著者らは、環境科学のためのメリーランドセンターの大学でトッドかなで脱窒にウォルター・ボイントンとピートSampouと共同作業することにより行う作業の我々の観察を使用して、このアプローチを開発しました。私たちの脱硝アプローチの開発は、メリーランド州の海助成金プログラムと国立科学財団の支援なしには不可能でした。ここで使用される代表的なデータは、メリーランド州の海グラント（R / AQ-5C）からの資金で収集し、書き込み努力はメリーランド州の海グラント（R / SV-2）、NOAAチェサピーク湾事務所（NA13NMF4570210）、オイスター回復パートナーシップによってサポートされていました、国立科学財団（OCE1427019）、エクセロン社、およびメリーランド州環境サービス/メリーランド州ポート管理。

注：邪魔されずに土砂水界面でのコアのコレクションは交換の良好な実験測定を行うために不可欠です。高度に乱れたコアは上層水と交換間隙水の溶質の可能性が高いとFe（II）の酸化と還元硫黄化合物を経由して、酸素の取り込みを強化しました。本稿では、堆積物のサンプリング技術と溶質とガスの化学分析だけざっと含めて堆積物の堆積物のインキュベーション手順を強調しています。サンプリングの前に、または最初の結果に基づいて、全体的なプロジェクトのニーズ、統計的設計または小規模空間的変動の予想量によって複製の程度を決定します。重複したコアは、多くの研究と三重で使用される最小のある優れた統計的分析を可能にするために有用です。 1.土砂収集と取り扱い注：交換実験のための沈殿物の収集は1を使用して行われる）コアUSIの手動挿入堆積物を保持するために、手動で閉じた弁をアルミポールを使用してコアリング、2）極、または3）ボックスのコアリングワタリことによって、ダイバーや浅い水や湿地にngを。 <ol><li>各サイトでは、水質ゾンデを用いて、底層水の酸素、温度、および塩分を決定、GPSを使用して、サイ​​トの場所を記録し、PARセンサ/メータを用いて表面と下部に光合成有効放​​射（PAR）を決定します。 <ol><li>堆積物の上に〜1メートルに水質ゾンデを下げ、底層水の特性（深さ、温度、溶存酸素、温度、塩分/導電率）を記録。 </li><li>低下フレームを使用して堆積物 - 水界面に水中プローブとPARセンサーを下げます。周囲光条件下で光の減衰を推定するために、すぐに空気 - 水界面の下にPARの読みに堆積物の表面付近PARの読みを比較。 </li><li>障害を最小限に抑えることがゆっくりと下げ、ボート/船の側面の上にボックスコアラを展開します堆積物を貫通する時。目に見える乱れや過度の再懸濁のためのコアボックスを調べます。 <ol><li>ボックスコアラの場合は、堆積物の中にコアチューブを挿入して、コアの上部を覆うように、ブチルストッパーを使用。フラックス実験のために、コア内の理想的な堆積物/水バランスが水15センチ、土砂15センチながら、少ない堆積物の深さを収集し、粗いまたは高度に圧縮された堆積物中に許容可能な結果です。酸素欠乏の割合が多すぎる場合は、より多くの水柱の高さに向かってバランスをシフトします。 </li><li>一般的に、深層水研究のためと底生微細藻類や大型動物の個体数と堆積物のために6.35センチメートル内径コアを使用する10cmのIDコアを使用します。コアサイズの主な制限は、コアの底をキャップする能力です。 </li><li>埋め込まれたOリングを持っているアクリル底板と底キャップ。十分な反復が収集されるまで、このプロセスを繰り返します。ポールコアラ、そもそもコア李アクリル底板付きNER、コアラからコアを削除し、ストッパーを追加します。 </li></ol></li></ol></li><li>サイトから周囲の水が殺到されている背の高い断熱ウォータークーラーに入れコア;これは、 その場の温度に維持することができます。クーラーが直立のままであることを確認してください。輸送中に邪魔されているコアを破棄します。 </li><li>実験で使用するための20のLカーボイに土砂の表面付近に撮影した底層水をポンプ。 10-20 L /分の容量や高速蠕動ポンプとダイヤフラムポンプを使用してください。 <ol><li>浅い無成層の水で、水の中に「液体につけること」によってカーボイを埋めます。大容量インラインカートリッジフィルターを用いて、底層水のろ過は水柱のみ制御コアからの修正を最小限に抑え、（光の中で）水柱の酸素摂取量や光合成率の高いサイトで有用である可能性があります。 </li></ol></li><li>インキュベーション施設に可能な限り迅速にコアを輸送。拡張された輸送、AERの場合オービックコアは無酸素や人工バブリングまたは循環になることが必要です。 </li></ol> 2.初期セットアップ<ol><li>インキュベーション施設で、インキュベーション浴槽内の場所のコアのいずれかの制御された温度と環境の部屋で、または加熱/冷却循環装置を介して温度制御を備え​​た二重壁インキュベーターインチ1.1.1で測定された底層水の温度に温度を設定します。 </li><li>完全に堆積物コアを沈め、インキュベーターに底層水を追加します。また、交換用の水を分配するために使用される差込口と5 Lのカーボイに水を追加します。 </li><li>インキュベーターに（沈殿物なし）水だけのコアを追加します。水柱のブランクの使用は、ガスおよび溶質に影響を与える任意の水柱プロセスを補償するために、ほとんどの環境において重要です。脱窒の測定のために、これらのブランクは、水柱のプロセスが、コアのアクリル壁とガスの​​交換だけでなく、反射することができます。 </li><li>バブルコアワット2時間の最小のためのi番目の空気が熱平衡とその上の水の完全な酸素化を確実にします。これらは、一晩保持し、時間のコースは、次の日の朝に開始することができます。長いプレインキュベーション期間は、有効性について評価されていません。 <ol><li>上向きにバブリング間に水の混入でT結果の下部に挿入された1/8 &quot;チューブとだけ酸素を確保していない、しかし、曝気については、「½からなる三元カプラーと塩ビ管を小さな&quot; T &quot;バブラーを使用インキュベーション槽内の水とコア内の水の循環。 </li></ol></li></ol> 3.土砂水インキュベーション手順<ol><li>確実にするために温度をチェックした後、それはコアの上部にスピニングトップを取り付け、現場条件に一致します。この時点で、タンク水からコアをシール。このプロセスの間にオープン・コア上のサンプリングバルブを残します。手動こまの下側から静かに気泡をスイープ。 </li><li>エーレインキュベーションコアの頂部よりも高いvate交換水カーボイ〜30〜40センチメートルとライン内の任意の空気を排除するために下向きの線をドレイン。まだ流れている間、コアトップにラインを取り付け、バルブを閉じます。 </li><li>中央撹拌し、ターンテーブルをオンにして、コアは毎分、または水柱を混在ではなく、堆積物を再懸濁するのに十分な速度で〜40回回転させるように回転速度を調整します。 </li><li>約5分ですべてのコアが密封された後、交換用の水バルブとサンプルバルブを開き、ルアーフィッティングを使用してサンプルバルブにチューブの短い作品を添付してください。溢れに充填された7ミリリットルのガラス管の底にこのサンプリングチューブを置きます。チューブをキャッピングする前に、防腐剤として30グラムのL -1のHgCl 2の10μlを添加します。 <ol><li>インキュベーション温度に近い温度で水中これらのサンプルを保管してください。他の研究所が正常にSAMのために12ミリリットル &quot;Exetainers」を使用していますPLEストレージ。 </li></ol></li><li>溶質のサンプリングのために、サンプルバルブに20ミリリットルのシリンジバレルを取り付け、交換用の水バルブを開きます。シリンジバレルは完全な重力のみを使用してまで埋めます。プランジ​​ャとフィルターディスクを取り付け、その後、バイアルにサンプルをフィルタリングします。栄養分析のためのこれらのサンプルは-20℃で凍結さ 分析までCを°。 注：暗所でのサンプリングの時間経過は、典型的には、酸素の取り込み速度に応じて、0.5から&gt; 2時間までのサンプリング間隔で4サンプリング周期を必要とします。酸素摂取率の低い、時間間隔が長いです。呼吸率の高い堆積物で、間隔は短くする必要があります。各サンプル点で採取した試料の過度に高いボリュームがサンプル全体の体積のサンプリングあまりに大きい割合で生じ得ます。私たちの仕事では、これらのサンプル・ボリュームは無視できる程度の補正になります。試料のより大きな容量が必要とされる場合は、より大きな直径のコアまたは増加水柱の高さ必要であり得ます。 </li><li>通常の栄養濃度で十分な信号を提供する25％の酸素枯渇で、50％の酸素欠乏のしきい値以下のサンプリングの時間経過を続行しないでください。ここで、酸素濃度と酸素飽和度の直接分析のためのキャリブレーションさオプトードを使用します。 <ol><li>堆積物が浅い、照らされた環境からのものである場合は、4 回目のサンプリングで、ライトをオンにし、3次のサンプルを取ります。高度光合成堆積物で、O 2および気泡形成の過飽和は、いくつかのケースでは、ガスフラックスの測定を制限することに注意してください。酸素の継続的な監視は、光ファイバ測定技術は、信頼性が高く、正確で比較的小さなプローブを持つ、ますます実行可能な、貴重な代替手段です。 </li></ol></li><li>堆積物のインキュベーションの終了時に、水柱の高さを測定したり、直接determにメスシリンダーへの水の列をサイフォンのいずれか水量をINE、各コアの写真を撮ります。 </li></ol> 4.サンプルの分析<ol><li>膜にN 2、O 2及びArの分析質量分析計の入口、及びN 2の比を決定するためのポンプサンプル：ArとO 2 &lt;0.03％の精度12,23にアルゴン。 <ol><li>いくつ膜入口に四重極質量分析計。蠕動ポンプを用いた膜チューブに試料を押し込みます。プラスチック製カーボイにサンプル廃棄物を収集し、原因水銀防腐剤に化学廃棄物として扱います。インキュベーションの温度の空気で平衡化した脱イオン水で調整します。 </li></ol></li><li>栄養が≤5ミリリットルのサンプルや自動分析装置を用いて、より小さなボリュームに手動で分析を実行します。サンプル解凍すると、スタートはすぐに分析します。栄養分析手順の選択は、インキュベーション中に栄養濃度の変化を観察するのに十分な精度が得られなければなりません。典型的な検出限界は&lt;0.05マイクロモルのL -1と時間経過の傾向は、両方の非常に低いと非常に高い栄養濃度下で観察することが困難な場合があります。 <ol><li>可溶性反応性リンの比色分析のために、アスコルビン酸リンモリブデン酸法を使用しています。アンモニウム分析のために、フェノール次亜塩素酸試薬24を使用して一晩発色を利用します。比色分析を自動化し、いずれかのセグメント化されたフローまたはディスクリートアナライザを使用して、偉大な代替手段であり、下側のサンプル容量を利用します。 </li><li>硝酸塩プラス亜硝酸塩の分析では、還元剤25として塩化バナジウムを使用して、一晩発色を利用して、または自動分析装置を使用します</li><li>標準曲線にUV / VIS分光光度計で測定した吸光度を比較して、基準濃度と吸光度の回帰から濃度を決定します。 </li></ol></li></ol>土砂水為替レートの5計算<ol><li>傾斜がマイクロモルのL -1時間-1のように表現して、暗いと照らさ両方のインキュベーションのために独立して時間に対するガスや栄養素の濃度を退行。水柱専用コアの斜面のためのインキュベーションコアの斜面を修正してください。唯一の計算のための重要な回帰（P &lt;0.05）を使用します。最終データスプレッドシートに非有意データを識別します。 </li><li>上層の水に化学成分濃度の変化の傾きから堆積物 - 水の為替レートを計算します。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/54098/54098equation1.jpg" /> Fはフラックス（マイクロモルメートル-2時間-1）がある場合には、ΔC/Δtが上層水中の濃度変化（μmolのLを-1時間-1）の傾きで、Vは、上にある水の体積（L）であるとAは、光の時間によって照明率を掛け、毎日フラックスを推定.TOインキュベートコア（メートル-2）の領域であり、そして闇の時間を乗じた暗いレートに追加します。 </li></ol> 6.レポート<ol><li>土砂・水交換の測定から得られた結果を報告する際に、他の科学者がサンプリングされた環境を理解する、十分な情報を提供します。重要な情報が含まれる：1）サイトの場所および水の深さ、2）フィールドおよびインキュベーション温度、などの物理的特性PAR、3）酸素、栄養素濃度および塩分、およびそのような粒子サイズとして4）沈殿物の特性として底層水特性有機物濃度、および底生動物の存在。 </li></ol>

