Nackdelar med DSB

[PatriksS]

Du kanske skall gå tillbaka här på guiden i stället och titta på varför reaktionerna inte är likadana i kallt vatten. Lasse och Tintomara hade några mycket klargörande inlägg.

Sista artikeln är om Adriatiska havet med en vintertemperatur på normalt 8 grader.

Och vid New Foundland är det kallt på sommaren och väl runt noll vintertid. (Polarhavsström)

Stig, är det kallt vid Adriatiska havet sommartid?

[Clownen]

Jo, det är nämligen det som de artiklar jag läst pekar på: att det just samlas lite nitrat/ammonim (strunta i vilken form N:t är för tillfället) och fosfat från de djur som konsumerar organiken/bakterier i porer/mellanrum, och att en del av N och P kan sippra ut i överliggande vattenkolumnen. Det är kanske inga bekymmer för de som just vill ha lite N och P i vattnet, och uppskattar en sådan för mig nyupptäckt "buffringsförmåga" hos dsb:n, bara det att jag personligen inte varit övertygad om detta och att läsa vissa artiklar blev en rejäl överaskning för mig.

Jo det är väl självklart att man får förhöjda näringsämnen i sanden (det är liksom där skiten hamnar). Den verkliga frågan är väl om sanden i sig innebär att det bildas ett överskott på näringsämnen eller om det fungerar som ett effektivt filter dvs förbrukar mer än det möjligen släpper tillbaka. Jag är övertygad om att vattnet på korallrevet i artikeln eller i akvariet hade innehållt mer näringämnen utan någon sand därför köper jag inte alls detta påstående. Detta under förutsättning att det underhålls på rätt sätt som sagt och då hävdar jag fortfarande att man inte ska se en nettoökning av näringsämnen/ammoniak, utan istället en nettominskning.

Det låter på din ton och dina slutsatser att du vill hävda att en dsb automatiskt bidrar till förhöjda näringsnivåer/ammoniak vilket jag inte alls håller med om (rätta mig om jag missuppfattat dig, vilket ju hänt förr som bekant).

Vill du kommentera testresultaten i länken som jag hänvisade till eller varför nästan samtliga källor hävdar/konstaterar att en sandbädd kan reducera näringsämnen och inte producera dem/skapa ett överskott? Det finns mängder med akvarier som drivs med enbart sandbäddar som filter, även offentliga akvarier som drivs av mycket kunnig personal. Hur är det möjligt att detta fungerar? Varför har jag och många andra inte har jätteproblem med näringsämnen i skummarfria kar där reningen främst utförs i sanden och den levande stenen? Varför används "sand in a bucket" ofta som en effektiv reningsmetod?

Mvh

/Peter

[stigigemla]

På sommaren är det underbart runt Adriatiska havet. Men jag tror att bakteriepopulationer påverkas av kalla vintrar.

Det finns ju massor av data om ämnesomsättning vid korallrev. Varför tittar du inte på det i stället?

Jag skulle tro att en bra ingångsväg där är Hawai universitet. Där har jag hittat en massa matnyttigt även om det är några år sedan.

[PatriksS]

Lite till, och vi rör oss i varma vatten:

Ammonium Excretion by Benthic Invertebrates and Sediment-Water Nitrogen Flux in theGulf of Mexico Near the Mississippi River Outflow

WAYNE S. GARDNER

ELVA ESCOBAR BRIONES

ELIZABETH CRUZ KAEGI

GILBERT T. ROWE

ABSTRACT:

Benthic macroinvertebrate biomass and ammonium excretion rates were measured at four stations in the Gulf of Mexico near the Mississippi River mouth. Calculated areal excretion rates were then compared to sediment-water nitrogen fluxes measured in benthic bottom lander chambers at similar stations to estimate the potential importance of macroinvertebrate excretion to sediment nitrogen mineralization. Excretion rates for individual crustaceans (amphipods and decapods) was 2-21 nmoles NH,+ (mg dry weight)-’ h-l. The mean excretion rates for the polychaetes, Parupionaspio pinnatu [6-12 nmoles NH,+ (mg dry weight)-‘h-l] and Magelona sp. [27-

53 nmoles NH,+ (mg dry weight)-’ h-l], were comparable or higher than previous measurements for similar size benthic or pelagic invertebrates incubated at the same temperature (22 + 1°C). Although the relatively high rates of excretion by these selective feeders may have been partially caused by experimental handling effects (e.g., removal from sediment substrates), they probably reflected the availability of nitrogen-rich food supplies in the Mississippi River plume. When the measured weight-specific rates were extrapolated to total areal biomass, areal macroinvertebrate excretion estimates ranged from 7 pmole NH,+ m-* h-’ at a 40-m deep station near the river mouth to 18 pmole NH,+ m-* h-’ at a shallower (28-m deep) station further from the river mouth. The net flux of ammonium and nitrate from the sediments to the water measured in bottom lander chambers in the same region were 15-53 pmole NH,+ m-p h-l and -25-21 pmole NO,- m-p h-l.

These results suggest that excretion of NH,+ by macroinvertebrates could be a potentially important component of benthic nitrogen regeneration in the Mississippi River plume-Gulf shelf region.

http://estuariesandcoasts.org/cdrom/ESTU1993_16_4_799_808.pdf

[PatriksS]

Det finns ju massor av data om ämnesomsättning vid korallrev. Varför tittar du inte på det i stället?

