracer+method.">Ch. 18. Measurement of sediment denitrification using 15-N tracer method.</a> Denitrification in Soil and Sediment 10.1007/978-1-4757-9969-9 F.E.M.S. Symposium Series. , 291-300 (1990).</li><li>Hvorslev, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Subsurface Exploration and Sampling of Soils for Civil Engineering Purposes. , 521 (1949).</li><li>Glew, J. R., Smol, J. P., Last, W. M., Last, W. M., Smol, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+5.+Sediment+Core+Collection+and+Extrusion.">Ch. 5. 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D., Stief, P., Behrens, S., Kappler, A., Schmidt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+spatial+resolution+of+distribution+and+interconnections+between+Fe-+and+N-redox+processes+in+profundal+lake+sediments.">High spatial resolution of distribution and interconnections between Fe- and N-redox processes in profundal lake sediments.</a> Environmental Microbiology. 16 (10), 3287-3303 (2014).</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> SensorTrace BASIC 3.0 user manual. , (2010).</li><li>Schwing, P. T., 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=Sediment+Core+Extrusion+Method+at+Millimeter+Resolution+Using+a+Calibrated,+Threaded-rod.">Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod.</a> Journal of visualized experiments. (114), 54363 (2016).</li><li>Bernhardt, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecology.+Cleaner+lakes+are+dirtier+lakes.">Ecology. Cleaner lakes are dirtier lakes.</a> Science. 342 (6155), 205-206 (2013).</li><li>Finlay, J. C., Small, G. E., Sterner, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+influences+on+nitrogen+removal+in+lakes.">Human influences on nitrogen removal in lakes.</a> Science. 342 (6155), 247-250 (2013).</li><li>Seitzinger, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+in+fresh-water+and+coastal+marine+ecosystems-+ecological+and+geochemical+significance.">Denitrification in fresh-water and coastal marine ecosystems- ecological and geochemical significance.</a> Limnology and Oceanography. 33 (4), 702-724 (1988).</li><li>Seitzinger, S. P., Nielsen, L. P., Caffrey, J., Christensen, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Denitrification+measurements+in+aquatic+sediments+-+a+comparison+of+3+methods.">Denitrification measurements in aquatic sediments - a comparison of 3 methods.</a> Biogeochemistry. 23 (3), 147-167 (1993).</li><li>Christensen, P. B., Nielsen, L. P., Revsbech, N. P., Sorensen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microzonation+of+denitrification+activity+in+stream+sediments+as+studied+with+a+combined+oxygen+and+nitrous-oxide+microsensor.">Microzonation of denitrification activity in stream sediments as studied with a combined oxygen and nitrous-oxide microsensor.</a> Applied and Environmental Microbiology. 55 (5), 1234-1241 (1989).</li><li>Peter, 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=Denitrification+in+sediment+determined+from+nitrogen+isotope+pairing.">Denitrification in sediment determined from nitrogen isotope pairing.</a> FEMS Microbiology Ecology. 9 (4), 357-361 (1992).</li><li>Risgaard-Petersen, N., Nielsen, L. P., Rysgaard, S., Dalsgaard, T., Meyer, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+isotope+pairing+technique+in+sediments+where+anammox+and+denitrification+coexist.">Application of the isotope pairing technique in sediments where anammox and denitrification coexist.</a> Limnology and Oceanography-Methods. 1, 63-73 (2003).</li></ol>

वर्णित विधि का मुख्य लाभ ंयूनतम परेशान तलछट कोर नमूनों और एन2ओ संचय की लगातार रिकॉर्डिंग का उपयोग कर रहे हैं । ये अपेक्षाकृत कम denitrification दरों के आकलन की अनुमति देते हैं जो कि सीटू मेंहोने वाली संभा?...