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Distribution, abundance and primary production.</a> Estuaries. 19, 186-201 (1996).</li><li>Aller, R. C., Mackin, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-incubation,+diffusion+methods+for+measuring+solute+reaction+rates+in+sediments.">Open-incubation, diffusion methods for measuring solute reaction rates in sediments.</a> J. Mar. Res. 47, 411-440 (1989).</li></ol>

著者らは、開示することは何もありません。

ここに記載の技術は、浅い、深い両方水系、多数の種類に適用されており、我々はそれがほとんどの状況でうまく機能することがわかっています。このアプローチは、同僚が使用するアプローチから適合し、文献に発表されました。それは、膜の入口質量分析を介して脱窒の測定のために最適化されています。このアプローチの強みの一つは、同時に多数のコアを処理する能力です。別のアプローチは、これらの状況の下で、環境セグメントの平均値は、自然の中での変動をより表すことができる、より少ない複製を持つサイトを最大化することですが、重複または三重コアを持つ各サイトをレプリケートすると、測定値の信頼性を向上させます。季節の違いを解明するために、サイトの数が少ないでの測定時系列は有用な戦略かもしれません。 このプロトコルでは、いくつかの重要なステップがあります。作るのにパラマウントuccessful測定は、無傷の堆積物 - 水界面でのコアのコレクションです。フィールドにこの基準を満たしていない拒否のコアが疲れることができますが、貧しい人々のコアが悪く正確さと精度につながります。好気性のコアを維持する曝気とアーティファクトを最小限に抑え、健康、無傷の微生物や後生動物の個体群を維持する元のコレクションの温度に近いです。最後に、O 2及びN 2のサンプルに対して、塩化第二水銀保存剤の添加は重要です。我々は、これらのフラックスの測定値が損なわれる可能性があり、バイアルの過度の加熱と冷却を含むガスサンプルの不適切な保存を、観察しました。他の研究所が正常より低い廃棄物処理コストを持っている毒性の少ない防腐剤として7.0 MのZnCl 2を採用しています。 7のために30μlの添加が適切であるサンプルmLです。 N 2とArの比の精密かつ正確な分析は、N 2の決意の鍵であります</sUBは&gt;フラックス。観測されたN 2：アルゴンの比は、一般に、加熱された銅28を用いて、分析前に酸素除去を提唱するためにいくつかの研究を主導した酸素濃度の関数として変化します。我々の研究室で使用される計測器をN 2で酸素の影響を決定するために使用した：アルゴン比23と効果が非常に小さいことが見出された、&lt;適度な酸素欠乏のために0.03％。酸素「効果」を評価するためのアプローチの違いは、異なる研究者23,28,29によって異なる結論を導くように見えます。 N 2に大きな酸素効果：アルゴン比はN 2 -N流出の誤った高い率につながります。我々の経験では、我々は酸素欠乏の高レートの下で無視できるN 2 -N流出の多くの観測を持っています。ラボではそのN 2に酸素効果を：アルゴン比が大きく表示され、有用な代替は、電極またはオプトードと酸素を用いた酸素濃度の独立した測定値でありますインライン加熱のCuを用いた質量分析から除去します。 この技術をトラブルシューティングのみ土砂フラックスデータを精査することが可能です。回帰が悪いときに考慮すべき主な要因は、撹拌は、連続した、サンプルを採取し、正しく保存、およびかどうかを時間のコースは、低金利の推定を可能にするには短すぎるであったかどうかです。実験の長さは、一般に、経時退行に埋め込まれた信号対雑音比を増加させるために、より長いインキュベーションを必要とする代謝の低い速度で、酸素の経時変化によって設定されます。 O 2気泡を生じさせる酸素生成率の高さは、ガスフラックスが困難になるが、溶質フラックスは影響を受けない場合があります。 このアプローチの限界を理解することが必要です。小さなコアは、平方メートルの0.3％をカバーし、より大きなコアは0.6％をカバーしています。メートルスケールでの実質的な不均一性、アニメーションの不均一な分布を持つサイトでALSまたは植物は、1または2のコアが十分な表現ではないかもしれないことを示唆しているかもしれません。測定の困難を提示するいくつかの環境もあります。泡へのガスの差分取り込みによって影響を受けるのAr比：脱窒の測定のために、メタンや酸素の気泡の存在は、N 2で、技術を無効にすることができます。アルゴン比：底生微細藻類が定着堆積物では、酸素の生成はN 2のArに対する、及びN 2の減少優先剥離で結果を気泡。一般的に、我々は、フォームの泡の時点で脱窒を測定することはできません。嫌気性環境が異なる課題を提起し、コアの通気は、堆積物 - 水界面での酸化還元ダイナミクスを変更します。我々はすぐに収集した後、撹拌しながらトップとコアを封印し、完全に30水柱を交換せずにフラックスを開始します。照明された堆積物との我々の実験は、一般的に飽和またはほぼsaturatています照明31のレベルをる、したがって、底生微細藻類の効果を最大化します。 土砂・水交換の測定は、堆積物 - 水界面を横切る物質の正味フラックスの測定です。しかし、これらの測定だけでは、多くの場合、これらの界面の交換を制御するメカニズムを識別することはできません。研究の質問は理解のメカニズムが含まれている場合、有機物の反応性、末端電子受容帯状分布、bioirrigationとバイオターベーション、および光合成生物に関する他の情報が必要になることがあります。モデリングの取り組み7は、間隙水化学の決意、有機物の反応32の直接的な対策、動物集団、土砂バイオ灌漑、堆積物の付着、またはレドックスまたは上に重なる水化学13の実験操作の列挙が必要な場合があります。我々の研究では、良好な堆積物 - 水交換データは、水生堆積物の化学的性質を理解することの重要な構成要素です、および他の測定値と併せて、水生生物地球化学サイクルにおける土砂リサイクルプロセスの役割を識別します。 土砂取り扱いに関するケア、温度制御、および水柱混合しながら、コアインキュベーションは、堆積物 - 水界面における溶質およびガス交換の推定に有用なアプローチです。しかし、ここで使用される技術は、いくつかの環境のために、そのようなインキュベーション前延長期間などの困難な物流のための修正が必要な場合があります。これまでのところ、我々が正常に最小限の変更で、沿岸、湿地、湖、貯水池、河川および保持池環境の河口には、このインキュベーションのアプローチを適用しています。

