Planktonkjemi

Isogbolger.wide_large.jpg

Planktonkjemi-laboratoriet er del av Spesiallaboratoriet og fagleg tilknytt forskningsgruppe Plankton. 

Planktonkjemi-laboratoriet utfører ei rekkje biogeokjemiske analyser av sjøvatnprøvar (sjå Analytiske tenester under). Prøvane er samla inn langs heile Norskekysten, frå polområda (Arktis og Antarktis) og i Barentshavet, i Nord-Atlanteren (Norskehavet og Grønlandshavet) og i Nordsjøen.

Laboratoriet har eit nært samarbeid med HI sin Forskningsstasjon i Flødevigen og Karbonkjemi-gruppa ved HI sin avdeling i Tromsø. 

Laboratoriet har delteke i "Quality Assurance of Information for Marine Environmental Monitoring in Europe" (QUASIMEME) sidan 1993 med gode resultat.

Oppdragsgivarane våre er HI sine store overvåkingsprogram, men vi utfører også analyser for andre prosjekt. Laboratoriet har også overvåking av algeoppblomstringa i byfjorden i Bergen.

Data frå havovervåkinga er tilgjengeleg frå Norsk Marint Datasenter (NMD) og Sea2Data-prosjektet (S2D).

Klorofylldiagram desember 2017
Årleg tilvekst av planteplankton (Klorofyll-a)
Kvar månad, eller kvar andre veke på våren, henter vi overflatevatn frå nordvestsida av pynten på Nordnes i Bergen. Vi samlar planteplanktonet på eit filter, som vi ekstraherar og analyserer for mengde pigment (Klf-a).

Analytiske tenester

Analyse av næringssalter i sjøvann

Nitritt (NO2–) reagerer kolorimetrisk i surt miljø og danner et diazonium-ion med et aromatisk amin, som kobles til et nytt aromatisk amin og et azo-fargestoff dannes. Absorpsjon av fargen måles spektrofotometrisk ved 540 nm på en modifisert Skalar autoanalysator(1,2).

Nitrat (NO3–) reduseres til nitritt (NO2–) vha kadmium i nærvær av kobber-ioner. Deretter danner NO2– et diazonium-ion med et aromatisk amin i surt miljø, som videre kobles til et nytt aromatisk amin og et azo-fargestoff dannes. Absorpsjon av fargen måles spektrofotometrisk ved 540 nm på en modifisert Skalar autoanalysator(1,2). Mengde nitrat kalkuleres som forskjellen mellom totalt redusert nitritt (denne metoden) og NO2– målt uten kadmium reduksjon (jfr Nitritt).

Fosfat (PO43-) reagerer med molybdat og danner fosfomolybdat i surt miljø (pH<1) som gir et gult fargestoff. Dette fargestoffet blir redusert med askorbinsyre til et blått fargestoff, og absorpsjonen måles spektrofotometrisk ved 810 nm på en modifisert Skalar autoanalysator(3).

Silikat (SiO44–) reagerer med molybdat og danner et silikomolybdat (gult fargestoff) i surt miljø (pH=1,5-2). Silikomolybdat tilsettes oksalsyre, reduseres deretter med askorbinsyre og resultatet blir en blå forbindelse som måles spektrofotometrisk ved 810 nm på en modifisert Skalar autoanalysator(3).

(1) Bendschneider, K. & Robinson, R.I. (1952) A new spectrophotometric method for the determination of nitrite in seawater. J. Mar. Res. 2:87-96
(2) RFA Methodology, Nitrate+nitrite Nitrogen, A303-S170 Revision 6-89. ALPKEM, a  divisjon of OI Analytical, College Station, Texas
(3) Grasshoff, K. (1965) On the Automatic Determination of Phosphate, Silicate and Fluoride in Seawater. ICES Hydrographic Committee Report No. 129

Analyse av partikulært organisk karbon og nitrogen

Partikulært organisk karbon (POC) og nitrogen (PN) i sjøvann blir vanligvis samlet inn på et filter og målt ved hjelp av en element analysator etter forbrenning av hele prøven ved høy temperatur. For å fjerne partikulært uorganisk karbon (PIC) fra POC, så blir filterprøvene tørket, syredampet i HCl, og tørket igjen før forbrenning og analyse.

