Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

14NH4+/15NH4+ Sıralı Dönüşüm Yoluyla N2O'ya Göre Amonyuma Nitrat Azaltma Nın Potansiyel Oranlarının Ölçülmesi

5.8K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/59562

⸱

7 Ekim 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

Bu makalede

Özet

14NH4+/15NH4+ analizlerine dayalı potansiyel DNRA oranını belirlemek için bir dizi yöntem ayrıntılı olarak verilmiştir. NH4+ birkaç adımla N2O'ya dönüştürülür ve quadrupole gaz kromatografisi-kütle spektrometresi kullanılarak analiz edilir.

Özet

Karasal ekosistemlerden sucul ekosistemlere aktarılan baskın N türü olan nitratın (NO3−)akıbetini anlamanın önemi, küresel azot yüklerinin sanayileşme sonrasında önemli ölçüde artması nedeniyle artmaktadır. Amonyuma (DNRA) ve denitrifikasyona kadar simizilar nitrat azaltma, solunum için NO3− kullanan mikrobik süreçlerdir. Denitrifikasyon ile karşılaştırıldığında, DNRA aktivitesinin kantitatif tayini sadece sınırlı ölçüde gerçekleştirilmiştir. Bu durum, DNRA'nın NO3− dönüşümlerde ve bu sürecin düzenleyici faktörlerinde öneminin yeterince anlaşılmasına yol açmıştır. Bu makalenin amacı, çevresel numunelerde potansiyel DNRA oranının ölçümü için ayrıntılı bir prosedür sağlamaktır. Kısaca, potansiyel DNRA oranı 15NO3- eklenen kuluçka 15N etiketli amonyum(15NH4+) birikim oranı hesaplanabilir. Bu yazıda açıklanan 14NH4+ ve 15NH4+ konsantrasyonlarının belirlenmesi aşağıdaki adımlardan oluşmaktadır. İlk olarak, Numunedeki NH4+ çıkarılır ve amonyum tuzu olarak asitlenmiş bir cam filtreüzerinde sıkışıp kalır. İkinci olarak, kapana kısılmış amonyum persülfat oksidasyonu yoluyla NO3−'e eluted ve oksitlenir. Üçüncü olarak, NO3− N 2 O2reductaze eksik denitrifier ile N2O dönüştürülür. Son olarak, dönüştürülmüş N2O daha önce geliştirilmiş bir quadrupole gaz kromatografisi-kütle spektrometresi sistemi kullanılarak analiz edilir. Bu yöntemi tuz bataklığı tortularına uyguladık ve önerilen prosedürlerin daha önce açıklanan yöntemlere göre daha basit ve daha hızlı bir belirleme sağladığını göstererek potansiyel DNRA oranlarını hesapladık.

Giriş

Azotlu gübrenin yapay sentezi ve yaygın uygulaması küresel azot döngüsünü büyük ölçüde tedirgin etti. Reaktif azotun karasal sistemlerden kıyı sistemlerine transferinin sanayi öncesi zamanlardan bu yana iki katına çıktığı tahmin edilmektedir1. Belirli bir alana uygulanan gübrelerin önemli bir kısmı topraktan nehirlere veya yeraltı sularına, öncelikle NO3− 2olarak yıkanır. Bu, içme suyu kirliliği, ötrofikasyon ve hipoksi oluşumu gibi çevresel sorunlara neden olabilir. NO3− su ortamlarında biyolojik asimilasyon ve çeşitli mikrobiyal sissimilatory süreçler ile ekosistemden çıkarı....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. Gazlı NH3'ü nicel olarak yakalamak için ptfe zarfının hazırlanması

  1. 60 mm'lik bir politetrafloroetilen (PTFE) bandı (25 mm genişliğinde) küçük bir alüminyum folyo levhaya (etanol ile silinmiş yaklaşık 300 mm x 450 mm) yerleştirin.
  2. 450 °C'de 4 50 °C'de bir boğucu fırında 4 saat boyunca cam elyaf filtresi (10 mm çapında ve 2,7 m'lik gözenek boyutunda) kül edin. Cam elyaf filtresini bandın uzun ekseninin orta noktasının biraz üzerine yerleştirin(Şekil 1a).
  3. GF/D filtrenin ortasında 0,9 mol/L H2SO4'ün 20 μL'sini tespit edin ve PTFE bandını hemen iki cımbız kullanarak katlayın: dü....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Bu makalede sunulan temsili sonuçlar, tuz bataklığı çökeltilerinin 15N-izleme deneyinden elde edilmiştir. Örneklenmiş tuz bataklık yeni miyagi Prefecture Kesen-numa şehrin Moune alanında 2011 Büyük Doğu Japonya Depremi sonrasında oluşturuldu, Japonya. Eylül 2017'de yüzey tortuları (0-3 cm) subtidal ve intertidal bölgelerinde iki noktada toplanmıştır. İlk olarak, toplama hemen sonra, tortu bitki kökleri, kabukları enkaz ve moloz kaldırmak için 4-mm örgü ile elek ve daha sonra ho.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