堆積物は、水界生態系の重要な生物地球化学的成分であり、多くの場合、栄養素および汚染物質の重要なシンクです。湖底堆積物中の栄養素、ガスと遷移金属生物地球化学の先駆的研究では、酸化還元条件1,2を変化させた上層水と溶質とガスの堆積物の交換を明らかにしました。栄養素の要素については、堆積物は有機物の再石灰化後のリンや窒素固定の源、および非光合成環境3,4中の酸素のためのシンクすることができます。水没macrophytes、大型藻類や底生微細藻類の光合成は、堆積物-水界面5,6全体で溶解した物質の交換に深遠な影響を持つことができます。 堆積物 - 水界面を横切る溶質およびガス交換の測定は、工学や科学ワットのキャリブレーションを含め、基礎科学と応用科学の両方の目的のために行われています品質モデル7,8えー。これらの方法の目標は、可能な限り、信頼性の高い正確な堆積物 - 水の為替レートを提供することにあります。アプローチの多種多様な堆積物 - 水界面での化学交換を評価するために使用されてきました。成層システム内のガスおよび溶質の底層水の蓄積は9有用であるが、サーモクラインまたはpycnoclines上記土砂水交換のために有効ではありませんすることができます。渦の相関関係は、垂直水速度の高い周波数測定と組み合わせて、一般に酸素ガスの高周波測定を必要とします。この技術は巨大な約束を持っているが、現在の栄養交換研究のためのデータを提供することができない。 その場のドームまたはチャンバで堆積物の大きな表面積をカバーし、 その場の温度、深層水の圧力と光レベルに維持するという利点を持つ非常に好ましい方法は、あります10。実際には、これらは、大規模な時間を必要とする非常に高価な測定値であります大きい調査船に。ほとんどのアプリケーションは、より深い沿岸域や海洋堆積物です。定常状態に達するのチャンバを通る流れを用いてコア培養技術は、インキュベーション11の間、酸素を含む、比較的一定の上層の水の化学的性質を維持するために優れています。速度が流入と流出水との間の濃度差により、水の為替レートにより定常状態で決定されるため、これらのインキュベーションは、かなりの時間がかかることがあります。 私たちの研究室で使用される時間経過コアインキュベーションアプローチは、北米とヨーロッパで異なる研究室の数によって使用されるアプローチから適合し、この一般的なアプローチに基づいて、文献のかなりの量があります。私たちはしばしば、脱窒と呼ばれる、N 2の測定-Nフラックス12にこのアプローチを適応し、光合成とestuarie含む非光合成土砂環境に適用してきました13、湖沼、貯水池、湿地14です。これらの研究を通して、私たちは、当社の全体的なアプローチがうまく機能している多くの環境を発見した、といくつかは、それはしていません。このプロセスは、生態系への窒素の主要な損失を意味するので脱窒の測定は、多くの異なる地上及び水中環境で行われています。多数のアプローチは、いくつかは、直接および間接的な15、脱窒測定を行うために使用されてきました。直接N 2フラックス測定は、高い大気コンテンツのN 2、および水16中に溶解し、その後の高濃度は非常に困難です。 2つのアプローチが、環境に関連する料金の最高の表現を持つものとして浮上している：Nを用いた同位体ペアは17とN 2の同位体：我々の研究室で使用されたAr比を。同位体のペアリング方法は、多くの環境で正常に使用され、低速度で、非常に高い感度を有するされています。我々は、Nを採用します2：アルゴン比理由は、そのシンプルさのアプローチ、それが影響を受ける環境では十分な感度であるため、私たちはしばしば研究しています。 本稿では、ガスや溶質の土砂水交換の測定を行うために過去20年間使用してきた技術的アプローチについて説明します。土砂・水交換のいずれかの測定は、考慮のフィールド条件および実験パラメータの数を考慮する必要があります。これらの要因は、温度、明/暗条件18、堆積物-水界面19でのミキシング/物理的な流れ、溶存酸素濃度20、及び良好な測定を行うことの重要な要素である他の要因が含まれます。コアは底生微細藻類の増殖のために十分な照明を受ける地域から収集された場合、明暗条件21の両方を含む実験を考案する必要があります。同様に、酸素上にある水を添加してコアを無酸素にします現場条件を複製しません。水界生態系の任意の部分の実験的エンクロージャは避けられない成果物22につながる可能性があり、堆積物 - 水交換測定プログラム1で使用されるアプローチは）各生態系における土砂水の交換を制御する要因を認識し、2）実験操作から派生成果物を最小限に抑えることが重要です。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="638">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:179px;">Multiparameter sonde - temperature, oxygen, salinity</td>
			<td style="width:135px;">YSI</td>
			<td style="width:123px;">&#34;</td>
			<td style="width:203px;">Any high quality equipment will suffice</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">PAR Measurement</td>
			<td style="width:135px;">Li-Cor</td>
			<td align="right" style="width:123px;">6050000</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Pole corer</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="49">
			<td height="49" style="height:49px;width:179px;">Box corer</td>
			<td style="width:135px;">DK-Denmark</td>
			<td style="width:123px;">HAPS Corer</td>
			<td style="width:203px;">We also use light box coring equipment</td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:179px;">Small core tubes with o-ring fitted bottom, 3&#39; OD, 2.5&#39; Id.</td>
			<td style="width:135px;">various plastics companies</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Clear acrylic</td>
		</tr>
		<tr height="67">
			<td height="67" style="height:67px;width:179px;">Medium core tubes with o-ring, 4.5&#34; od, 4&#34; id</td>
			<td style="width:135px;">various plastics companies</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Clear acrylic</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Butyl stopper size 13.5</td>
			<td style="width:135px;">generic</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Stirring turntable</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Incubation tub</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;">Built by machine shop</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Replacement water carboy</td>
			<td style="width:135px;">Nalgene</td>
			<td style="width:123px;">2320-0050</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">7 mL glass stoppered tube</td>
			<td style="width:135px;">Chemglass</td>
			<td style="width:123px;">not on inventory</td>
			<td style="width:203px;">&#34;Exetainers&#34; used by other labs</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">20 mL plastic syringe</td>
			<td style="width:135px;">generic</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Syringe filters</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:179px;">Plastic tubing</td>
			<td style="width:135px;">Tygon</td>
			<td style="width:123px;">ACF00004-CP</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:179px;">Compact Fluorescent Lights</td>
			<td style="width:135px;">Apollo Horticulture</td>
			<td style="width:123px;">CFL 8U 250W</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the benthic exchange of o2, n2 and dissolved nutrients using small core incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