नाइट्रोजन चक्र के Anthropogenic परिवर्तन पृथ्वी प्रणाली1के लिए सबसे चुनौतीपूर्ण समस्याओं में से एक है । मानव गतिविधि कम से रिएक्टिव नाइट्रोजन2जैव मंडल के लिए उपलब्ध के स्तर को दोगुनी हो गई है । हालांकि, वहां बड़ी अनिश्चितताओं के बारे में कैसे वैश्विक N चक्र का मूल्यांकन किया है रहते हैं । कुछ फ्लक्स अनुमान से कम ± 20% त्रुटि के साथ quantified गया है, और कई ± ५०% और बड़ा3की अनिश्चितताओं है । इन अनिश्चितताओं में denitrification दरों के सटीक आकलन की जरूरत है और परिवर्तन के अंतर्निहित तंत्र की समझ का संकेत है । Denitrification एक माइक्रोबियल गतिविधि है जिसके माध्यम से नाइट्रोजन आक्साइड, मुख्य रूप से नाइट्रेट और नाइट्राइट, dinitrogen gasses, एन2ओ और एन24को कम कर रहे हैं । मार्ग प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन के जैव मंडल उपलब्धता के लिए अत्यंत प्रासंगिक है, क्योंकि यह हटाने की प्राथमिक प्रक्रिया है5. N2ओ एक वार्मिंग क्षमता के साथ एक ग्रीनहाउस गैस है लगभग ३०० बार है कि सह2 के १०० साल से अधिक है, और यह stratospheric ओजोन कमी के वर्तमान प्रमुख कारण बड़ी मात्रा में6,7उत्सर्जित किया जा रहा है ।
निंनलिखित में, हम तलछट denitrification कोर और एन2ओ microsensors प्रयोग (चित्रा 1) का उपयोग दरों का आकलन करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । Denitrification दरों एसिटिलीन निषेध विधि8,9 और N2के संचय की माप का उपयोग कर एक निर्धारित अवधि के दौरान अनुमानित है (चित्रा 2 और चित्रा 3) । हम इसे माउंटेन लेक तलछट को लागू करने के द्वारा विधि का प्रदर्शन । इस मामले का अध्ययन अवसादियों की शारीरिक संरचना को कम से कम अशांति के साथ अपेक्षाकृत निंन दरों का पता लगाने के लिए विधि के प्रदर्शन पर प्रकाश डाला गया ।
Denitrification विशेष रूप से10उपाय मुश्किल है । वहां कई वैकल्पिक दृष्टिकोण और तरीकों, फायदे और नुकसान के साथ प्रत्येक रहे हैं । उपलब्ध तरीकों के लिए कमियां महंगे संसाधनों के उनके उपयोग, अपर्याप्त संवेदनशीलता, और सब्सट्रेट स्तर को संशोधित करने या प्रक्रिया के भौतिक विन्यास में परिवर्तन की जरूरत शामिल10परेशान नमूने का उपयोग कर । एन2 को मापने के लिए एक और भी मौलिक चुनौती10पर्यावरण में अपनी बुलंद पृष्ठभूमि का स्तर है । n 2 ओ n2 की कमी एसिटिलीन (सी2एच2)8,9से हिचकती है । इस प्रकार, denitrification सी2एच2की उपस्थिति में संचित एन2ओ को मापने के द्वारा quantified जा सकता है, जो कम पर्यावरणीय एन2ओ स्तर के कारण संभव है ।
तलछट में denitrification दरों को मापने के लिए सी2एच2 के उपयोग के बारे में ४० साल पहले11विकसित किया गया था, और एन2ओ सेंसरों के शामिल होने के बारे में 10 साल बाद12. सबसे व्यापक रूप से लागू एसिटिलीन आधारित दृष्टिकोण "स्थैतिक कोर" है । जमा एन2ओ अप करने के लिए 24 एच की एक मशीन की अवधि के दौरान मापा जाता है के बाद सी2एच2 सील तलछट कोर10के headspace में जोड़ा जाता है । विधि यहां वर्णित कुछ नवाचारों के साथ इस प्रक्रिया इस प्रकार है । हम कुछ मिनट के लिए कोर के पानी के चरण में गैस bubbling द्वारा सी2एच2 जोड़ने के लिए, और हम एक microsensor के साथ N2ओ के संचय को मापने से पहले सभी headspace नमूना पानी के साथ भरें । हम भी एक सरगर्मी प्रणाली है कि तलछट को resuspend बिना पानी की स्तरीकरण को रोकता है शामिल हैं । प्रक्रिया quantifies प्रति तलछट सतह क्षेत्र denitrification दर (जैसे, µmol एन2ओ एम-2 एच-1) ।
denitrification के उच्च स्थानिक और लौकिक रूपांतर अपनी सटीक ठहराव10में एक और कठिनाई प्रस्तुत करता है । आमतौर पर, N2O संचय क्रमिक रूप से headspace नमूनों कि मशीन के दौरान एकत्र कर रहे हैं की गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा मापा जाता है । विधि वर्णित एन2ओ संचय के लौकिक रूपांतर की निगरानी में सुधार प्रदान करता है, क्योंकि microsensor एक सतत संकेत प्रदान करता है । microsensor मीटर एक डिजिटल microsensor एम्पलीफायर (picoammeter) है कि सेंसर (एस) और कंप्यूटर (चित्रा 1a) के साथ इंटरफेस है. मीटर कई एन2ओ microsensors एक ही समय में इस्तेमाल किया जा करने के लिए अनुमति देता है । उदाहरण के लिए, एक ही अध्ययन साइट से चार तलछट कोर तक एक साथ मापा जा सकता है स्थानिक परिवर्तनशीलता के लिए खाते में ।
