PCRELAP5 - Programa de cálculo para os dados de entrada do código RELAP5

Após os acidentes nucleares ocorridos no mundo, critérios e requisitos extremamente rígidos para a operação das instalações nucleares foram determinados pelos órgãos internacionais que regulam essas instalações. A partir da ocorrência destes eventos, as operadoras de plantas nucleares necessitam simular alguns acidentes e transientes, por meio de programas computacionais específicos, para obter a licença de operação de uma planta nuclear. Com base neste cenário, algumas ferramentas computacionais sofisticadas têm sido utilizadas como o Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP5), que é o código mais utilizado para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos em reatores nucleares no Brasil e no mundo. Uma das maiores dificuldades na simulação usando o código RELAP5 é a quantidade de informações geométricas da planta necessárias para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos. Para a preparação de seus dados de entrada é necessário um grande número de operações matemáticas para calcular a geometria dos componentes. Assim, a fim de realizar estes cálculos e preparar dados de entrada para o RELAP5, um pré-processador matemático amigável foi desenvolvido, neste trabalho. O Visual Basic for Applications (VBA), combinado com o Microsoft Excel, foi utilizado e demonstrou ser um instrumento eficiente para executar uma série de tarefas no desenvolvimento desse pré-processador. A fim de atender as necessidades dos usuários do RELAP5, foi desenvolvido o Programa de Cálculo do RELAP5 PCRELAP5 onde foram codificados todos os componentes que constituem o código, neste caso, todos os cartões de entrada inclusive os opcionais de cada um deles foram programados. Adicionalmente, uma versão em inglês foi criada para PCRELAP5. Também um design amigável do PCRELAP5 foi desenvolvido com a finalidade de minimizar o tempo de preparação dos dados de entrada e diminuir os erros cometidos pelos usuários do código RELAP5. Nesse trabalho, a versão final desse pré-processador foi aplicada com sucesso para o Sistema de Injeção de Emergência (SIE) da usina Angra 2.

Síntese, caracterização e aplicações de fluoróforos derivados do BODIPY

O desenvolvimento de técnicas analíticas, espectroscópicas e de imagem baseadas na detecção da fluorescência está associado com a necessidade por marcadores fluorescentes com variadas características e aplicabilidades. Dentre os diversos marcadores fluorescentes disponíveis, os derivados de borodipirrometenos (BODIPY), descobertos no final da década de 1960, passaram a ser amplamente utilizados desde o final da década de 1980. Esta tese de doutorado se trata de um estudo pioneiro no Brasil, envolvendo a síntese, modificação química e caracterização fotofísica de BODIPYs. Na primeira etapa do projeto métodos de obtenção de BODIPYs foram estabelecidos e aplicados na síntese de uma biblioteca de sondas fluorescentes. O estudo fotofísico dessa biblioteca de fluoróforos nos possibilitou identificar e estudar particularidades de alguns fluoróforos, como o solvatocromismo, halocromismo e ionocromismo. A segunda etapa do projeto envolveu o estabelecimento de métodos de modificação química de BODIPYs visando a diversificação fotofísica e estrutural da biblioteca de compostos. Foram sintetizados BODIPYs reativos que foram submetidos a reações de substituição nucleofílica, Suzuki, Sonogashira, Knoevenagel e arilação direta, levando à obtenção de compostos com propriedades ópticas diversas. Por fim, na terceira etapa do projeto, está descrito o desenvolvimento de novos métodos de modificação química de fluoróforos BODIPY. Foi desenvolvido um método simples de tiocianação direta dessa classe de compostos com bons rendimentos, baseado na utilização de tiocianato de amônio e oxone ®. O escopo e as limitações do novo método de tiocianação foi estudado em BODIPYs com propriedades eletrônicas diversas. Foi mostrada ainda a conversão de BODIPYs tiocianados a derivados tioalquilados com características ópticas particulares. Em conclusão, com esta tese de doutorado foi estabelecida uma linha de pesquisa inovadora envolvendo a síntese e modificação química de uma classe de compostos com ampla aplicação tecnológica.