Choptank川（チェサピーク湾、MD）での水産養殖施設の近くに土砂フラックス測定の結果を図1に示されており、生態系の文脈でこれらの結果の解釈は、他の場所で26提示されています。インキュベーションを照射インキュベーションデータに続く暗いインキュベーションで、7時間かけて行きました。二つのコアからのデータは、同様に水柱が唯一のコントロールとして示されています。暗所での酸素の急速な低下は、照明により多少減弱しました。微細藻類生産の光合成速度は、照明の主な効果は、酸素の変化の減少率であることで、呼吸ほど高くはなかったです。制御コアは光の中で暗いとわずかな増加中の酸素濃度の小さな減少を経験しました。 N 2濃度をN 2によって決定した：アルゴン比と観測された水温と塩分27のための計算されたのAr飽和文献値。 N 2のための0.02％の典型的な精度で：アルゴン比、これらのデータは〜0.1モルのL -1 N 2に正確です。堆積物コアと水柱空白のコアは、コアの増加の非常に高いレートで、時間をかけてN 2で増加していました。照明の下では、斜面は、一般的に、N 2の変化の暗い率と同様でした。 溶解し、NH 4 +のフラックスは&gt; 20マイクロモルのL -1つのコアのためのダーク増加に伴って、このサイトではかなり高かったです。イルミネーションNH 4 +フラックスははるかに低かったです。コアと水柱ブランクはの NO x減少していた両方-照明中平準化、時間をかけて濃度を。フラックスのすべては、コアボリュームと他の関連パラメータに関する濃度データとデータをに示します。 <st<html>栄&gt;表1と表2。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54098/54098fig1.jpg" /> 養殖カキを含む山車で覆われていたChoptankリバーの浅瀬サイトから図1.タイムコースデータ。データがレプリケートコア（AとB）からのものであり、水柱のブランクからのデータが示されています。酸素N 2の濃度、NH 4 +との NO x - （NO 3の合計-及びNO 2 -インキュベーション（斜線部分の暗い部分の両方のために提示されている）とのインキュベーションの照明された部分の第四時間。暗いインキュベーションの点も点灯し、時系列の最初の時点である;ライトはラインが線形回帰であり、サンプリングの時にオンし、斜面を表1に提示されています。98 / 54098fig1large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td fo:width="1.8in" style="width:220px"> 酸素-ダーク </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 235.1 </td><td> 221.7 </td><td> 235.2 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 204.3 </td><td> 170.6 </td><td> 235.3 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 162.7 </td><td> 138.9 </td><td> 232 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 145.3 </td><td> 77.9 </td><td> 222.2 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.943 </td><td> 0.999 </td><td> 0.836 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -23.5 </td><td> -35.9 </td><td> -3.4 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -20.1 </td><td> -32.5 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> -3095 </td><td> -4875 </td><td></td></tr><tr><td> 酸素-ライト </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 145.3 </td><td> 77.9 </td><td> 222.2 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 133.5 </td><td> 68.8 </td><td> 224.3 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 122.8 </td><td> 40.3 </td><td> 221.6 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 116 </td><td> 49.2 </td><td> 230.5 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.981 </td><td> 0.999 </td><td> 0.994 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -10.1 </td><td> -9.8 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -13 </td><td> -12.7 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> -2000 </td><td> -1905 </td><td></td></tr><tr><td> N 2 -ダーク </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 466.46 </td><td> 466.40 </td><td> 466.62 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 466.74 </td><td> 467.49 </td><td> 466.11 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 467.55 </td><td> 468.18 </td><td> 466.74 </td></tr><tr><tD&gt; </td><td> 3.97 </td><td> 468.24 </td><td> 468.98 </td><td> 467.12 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.963 </td><td> 0.98 </td><td> 0.854 </td></tr><tr><td>スロープN 2（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 0.471 </td><td> 0.645 </td><td> 0.12 </td></tr><tr><td>補正されたスロープN 2（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 0.351 </td><td> 0.525 </td><td></td></tr><tr><td>レートN 2 -N（マイクロモルメートル-2時間-1） </td><td></td><td> 108.1 </td><td> 157.5 </td><td></td></tr><tr><td> N 2 -ライト </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 468.24 </td><td> 468.98 </td><td> 467.12 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 468.84 </td><td> 469.21 </td><td> 467.26 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 469.39 </td><td> 469.71 </td><td> 467.47 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 469.62 </td><td> 470.04 </td><td> 467.41 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.96 </td><td> 0.987 </td><td> 0.967 </td></tr><tr><td>スロープN 2（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 0.481 </td><td> 0.378 </td><td> 0.096 </td></tr><tr><td>補正されたスロープN 2（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 0.386 </td><td> 0.282 </td><td></td></tr><tr><td>レートN 2 -N（マイクロモルメートル-2時間-1） </td><td></td><td> 118.9 </td><td> 84.6 </td><td></td></tr><tr><td>コア表面積（m 2）で</td><td></td><td> 0.003165 </td><td> 0.003165 </td><td></td></tR&gt; <tr><td>コアボリューム（L） </td><td></td><td> 0.4874 </td><td> 0.4747 </td><td></td></tr></tbody></table> 。