Det kommer.

[PatriksS]

Jo det är väl självklart att man får förhöjda näringsämnen i sanden (det är liksom där skiten hamnar). Den verkliga frågan är väl om sanden i sig innebär att det bildas ett överskott på näringsämnen eller om det fungerar som ett effektivt filter dvs förbrukar mer än det möjligen släpper tillbaka.

(...)

Det låter på din ton och dina slutsatser att du vill hävda att en dsb automatiskt bidrar till förhöjda näringsnivåer/ammoniak vilket jag inte alls håller med om (rätta mig om jag missuppfattat dig, vilket ju hänt förr som bekant).

Exakt! Det är där skiten hamnar.

Och det är där den vi förväntar oss att den skall "försvinna". Vet vi vart all fosfat tar vägen? Mineraliseras den helt och hållet och binds till sanden utan återvändo? Är vi säkra på att den inte kan reminaliseras, dvs. lösas upp igen och sippra ut i karet? Jag har nämligen sett studier som berättar att det är ganska naturligt för fosfatet att mineraliseras tillbaka och läcka ut i vattnet.

Jag har inte hävdat - och kommer förmodligen aldrig att hävda - att dsb tillverkar mera än vad den förbrukar. Nej, där håller jag med dig att dsb:n förbrukar en hel del, MEN OCKSÅ att den lagrar en hel del, bl.a. fosfat, som OCKSÅ åker ut i vattenkolumnen, bl.a. vid ändringar i temperatur, salinitet och pH.

(ursäkta stora bokstäver, ville inte "skrika" utan endast tydligt markera så vi inte missförstår varandra).

Det är det som jag känner inte berättas när man talar om dsb. Jag säger inte att det förtigs medvetet om det, utan tvärtom, att övervägande majoritet är helt omedvetna om återläckage-problematiken.

[PatriksS]

Jag är övertygad om att vattnet på korallrevet i artikeln eller i akvariet hade innehållt mer näringämnen utan någon sand därför köper jag inte alls detta påstående. Detta under förutsättning att det underhålls på rätt sätt som sagt och då hävdar jag fortfarande att man inte ska se en nettoökning av näringsämnen/ammoniak, utan istället en nettominskning.

Jo, vi är ense här, jag tycker det också, det är framförallt återläckage som jag vill påängtera.

Vill du kommentera testresultaten i länken som jag hänvisade till eller varför nästan samtliga källor hävdar/konstaterar att en sandbädd kan reducera näringsämnen och inte producera dem/skapa ett överskott?

För att sandbädden just reducerar näringsämnen och inte skapar ett överskott I vart fall så länge mikrofaunan lever.

MEN! - jag vill framföra att även otroligt välskötta sandbäddar inte är några svarta hål dit näringen bara spårlöst försvinner, utan att dsb bör OCKSÅ betraktas som buffrare/behållare där en del av näringen är bunden men kan lösas upp och åka ut i vattenkolumnen. Eller kan och kan - den gör det.

Om vi tänker även så här. De djupa syrefria lagren innehåller ju denitrifikationsbakterier. Som matas. Dessa bakterierna växer i population. Till slut kommer de syrefria/syrefattiga lagren allt närmare sandytan ovanpå. Ju högre belastning (där bl a mängden mat och skumningen avgör) desto snarare sker detta.

Det finns mängder med akvarier som drivs med enbart sandbäddar som filter, även offentliga akvarier som drivs av mycket kunnig personal. Hur är det möjligt att detta fungerar? Varför har jag och många andra inte har jätteproblem med näringsämnen i skummarfria kar där reningen främst utförs i sanden och den levande stenen?

Det är en svår fråga att besvara och spekulera i varför just det eler det akvariet fungerar eller inte utan att ha sett karet. Sandbäddar fungera tydligen några år, på amerikanska sajter brukar man nämna 3-6 år, beroende på sandbäddens storlek och karets belastning. DSB fungerar tills den är "full of it" om jag lite ofint får referera till vad den är avsedd för att ta hand om.

Varför används "sand in a bucket" ofta som en effektiv reningsmetod?

Mvh

/Peter

Jo, för att den är ganska annorlunda än en vanlig sandbädd, även om båda är avsedda för att ta hand om bl.a. nitrat.

Den avgörande skillnaden är att en sandbädd som man har i karet är avsedd för att ta hand om organiken. Dvs. fiskfoder/bajs/ruttnande algdelar/m.m. och osv. faller till sandytan, där de först bryts ner av mikrofaunan och senare av bakterier.

DSB-in-a-bucket bygger på principen att endast ta hand om nitraten, att denitrifiera den, utan någon egentlig input av organiken. Anthony Calfo, som uppfann/infört dessa s.k. RDSB (remote dsb) rekommenderar att vattnet som går till en sådan sandhink skummas på organiken riktigt ordentligt och att flödet ovanpå sanden i hinken hålls tämligen högt så att inga eventuella organiska rester (som inte hamnat i skummarkoppen) får ens en chans att lägga sig på sanden.