Avaliação físico-química de óleos da amêndoa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) obtidos artesanalmente e por prensagem a frio e sua influência sobre marcadores bioquímicos, oxidativos e inflamatórios de ratos submetidos à toxicidade aguda por tetracloreto de carbono

O óleo da amêndoa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é considerado um coproduto do fruto, consumido na região do Cerrado, bioma brasileiro. Ele é fundamental para agregar valor e ampliar a utilização deste fruto regional a outros setores produtivos comerciais. Relatos na literatura apontam que o óleo possui capacidade antioxidante e efeitos benéficos sobre doenças inflamatórias, que estão associados à presença de ácidos graxos insaturados e fitoquímicos em sua composição química. Por outro lado, o tetracloreto de carbono (CCl4) é uma potente hepatotoxina, capaz de gerar radicais livres que levam ao estresse oxidativo e à inflamação. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi caracterizar os óleos da amêndoa de pequi obtidos artesanalmente e por prensagem a frio e verificar o efeito de seus constituintes graxos e bioativos sobre parâmetros oxidativos e inflamatórios de ratos submetidos à toxicidade aguda induzida por tetracloreto de carbono. Inicialmente, foram investigados os parâmetros de qualidade dos óleos, bem como o perfil de ácidos graxos, teores de compostos bioativos, capacidade antioxidante e estabilidade termo-oxidativa. Os óleos da amêndoa de pequi apresentaram boa qualidade e resistência termo-oxidativa e mostraram-se ricos em ácido graxo oleico, além de possuírem compostos com propriedades antioxidantes, como fenólicos, carotenoides, tocoferóis e fitosteróis. Posteriormente, o efeito do tratamento por 22 dias com óleos da amêndoa de pequi artesanal ou prensado a frio (3 mL/kg) sobre a toxicidade aguda induzida pelo CCl4 em ratos \"Wistar\" machos foi avaliado. Para tal, foram determinados marcadores bioquímicos séricos, perfil lipídico, peroxidação lipídica, marcadores do sistema de defesa antioxidante e detoxificante, além de parâmetros inflamatórios do tecido hepático. De maneira geral, verificou-se que os óleos da amêndoa de pequi não minimizaram as alterações hepáticas induzidas pelo CCl4, evidenciadas pelas enzimas marcadoras do dano hepático e por parâmetros inflamatórios, no entanto os animais tratados com o óleo prensado a frio aumentaram sua capacidade antioxidante.

Efeito da temperatura de revenimento sobre o grau de sensitização e resistência à corrosão por pite de aços inoxidáveis supermartensíticos contendo 13% Cr, 5% Ni, com e sem adições de Nb e Mo.