ArとN 2：Choptank川、チェサピーク湾のsubestuaryでカキ養殖フロートの下堆積物からの O 2 とN 2 表1.時間のコースデータは、ガス濃度がO 2から派生しているのAr比は、膜入口を介して決定します質量分析。時間経過回帰R 2の値は、値&gt; 0.9025（P &lt;0.05）のために重要です。勾配は、線形回帰によって決定され、補正された傾きは、空白の水柱の変化率を差し引くことによって決定されます。陽性率は、堆積物のうち正味フラックスであり、陰性率は堆積物にフラックスを示しています。 N 2フラックスデータはコンパを作り、N 2 -Nとして表されますrisonは、NH 4 +およびNO xに-簡単にフラックス。このサイトは、主に完全に好気性の水柱条件にシルトと粘土からなる堆積物を持っていました。コアの面積は31.65センチメートル-2と水柱の深さだったコアAとコアBの15.0 15.4センチメートルN 2とO 2のための全ての濃度は、マイクロモルのLですし、-1。 N 2フラックスのための最終的な速度は、N 2 -Nで発現されます。 <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td fo:width="1.8in" style="width:220px"> NH 4 + -ダーク </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 10.84 </td><td> 14.09 </td><td> 6.91 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 16.19 </td><td> 20.26 </td><td> 5.83 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 17.07 </td><td> 24.93 </td><td> 5.42 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 22.83 </td><td> 35.43 </td><td> 4.67 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.968 </td><td> 0.993 </td><td> 0.853 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 2.88 </td><td> 5.36 </td><td> -0.53 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 3.41 </td><td> 5.89 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> 525 </td><td> 884 </td><td></td></tr><tr><td> NH 4 + -ライト </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 22.83 </TD&gt; <td> 35.43 </td><td> 4.67 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 24.05 </td><td> 36.45 </td><td> 4.13 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 25.00 </td><td> 37.60 </td><td> 3.79 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 26.96 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.978 </td><td> 1 </td><td> 0.966 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 1.37 </td><td> 1.13 </td><td> -0.55 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> 1.92 </td><td> 1.68 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> 296 </td><td> 252 </td><td></td></tr><tr><td> NO x - -ダーク </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 0 </td><td> 4.12 </td><td> 4.01 </td><td> 4.53 </td></tr><tr><td></td><td> 1.3 </td><td> 3.82 </td><td> 3.58 </td><td> 4.43 </td></tr><tr><td></td><td> 2.32 </td><td> 3.70 </td><td> 3.25 </td><td> 4.28 </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 3.19 </td><td> 2.64 </td><td> 4.19 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.976 </td><td> 0.992 </td><td> 0.967 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -0.229 </td><td> -0.345 </td><td> -0.089 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -0.14 </td><td> -0.256 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> -21.6 </td><td> -38.4 </td><td></td></tr><tr><td> NO x - -ライト </td><td> 時間（時間） </td><td> コアA </td><td> コアB </td><td> コントロール </td></tr><tr><td></td><td> 3.97 </td><td> 3.19 </td><td> 2.64 </td><td> 4.19 </td></tr><tr><td></td><td> 4.88 </td><td> 3.06 </td><td> 2.59 </td><td> 4.06 </td></tr><tr><td></td><td> 5.88 </td><td> 3.18 </td><td> 2.41 </td><td> 4.02 </td></tr><tr><td></td><td> 6.88 </td><td> 2.95 </td><td> 2.35 </td><td> 4.2 </td></tr><tr><td> R 2 </td><td></td><td> 0.934 </td><td> 0.909 </td><td> 0.9 </td></tr><tr><td>スロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -0.078 </td><td> -0.103 </td><td> 0 </td></tr><tr><td>補正されたスロープ（マイクロモルのL -1時間-1） </td><td></td><td> -0.078 </td><td> -0.103 </td><td></td></tr><tr><td>レート（マイクロモルのメートル-2時間-1） </td><td></td><td> -12 </td><td> -15.5 </td><td></td></tr><tr><td>コア表面積（m 2）で</td><td></td><td> 0.003165 </td><td> 0.003165 </td><td></td></tr><tr><td>コアボリューム（L） </td><td></td><td> 0.4874 </td><td> 0.4747 </td><td></td></tr></tbody></table> NH 4 + およびNO x の表2時間のコースデータ - 表1に使用したのと同じ堆積物コアからの時間経過回帰R 2の値は、値&gt; 0.9025（P &lt;0.05）のために重要です。勾配は、線形回帰によって決定され、補正された傾きは、空白の水柱の変化率を差し引くことによって決定されます。陽性率は正味フラックスです堆積物のうち、陰性率は堆積物にフラックスを示しています。 NH 4 +とNO 2のための全ての濃度は、 -マイクロモルのL -1です。