Under forbrenning blir all organisk karbon gjort om til CO2 og alle nitrøse forbindelser blir redusert til N2 i en kopperkolonne, før mengden gass blir bestemt ved hjelp av en infrarød sensor på en Thermo Finnegan Flash EA 1112 element analysator (Thermo Finnegan, Milano, Italia). Alle POC og PN prøver blir forberedt og analysert som beskrevet i Grasshoff et al.(1)

(1) Grasshof, K., Ehrhart, M. & Kremling, F. (1983) Methods of seawater analysis (2nd ed). Verlag Chemie, Wiley, Weinheim, pp.410

Pigmentanalyse av planteplankton

Klorofyll-a (ChlA) og feopigment (Phaeo) gir fra seg en rød fluorescens når de blir eksponert i blått lys. Dette blir utnyttet i et fluorometer der ekstraherte pigment prøver blir utsatt for et bredt spekter av lys i den blå delen (peak excitation 400-500 nm), og mengde pigment fluorescens blir målt fotometrisk i den røde delen av spekteret (peak emission 686 nm). Interferens fra Phaeo blir korrigert ved å måle mengden pigment på ny etter først å ha tilsatt en svak syre (5% HCl). Mengde ChlA og Phaeo blir analysert på en Turner Designs Model 10-AU-005 Field Fluorometer, i henhold til produsentens anvisninger(1), og den nåværende versjonen av metoden ble først beskrevet av Holm-Hansen & Riemann(2).

(1) Turner Designs (1992) Model 10-AU-005 Field Fluorometer User’s Manual, Version S1C. Turner Designs, California, USA, pp.141
(2) Holm-Hansen, O. & Riemann, B. (1978) Chlorophyll a determination: improvements in methodology. Oikos 30:438-447

Analyse av løst oksygen i sjøvann

Løst oksygen (O2) bestemmelser i sjøvann er basert på en metode som opprinnelig var publisert av Winkler(1), men teknisk-analytiske endringer har gjennom årene forbedret presisjonen(2,3,4,5). Prinsippet er at en kvantitativ mengde O2 i sjøvann reagerer med en sterk alkalisk forbindelse og danner et mangan hydoksyd kompleks. I basisk miljø reagerer Mn-komplekset videre med en jod-forbindelse som flokkulerer på bunnen av prøveflasken. Før titrering blir prøven tilsatt svovelsyre og jod-forbindelsen løser seg og blir til jodin i et surt miljø (ph=1-2,5). Løst jodin blir titrert mot thiosulfat og titranten er standardisert med kaliumjodat (KIO3). Nåværende versjon av metoden er beskrevet i Grasshoff et al.(6)

(1) Winkler, L.W. (1888) Die Bestimmung des wasser gelösten Sauerstoffen. Berichte der Deutschen Chemishe Gesellschaft 21:2843-2855
(2) Carpenter, J.H. (1965) The Chespeake Bay Institute. Technique for the Winkler oxygen method. Limnol. Oceanogr. 10:141-143
(3) Murray, J.N., Riley, J.P. & Wilson, T.R.S (1968) The solubility of oxygen in Winkler reagents used for the determination of dissolved oxygen. Deep-Sea Res. 15:237-238
(4) Strickland, J.D.H & Parsons, T.R. (1968) Determination of dissolved oxygen. In: A Practical Handbook of Seawater Analysis. Fisheries Research Board of Canada, Bulletin 167:71-75
(5) Culberson, C.H., Knapp, G., Stalcup, M.C., Williams, R.T. & Zemlyak, F. (1991) A comparison of methods for the determination of dissolved oxygen in sea water. WHP Office Report, WHPO-91-2
(6) Grasshof, K., Ehrhart, M. & Kremling, F. (1983) Methods of seawater analysis (2nded). Verlag Chemie, Wiley, Weinheim, pp.410

Analyse av ammonium i sjøvann

Ammonium (NH4+) reagerer med orthophtaldialdehyd (OPA) og sluttproduktet måles fluorometrisk ved hjelp av en eksitasjon/emisjon filter kombinasjon. Ammonium-OPA fluoroserer sterkt i den blå delen av spekteret rundt 420 nm når det blir belyst ved 360 nm. Metoden er selektiv (minimal interferens fra aminosyrer og salt), men fluorescensen kan bli redusert i prøver med høye sulfitt konsentrasjoner. Ammonium-OPA fluorescens blir målt ved 430 nm (eksitasjonsfilter) etter å ha blitt eksitert ved 365 nm (eksitasjonsfilter) på en Alpkem Flow Solution IV autoanalysator(1,2).


(1) Kérouel, R., & Aminot, A. (1997) Fluorometric determination of ammonia in sea and estuarine waters by direct segmented flow analysis. Mar. Chem. 57:265–275
(2) Holmes, R.M., Aminot, A., Kérouel, R., Hooker, B.A., & Peterson, B.J. (1999) A simple and precise method for measuring ammonium in marine and freshwater ecosystems. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 56:1801–1808