[PatriksS]

Här är det så efterfrågade stödet till att det förekommer utsläpp av ren och skär oorganisk nitrat från marina sediment i varma revvatten (Hawai). Notera att forskarna också påängterar att dessa utsläpp bidrar till algproblematiken i tropiska rev. När ni läser så betyder det engelska ordet "efflux" just "utsläpp/läckage". Jag markerar inget i denna artikel eftersom jag då skulle fetlägga all text - den är så intressant - men särskilt första och sista stycken är bra:

Nitrogen efflux from the sediments of a subtropical bay and the potential contribution to macroalgal nutrient requirements

Auteur(s) / Author(s)

STIMSON J. (1) ; LARNED S. T. (2) ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

(1) Department of Zoology, University of Hawaii, Honolulu, HI 96822, ETATS-UNIS

(2) Coastal Ecology Branch, US Environmental Protection Agency, 2111 SE Marine Science Dr., Newport, OR 97365, ETATS-UNIS

Résumé / Abstract

The concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) in the porewaters of shallow-water tropical marine sediments can be as high as 50-100 ùM, at sediment depths of shallow as 20 cm. These concentrations are at least two-orders of magnitude greater than the DIN concentration in the overlying water. High porewater concentrations, and the resulting concentration gradient, result in substantial efflux of DIN from the sediments to the water column. This sediment-derived DIN may be an important nutrient source for benthic algae.

In Kaneohe Bay, Hawaii, a mean ammonium efflux rate of 490 ùmol m[-2] day[-1] and a mean nitrate + nitrite efflux rate of 123 ùmol m[-2] day[-1] were measured on reef slopes in the habitat occupied by benthic algae. It has been demonstrated that this nutrient source is essential for the growth of at least one abundant alga, Dictyosphaeria cavernosa, and possibly others.

The DIN concentrations in Kaneohe Bay sediment porewaters, and the rates of DIN efflux from those sediments, are greater than porewater concentrations and efflux rates reported for other, more pristine tropical sites. The rate of sedimentation of particulate nitrogen is similar to rates reported from other tropical lagoons, and about twice as high as the efflux rate of total dissolved nitrogen. Given the present low nutrient concentrations in the water column of the Bay, these results support the view that nutrient efflux from the benthos is in part responsible for the persistence of D. cavernosa on these reefs. It is possible that efflux of DIN from sediments may be responsible for sustained benthic algal productivity in similar habitats on other tropical reefs.

Revue / Journal Title

Journal of experimental marine biology and ecology (J. exp. mar. biol. ecol.) ISSN 0022-0981 CODEN JEMBAM

Source / Source

2000, vol. 252, no2, pp. 159-180 (2 p.3/4)

http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=1481206

EDIT: här är mannen som deltagit i forskningen ovan: John Stimson, ladies and gentlemen!

[PatriksS]

Bara som en liten parentes vill nämna att makroalger, förutom att ta upp nitrat, också släpper ifrån sig nitrat, i såväl organisk som ooranisk form, se här:

English Title: Benthic algae control sediment-water column fluxes of organic and inorganic nitrogen compounds in a temperate lagoon.

Personal Authors: Anderson, I. C., McGlathery, K. J., Tyler, A. C.

Author Affiliation: Department of Environmental Sciences, P.O. Box 400123, University of Virginia, Charlottesville, VA 22904, USA.

Document Title: Limnology and Oceanography, 2003 (Vol. 48) (No. 6) 2125-2137

Abstract:

Coastal lagoons are a common land-margin feature worldwide and function as an important filter for nutrients entering from the watershed. The shallow nature of lagoons leads to dominance by benthic autotrophs, which can regulate benthic-pelagic coupling. Here we demonstrate that both microalgae and macroalgae are important in controlling dissolved inorganic as well as organic nitrogen (DIN and DON) fluxes between the sediments and the water column. Fluxes of nitrogen (NH4+, NO3-, DON, urea, and dissolved free and combined amino acids [DFAA, DCAA]) and O2 were measured from October 1998 through August 1999 in sediment cores collected from Hog Island Bay, Virginia, USA. Cores were collected from four sites representing the range of environmental conditions across this shallow lagoon: muddy, high-nutrient and sandy, low-nutrient sites that were both dominated by benthic microalgae, and a mid-lagoon site with fine sands covered by dense macroalgal mats. Sediment-water column DON fluxes were highly variable and comparable in magnitude to DIN fluxes; fluxes of individual compounds (urea, DFAA, DCAA) often proceeded simultaneously in different directions. Where sediment metabolism was net autotrophic because of microalgal activity, TDN (total dissolved nitrogen) fluxes, mostly comprised of DIN, urea, and DFAA, were directed into the sediments. Heterotrophic sediments, including those underlying macroalgal mats, were a net source of TDN, mostly as DIN. Macroalgae intercepted sediment-water column fluxes of DIN, urea, and DFAA, which accounted for 27-75% of calculated N demand. DON uptake was important in satisfying macroalgal N demand seasonally and where DIN concentrations were low. Up to 22% of total N uptake was released to the water column as DCAA. Overall, macroalgae assimilated, transformed, and rereleased to the water column both organic and inorganic N on short (minutes-hours) and long (months) time scales. Microalgae and macroalgae clearly regulate benthic-pelagic coupling and thereby influence transformations and retention of N moving across the land-sea interface.