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The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

Oの底生交流<sub&gt; 2</sub&gt;、N<sub&gt; 2</sub小さなコアインキュベーションを使用&gt;と溶存栄養素

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

the-benthic-exchange-o2-n2-dissolved-nutrients-using-small-core

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

9.5K ビュー.  University of Maryland Center for Environmental Science. Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems. 

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Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

放射性トレーサーで植物にミネラル栄養素や毒性物質のフラックスを測定する

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

環境学

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is built and can be transported to a temporary work space close to field sampling site(s) to facilitate rapid analysis. Cores are extruded into a portable glove bag, where they are sectioned and each 1-3 cm thick section (depending on core diameter) is sealed into 50 ml centrifuge tubes. Pore waters are separated with centrifugation outside of the glove bag and then returned to the glove bag for separation from the sediment. These extracted pore water samples can be analyzed immediately. Immediate analyses of redox sensitive species, such as sulfide, iron speciation, and arsenic speciation indicate that oxidation of pore waters is minimal; some samples show approximately 100% of the reduced species, e.g. 100% Fe(II) with no detectable Fe(III). Both sediment and pore water samples can be preserved to maintain chemical species for further analysis upon return to the laboratory.

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

無酸素状態下での堆積物コアセクショニングと間隙水の抽出

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

土壌コアLysimetersを収集し、構築するためのプロトコル

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

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、のための改良INEX方法<em&gt;その場で</em&gt;微粒子と溶解した化合物の測定は、アクティブサスペンションフィーダによって処理します

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

A Simple Approach to Manipulate Dissolved Oxygen for Animal Behavior Observations

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal behavior questions. The protocol described here provides a simple, reproducible, and controlled method to manipulate DO to study behavioral response in aquatic organisms resulting from hypoxic and anoxic conditions. While performing degasification of water with nitrogen is commonly used in laboratory settings, no explicit method for ecological (aquatic) application exists in the literature, and this protocol is the first to describe a protocol to degasify water to observe organismal response. This technique and protocol were developed for direct application for aquatic macroinvertebrates; however, small fish, amphibians, and other aquatic vertebrates could be easily substituted. It allows for easy manipulation of DO levels ranging from 2 mg/L to 11 mg/L with stability for up to a 5 min animal-observation period. Beyond a 5 min observation period water temperatures began to rise, and at 10 min DO levels became too unstable to maintain. The protocol is scalable to the study organism, reproducible, and reliable, allowing for rapid implementation into introductory teaching labs and high-level research applications. The expected results of this technique should relate dissolved oxygen changes to behavioral responses of organisms.