मुख्य दृष्टिकोण मुश्किल से तलछट संरचना कुछ अंय तरीकों (जैसे, slurries) की तुलना में परेशान करता है । यदि तलछट की अखंडता को बदल दिया है, इस अवास्तविक denitrification दरों13 कि सापेक्ष तुलना के लिए ही पर्याप्त है की ओर जाता है । उच्च दर हमेशा मुख्य तरीकों14की तुलना में घोल तरीकों के साथ प्राप्त कर रहे हैं, क्योंकि बाद सब्सट्रेट प्रसार15द्वारा denitrification की सीमा को बरकरार रखता है । गारा उपायों के प्रतिनिधि नहीं माना जा सकता सीटू दरों में 16; वे सटीक एक ही प्रक्रिया के साथ की गई तुलना के लिए रिश्तेदार उपाय प्रदान करते हैं ।
वर्णित विधि किसी भी तलछट प्रकार है कि कोर जा सकता है में denitrification दरों का आकलन करने के लिए उपयुक्त है । हम विशेष रूप से ड्राइविंग कारकों में से कुछ की प्रयोगात्मक जोड़तोड़ प्रदर्शन के लिए विधि की सिफारिश । उदाहरण ऐसे प्रयोग हैं जो denitrification17 (चित्रा 2) के ऊर्जा सक्रियण (ईए) का आंकलन करने के लिए आवश्यकतानुसार नाइट्रेट की उपलब्धता और तापमान को संशोधित करते हैं ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58553/58553fig1v2.jpg"> चित्रा 1 : प्रायोगिक सेटअप । (क) कोर और एन2ओ microsensors का उपयोग करते हुए तलछट denitrification दरों का अनुमान लगाने के लिए सामान्य प्रायोगिक सेटअप । मशीन चैंबर अंधेरे और नियंत्रित तापमान (± ०.३ डिग्री सेल्सियस) की स्थिति सुनिश्चित करता है । पांच बरकरार तलछट कोर उनके संबंधित एन2ओ सेंसर का उपयोग कर एक साथ संसाधित किया जा सकता है । (ख) एन2ओ सेंसर अंशांकन कक्ष । हम इसे रबर डाट और सीरिंज के साथ एन2ओ पानी मिश्रण (प्रोटोकॉल कदम 3.4.3 देखें) अनुकूलित । पानी के तापमान को नियंत्रित करने के लिए एक थर्मामीटर है । (ग) पीवीसी कवर और जोड़ों चिपकने वाला टेप के साथ बंद के केंद्रीय छेद में डाला सेंसर के साथ एक तलछट कोर नमूना के बंद अप । चमचे पानी में लटक रहा है, और विद्युत चुंबक के करीब है और एक्रिलिक ट्यूब के बाहरी भाग के लिए तय की । (d) एक धातु के टुकड़े द्वारा संरक्षित एन2ओ microsensor टिप का क्लोज़-अप । (ङ) एक तलछट कोर जो अभी बरामद किया गया है । यह एक गहरी झील में एक नाव से नमूना लिया गया था; कोर के साथ एक्रिलिक ट्यूब अभी भी दूत-अनुकूलित गुरुत्वाकर्षण corer19के लिए तय हो गई है । इस विधि को करने के लिए आवश्यक सभी मदों के लिए सामग्री की तालिका देखें । <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58553/58553fig1v2large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:595px;" width="594">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">Messenger-adapted gravity corer</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Reference in the manuscript. Made by Glew, J.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:227px;">Sampling tube</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Acrylic. Dimensions: 100 cm (h) &#215; 6.35 cm (d) &#215; 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.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Handheld sounder</td>
			<td style="width:65px;">Plastimo</td>
			<td style="width:100px;">38074</td>
			<td style="width:203px;">Echotest II Depth Sounder.</td>
		</tr>
		<tr height="128">
			<td height="128" style="height:128px;width:227px;">Rubber stopper</td>
			<td style="width:65px;">VWR</td>
			<td style="width:100px;">DENE1012114</td>
			<td style="width:203px;">With two holes, used to mix the N2O-water in the calibration chamber. Dimensions: 20 mm (h) &#215; 14 mm (d) &#215; 18 mm (D) (3 mm hole (D)).</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:227px;">Rubber stopper</td>
			<td style="width:65px;">VWR</td>
			<td style="width:100px;">217-0125</td>
			<td style="width:203px;">To seal the bottom part of the methacrylate tube and to sample in shallow water bodies. Dimensions: 45 mm (h) &#215; 56 mm (d) &#215; 65 mm (D).</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">PVC cover</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">To seal the top side part of the acrylic tube. Dimensions: 45 mm (h) &#215; 56 mm (d) &#215; 65 mm (D). Dimensions: 65 mm (D).</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">Adhesive tape</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Waterproof. To ensure all joints (PVC cover sampling tube and PVC cover sensor) and to avoid water leaks.</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">Thermometer</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Portable and waterproof, to measure the temperature in the water overlying the sediment just after sampling the cores.