Publisher: American Society of Limnology and Oceanography

http://www.cababstractsplus.org/google/abstract.asp?AcNo=20043176753

[PatriksS]

Även om den här artikeln handlar om makroalger, så berättar även den om utsläpp av ammonium/ammonik (urea) från sedimentet till vattenkolumnen.

Artikeln berättar att det också finns ett utsläpp av organisk N från sedimentet.

Artikeln bekräftar också den tidigare postade artikeln om att makroalger släpper ifrån sig N (i det här fallet i organisk form):

Titre du document / Document title

Macroalgae mediation of dissolved organic nitrogen fluxes in a temperate coastal lagoon

Auteur(s) / Author(s)

TYLER A. C. (1) ; MCGLATHERY K. J. (1) ; ANDERSON I. C. (2) ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

(1) Department of Environmental Sciences, P. O. Box 400123, University of Virginia, Charlottesville, VA 22904-4123, ETATS-UNIS

(2) School of Marine Science, Virginia Institute of Marine Science, College of William and Mary, Gloucester Point, VA 23602, ETATS-UNIS

Résumé / Abstract

The activity of the benthos, including benthic plants, is important in driving the overall system dynamics in shallow lagoons, due to the high ratio of sediment surface area relative to water volume. In Hog Island Bay, benthic macroalgae appear to be a key regulator of DON dynamics, both while alive and following senescence. We investigated the role of macroalgae in mediating water column concentrations and sediment-water column fluxes of DON across a nutrient gradient in Hog Island Bay, a shallow macroalgal-dominated back-barrier lagoon located on the Virginia Coast. Sediment-water column exchanges of DON, urea and DIN were measured in sediment cores with and without macroalgae (Ulna lactuca) at three subtidal sites from the mainland to the barrier islands in the fall of 1997 and the spring and summer of 1998. The summer sampling dates bracketed a large macroalgal bloom in the mid-lagoon. Dissolved organic nitrogen was an important component (52-98%) of the total dissolved nitrogen pool in Hog Island Bay waters and made up the majority of the sediment N flux to the water column. Macroalgae impacted benthic-pelagic coupling by preventing diffusion of DIN from the water column to the sediments and by intercepting urea fluxes from the sediment to the water column. Closest to the mainland and closest to the barrier islands, at sites with low macroalgal biomass, sediment-water column fluxes of DIN and urea-free DON were negligible or directed into the sediments. Fluxes of urea from the sediment to the water column were significant at both sites, and may play an important role in satisfying macroalgal N demand, especially at the low N island site. Overall, urea was 32% of the mean DON flux from the sediments to the water column. Fluxes of urea-free DON were highest in the mid-lagoon, where macroalgal biomass was highest. The highest overall flux rates of DON (> 38 mmol m[-] [2] d[-1]) and DIN (>33 mmol m[-] 2 d[-1]) were measured following an isolated crash of a large macroalgal mat. These release rates were not sustained for long, however, and we estimated that the majority of the N contained in the decomposing macroalgal tissues disappeared in <2 weeks. In addition to release of organic N following senescence, macroalgae leak' DON into the water column during active growth; release of DON increased by 250% in cores incubated with U. lactuca relative to cores with sediment only. These algae function as a conduit whereby water-column DIN and sediment urea are taken up and released to the water column as DON over relatively short (hours) time scales. This conversion of bioavailable dissolved N to PON and DON by macroalgae is likely to be important to overall system metabolism and to the retention of N within the lagoon.

Revue / Journal Title

Estuarine, coastal and shelf science (Estuar. coast. shelf sci.) ISSN 0272-7714 CODEN ECSSD3

Source / Source

2001, vol. 53, no2, pp. 155-168 (1 p.3/4)

http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=14145994

[PatriksS]

Okej, jag fortsätter dissa DSB tills någon modig riddare tar upp försvaret av den heliga kon (märks det förresten att jag är på semester och har lite tid över?..)

I den här studien säger forskarna först att DON (dissolved organic nitrogen, dsv. den organiska N:t) åker in i sedimentet (fluxet är negativt). Det är ju ingen överaskning, det är vad vi förväntar oss och ser hända i ett dsb-kar: halvnedbryten organik åker in i sanden.

MEN! vidare säger forskarna att DCAA (dissolved complex amino acids, dvs. aminosyror) och urea läckte också ut i vattenkolumnen (fluxet är positivt).

Därutöver släppte sedimenterna ifrån sig DIN (dissolved inorganic nitrogen, dvs. oorganisk nitrat) ut i vattenkolumnen när det fanns stor algmassa eller hög organisk belastning. De flesta kar - förutom kanske Svärds och Lasses - har hög organisk belastning, i form av torrflingor/pellets, artemia, levande foder, phyto, rotifers osv.....

Och en ganska så rejält del av det N som makroalgerna tog upp läckte tillbaka ut i vattenkolumnen i form av DON, och då framförallt DCAA...

