Evaluation of a semi-automatic system for long-term seawater carbonate chemistry manipulation

• RODRIGO TORRES ^[6] ; PATRICIO H MANRIQUEZ ^[1] ; CRISTIAN DUARTE ^[2] ; JORGE M NAVARRO ^[1] ; NELSON A LAGOS ^[3] ; CRISTIAN A VARGAS ^[4] ; MARCO A LARDIES ^[5]
  1. [1] Universidad Austral de Chile

     Universidad Austral de Chile

     Valdivia, Chile

     
  2. [2] Universidad Andrés Bello

     Universidad Andrés Bello

     Santiago, Chile

     
  3. [3] Universidad Santo Tomás

     Universidad Santo Tomás

     Santiago, Chile

     
  4. [4] Universidad de Concepción

     Universidad de Concepción

     Comuna de Concepción, Chile

     
  5. [5] Universidad Adolfo Ibáñez

     Universidad Adolfo Ibáñez

     Santiago, Chile

     
  6. [6] Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia

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• Localización: Revista chilena de historia natural, ISSN-e 0717-6317, ISSN 0716-078X, Vol. 86, Nº. 4, 2013, págs. 443-451
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación de un sistema semiautomático para la manipulación del sistema carbonato en agua de mar durante periodos extensos
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• Resumen
  • español

    La evaluación de los efectos de la acidificación oceánica en la vida marina ha recibido creciente atención en la actual investigación marina. A escala de "mesocosmos" los niveles de CO2 del agua de mar pueden ser manipulados para permitir la experimentación con organismos marinos (vertebrados e invertebrados). Una manipulación óptima de la química del carbono debiese emular exactamente los cambios esperado en la química del carbono. A pesar que algunos métodos han sido descritos en la literatura, el presente estudio describe en detalle un sistema simple, robusto y de bajo costo para acondicionar agua de mar enriquecida en CO2 a través del burbujeo del agua de mar con mezclas de aire y CO2. El sistema mezcla aire con CO2 puro para producir dos niveles de pCO2 utilizando para ello controladores de flujo másico. Las mezclas aire-CO2 son enviadas a tambores con agua de mar y simultáneamente a un analizador de CO2 para verificar los niveles de CO2 en las mezclas aire-CO2 burbujeadas en los recipientes. Monitoreamos el pH y la alcalinidad por más de un año con el objeto de documentar el desempeño de largo plazo de este sistema emulando la futura química del carbono en agua de mar en un laboratorio costero. Concluimos que el desempeño del sistema es suficiente para mantener niveles pCO2 contrastantes (e.g., 397, 709, 1032 µatm) y relativamente constantes (el coeficiente de variación fue de 11 %, 9 % y 9 %, respectivamente) durante aproximadamente un año de monitoreo.

  • English

    The assessment of the effects of Ocean Acidification (OA) on marine life has received increasing attention in recent marine research. On a mesocosmic scale, the CO2 levels in seawater can be manipulated to evaluate experimentally the consequences of OA on marine organisms (vertebrates and invertebrates). An ideal manipulation of carbonate chemistry should mimic exactly the changes to carbonate chemistry, which will occur in years to come. Although some methods have been described in the literature, here we describe in detail a simple, robust and inexpensive system to produce CO2-enriched seawater by bubbling the seawater with air-CO2 mixtures. The system uses mass flow controllers (MFC) to blend atmospheric air with pure CO2 to produce two pCO2 levels. The air-CO2 mixtures are delivered continuously to seawater equilibration reservoirs, and simultaneously to an infrared CO2 analyser to verify CO2 levels in the air-CO2 mixture delivered to the equilibration tanks. We monitored both pH and total alkalinity in the equilibration reservoirs over a period of one year in order to document the long-term performance of this system for simulating the future carbonate chemistry of seawater in a coastal laboratory. System performance was sufficient to maintain three contrasting (e.g., 397, 709 and 1032 matm) and relatively constant (the coefficient of variability was 11 %, 9 % and 9 % respectively) seawater pCO2 during a year-long monitoring.