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">GPS</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">To save the location of a new sampling site or to arrive at a previous site.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Wader</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">For littoral or shallow site samplings.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Boat</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">An inflatable boat is the best option for its lightness if the sampling site is not accessible by car.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Rope</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Rope with marks showing its length (e.g., marked with a color code to distinguish each meter).</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:227px;">N2O gas bottle and pressure reducer</td>
			<td style="width:65px;">Abell&#243; Linde</td>
			<td style="width:100px;">32768-100</td>
			<td style="width:203px;">Gas bottle reference.</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:227px;">C2H2 gas bottle and pressure reducer</td>
			<td style="width:65px;">Abell&#243; Linde</td>
			<td style="width:100px;">32468-100</td>
			<td style="width:203px;">Gas bottle reference.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Tube used to evacuate the excess of water</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">Consists of a solid part (e.g., a 5 ml pipette tip without its narrowest end) inserted in a silicone tube.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Nitrous Oxide Minisensor w/ Cap</td>
			<td style="width:65px;">Unisense</td>
			<td style="width:100px;">N2O-R</td>
			<td style="width:203px;">We use 4 sensors at a time.</td>
		</tr>
		<tr height="235">
			<td height="235" style="height:235px;width:227px;">Microsensor multimeter 4 Ch. 4 pA channels</td>
			<td style="width:65px;">Unisense</td>
			<td style="width:100px;">Multimeter</td>
			<td style="width:203px;">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.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">SensorTrace Basic 3.0 Windows software</td>
			<td style="width:65px;">Unisense</td>
			<td style="width:100px;"></td>
			<td style="width:203px;">Sensor data acquisition software.</td>
		</tr>
		<tr height="107">
			<td height="107" style="height:107px;width:227px;">Calibration Chamber incl. pump</td>
			<td style="width:65px;">Unisense</td>
			<td style="width:100px;">CAL300</td>
			<td style="width:203px;">Calibration chamber. We tuned it with rubber stoppers and syringes to mix the N2O-water without making bubbles.</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">Incubation chamber</td>
			<td style="width:65px;">Ibercex</td>
			<td style="width:100px;">E-600-BV</td>
			<td style="width:203px;">Indispensable equipment for working at a constant temperature (&#177;0.3 &#176;C). It also allows control of the photoperiod.</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:227px;">Electric stirrer</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">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.</td>
		</tr>
		<tr height="252">
			<td height="252" style="height:252px;width:227px;">Electromagnet</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">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.</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:227px;">Electromagnetic pulse circuit</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">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.</td>
		</tr>
		<tr height="170">
			<td height="170" style="height:170px;width:227px;">Uninterruptible power supply (UPS)</td>
			<td style="width:65px;">-</td>
			<td style="width:100px;">-</td>
			<td style="width:203px;">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.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