DNRA analizi için NH4+ konsantrasyon ve izotop oranı çeşitli yöntemler kullanılarak ölçüldü. NH4+ konsantrasyonları ve izotop oranları genellikle ayrı ayrı ölçülür. NH4+ konsantrasyonu genellikle bir autoanalyzer4,10,,15,,16,17dahil olmak üzere kolorimetrik yöntemler kullanılarak ölçülür. İzotop.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

Naoto Tanaka'ya veri toplama ve protokolü geliştirmede yardımcı olduğu için teşekkür ederiz. Örneklerin toplanması JSPS KAKENHI Hibe Numarası 17K15286 tarafından desteklenmiştir.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
15< / sup>N-KNO3SHOKO BİLİMN15-0197
15< sup>N-NH 4< / sub>ClSHOKO SCIENCEN15-0034
20 mL PP şişeSANPLATEC61-3210-18Geniş ağızlı
Alüminyum kapakMaruemu1307-13No. 20, delikli
Borik asitWako021-02195
SantrifüjHITACHIHimac CR21G II
Oksijensiz Gaz Basıncı ve Enjektörü değiştirinSANSIN ENDÜSTRİYELIP-12
Tek kullanımlık selüloz asetat membran filtreADVANTEC25CS020ASGözenek boyutu 0.22 ve mikro; m, 25 mm çapında
Tek kullanımlık şırıngaTermoSS-10SZ10 mL
Tek kullanımlık şırıngaTermoSS-01T1 mL
Dulbecco' s Fosfat Tamponlu Tuzlu Su (-)NISSUI PHARMACEUTICAL5913
Gaz geçirmez şırıngaVICI Valco Instruments4075-15010Serisi A-2, 100 ve mikro; L
GC/MSshimadzuGCMS-QP2010ultra
GF/DWhatman1823-01010 mm çapında
Cam şişeMaruemu0501-0620 mL
Gri bütil kauçuk tıpaMaruemu1306-03No.20-S
H2SO4Wako192-04696Garantili Reaktif
K2S2O8Wako169-11891Azot ve Fosfor analiz sınıfı
KClWako163-03545Garantili Reaktif
KNO3Wako160-04035Garantili Reaktif
NaOHWako191-08625Azot bileşikleri analiz sınıfı
NH4ClWako017-02995Garantili Reaktif
Plastik santrifüj tüpüASONE1-3500-2250 mL, VIO-50BN
Pseudomonas chlororaphis subsp. aureofaciensAmerikan Tipi Kültür Koleksiyonu (ATCC)ATCC 13985Dondurularak kurutulmuş, Pseudomonas aureofaciens tipi
suşu PTFE sızdırmazlık bandıSigma-AldrichZ22188025 mm genişliğinde
Pistonlu çalkalayıcıTAITEC0000207-000NR-10
Vidalı kapaklı test tüpüIWAKI84-025211 mL
PTFE kaplı kapakIWAKI84-0262
Triptik Soya SuyuDifco Laboratories211825
Test tüpü için

Kaynaklar

  1. Gruber, N., Galloway, J. N. An Earth-system perspective of the global nitrogen cycle. Nature. 451 (7176), 293-296 (2008).
  2. Galloway, J. N., et al. The Nitrogen Cascade. Bioscience. 53 (4), 341-356 (2003).
  3. Rysgaard, S., Risgaard-Petersen, N., Sloth, N. P. Nitrification, denitrification, and nitrate amm....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

DNRA Hızı ÖlçümüAmonyum BirikimiPersülfat OksidasyonuN2O DönüşümüKuadrupol GC/MSTuzlu Bataklık Sedimanlarıİzotop İzlemeÇevresel Numuneler