O desenvolvimento dos aços inoxidáveis Super-Martensíticos (SM) nasce da necessidade de implementar novas tecnologias, mais econômicas e amigáveis ao meio ambiente. Os aços inoxidáveis SM são uma derivação dos aços inoxidáveis martensíticos convencionais, diferenciando-se basicamente no menor teor de carbono, na adição de Ni e Mo. Foram desenvolvidos como uma alternativa para aços inoxidáveis duplex no uso de dutos para a extração de petróleo offshore em meados dos anos 90. Para que esses aços apresentem as propriedades mecânicas de resistência à tração e tenacidade é necessário que sejam realizados tratamentos de austenitização, seguido de têmpera, e de revenimento, onde, particularmente para este último, há várias opções de tempos e temperaturas. Como os tratamentos térmicos geram as propriedades mecânicas através de transformações de fase (precipitação) podem ocorrer alterações da resistência à corrosão. São conhecidos os efeitos benéficos da adição de Nb em aços inoxidáveis tradicionais. Por isso, o objetivo desta pesquisa foi estudar aços inoxidáveis SM contendo Nb. Foi pesquisada a influência da temperatura de revenimento sobre a resistência à corrosão de três aços inoxidáveis SM, os quais contêm 13% Cr, 5% Ni, 1% a 2% Mo, com e sem adições de Nb. No presente trabalho, foram denominados de SM2MoNb, SM2Mo e SM1MoNb, que representam aços com 2% Mo, 1% Mo e 0,11% Nb. Dado que os principais tipos de corrosão para aços inoxidáveis são a corrosão por pite (por cloreto) e a corrosão intergranular (sensitização), optou-se por determinar os Potenciais de Pite (Ep) e os Graus de Sensitização (GS) em função da temperatura de revenimento. Os aços passaram por recozimento a 1050°C por 48 horas, para eliminação de fase ferrita delta. Em seguida foram tratados a 1050 °C por 30 minutos, com resfriamento ao ar, para uniformização do tamanho de grão. A estrutura martensítica obtida recebeu tratamentos de revenimento em temperaturas de: 550 °C, 575 °C, 600 °C, 625 °C, 650 °C e 700 °C, por 2 horas. O GS foi medido através da técnica de reativação eletroquímica potenciodinâmica na versão ciclo duplo (DL-EPR), utilizando-se eletrólito de 1M H2SO4 + 0,01M KSCN. Para determinar o Ep foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica em 0,6M NaCl. Os resultados obtidos foram discutidos através das variações microestruturais encontradas. Foram empregadas técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), simulação termodinâmica de fases através do programa Thermo-Calc e determinação de austenita revertida mediante difração de raios X (DRX) e ferritoscópio. A quantificação da austenita por DRX identificou que a partir de 600 °C há formação desta fase, apresentando máximo em 650 °C, e novamente diminuindo para zero a 700 °C. Por sua vez, o método do ferritoscópio detectou austenita nas condições em que a analise de DRX indicou valor nulo, sendo as mais críticas a do material temperado (sem revenimento) e do aço revenido a 700 °C. Propõe-se que tais diferenças entre os dois métodos se deve à morfologia fina da austenia retida, a qual deve estar localizada entre as agulhas de martensita. Os resultados foram discutidos em termos da precipitação de Cr23C6, Mo6C, NbC, fase Chi, austenita e ferrita, bem como das consequências do empobrecimento em Cr e Mo, gerados por tais microconstituintes. São propostos três mecanismos para explicar a sensitização: o primeiro é devido a precipitação de Cr23C6, o segundo a precipitação de fase Chi (rica em Cr e Mo) e o terceiro é devido a formação de ferrita durante o revenimento. O melhor desempenho quanto ao GS foi obtido para os revenimentos a 575 °C e 600°C, por 2 horas. Os resultados de Ep indicaram que o aço SM2MoNb, revenido a 575°C, tem o melhor desempenho quanto à resistência à corrosão por cloreto. Isso associado ao baixo GS coloca este aço, com este tratamento térmico, numa posição de destaque para aplicações onde a resistência à corrosão é um critério de seleção de material, uma vez que, segundo a literatura a temperatura de 575 °C está no intervalo de temperaturas de revenimento onde são obtidas as melhores propriedades mecânicas.

Estudo da substituição da fluorita por alumina ou sodalita e de cal por resíduo de mármore em escórias sintéticas dessulfurantes.

A siderurgia vem sofrendo transformações que buscam inovação e matérias-primas alternativas. Dentro deste contexto, o uso de resíduos industriais para a formação de escórias sintéticas é tido como alternativa na busca de novos materiais e rotas de reaproveitamento de resíduos. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar o uso de escórias sintéticas na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, aço e ferro fundido. Assim como, propor a utilização da sodalita e da alumina em substituição à fluorita e o resíduo de mármore em substituição à cal convencional. Inicialmente, o resíduo foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados da caracterização mostraram que aproximadamente 90% das partículas do resíduo de mármore estão abaixo de 100m e sua área superficial foi de 0,24m²/g. Através da difração de raios-X foi observado que o resíduo é composto por CaCO3, MgCO3 e SiO2. Na sequência, foram feitas simulações com o software Thermo-Calc para obter dados termodinâmicos das fases presentes nas misturas e compará-los com os resultados experimentais. Além disso, também foram calculados dados de capacidade de sulfeto (Cs), partição de enxofre (Ls) e basicidade ótica () das misturas iniciais. Posteriormente, foram realizados os ensaios experimentais em escala laboratorial para ferro-gusa, ferro fundido e aço, respectivamente nas temperaturas de 1400°C, 1550°C e 1600°C. Nos ensaios de dessulfuração do aço e do ferro-gusa, utilizou-se um rotor de alumina com o objetivo de favorecer a agitação no metal e aumentar a remoção de enxofre. Na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, constatou-se que a fase sólida de CaO é a responsável pela remoção de enxofre e que a presença das fases silicato tricálcio e aluminato tricálcio (3CaO.SiO2 e 3CaO.Al2O3) limitam a reação, sendo maiores suas concentrações nas escórias que utilizaram o resíduo de mármore e sodalita, devido a presença de SiO2 e Al2O3 nestas matérias-primas. Já para o aço e o ferro fundido, que foram estudados com escórias à base de CaO e Al2O3, observou-se que o aumento da fase líquida favoreceu a dessulfuração. Verificou-se que a dessulfuração no ferro fundido foi por escória de topo e no aço por um processo misto, onde a fase líquida e fase sólida participaram da dessulfuração.

