Tutorials, Webinare und informative Videos über unsere optischen Sensorsysteme
Untersuchung von Ökosystemen in der benthischen Zone
Der Boden eines jeden Gewässers, ob Meer oder Süßwasser, wird als benthische Zone bezeichnet. Diese ökologische Region umfasst die Sedimentoberfläche und darunter liegende Schichten und bietet vielfältige Lebensräume. An der Grenzfläche zwischen Sediment und Wasser finden viele biologische, physikalische und geochemische Prozesse statt, die diese Region für biologische und ökologische Studien so interessant machen.
Die benthische Zone wird von Mikroorganismen, Pflanzen und aquatischen Makroinvertebraten wie Polychaeten, Krebstieren und Insekten oder deren Larvenformen bewohnt. Diese Organismen werden als Benthos bezeichnet und sind für aquatische Ökosysteme von entscheidender Bedeutung. Sie bauen nicht nur organisches Material ab, sondern dienen auch als Nahrungsquelle für andere Wasserlebewesen und spielen daher eine wichtige Rolle im Nährstoffkreislauf. Sie tragen sogar zur Beseitigung von Schadstoffen aus den Sedimenten und der darüber liegenden Wassersäule bei.
Wie viele andere Ökosysteme ist auch die benthische Zone durch menschliche Aktivitäten bedroht. Abfälle, Schadstoffe und Düngemittel gelangen als Abfluss in die Gewässer, während Landnutzung und Klimawandel die Menge an terrestrischen Sedimenten erhöhen, die die benthische Zone erreichen. Es ist wichtig, die Auswirkungen menschlicher Eingriffe auf benthische Arten zu untersuchen, um dieses Ökosystem zu verstehen und zu erhalten. Außerdem können benthische Arten als Frühindikator für eine Verschlechterung der Wasserqualität dienen.
Die Trübung der überlagernden Wassersäule und die Lichtmenge, die die Sediment-Wasser-Grenzfläche erreicht, sowie der pH-Wert und der Sauerstoffgehalt der Oberflächensedimente sind wichtig für die Aktivität der benthischen Arten. Geeignete Messsysteme zur Analyse dieser Parameter in Sedimentproben können wertvolle Informationen über den mikrobiellen Sauerstoffbedarf, Stressfaktoren für wühlende Polychaeten oder geochemische Prozesse in dieser hochaktiven Zone liefern.
Microprofiling bietet die Möglichkeit, Gradienten und Gradientenentwicklung in µm-Auflösung zu analysieren. Mikrosensoren mit winzigen Spitzen können mit Mikromanipulatoren in definierten Schrittweiten in Sedimente eingebracht werden. Auf diese Weise können verschiedene Schichten und Grenzen identifiziert werden. PreSens bietet spezielle Profilingmikrosensoren und Mikromanipulatoren an, die robust sind und sowohl im Labor als auch im Feld eingesetzt werden können. PreSens Mikroprofilierungssysteme wurden bereits erfolgreich in benthischen Forschungsprojekten eingesetzt:
Applikationsbericht: O2-, pH- und CO2-Dynamik in Salzmarsch-Gezeitentümpeln
Mikroprofiling Set-Ups
Das Fluoreszenzimaging ist eine weitere Methode, die Informationen über biogeochemische und mikrobielle Prozesse in der benthischen Zone liefern kann. Sensorfolien werden auf transparenten Oberflächen angebracht und mit der Sedimentprobe in Kontakt gebracht. Die Sensorfolien werden mit speziellen Kameras ausgelesen. Sie ermöglichen es, 2-dimensionale Sauerstoff-, pH- und CO2-Bilder einer bestimmten Region zu erstellen, biogeochemische Gradienten zu identifizieren und Veränderungen in der Verteilung der Analyten über die Zeit zu verfolgen. Mit den PreSens VisiSens Imaging Systemen kann sogar die Aktivität größerer Tiere in der benthischen Zone untersucht werden:
Applikationsbericht: Benthische Störungs-Regenerations-Dynamik in sich verändernden Küstengewässern