estimating sediment denitrification rates using cores and n2o microsensors

Denitrification जैव मंडल से प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन को हटाने की प्राथमिक biogeochemical प्रक्रिया है. इस प्रक्रिया का मात्रात्मक मूल्यांकन anthropogenic-बदल वैश्विक नाइट्रोजन चक्र और ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन (यानी, एन2ओ) का आकलन करने के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक हो गया है । कई तरीके denitrification को मापने के लिए उपलब्ध हैं, लेकिन उनमें से कोई भी पूरी तरह से संतोषजनक हैं । मौजूदा तरीकों के साथ समस्याओं उनके अपर्याप्त संवेदनशीलता शामिल हैं, और सब्सट्रेट स्तर को संशोधित करने या परेशान नमूनों का उपयोग प्रक्रिया के भौतिक विन्यास में परिवर्तन करने की जरूरत. यह काम coring, एसिटिलीन अवरोध, और संचित एन2ओ के microsensor माप को जोड़ती है कि तलछट denitrification दरों का आकलन करने के लिए एक विधि का वर्णन है । इस विधि के मुख्य लाभ तलछट संरचना की एक कम अशांति और एन2ओ संचय के एक निरंतर रिकॉर्ड का संग्रह कर रहे हैं; इन अधिकतम 0.4-1 µmol एन2ओ एम-2 एच-1के लिए मूल्यों के साथ विश्वसनीय denitrification दरों का अनुमान सक्षम करें । प्रमुख कारकों में हेरफेर करने की क्षमता प्रयोगात्मक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए एक अतिरिक्त लाभ है । प्रोटोकॉल कोर इकट्ठा करने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन करता है, सेंसर जांच, एसिटिलीन निषेध प्रदर्शन, एन2ओ संचय को मापने, और denitrification दर की गणना. विधि प्राप्त करने योग्य तलछट कोर के साथ किसी भी जलीय प्रणाली में denitrification दरों का आकलन करने के लिए उपयुक्त है । यदि n2o एकाग्रता संवेदक की पता लगाने की सीमा के ऊपर है, एसिटिलीन अवरोधक कदम denitrification के बजाय एन2ओ उत्सर्जन का अनुमान लगाने के लिए छोड़ा जा सकता है । हम बताएंगे कि कैसे नाइट्रेट की उपलब्धता बढ़ाने के साथ ही प्रक्रिया के तापमान निर्भरता दोनों वास्तविक और संभावित denitrification दरों का अनुमान है । हम माउंटेन लेक तलछट का उपयोग कर प्रक्रिया वर्णन और लाभ और अंय तरीकों की तुलना में तकनीक की कमजोरियों पर चर्चा । इस विधि विशेष प्रयोजनों के लिए संशोधित किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, यह 15N अनुरेखकों के साथ संयुक्त किया जा सकता नाइट्रीफिकेशन और denitrification या denitrification दरों की सीटू माप में क्षेत्र का आकलन करने के लिए.

४६८ denitrification दरों की कुल अवधि 2013-2014 से अधिक Pyrenean पर्वत झीलों से तलछट में ऊपर प्रोटोकॉल का उपयोग करने का अनुमान लगाया गया । हम इन परिणामों के कुछ दिखाने के लिए प्रक्रिया (चित्रा 2 और <strong class=...

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Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

इस विधि तलछट कोर में तलछट denitrification दरों का अनुमान एसिटिलीन अवरोध तकनीक और संचित एन2ओ के microsensor माप का उपयोग कर । प्रोटोकॉल कोर इकट्ठा करने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन करता है, सेंसर जांच, एसिटिलीन निषेध प्रदर्शन, एन2ओ संचय को मापने, और denitrification दर की गणना.

