Nitrate reduction activity determined with a continuous flow-through system in sediments from a subantarctic coastal environment

Abstract

Sedimentation and accumulation of autochthonous and allochthonous organic detritus in marine sediments stimulate microbial activity, consume dissolved oxygen and decrease redox potential. In anaerobic conditions, other electron acceptors are utilized in organic matter oxidation process. Nitrate reduction is an important pathway which is related with nitrogen cycling and oxidation. The purpose of this study was to assess the nitrate reduction activity in sediments of Encerrada Bay, which is under a strong anthropogenic influence from Ushuaia city. Sediment samples were taken in September 2007 with a Van-Veen dredge and stored in darkness. Nitrate reduction activity was estimated in vitro using continuous flow-through system. Nitrate uptake rate followed a Michaelis-Menten kinetic where Km and Vmax values were equal to 1028 μM and 2.7 μmol g-1 h-1, respectively. We concluded that nitrate is used principally as terminal electron acceptor during the oxidation of organic compounds in sediment of Encerrada Bay.

La sedimentación y acumulación de detritos orgánicos autóctonos y alóctonos en el sedimento marino, favorece la actividad microbiana, consume el oxígeno disuelto y disminuye el potencial de óxido-reducción. En condiciones anaeróbicas otros aceptores de electrones son utilizados en los procesos de oxidación de la materia orgánica. La reducción de nitrato es un proceso importante que está relacionado con el ciclo del nitrógeno y la oxidación. El objetivo de este estudio fue estimar la actividad nitrato reductora en sedimentos de la Bahía Encerrada, la cual se encuentra sometida a una fuerte influencia antropogénica desde la ciudad de Ushuaia. Las muestras de sedimento fueron tomadas en septiembre de 2007 con draga Van-Veen y almacenadas en oscuridad. La actividad nitrato reductora fue estimada in vitro mediante un sistema de flujo continuo. La tasa de incorporación de nitrato se aproximó a una cinética del tipo Michaelis-Menten donde los valores de Km y Vmax fueron 1028 μM y 2,7 μmol g-1 h-1,respectivamente. Se concluye que el nitrato es utilizado preponderantemente como aceptor final de electrones durante la oxidación de compuestos orgánicos en el sedimento de Bahía Encerrada.