Eine weitere Methode zur Untersuchung der benthischen Zone ist die Bestimmung des Sauerstoffbedarfs in geschlossenen Probeninkubationen. Die mikrobielle oder organismische Aktivität hängt häufig von der Lichtmenge ab, die die Sedimentoberfläche erreichen kann, und wird daher häufig durch die Auswirkungen des Klimawandels und menschliche Einflüsse auf die Gewässer beeinträchtigt. Optische Sensorspots oder Sensorstreifen bieten ein einfaches Instrument zur Messung in bestimmten Tiefen einer Sedimentprobe und der darüber liegenden Wassersäule ohne Beeinträchtigung der Probe. Die Spots können wie optische Sensorfolien an transparenten Behälterwänden angebracht werden und werden dann von außen über optische Fasern ausgelesen - ohne jegliche Störung. PreSens Sensorspots und Fläschchen mit integrierten Sensorstreifen wurden bereits zur Bestimmung des biologischen Sauerstoffbedarfs und der mikrobiellen Aktivität in Sedimentproben und an der Sediment-Wasser-Grenzfläche eingesetzt:
Applikationsbericht: Bestimmung des Einflusses von Ufer-rückläufigem Thermokarst-Absacken in Tundra-Seen
Applikationsbericht: Überwachung der Sauerstoffdynamiken an der Sediment-Wasser-Grenzfläche
Auch die hydrodynamischen Bedingungen haben einen großen Einfluss auf die benthische Zone und die Menge und Verteilung der Nährstoffe in den Oberflächenschichten des Sediments. PreSens bietet ein spezielles Sauerstoffmesssystem, einen optischen Sauerstofftransmitter mit Mikrooptode, der Sauerstoffmessungen mit einer Frequenz von 10 Hz liefert. Das Sauerstoffmessgerät kann direkt an einen Nortek Vector angeschlossen werden. Auf diese Weise können nicht-invasive Eddy-Kovarianz-Messungen an Land und in Schelfgewässern durchgeführt werden. Dieses System wurde zum Beispiel eingesetzt, um die Auswirkungen der Lachszucht auf die benthische Zone zu bewerten:
Applikationsbericht: Messung der benthischen Auswirkungen von Lachsfarmen
Bei der Probenahme von Porenwasser aus Sedimentkernen ist es wichtig, die Sedimentschichten nicht zu stören. Bei der Entnahme von Porenwasser aus Sedimenten können Durchflusszellen mit integriertem optischen Sensor verwendet werden, um O2, pH oder CO2 direkt während der Probenahme zu messen. Diese Methode wurde zur Bestimmung von O2 und pH in verschiedenen Schichten von Meeressedimenten verwendet:
Applikationsbericht: Beurteilung der Auswirkungen von pH-Flüssen zwischen der Sediment-Wasser-Grenzfläche auf die darüberliegende Wassersäule vor Namibias Küste
Optische Sensoren gibt es in sehr unterschiedlichen und sogar miniaturisierten Ausführungen, so dass minimal invasive oder sogar berührungslose Messungen möglich sind. Damit sind optische Sensoren ideal für diese Forschungsanwendungen geeignet. Werfen Sie einen Blick auf unsere PreSens Systeme, die Ihnen helfen könnten, Ihre Forschungsergebnisse zu verbessern!
Mikroprofiling in Sedimenten mit optischen Mikrosensoren
PreSens bietet komplette automatische oder manuelle Mikroprofilierungssysteme an, die sich ideal für die Messung von Gradienten in Sedimentkernproben oder im Feld eignen. Robuste optische pH- und Sauerstoff-Profilingmikrosensoren können mit unseren manuellen oder automatisierten Mikromanipulatoren in µm-Schritten in die Probe eingeführt werden. Messen Sie Gradienten an der Sediment-Wasser-Grenzfläche mit hoher Auflösung!
- Meter + Automatisierter Mikromanipulator + Profilingmikrosensor + PreSens Profiling Studio
O2 Konfiguration pH Konfiguration
- Meter + Manueller Mikromanipulator + Profiling Microsensor
O2 Konfiguration pH Konfiguration
Besuchen Sie unsere Mikroprofiling Seite für weitere Mikroprofiling Systeme!