का आकलन तलछट Denitrification कोर और N2का उपयोग कर दरों ओ Microsensors

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has ...

यह विधि तलछट में डेनिट्रिफिकेशन से संबंधित बायोजियोकेमिस्ट्री में महत्वपूर्ण प्रश्नों का उत्तर देने में मदद कर सकती है जो नाइट्रोजन चक्र और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को समझने के लिए प्रासंगिक हैं। इस तकनीक के मुख्य फायदे तलछट संरचना की कम गड़बड़ी और विश्वसनीय डेनिट्रिफिकेशन दर अनुमान के लिए नाइट्रोजन ऑक्साइड संचय की कंटेनर रिकॉर्डिंग है। गहरे जल निकायों के लिए, जांच उद्देश्य के अनुसार नमूना बिंदु का चयन करें।जीपीएस निर्देशांक का उपयोग कर स्थिति पर ध्यान दें और एक हाथ में साउंड का उपयोग कर माप गहराई ले लो। एक मैसेंजर-अनुकूलित गुरुत्वाकर्षण स्कोरिंग सिस्टम को तैनात करें जब तक कि नमूना ट्यूब तलछट से लगभग एक मीटर न हो। सही तलछट प्रवेश और शायद ही परेशान तलछट कोर की वसूली सुनिश्चित करने के लिए 60 सेकंड के लिए नमूना उपकरण को स्थिर करें।लगभग एक मीटर अधिक रस्सी छोड़ें ताकि नमूना ट्यूब तलछट में प्रवेश करे। ध्यान रखें कि यदि नमूना ट्यूब बहुत अधिक प्रवेश करता है, तो यह पानी-तलछट इंटरफेस को परेशान कर सकता है। रस्सी में तनाव बनाए रखने की कोशिश करते हुए मैसेंजर को छोड़ दें ताकि कोरर तय हो और वर्टिकल पोजिशन में रहे ।रस्सी को लगातार और धीरे-धीरे खींचकर कोरर को ठीक करें। एक बार कोरर सतह के करीब है, लेकिन अभी भी पूरी तरह से जलमग्न है, नमूना ट्यूब के तल पर एक रबर डाट जगह है । पानी से पूरे स्कोरिंग सिस्टम का उत्थान करें।पानी तलछट इंटरफेस का निरीक्षण करें। यह स्पष्ट होना चाहिए और परेशान नहीं दिख रहा है । सैंपल ट्यूब को कोरर से छोड़ें और शीर्ष पर पीवीसी कवर रखें।वायु क्षेत्र के गठन से बचने चिपकने वाले टेप के साथ ट्यूब सील। शाब्दिक आवासों और उथले जल निकायों से नमूना लेते समय, बहुत उथले पानी में नमूने के लिए एक वाडर में पोशाक। मैन्युअल रूप से तलछट में नमूना ट्यूब डालें।वैक्यूम प्राप्त करने के लिए नमूना ट्यूब के शीर्ष पक्ष में एक रबर डाट रखें। तलछट से कोरर निकालें और जल्दी से ट्यूब के नीचे एक और रबर डाट परिचय। शून्य नाइट्रस ऑक्साइड के साथ अंशांकन मूल्य के लिए, पहले सेंसर टिप को डिएकॉनाइज्ड पानी में भरकर सेंसर सिग्नल पढ़ें।वांछित एकाग्रता पर नाइट्रस ऑक्साइड पानी के साथ जांचना, कुछ मिनटों के लिए डियोनाइज्ड पानी में नाइट्रस ऑक्साइड संतृप्त पानी प्राप्त करें। नाइट्रस ऑक्साइड संतृप्त पानी की मात्रा में संतृप्त नाइट्रस ऑक्साइड पानी की एक विशिष्ट मात्रा जोड़कर पानी को पतला करें। धीरे-धीरे नाइट्रस ऑक्साइड संतृप्त पानी को कैलिब्रेशन पोत में डियोनाइज्ड पानी के साथ मिलाएं ताकि इसे वांछित एकाग्रता तक पतला किया जा सके।समाधान को मिलाते समय, बुलबुले उत्पन्न न करें क्योंकि इससे अंशांकन समाधान से नाइट्रस ऑक्साइड समाप्त हो जाएगा। अब सेंसर सिग्नल स्थिर होने पर पढ़ें। यह रीडिंग एक्स माइक्रोमोलर नाइट्रस ऑक्साइड पानी के साथ अंशांकन मूल्य है।केंद्र में एक छेद और एक फांसी चुंबकीय उभारकर के साथ एक और कवर करने के लिए प्रत्येक तलछट कोर के शीर्ष पर स्थित पीवीसी कवर बदलें । चिपकने वाले टेप के साथ जंक्शन को फिर से सील करें। प्रत्येक नमूने के जल चरण को 12 सेंटीमीटर की अनुमानित ऊंचाई तक कम करें।