Utilização de resíduo de mármore e de óxido de boro em escórias sintéticas dessulfurantes para aços.

O mercado atual exige das indústrias siderúrgicas aços de melhor qualidade produzidos por meio de processos que causem menor impacto ao meio ambiente. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo reciclar o resíduo de mármore gerado na indústria de rochas ornamentais, que possui em sua composição óxido de cálcio (CaO) e óxido de magnésio (MgO). O CaO é suficiente para substituir a cal nas escórias e o MgO contribui para a diminuição do desgaste dos refratários, através do emprego do resíduo no processo produtivo do aço. Além disso, foi realizada a substituição da fluorita por óxido de boro como fluxante na composição de misturas dessulfurantes. O resíduo de mármore foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química via EDXFR, análise granulométrica via espalhamento de luz, área de superfície específica pelo método BET, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de micro-regiões por EDS. Visando verificar a eficiência na dessulfuração, foram formuladas misturas sintéticas utilizando a cal convencional ou resíduo de mármore, e a fluorita ou o óxido de boro. As misturas foram formuladas com o auxílio dos programas de termodinâmica computacional, Thermo-Calc e FactSage. Estas misturas foram adicionadas no aço fundido a temperatura de 1600°C sob atmosfera de argônio e agitadas por meio de um rotor de alumina. Amostras de metal foram retiradas para verificar a variação do teor de enxofre durante o experimento. O resíduo de mármore caracterizado, apresentou em sua composição 40% de CaO e 14% de MgO, na forma dos carbonatos CaCO3 e MgCO3. Obteve uma perda de massa de 42,1%, na forma de CO2 a temperatura de 780°C. Os experimentos mostraram que, as misturas testadas apresentaram, na maioria dos casos, eficiência de dessulfuração acima de 60%.

Corn stover thermal decomposition in pyrolytic and oxidant atmosphere

The pyrolysis and combustion of corn stover were studied by dynamic thermogravimetry and derivate thermogravimetry (TG-DTG) at heating rates of 5, 10, 20 and 50 K min−1 at atmospheric pressure. For the simulation of pyrolysis and combustion processes a kinetic model based on the distribution of activation energies was used, with three pools of reactants (three pseudocomponents) because of the complexity of the biomass samples of agricultural origin. The experimental thermogravimetric data of pyrolysis and combustion processes were simultaneously fitted to determine a single set of kinetic parameters able to describe both processes at the different heating rates. The model proposed achieves a good correlation between the experimental and calculated curves, with an error of less than 4% for fitting four heating rates simultaneously. The experimental results and kinetic parameters may provide useful data for the design of thermo decomposition processing system using corn stover as feedstock. On the other hand, analysis of the main compounds in the evolved gas is given by means of a microcromatograph.

Main ecological gradients and landscape matrix affect wild rabbit Oryctolagus cuniculus (Linnaeus, 1758) (Mammalia: Leporidae) abundance in a coastal region (South-East Spain)

Landscape analysis with transects, in the Marina Baja area (province of Alicante, Spain), has contributed to establish the influence of different landscape matrices and some environmental gradients on wild rabbit Oryctolagus cuniculus (Linnaeus, 1758) (Mammalia: Leporidae) abundance (kilometric abundance index, KAI). Transects (n = 396) were developed to estimate the abundance of this species in the study area from 2006 to 2008.Our analysis shows that rabbits have preferences for a specific land use matrix (irrigated: KAI = 3.47 ± 1.14 rabbits/km). They prefer the coastal area (KAI = 3.82 ± 1.71 rabbits/km), which coincides with thermo-Mediterranean (a bioclimatic belt with a tempered winter and a hot and dry summer with high human density), as opposed to areas in the interior (continental climate with lower human occupation). Their preference for the southern area of the region was also noted (KAI = 8.22 ± 3.90 rabbits/km), which coincides with the upper semi-arid area, as opposed to the northern and intermediate areas (the north of the region coinciding with the upper dry and the intermediate area with the lower dry). On the other hand, we found that the number of rabbits increased during the 3-year study period, with the highest abundance (KAI = 2.71 ± 1.30 rabbits/km) inMay. Thus, this study will enable more precise knowledge of the ecological factors (habitat variables) that intervene in the distribution of wild rabbit populations in a poorly studied area.

