Assessing the biodegradability of dissolved organic carbon in freshwater systems: A method evaluation study
Notice bibliographique
Résumé
Dissolved organic carbon (DOC) is an important contributor to both carbon cycling and other biogeochemical processes in aquatic ecosystems. The biodegradable fraction of DOC can be microbially degraded over time, producing carbon dioxide (CO2), a greenhouse gas. In addition, microbial degradation-resistant DOC can accumulate in water bodies, causing chemical and physical changes to aquatic systems. Although biodegradable DOC (BDOC) is widely studied, there is no agreed-upon standard method for assessing its biodegradability. Here, we aimed to develop and evaluate a new method for determining BDOC in freshwater samples. Our method includes filtering water samples to below 0.22 µm, to remove existing microbial cells, prior to inoculating the samples with a concentrated microbial inoculum produced by stepwise isolation of microbial cells from a peat sample. In addition, we added solutions containing nitrogen and phosphorus (in the forms of NH4NO3 and K2HPO4, respectively) to ensure that the microbes were not nutrient-limited. The samples were then capped with foam stoppers and incubated in the dark at 25⁰C on a shaker for 28 days to allow constant aeration during BDOC degradation. When applied to five freshwater samples collected from rivers, stormwater ponds, and a lake, and a glucose control, we observed that the amount of BDOC in the natural samples ranged from 15% to 53% and was 90% in the glucose control. Rates of BDOC degradation were calculated from DOC measurements at six sampling time points between days 0 and 28. We found that the DOC trends with time were best explained by two successive phases for BDOC degradation in all of the samples: an initial, fast, phase of BDOC degradation followed by a second, slower, phase of BDOC degradation where the rate constant for the second phase was between 5.57 and 565 times slower than for the initial phase. Changes in chemical characteristics of DOC measured using absorbance and fluorescence parameters including specific ultraviolet absorbance at 254 nm (SUVA254), humification index (HIX), and parallel factor analysis (PARAFAC) at each sampling time revealed that the initial, fast, phase of BDOC degradation often represents the utilization of small, non-aromatic compounds while the later, slower, phase of BDOC degradation often represents the utilization of more complex, aromatic compounds. The presented method provides a new approach to measure and characterize BDOC degradability and degradation kinetics that can be applied to future studies on biogeochemical processes in aquatic ecosystems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».