Hur som helst, här är artikeln:

DON FLUXES IN A MACROALGAL-DOMINATED TEMPERATE LAGOON: A COMPOUND SPECIFIC APPROACH

Tyler*, A.C.; K.J. McGlathery; I.C. Anderson, Department of Environmental Sciences, University of Virginia, Clark Hall, Charlottesville, VA 22903; Department of Environmental Sciences, University of Virginia, Clark Hall, Charlottesville, VA 22903; Virginia Institute of Marine Science, School of Marine Science, College of William and Mary, Gloucester Point, VA 23062

Abstract

We investigated the role of benthic macroalgae in mediating N fluxes across a nutrient gradient in Hog Island Bay, a macroalgal-dominated lagoon at the Virginia Coast Reserve LTER site. Over an annual cycle, sediment-water column exchanges of DON, urea, dissolved free and combined amino acids and DIN were measured in sediment cores with and without macroalgae (Ulva lactuca). DON was an important component (53-97%) of the TDN pool, of which 12-18% was amino acids.

DON fluxes were typically negative (into the sediments).

However, fluxes of individual DON compounds varied in magnitude and direction: DFAA fluxes were insignificant, DCAA and urea fluxes were generally positive. Urea and amino acids were produced in the water column.

Sediments released DIN at sites with high macroalgal biomass or organic matter inputs.

Macroalgal uptake of DIN and urea blocked benthic-pelagic coupling. However, up to 30% of N uptake is 'leaked' as DON, of which 25-40% is DCAA. Macroalgae are important in the conversion of bioavailable N from the sediments and water column to DON, which is released back to the water column over short (leakage) and long (senescence) time scales. Where macroalgal biomass is high, these processes are likely to control benthic-pelagic coupling of nitrogen.

http://www.erf.org/cgi-bin/conference_abstract.pl?conference=erf2001&id=909

[aerie]

Tja, det enda jag kan säga som försvar för DSBn är väl att det har funkat utan problem i ett halvår än så länge med SPS,LPS och mjukkoraller utan skummare eller annan filtrering är DSB och LS. Sen om det är stenen som gör allt jobb eller om DSBn hjälper till med något, inte skjutton vet jag... det fungerar och jag är nöjd.

[PatriksS]

Resan fortsätter, nu med en studie som rör vaten runt Red Sea, som har dykning, koraller och allt sådant.

Jag kan posta sådana länkar hela da'n och visa att principerna är desamma som i den där länken som finnen beskrev, med fosfat och N utsläpp från sediment till vattenkolumnen. Från sediment till vattenkolumnen. Från sediment till vattenkolumnen. Och alltså inte enbart från vattenkolumnen till sediment som förespråkarna för dsb hävdar, och som jag själv för inte så länge sedan hävdat. Och allt detta i sediment oavsett vattentemperatur. Det finns nämligen studier som visar samma sak för Grönland, Barents hav m.m., men vissa skulle kanske inte uppskatta det

Jaja, här är stuien för varma "näringsfattiga" koralvatten i alla fall. Märk väl att forskarna skiver "inorganic nitrogen", dvs. oorganisk N. Ja just ja, ordet "effuse" betyder "utsläpp".

Nutrient fluxes from deep sediment support nutrient budget in the oligotrophic waters of the Gulf of Aqaba

JournalJournal of OceanographyPublisherSpringer NetherlandsISSN0916-8370 (Print) 1573-868X (Online)IssueVolume 62, Number 1 / February, 2006DOI10.1007/s10872-006-0034-xPages83-89Subject CollectionEarth and Environmental ScienceSpringerLink DateFriday, March 17, 2006

Mohammed Rasheed1 , Saber Al-Rousan1, Riyad Manasrah1 and Fuad Al-Horani1

(1) Marine Science Station, P.O. Box 195, Aqaba, 77110, Jordan

Received: 24 May 2005 Revised: 12 September 2005 Accepted: 12 September 2005

Abstract

The role of deep sediment in supporting nutrient budget in the Gulf of Aqaba has been investigated by estimating the flux of inorganic nitrogen, phosphate and silicate. Fluxes were calculated directly by pore water profiles and indirectly by chamber incubations carried out onboard the RV Meteor cruise. The results showed that maximum potential fluxes calculated by chamber incubations were higher than those calculated by porewater profiles for all nutrients (6.4–28.5 fold). This has been attributed to the additional flux due to bioturbation and flux from advective porewater exchange in the case of chamber incubation, while porewater fluxes represent diffusive ones. Using a rough estimation considering flux results in addition to the sediment area and water mass of the Gulf of Aqaba, we estimate that 3.3 × 105, 6.4 × 104 and 6.5 × 106 kg year−1 of inorganic nitrogen, phosphate and silicate respectively are effused from deep sediments to the water column. This quanitity would certainly support the primary productivity in the oligotrophic water in the Gulf of Aqaba.

http://www.springerlink.com/content/g6878w4530723164/

Vi är nu här, i den här världsdelen:

[PatriksS]

Tja, det enda jag kan säga som försvar för DSBn är väl att det har funkat utan problem i ett halvår än så länge med SPS,LPS och mjukkoraller utan skummare eller annan filtrering är DSB och LS. Sen om det är stenen som gör allt jobb eller om DSBn hjälper till med något, inte skjutton vet jag... det fungerar och jag är nöjd.