इसके लिए सबसे पहले सेंट्रल होल में सिलिकॉन ट्यूब डालें। फिर तलछट कोर को एक सिलेंडर में डालें और दबाव बनाने के लिए नीचे डाट को पुश करें। डाट और तलछट नमूना ऊपर जाना है और अतिरिक्त पानी ट्यूब के माध्यम से गुजरता है ।एक प्राप्तकर्ता पोत में पानी ले लीजिए। लगभग 10 मिनट के लिए कोर के पानी के चरण में एसिटिलीन गैस के साथ बुदबुदाते हुए एसिटिलीन अवरोध का प्रदर्शन करें। तलछट को फिर से खर्च करने से बचें।जंक्शन सेंसर पीवीसी कवर को सील करने से पहले पिछले बचे हुए पानी से सभी एयर स्पेस भरें। शीर्ष पक्ष पीवीसी कवर के केंद्रीय छेद के माध्यम से तलछट कोर में सेंसर रखें। सेंसर की नोक स्टरर के ऊपर पानी के चरण में स्थित होनी चाहिए।इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स सर्किट पर स्विच करें जो सरगर्मी प्रणाली का हिस्सा है। एक्रेलिक ट्यूब के बाहरी हिस्से के चारों ओर इलेक्ट्रोमैग्नेट को तब तक ले जाएं जब तक कि रवरक लगातार चलता न हो जाए और फिर चिपकने वाले टेप का उपयोग करके उसे जगह में ठीक न करे। लगातार तापमान सुनिश्चित करने के लिए इनक्यूबेशन कक्ष बंद करें।सेंसर सिग्नल की रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए सेंसर सॉफ्टवेयर पर रिकॉर्ड बटन दबाएं। इसके बाद माप अवधि के अंत में स्टॉप बटन दबाएं। शून्य नाइट्रस ऑक्साइड अंशांकन उपाय के संकेत को पढ़ने से पहले मुक्त नाइट्रस ऑक्साइड पानी में डूबे सेंसर की नोक के साथ कम से कम 10 मिनट इंतजार करें।अंतिम सेंसर अंशांकन करने के बाद, सेंसर सॉफ्टवेयर का उपयोग करके फ़ाइल को सहेजें। डेनिट्रिफिकेशन रेट कैलकुलेशन करने के लिए, सेंसर के सॉफ्टवेयर द्वारा उत्पन्न एक सारणीबद्ध आउटपुट फाइल से शुरू करें जिसमें मिलीवोलlts और माइक्रोमोलर नाइट्रस ऑक्साइड और अंशांकन डेटा में सेंसर के सिग्नल का रिकॉर्ड होता है। नाइट्रस ऑक्साइड संचय प्रवृत्ति की कल्पना करने के लिए समय के खिलाफ सेंसर के संकेत को ब्लॉक करें।नमूने की प्रारंभिक अभिनंदन अवधि और सब्सट्रेट सीमा के कारण संभावित अंतिम संतृप्ति को छोड़कर एक रैखिक संचय के साथ केवल समय सीमा का उपयोग करें। २०१३ से २०१४ की अवधि में पाइरेनियन पर्वत झीलों से तलछटों में इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके डेनिट्रिफिकेशन दरों का अनुमान लगाया गया था । यहां, दरों को नाइट्रेट के अलावा झील योजना से मापा जाता है।माप शोर कर रहे हैं और केवल कुछ मामलों में दरों का ठीक से अनुमान लगाया जा सकता है। इस आंकड़े में, नाइट्रेट के अलावा के साथ दिखाए गए एक ही नमूने अधिक स्थिर रीडिंग और संभावित दरों का अच्छा अनुमान प्रदर्शित करते हैं । हालांकि यह प्रक्रिया डेनिट्रिफिकेशन का अनुमान है और दरों को देखती है, यह इस गतिविधि को नियंत्रित करने वाले प्रमुख कारकों को प्रायोगिक रूप से बदलने का एक तरीका भी प्रदान करती है।तापमान और सब्सट्रेट्स का परीक्षण करने के लिए, यह न भूलें कि तापमान का एक अच्छा नियंत्रण एक अच्छे और स्थिर माप के लिए मौलिक है। इसके अलावा, कोर संग्रह के दौरान एक अव्यवस्थित तलछट-पानी इंटरफेस एक विश्वसनीय अनुमान के लिए पहली और महत्वपूर्ण आवश्यकता है। इस प्रक्रिया के बाद, N15 अनुपात जैसे अन्य तरीकों को नाइट्रिफिकेशन, डेनिट्रिफिकेशन कपलिंग और अन्य नाइट्रोजन चक्र प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए जोड़ा जा सकता है।