This article describes a simple and reproducible protocol to manipulate dissolved oxygen conditions in a laboratory setting for animal behavior studies. This protocol may be used in both teaching and research laboratory settings to evaluate organismal response of macroinvertebrates, fishes, or amphibians to changes in dissolved oxygen concentration.

動物の行動観察のための溶存酸素を操作するための単純なアプローチ

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal ...

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. Yet the in situ study of DOM is difficult as the molecular complexity of the DOM pool cannot be easily reproduced for experimental purposes. Nutrient additions to streams however, have been shown to repeatedly alter the in situ and ambient DOM pool. Here we demonstrate an easily replicable field-based method for manipulating the ambient pool of DOM at the ecosystem scale. During nutrient pulse experiments changes in the concentration of both dissolved organic carbon and dissolved organic nitrogen can be examined across a wide-range of nutrient concentrations. This method allows researchers to examine the controls on the DOM pool and make inferences regarding the role and function that certain fractions of the DOM pool play within ecosystems. We advocate the use of this method as a technique to help develop a deeper understanding of DOM biogeochemistry and how it interacts with nutrients. With further development this method may help elucidate the dynamics of DOM in other ecosystems.

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter provides an important source of energy and nutrients to stream ecosystems. Here we demonstrate a field-based method to manipulate the ambient pool of dissolved organic matter in situ through easily replicable nutrient pulses.

溶存有機物生物地球化学を理解します<em&gt;その場で</em&gt;ストリーム生態系における栄養操作を

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

連続インストリームの栄養素と農業生態系流域における堆積物の監視

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). Therefore, knowing the dispersal capacity may help inform trapping/tree removal efforts to prevent this disease more effectively. In this study, we measured the flight velocity and duration and estimated the flight distance of the beetle using a newly developed flight mill. The flight mill is low cost, small, and constructed using commonly available items. Both the flight mill arm and its vertical axis comprise a thin needle. A beetle specimen is glued to one tip of the arm using instant glue. The other tip is thick due to being covered with plastic, thus it facilitates the detection of rotations of the arm. The revolution of the arm is detected by a photo sensor mounted on an infrared LED, and is indicated by a change in the output voltage when the arm passed above the LED. The photo sensor is connected to a personal computer and the output voltage data are stored at a sampling rate of 1 kHz. By conducting experiments using this flight mill, we found that P. quercivorus can fly at least 27 km. Because our flight mill comprises cheap and small ordinary items, many flight mills can be prepared and used simultaneously in a small laboratory space. This enables experimenters to obtain a sufficient amount of data within a short period.

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

We developed a low cost and small flight mill, constructed with commonly available items and easily used in experimentation. Using this apparatus, we measured the flight ability of an ambrosia beetle, Platypus quercivorus.

低コスト、小型で、簡単に構築されたフライトのミルを使用してアンブロシア甲虫、カシノナガキクイムシ(村山) の飛行能力を測定

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

Methods for Image-based Surveys of Benthic Macroinvertebrates and Their Habitat Exemplified by the Drop Camera Survey for the Atlantic Sea Scallop

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the approach more practical than in the past. Image-based surveys allow for initial samples to be revisited and are non-invasive compared to traditional survey methods that typically involve nets or dredges. Protocols for image-based surveys can vary greatly but should be driven by target species behavior and survey objectives. To demonstrate this, we describe our most recent methods for an Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus) drop camera survey to provide a procedural example and representative results. The procedure is divided into three critical steps that include survey design, data collection, and data products. The influence of scallop behavior and the survey goal of providing an independent assessment of the U.S. sea scallop resource on the survey procedure are then discussed in the context of generalizing the method. Overall, the broad applicability and flexibility of the University of Massachusetts Dartmouth School for Marine Science and Technology (SMAST) drop camera survey demonstrates the method could be generalized and applied to a variety of sessile invertebrates or habitat focused research.

Image based surveying is an increasingly practical, non-invasive method to sample the marine environment. We present the protocol of a drop camera survey that estimates the abundance and distribution of the Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus). We discuss how this protocol can be generalized for application to other benthic macroinvertebrates.

底生動物とその生息地大西洋帆立て貝のドロップ カメラ調査による例示のイメージ調査法

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the ...

Detection of Viruses from Bioaerosols Using Anion Exchange Resin

This protocol demonstrates a customized bioaerosol sampling method for viruses. In this system, anion exchange resin is coupled with liquid impingement-based air sampling devices for efficacious concentration of negatively-charged viruses from bioaerosols. Thus, the resin serves as an additional concentration step in the bioaerosol sampling workflow. Nucleic acid extraction of the viral particles is then performed directly from the anion exchange resin, with the resulting sample suitable for molecular analyses. Further, this protocol describes a custom-built bioaerosol chamber capable of generating virus-laden bioaerosols under a variety of environmental conditions and allowing for continuous monitoring of environmental variables such as temperature, humidity, wind speed, and aerosol mass concentration. The main advantage of using this protocol is increased sensitivity of viral detection, as assessed via direct comparison to an unmodified conventional liquid impinger. Other advantages include the potential to concentrate diverse negatively-charged viruses, the low cost of anion exchange resin (~$0.14 per sample), and ease of use. Disadvantages include the inability of this protocol to assess infectivity of resin-adsorbed viral particles, and potentially the need for the optimization of the liquid sampling buffer used within the impinger.

An anion exchange resin-based method, adapted to liquid impingement-based bioaerosol sampling of viruses is demonstrated. When coupled with downstream molecular detection, the method allows for facile and sensitive detection of viruses from bioaerosols.