Du kör (-de) väl också med makroalger om jag inte minns fel. Hur som helst - din dsb och ditt kar är fortfarande ganska unga, vi kan bara vänta och se. Du har dessutom konkurrenter om näringen i form av koraller, som kan ta hand om eventuella småfluxar av oorganiken som kommer från dsb. Ju äldre dsb:n blir desto allvarligare blir det nog, när sanden blir gosig och god och om/när korallerna växt till sig och börjar hindra cirkulationen runt sanden mer och mer.

Det som slog mig nyss är att gammalt dsb kan vara en av förklaringarna till vissa fall av "old tank syndrome".

[petrol]

Följer tråden med intresse.. Har nyligen startat ett RDSB (30cm) och håller på att pilla med ett 200L DBS (10cm) som strax ska kopplas in i systemet.

[PatriksS]

Ujjujuj, här kommer en till artikel, som i princip säger att när vattnet är syrerikt så binder det P (fosfat) starkt till sedimentet i sötvatten, medan i saltvatten blir det tvärtom, där fosfatet istället frigörs i syrerika förhållanden. Som syrerikt betecknar man vatten som har över 0,5 mg syre per liter.

Läs själva:

A comparison of phosphorus immobilization in sediments of freshwater and coastal marine systems

Nina Caraco1, Jonathan Cole1 and Gene E. Likens1

Journal Biogeochemistry

Publisher Springer NetherlandsISSN0168-2563 (Print) 1573-515X (Online)

Issue Volume 9, Number 3 / April, 1990DOI10.1007/BF00000602

Pages 277-290

SubjectCollection Earth and Environmental Science

SpringerLink Date Thursday, October 28, 2004

Abstract

The extent to which sediments of aquatic systems immobilize or release phosphorus can affect dramatically the P content of overlying waters. Data from 48 different aquatic systems suggests that there may be a major difference between fresh- and salt-water systems in this immobilization.

Under oxic conditions (water overlying sediments had dissolved oxygen > 0.5 mg/L) P is strongly immobilized in sediments of most fresh-water systems. In sediments of most salt-water systems P is released from sediments and behaves, essentially, as a conservative tracer of benthic decomposition.

This difference in P cycling is large enough to have an influence on the often cited difference in phytoplankton nutrient limitation between fresh- and salt-water systems.

http://www.springerlink.com/content/w640533454162v13/

[PatriksS]

Följer tråden med intresse.. Har nyligen startat ett RDSB (30cm) och håller på att pilla med ett 200L DBS (10cm) som strax ska kopplas in i systemet.

Hehe, då förstår jag att det är spännande

[PatriksS]

Det kan förresten nämnas att även sediment i sötvatten agerar som reservoarer för fosfat. Även om sedimentet tar upp nitrat (vilket är bra), så läcker det samtidigt fosfatet och ammonium ut i vattenkolumnen (vilket är inte bra) och när blågröningar.

Enligt artikeln nedan så sker läckaget även via diffusion (dvs. t o m passivt).

Det är inte heller så små mängder det handlar om, se nedan.

Här är en artikel som belyser detta (SRP betyder förresten soluable reactive phosphate), läs särskilt styckena två och tre:

Diffusive nutrient flux at the sediment–water interface in Suma Park Reservoir, Australia

Author(s): Mosharef Chowdhury1, | Dhia Al. Bakri2

Abstract text

An initial assessment of the diffusive flux of soluble reactive phosphorus (SRP), ammonium N (NH4+) and nitrate N (NO3−) at the sediment–water interface in the Suma Park Reservoir was carried out in situ by means of passive sediment peepers. The purpose of the experiment was to measure the exchange rates of SRP, NH4+ and NO3− between sediments and water and to assess their contribution to the nutrient budget in the reservoir, the main water supply of Orange, Australia.

This field experiment indicated that SRP and NH4+ were diffused from the sediments to the overlying water at a rate of 0.1 ±0.07 and 1.7 ± 1.2 mg m−2 day−1, respectively. On the other hand, NO3− was lost from the water column at the rate of 0.3 ± 0.2 mg m−2 day−1.

The experiment demonstrated that dissolved nutrient flux at the sediment–water interface through molecular diffusion makes a significant contribution to the total nutrient budget in the reservoir and plays a critical role in the overall nutrient cycling and supporting the production of blue-green algae. It was evident that the bottom sediment acts both as a source and a sink for phosphorous (P) and nitrogen (N).

http://www.atypon-link.com/IAHS/doi/abs/10.1623/hysj.51.1.144?cookieSet=1&journalCode=hysj

[PatriksS]

Om jag skulle nu sammanfatta det hela lite så kan jag säga att marina sediment släpper ut ammonium/ammoniak (urea) och fosfat, något som ger näring till alger. DSB är att jämföra med marina sediment. Jag kan inte heller se någon större skillnad mellan DSB och LS i detta avseende.

[PatriksS]

Nu kan man gå vidare och kika på vad som kan föranleda fosfatutsläpp utöver det vanliga.

Det första jag stött på är att saliniteten påverkar fosfatutsläpp från marina sediment.