Research

JoVE Journal

Environment

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

Measuring Rates of Herbicide Metabolism in Dicot Weeds with an Excised Leaf Assay

एक excised पत्ता परख के साथ dicot मातम में शाक चयापचय की दर को मापने

In order to isolate and accurately determine rates of herbicide metabolism in an obligate-outcrossing dicot weed, waterhemp (Amaranthus tuberculatus), we ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

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Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

कृषि वाटरशेड में पोषक तत्वों और तलछट की सतत धारा निगरानी

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Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए DMAv का उपयोग करके DMMTAv और DMDTAv की तैयारी: संश्लेषण, शुद्धि, और पुष्टिकरण

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic ...

Sampling, Sorting, and Characterizing Microplastics in Aquatic Environments with High Suspended Sediment Loads and Large Floating Debris

उच्च निलंबित तलछट भार और बड़े तैरते मलबे के साथ जलीय वातावरण में नमूना, छंटाई, और निस्र्पक Microplastics

The ubiquitous presence of plastic debris in the ocean is widely recognized by the public, scientific communities, and government agencies. However, only ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Dendrogeomorphology से पत्रक कटाव दर का अनुमान लगाने के लिए प्रयोगशाला और फील्ड प्रोटोकॉल

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Investigation of Plant Interactions Across Common Mycorrhizal Networks Using Rotated Cores

घुमाया गया कोर का उपयोग कर आम Mycorrhizal नेटवर्क भर में संयंत्र बातचीत की जांच

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi influence plant mineral nutrient uptake and growth, hence, they have the potential to influence plant interactions. The ...

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

14 एनएच 4+ / 15एनएच4+ विश्लेषण के15आधार पर अमोनियम में विसिमिलेटरी नाइट्रेट कमी की संभावित दरों का मापन N2O में अनुक्रमिक रूपांतरण के माध्यम से विश्लेषण2

The importance of understanding the fate of nitrate (NO3&#8722;), which is the dominant N species transferred from terrestrial to aquatic ecosystems, has ...

Sampling for Estimating Frankliniella Species Flower Thrips and Orius Species Predators in Field Experiments

Sampling for Estimating Frankliniella Species Flower Thrips and Orius Species Predators in Field Experiments

क्षेत्र प्रयोगों में फ्रैंकलिनीला प्रजाति के फूल थ्रिप्स और ओरियस प्रजाति के शिकारियों का आकलन करने के लिए नमूने

The western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), is a polyphagous pest that has been spread worldwide. The extensive use of insecticides ...

Enhanced Oil Recovery using a Combination of Biosurfactants

बढ़ाया तेल वसूली Biosurfactants के एक संयोजन का उपयोग कर

Biosurfactants are surface-active compounds capable of reducing the surface tension between two phases of different polarities. Biosurfactants have been ...