Life Cycle Assessment as a tool to promote sustainable Thermowood boards: a Portuguese case study

The present work aims to develop the Life Cycle Assessment study of thermo-modified Atlanticwood® pine boards based on real data provided by Santos & Santos Madeiras company. Atlanticwood® pine boards are used mainly for exterior decking and cladding facades of buildings. The LCA study is elaborated based on ISO 14040/44 standard and Product Category Rules for preparing an environmental product declaration for Construction Products and Construction Services. The inventory analysis and, subsequently, the impact analysis have been performed using the LCA software SimaPro8.0.4. The method chosen for impact assessment was EPD (2013) V1.01. The results show that more than ¾ of ‘Acidification’, ‘Eutrophication’, ‘Global warming’ and ‘Abiotic depletion’ caused by 1 m3 of Atlanticwood® pine boards production is due to energy consumption (electricity + gas + biomass). This was to be expected since the treatment is based on heat production and no chemicals are added during the heat treatment process.

World Class Manufacturing : approccio ad un sistema di manutenzione predittiva (CBM)

L’oggetto di analisi del presente lavoro di tesi è il modello di Operational Excellence noto come World Class Manufacturing in particolare l’approccio allo step 6 del pilastro Professional Maintenance, dove si richiede l’implementazione di un sistema di manutenzione PREDITTIVA, la cosiddetta CBM (Conditional Based Maintenance) . Il modello a cui si fa riferimento fu teorizzato dal professore giapponese H. Yamashina verso la metà degli anni 2000 e giunse in Italia attorno al 2005, quando Fiat Group (oggi FCA) lo adottò come approccio standard alla gestione della produzione. Questo tipo di analisi, orientata verso una prospettiva pratica più che teorica, deriva direttamente da un’esperienza sul campo che ho svolto all’interno di un’azienda che ha aderito al World Class Manufacturing (WCM). Nel capitolo 1 verrà proposto un excursus delle metodologie alla base del WCM e del percorso storico che ha portato alla formulazione del modello. Nel secondo capitolo verrà proposto un caso di applicazione del WCM all'interno di un Gruppo, nella fattispecie Ariston Thermo Group (ATG). Dopo un’overview sul Gruppo e sulla storia della sua adesione al programma di miglioramento, la trattazione si focalizza sull'approccio di ATG al WCM. Nel terzo capitolo verrà introdotta la Manutenzione Professionale secondo le principali politiche manutentive schematizzate dal WCM. Verranno presentate singolarmente per sottolineare i loro obiettivi seguiti dai vantaggi e svantaggi che si possono ottenere nell’implementare ogni singola politica. Nel quarto capitolo verranno specificate sotto un aspetto prettamente pratico le varie attività svolte dalla PM così da evidenziare lo sviluppo e il miglioramento continuo che essa sta ottenendo dall’introduzione del WCM; principalmente la presentazione delle varie attività si riferiscono al passaggio allo step 6 della PM, dove verrà presentata approfonditamente elencando e analizzando tutte le attività svolte per approcciarsi alla CBM.

On the initiation of boudinage and folding instabilities in layered elasto-visco-plastic solids - Insights from natural microstructures and numerical simulations

The present understanding of the initiation of boudinage and folding structures is based on viscosity contrasts and stress exponents, considering an intrinsically unstable state of the layer. The criterion of localization is believed to be prescribed by geometry-material interactions, which are often encountered in natural structures. An alternative localization phenomenon has been established for ductile materials, in which instability emerges for critical material parameters and loading rates from homogeneous conditions. In this thesis, conditions are sought under which this type of instability prevails and whether localization in geological materials necessarily requires a trigger by geometric imperfections. The relevance of critical deformation conditions, material parameters and the spatial configuration of instabilities are discussed in a geological context. In order to analyze boudinage geometries, a numerical eigenmode analysis is introduced. This method allows determining natural frequencies and wavelengths of a structure and inducing perturbations on these frequencies. In the subsequent coupled thermo-mechanical simulations, using a grain size evolution and end-member flow laws, localization emerges when material softening through grain size sensitive viscous creep sets in. Pinch-and-swell structures evolve along slip lines through a positive feedback between the matrix response and material bifurcations inside the layer, independent from the mesh-discretization length scale. Since boudinage and folding are considered to express the same general instability, both structures should arise independently of the sign of the loading conditions and for identical material parameters. To this end, the link between material to energy instabilities is approached by means of bifurcation analyses of the field equations and finite element simulations of the coupled system of equations. Boudinage and folding structures develop at the same critical energy threshold, where dissipative work by temperature-sensitive creep overcomes the diffusive capacity of the layer. This finding provides basis for a unified theory for strain localization in layered ductile materials. The numerical simulations are compared to natural pinch-and-swell microstructures, tracing the adaption of grain sizes, textures and creep mechanisms in calcite veins. The switch from dislocation to diffusion creep relates to strain-rate weakening, which is induced by dissipated heat from grain size reduction, and marks the onset of continuous necking. The time-dependent sequence uncovers multiple steady states at different time intervals. Microstructurally and mechanically stable conditions are finally expressed in the pinch-and-swell end members. The major outcome of this study is that boudinage and folding can be described as the same coupled energy-mechanical bifurcation, or as one critical energy attractor. This finding allows the derivation of critical deformation conditions and fundamental material parameters directly from localized structures in the field.