Här är en studie:

Influence of salinity on the concentration and rate of interchange of dissolved phosphate between water and sediment in Fuente Piedra lagoon (S. Spain)

V. Clavero1, J. A. Fernández2 and F. X. Niell1

(1) Laboratorio de Ecología. Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, Campus de Teatinos, 29071 Málaga, Spain(2) Laboratorio de Fisiología Vegetal, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, Campus de Teatinos, 29071 Málaga, Spain

Abstract

Short (60 minutes) and long term (3 hours) experiments were performed to measure the final equilibrium phosphate concentration in water and the net fluxes of phosphate interchange between water and sediment at different salinities.

The rate of phosphate release from the sediment increases with the salinity increment, as well as the final equilibrium phosphate concentration.

In both short and long term experiments, the net rate of dissolved phosphate removal follows a saturation kinetics except for long term experiments at 70 g l–1 salinity. In this case, the relationship between net removal and dissolved phosphate concentration is linear.

The experiments show that salinity stimulates phosphate release from sediment.

http://www.springerlink.com/content/u3t4nn3814872522/

[PatriksS]

Här snackar forskarna om påverkan av salinitet, pH och temperaturen på inlagringen av fosfat i sedimenten:

Adsorption of phosphate on tidal flat surface sediments from the Yangtze Estuary

M. Liu, L. Hou, S. Xu, D. Ou, Y. Yang, B. Zhang, Q. Liu

1Department of Geography, Open Laboratory of Urban Environmental Processes of the Ministry of Education, East China Normal University, 200062 Shanghai, P.R. China

Abstract

Adsorption of phosphate (PO4-P) by sediments of nine sites taken from the Yangtze Estuarine and coastal tidal flats were studied in a laboratory. The results indicate that the process of phosphorus adsorption onto sediments mainly occurred within 0-10 h, and then reached a dynamic equilibrium. This experimental finding has shown maximum adsorption rates (ad-R) occurred within 0-0.5 h, ranging from 10.40-56.40 mg/kg h with regional differences. The adsorption rates were obviously related to concentrations of fine particles (<63 µm) in the sediments. Adsorption isotherm curves were fitted to the modified Langmuir equation. Adsorption capacities (ad-C) varied from 26.32 to 204.08 mg/kg, and showed good affinities for Fe3+ and TOC concentrations. The adsorption efficiency (ad-E) of phosphate on sediments ranged from 21.55 to 248.30 L/kg, showing a close correlation with TOC concentrations. A correlation between environmental factors and phosphate adsorption is presented in this experiment. Phosphate adsorption is susceptible to changes in pH, temperature and salinity conditions.

http://www.springerlink.com/content/2ndjg2uf4rejeaw3/

[PatriksS]

Okej, nu är jag vaken och inte gråter (än) Fortsätter djupdykningarna i DSB:s hemligheter.

Jag har nu stött på en artikel som handlar om ett stort - 3000 kubikmeter - offentligt saltvattensakvarium, med fosfatproblem. Akvariet befinner sig i Montreal Biodome i Canada. Akvariet belastas av 100 sjöfåglar, 600 fiskar och 2000 invertebrater. Fosfatnivån (ortofosfat) låg på 20 mg/L - 20 kg P - i slutet av 2003.

För att komma till rätta med fosfatet konsturerade man ett 10 m3 filter, som man fyllde med nästan 10 ton - hör och häppna - stålskrot med kornstorlek av 2-5mm. Maximalt kunde filtret ta bort 165 gramm fosfat per dag. Man såg i och för sig att filtret kleggade igen av bakterier, men då torrlade man filtret så bakterier kunde försvinna, och körde igång igen, utan problem. Filtrets livslängd var 60 dagar, och för att helt ta bort all löslig fosfat i systemet behövs det två år för detta akvarie, eftersom deras årliga fosfatinput var runt 4 kg. Man behöver också byta filtermedian (stålskrotet) fyra gånger under denna tid.

Man konstaterade slutligen att stålskrot är en lovande lösning på fosfatproblem, att bakterifilmen som bildas efter ett tag försämrar visserligen effektiviteten, men det går att åtgärda genom att låta filtret torka upp ett tag (för att eliminera bakteriefilmen).

Någon som helt osökt kan dra analogier mellan det här skrotet och de ibland så hårt kritiserade järn- och aluminiumfosfatremovers som finns att tillgå för våra behov? Jag erkänner att jag var mycket kritisk till dessa, men nu anser jag att fosfatremovers är bättre än dsb.

Dsb/marina sediment verkar nämligen - enligt de flesta vetenskapliga studier jag läst - inte kunna ta hand om allt fosfat, utan den lagras istället och sipprar ut i vattenkolumnen, tills den tas upp av skitalger eller makroalger.

Med andra ord - dsb fungerar som ett biologiskt filter, som visserligen kan denitrifiera en hel del nitrat, men som också läcker ut en hel del ammonium/ammoniak (urea) och som också lagrar och läcker ut fosfat. DSB:n kan därför enligt min uppfattning inte på egen hand rena akvarievattnet, även med lätt belastning.

Något annat behövs utöver DSB:n för att ta hand om fosfat- och urealäckagen. Detta annat kan sedan vara makroalgsrefugier, mikroalgsscrubbers, vanliga fosfatremovers eller, när akvariet är fyllt till bredden med koraller, så kan korallerna eventuellt ta hand om urea- och fosfatläckagen.