2-dimensionales Imaging räumlich-zeitlicher Gradienten in Sedimenten
Das Fluoreszenzimaging mit optischen Sensorfolien ermöglicht die Beurteilung der Gradientenentwicklung von Sauerstoff-, pH- und CO2-Verteilungen in Sedimentproben über die Zeit. Die Sensorfolien können an der Innenwand von transparenten Gerinnetanks oder Sedimentkern-Kammern angebracht werden und mit den VisiSens Kamerasystemen nicht-invasiv von außen ausgelesen werden. Die 2-dimensionale Visualisierung von Gradientenentwicklung und Parameterverteilungen kann wertvolle Informationen über biogeochemische Prozesse, mikrobielle oder tierische Aktivität in der benthischen Zone liefern. Es stehen sowohl Bildgebungssysteme für Sauerstoff, pH oder CO2 als auch Multiparameter-Bildgebungssysteme zur Auswahl, die es erlauben, alle Parameter in einem Bild zu erfassen.
- VisiSens Detektoreinheit + Sensorfolie + VisiSens AnalytiCal + Adaptertubus
O2 Konfiguration pH Konfiguration CO2 Konfiguration
- VisiSens TD + Sensorfolien + VisiSens ScientifiCal + Imaging Modalitäten für O2, pH, CO2
Multiparameter Konfiguration
Weitere Bildgebungs-Systeme finden Sie auf unserer Imaging Seite!
Nicht-invasive Messungen in Sedimentproben
Optische Sensorspots können an verschiedenen Positionen in transparenten Fließbecken oder Kernkammern integriert werden und ermöglichen eine nicht-invasive Bestimmung von Sauerstoff-, pH- und CO2-Werten. Die Sensoren werden von außen über optische Fasern ausgelesen, ohne die Sedimentschichten zu stören. Auf diese Weise kann die mikrobielle Aktivität oder der biologische Sauerstoffbedarf (BSB) in verschiedenen Tiefen und in Echtzeit bestimmt werden. Die Sensorspots können mit kleinen Sauerstoffmessgeräten oder tragbaren Geräten kombiniert werden, so dass Messungen sowohl im Labor als auch im Feld durchgeführt werden können. Mit PreSens Mehrkanalmessgeräten sind sogar gleichzeitige Messungen von Sauerstoff, pH und CO2 in verschiedenen Bereichen möglich.
- Messgerät + optische Polymerfaser + Sensor Spots + PreSens Measurement Studio 2
O2 Configuration pH Konfiguration CO2 Konfiguration
- Microx 4 + optische Polymerfaser + Sensor Spots
O2 Konfiguration
- OXY-4 SMA + optische Polymerfaser + Sensor Spots + PreSens Measurement Studio 2
O2 Konfiguration
- OXY-1 SMA + optische Polymerfaser + Vial Adapter + SensorVial + PreSens Measurement Studio 2
O2 Konfiguration
- OXY-4 SMA + optische Polymerfaser + Vial Adapter + SensorVial + PreSens Measurement Studio 2
O2 Konfiguration
- MCR-O1P1C1 + optische Polymerfaser + Sensor Spots + PreSens Measurement Studio 2
MCR-O1P1C1 Produktinformation
Porenwasser-Analyse
In Durchflusszellen integrierte optische Sensoren bieten die Möglichkeit, O2, pH oder CO2 zu messen, während Porenwasser aus einem Sedimentkern entnommen wird, ohne der Umgebungsluft ausgesetzt zu sein. Die Durchflusszellen können in Schläuche integriert werden, die zur Extraktion verwendet werden, und der Sensor und der jeweilige Parameter können mit kompakten faseroptischen Messgeräten ausgelesen werden.
- Messgerät + optische Polymerfaser + FTC + PreSens Measurement Studio 2
O2 Konfiguration pH Konfiguration CO2 Konfiguration
- MCR-O1P1C1 + optische Polymerfaser + FTCs + PreSens Measurement Studio 2
MCR-O1P1C1 Produktinformation
Hochaufgelöste O2 Messung für Eddy-Kovarianz-Systeme
Das OXY Flux ist für nicht-invasive Eddy-Kovarianz-Messungen konzipiert. Der Mikrosensor hat eine Spitzengröße von 30 µm, so dass die Strömung nur minimal gestört wird. Er liefert präzise Messungen an Ort und Stelle. Der kostengünstige Sensor kann leicht ausgetauscht werden. Das OXY Flux ist die Lösung zur Erweiterung Ihres Eddy-Kovarianz-Messaufbaus.
- OXY Flux + ECO-PSt7
OXY Flux Produktinformation