Actividad metanogénica y emisiones de metano en la laguna costera de la Mancha, Veracruz Public Deposited
Methane, a greenhouse gas, is produced from the activity of methanogenic archaea under anaerobic conditions. Methanogenic activity is dominant in freshwater sediments; however, in estuarine sediments and brackish wetlands, the production and emission of methane has also been determined. Studies on methane emissions in tropical brackish environments have been carried out mainly in India and Brazil. In Mexico, characterized by the presence of coastal lagoons and mangroves, this type of study is scarce. The objective of this study was to evaluate the activity of the methanogenic archaea community and its contribution to the production and emission of methane in the sediment of the coastal lagoon of La Mancha, located in the state of Veracruz. A sample was made during each season, rainy (connection to the open sea), north and dry (connection to the closed sea). In the water column, the temperature, salinity, pH, dissolved oxygen and oxidation-reduction potential were quantified. Methane emissions were measured in situ using the closed chamber technique. Samples of water and sediment were collected to determine the content of nutrients with standardized techniques, as well as the content of carbohydrates, solids, and grain size of the sediment. Microbiological analyzes were performed on the sediments to determine methane production from kinetic tests using the basic medium of Balch et al. (1979) in six treatments both in the presence and absence of sulfates (control, acetate, methanol, control + SO4 2- , acetate + SO4 2- and methanol + SO4 2- ). Methane production was evaluated by gas chromatography for 30 days. Significant differences were observed through analysis of variance between the environmental variables of the climatic seasons studied, as well as in the production and emission of methane. In the rainy season, characterized by high temperatures, the presence of a salinity gradient (oligohaline-euhaline) and neutral and alkaline conditions, the highest methane emissions (24 mg CH4/m2 /d) were recorded in the stations close to the river mouth and with the presence of mangroves; emissions decreased as salinity increased at the mouth of the communication with the sea. The treatments without sulfates registered the highest methane production, with methanol being the preferred substrate, both in rain (0.34-0.41 µmol CH4/mlsed) and in dry (0.16-0.19 µmol CH4/mlsed). The environmental variability, determined by 4 the opening and closing of the mouth of the lagoon, as well as the fluvial contributions and the climatic characteristics of the region, influenced the activity of the community of methanogenic archaea, establishing that the La Mancha lagoon is a methane emitter into the atmosphere mainly in the rainy season.
El metano, un gas de efecto invernadero, es producido a partir de la actividad de las arqueas metanógenas en condiciones anaerobias. La actividad metanogénica es dominante en los sedimentos dulceacuícolas; sin embargo, en los sedimentos estuarinos y humedales salobres también se ha determinado la producción y emisión de metano. Los estudios sobre las emisiones de metano en ambientes salobres tropicales se han efectuado principalmente en la India y Brasil. En México, caracterizado por la presencia de lagunas costeras y manglares, este tipo de estudio son escasos. El objetivo del presente estudio fue evaluar la actividad de la comunidad de arqueas metanógenas y su contribución a la producción y emisión de metano en el sedimento de la laguna costera de La Mancha, localizada en el estado de Veracruz. Se realizó un muestreo durante cada época, lluvias (conexión con el mar abierta), nortes y secas (conexión con el mar cerrada). En la columna de agua se cuantificó la temperatura, salinidad, pH, oxígeno disuelto y potencial de óxidoreducción. Las emisiones de metano se midieron in situ con la técnica de cámaras cerradas. Se colectaron muestras de agua y sedimento para determinar el contenido de nutrientes con técnicas estandarizadas, así como el contenido de carbohidratos, sólidos y tamaño de grano del sedimento. En los sedimentos se realizaron los análisis microbiológicos para determinar la producción de metano a partir de pruebas cinéticas utilizando el medio básico de Balch et al. (1979) en seis tratamientos tanto en presencia como en ausencia de sulfatos (control, acetato, metanol, control + SO4 2- , acetato + SO4 2- y metanol + SO4 2- ). La producción de metano se evaluó por cromatografía de gases durante 30 días. Se observaron diferencias significativas a través de análisis de varianza entre las variables ambientales de las épocas climáticas estudiadas, así como en la producción y emisión de metano. En la época de lluvias, caracterizada por altas temperaturas, presencia de un gradiente de salinidad (oligohalino-euhalino) y condiciones neutras y alcalinas, se registraron las mayores emisiones de metano (24 mg CH4/m2 /d) en las estaciones cercanas a la desembocadura del río y con presencia de manglares; las emisiones disminuyeron conforme se incrementó la salinidad hacía la boca de la comunicación con el mar. Los tratamientos sin sulfatos registraron la mayor 2 producción de metano, siendo el metanol el sustrato preferente, tanto en lluvias (0.34-0.41 µmol CH4/mlsed) como en secas (0.16-0.19 µmol CH4/mlsed). La variabilidad ambiental, determinada por la apertura y cierre de la boca de la laguna, así como los aportes fluviales y las características climáticas de la región, influyeron en la actividad de la comunidad de arqueas metanógenas, estableciéndose que la laguna de La Mancha es un emisor de metano a la atmósfera principalmente en época de lluvias.
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