Detta gäller enligt min åsikt oavsett hur bra en dsb skötts, hur mycket liv det än finns inne i sanden och hur mycket flöde/syre det än rör sig om runt sanden.

Det är ingen skräckinfo utan jag bara försöker att visa hur dsb:n fungerar objektivt och från första-hands-information, dsv. genom forskarstudier och inte genom (rosaskimmrande) Ron Shimeks glasögon. Detta synes också ha varit känt för minst en person här på guiden, men jag tror att den stora majoriteten svävar fortfarande mer eller mindre i villfarelsen gällande hur dsb verkligen fungerar.

[PatriksS]

Här är artiklarna, först den ena:

Titre du document / Document title

Phosphorus budget as a water quality management tool for closed aquatic mesocosms

Auteur(s) / Author(s)

TREPANIER Claude (1) ; PARENT Serge (2) ; COMEAU Yves (1) ; BOUVRETTE Jean (3) ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

(1) Department of Civil, Mining and Geological Engineering, Ecole Polytechnique de Montréal, P.O. Box 6079. Station Centre-Ville, Montreal, QC, H3C 3A7, CANADA

(2) Biodòme de Montréal, Research and Development Division, 4777 Pierre-De Coubertin, Montreal, QC, H1V 1B3, CANADA

(3) Biodòme de Montréal, Technical Services Division, 4777 Pierre-De Coubertin, Montreal, QC, H1V 1B3, CANADA

Résumé / Abstract

Since the start-up of the St. Lawrence Mesocosm (SLM) at the Montreal Biodome in 1992, phosphorus has accumulated slowly, reaching about 18mg Pl[-1] in 2000. It was decided that this concentration should be lowered to about 2mg Pl[-1] to maintain a safe nitrogen:phosporus (N:P) ratio of about 10. Before deciding what type of treatment to use for the removal of phosphorus, a P budget was estimated for 1998 in order to evaluate the different pathways of phosphorus in the mesocosm. The resulting budget had only a 1% difference between the inputs (CV = 12.9%) and the sum of the outputs and changes in P pools (CV = 12.5%). P inputs amounted to 40.5 kg for 1998, food for fish and invertebrates contributed 76% of the inputs while seabird guano contributed 20%.

Filtration and general cleaning removed 51% of the inputs while water losses removed 22%.

The slight but constant difference between total phosphorus and dissolved reactive phosphorus (DRP) in 1998 and previous years led us to believe that only DRP (mostly orthophosphate) accumulated in the system.

The accumulation of DRP was 10% of the inputs in 1998. The budget showed that the importance of water losses is relative and depends on the DRP concentration in the SLM. Furthermore, it was possible to compare this P budget with an N budget of the SLM prepared in 1995.

The comparison helped us understand why nitrate in closed-circuit mesocosms are characterized by a high, never-ending accumulation while DRP is characterized by a net increase in the first few years after start-up followed by a very small increase in the following years. Considering its low CV, this P budget was considered a useful water quality management tool in designing a P removal unit for the SLM. This budget may also serve as a guideline for managers of closed-circuit systems such as marine aquariums and aquacultures as well as for designers of P removal units.

Revue / Journal Title

Water research (Water res.) ISSN 0043-1354 CODEN WATRAG

Source / Source

2002, vol. 36, no4, pp. 1007-1017 (29 ref.)

http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=13428547

[PatriksS]

Nu den andra:

http://www.nationalslag.org/archive/env/biodome-phos_removal_2005.pdf

[PatriksS]

Ytterligare en studie som bekräftar ständig läckage av ammonium (NN4) och fosfat (PO4) från sediment till vattenkolumnen. Studien är och rör nu Japan. Hur många världsdelar har vi nu varit på?

Här är den:

Effects of Benthic Flux on Short Term Variations of Nutrients in Aburatsubo Bay

KAZUFUMI TAKAYANAGI* and HISASHI YAMADA**

National Research Institute of Fisheries Sciences, 6-31-1 Nagai, Yokosuka, Kanagawa 238-0316, Japan

In order to investigate effects of benthic flux on the short-term variations in the

distribution of nutrients in coastal waters, the concentrations of nutrients (PO4 3–, NH4+, NO3–, NO2– and H4SiO4) and other oceanographic parameters were measured every three hours over a 24-hour period at four fixed stations in the water column of Aburatsubo Bay, a shallow semi-enclosed inlet. Sediment cores were also taken from a fixed station once in each season over one year to quantitatively determine their benthic flux. Consistent linear negative correlations were found between their concentrations and salinity in the surface layers.

This result suggests that fresh water was the main source of these nutrients and a physical mixing was the major process controlling their distribution. Monthly variations of PO4 3– and NH4+ monitored for 18 months in the bay also indicate that the high surface concentration of these nutrients was associated with the appearance of low salinity waters.

On the other hand, in the bottom layers, a linear correlation between the concentration of the nutrients and salinity became weak, especially for NH4+ and PO43–. Their concentrations were higher than the predicted value from the conservative mixing between the fresh water and seawater, indicating the possibility of another source in the bottom layers. Benthic flux is suggested as a possible source. Pore water profiles of NH4+ and PO4 3– indicate their flux towards the overlying seawater, which is quantitatively consistent with their water column distributions.