(Table S1) Boron isotope and trace element data and reconstructed carbonate system parameters, ODP Holes 122-761B and 154-926A

The middle Miocene Climatic Optimum (17-15 Ma; MCO) is a period of global warmth and relatively high CO2 and is thought to be associated with a significant retreat of the Antarctic Ice Sheet (AIS). We present here a new planktic foraminiferal d11B record from 16.6 to 11.8 Ma from two deep ocean sites currently in equilibrium with the atmosphere with respect to CO2. These new data demonstrate that the evolution of global climate during the middle Miocene (as reflected by changes in the cyrosphere) was well correlated to variations in the concentration of atmospheric CO2. What is more, within our sampling resolution (~1 sample per 300 kyr) there is no evidence of hysteresis in the response of ice volume to CO2 forcing during the middle Miocene, contrary to what is understood about the Antarctic Ice Sheet from ice sheet modelling studies. In agreement with previous data, we show that absolute levels of CO2 during the MCO were relatively modest (350-400 ppm) and levels either side of the MCO are similar or lower than the pre-industrial (200-260 ppm). These new data imply the presence of either a very dynamic AIS at relatively low CO2 during the middle Miocene or the advance and retreat of significant northern hemisphere ice. Recent drilling on the Antarctic margin and shore based studies indicate significant retreat and advance beyond the modern limits of the AIS did occur during the middle Miocene, but the complete loss of the AIS was unlikely. Consequently, it seems that ice volume and climate variations during the middle Miocene probably involved a more dynamic AIS than the modern but also some component of land-based ice in the northern hemisphere.

Benthic anammox and dentrification rates measured in a slurry incubation experiments at four different stations in the Arabian Sea off Pakistan during the METEOR cruise M74/2 in 2007

Vertical distributions of benthic denitrification and anammox rates within the sediment were estimated from slurry incubation experiments. Rates were used to calculate the contribution of anammox and denitrification to the total N-loss. Briefly, MUC sediment cores were sliced in 2 cm intervals and the sediment was diluted and incubated with degassed bottom water in a gas tight bag. After pre-incubating the bags for 2 h, 15N-labeled substrates were injected into the bags and the slurries were thoroughly mixed. Incubations were performed in the dark at in situ temperatures. The N2 isotope ratio (28N2, 29N2, and 30N2) was determined by gas chromatography-isotopic ratio mass spectrometry (VG Optima, Micromass) and calculated according to Kuypers et al. (2005) and Holtappels et al. (2011), respectively.Furthermore, total organic carbon and nitrogen concentrations were measured of core sediment layers corresponding to those used for rate measurements. Concentrations of organic carbon and nitrogen were determined by combustion/gas chromatography (Carlo Erba NA-1500 CNS analyzer) of dried sediment samples after acidification. The same sediment layer were also used to extract nucleic acids. The concentrations of the DNA in the samples were measured spectrophotometrically with a NanoDrop instrument (Thermo Fisher Scientific Inc.). The biomarker functional gene nirS, encoding the cd1-containing nitrite reductase, for both denitrifiers and marine anammox bacteria were quantified with real-time PCR, using the primers cd3aF/R3cd (5'-GTSAACGTSAAGGARACSGG-3' (Michotey et al., 2000)/5'-GASTTCGGRTGSGTCTTGA-3'; Throback et al., 2004) and Scnir372F/Scnir845R (5'-TGTAGCCAGCATTGTAGCGT-3'/5'-TCAAGCCAGACCCATTTGCT-3'; Lam et al., 2009).