تحسين توصيف مطيافية الأشعة تحت الحمراء للمواد العضوية في التربة مع الطرح الطيفي

ويمكن أن تساعد هذه الطريقة في تحسين توصيف المواد العضوية والمصفوفات البيئية الصلبة، مثل التربة والرواسب. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها يمكن أن تقلل من التداخلات المعدنية في أطياف التربة التي تحد من تفسير عنصر المادة العضوية في التربة. وتمتد آثار هذه التقنية لتشمل عينات بيئية أخرى تهيمن عليها المعادن، بما يتجاوز التربة، مثل الرواسب والمعادن الأحفورية.

عموما، سوف الأفراد الجدد لهذه الطريقة النضال مع تحديد عامل الطرح الأمثل. من المهم أن نضع في اعتبارنا أن هذا يتحدد عمليا من خلال أهدافك التجريبية. احتفظ بهذا الاعتبار عند استكشاف قيم عوامل الطرح.

وقد تم مختبري القيام بأعمال الطرح لحوالي 10 سنوات حتى الآن، مع الهدف الرئيسي من تحديد نطاقات امتصاص المرتبطة نوعية الكربون العضوي التربة. في الأصل، أردنا دراسة دور تآكل الرياح في إزالة أشكال مختلفة من كربون التربة من التربة الزراعية. إن العرض التوضيحي المرئي لهذه الطريقة مفيد لأن خطوات الأكسدة كثيفة العمالة وتعديل عامل الطرح يتطلب بعض الممارسة عن طريق القيام ، والتي يمكن إبلاغها من خلال مشاهدة كيفية قيام الآخرين بهذه الإجراءات.

أولا، غربال التربة إلى أقل من مليمترين، وذلك باستخدام شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ. بعد ذلك، ضبط درجة الحموضة من 6٪ هيبوكلوريت الصوديوم إلى 9.5، عن طريق إضافة حمض هيدروكلوريك حمض مُضَرِّح من الحكمة إلى المحلل، مع الخلط والقياس مع مقياس الأس هيدروكلوريك. إضافة 25 مل من درجة اله PH 9.5 هيبوكلوريت الصوديوم إلى 4 غرامات من التربة منخل في أنبوب مخروطي 50 مل ومزيج بواسطة sonication.

بعد سونيكيشن، احتضان الخليط في حمام الماء 80 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة، لزيادة معدل الأكسدة. الطرد المركزي الخليط للحصول على مُنَاطِح واضح. ثم ينسخ المناط يدويا في حاوية النفايات.

بعد الخطوة أكسدة الماضي، إضافة 20 مل من المياه ديونسيد إلى التربة، ويخلط لمدة خمس دقائق باستخدام شاكر أفقي في 120 دورة في الدقيقة. أجهزة الطرد المركزي العينة في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة في 4000 مرات ز. باستخدام ملعقة والمياه غير المؤينة من زجاجة بخ حسب الحاجة، نقل بيليه التربة من الجزء السفلي من أنبوب الطرد المركزي إلى قارب وزنها البلاستيك.

ثم يجف الفرن العينة عند 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة. وبمجرد أن تجف عينة التربة، يتم تحديد إجمالي محتوى الكربون العضوي حسب لونية غاز الاحتراق، باستخدام محلل النفثالينات. لإزالة SOM عن طريق الاحتراق في درجة حرارة عالية، قياس غرام واحد إلى اثنين من التربة المنخلة في بوتقة الخزف، وذلك باستخدام ملعقة.

ثم، تسخين العينة في 550 درجة مئوية لمدة ثلاث ساعات، وذلك باستخدام فرن الكعك. طحن العينات التربة غير المعالجة والمعالجة إلى اتساق مماثل عن طريق طحن اليد. بعد ذلك، قم بتحميل عينة KBr الأرضية سابقاً في كوب العينة من مطياف FTIR.

لجمع طيف الخلفية، افتح القائمة المنسدلة للتجربة، وحدد طريقة الجمع التجريبية المطلوبة في البرنامج. انقر فوق رمز الإعداد التجريبي لتحديد معلمات الحصول على الطيف. تحت التبويب جمع، تحقق من أن عدد من المسح والقرار هي مناسبة للأهداف التجريبية.

انقر على "موافق" لحفظ التغييرات. ثم انقر فوق أيقونة تجميع الخلفية لتجميع طيف الخلفية. بعد ذلك، صب عينة التربة في كوب عينة إلى نقطة من الملء قليلا، لضمان تحميل متسقة والتقليل من خشونة السطح.

ثم، سطح السلس التربة في الكأس، وذلك باستخدام حافة مسطحة، بحيث ارتفاع عينة التربة هو تدفق مع شفة من الكأس. لجمع أطياف عينات التربة غير المعالجة وغير المعالجة، انقر فوق الإعداد التجريبي. ضمن علامة التبويب تجميع، حدد استخدام ملف الخلفية المحدد، وقم بتحميل ملف طيف الخلفية.

ثم انقر فوق "موافق" لحفظ التغييرات. لبدء جمع الطيفي على التربة، انقر فوق جمع العينة. لتنفيذ الطرح الطيفي، صفر خارج القمم باستخدام خيار الطرح من برنامج البرمجيات؛ لتغيير عامل الطرح، لتقليل أو تقليل القمم المعدنية المستهدفة، و / أو لتعظيم خط الأساس الخطي.

في وقت واحد حدد أطياف التربة غير المعالجة والمعالجة، وانقر على أيقونة طرح. أول طيف التربة غير المعالجة المختارة، سيكون الطيف الذي سيتم طرح الطيف الثاني للتربة المعالجة. استخدم شريط التبديل العمودي والأسهم لزيادة أو إنقاص عامل الطرح.

مراقبة التغييرات في الطيف الطرح معاينة. وأخيراً، انقر فوق إضافة لتحميل نطاق الطرح المحسوب في نافذة. التغيرات الشائعة في النطاقات المعدنية بعد ارتفاع درجة الحرارة ashing، وتشمل فقدان قمم OH وذروة الخسائر والتحولات في الاوكسجين السيليكون شعرية والألمنيوم أوكسجين القمم.

التربة A فقدت 89٪ من الكربون العضوي التربة من خلال أكسدة هيبوكلوريت الصوديوم، مقارنة مع 97٪ بواسطة ashing، مع الحفاظ على خصائص امتصاص المعادن التي غيرتها ashing. ومع زيادة عامل الطرح، ينخفض امتصاص القمم المقابلة للمعادن، وأبرزها، OH وأكسجين السيليكون. في الوقت نفسه، يتم تحقيق الزيادات امتصاص للمجموعات العضوية وظيفية، مثل الليفاتيش CH، أميد CN وNH، و /أو CC.though العطرية التصفير من الكوارتز مثل الأكسجين السيليكون في 2100 إلى 1780 يتم تحقيق Wavenumber مع عامل طرح 0.76، وهو انعكاس بارز على شكل W يوحي بأن تفسير الطيف الطرح ينبغي أن يقتصر على أكبر من 1200 Waveber.

إن تعزيز امتداد الـ(أليفات) CH عن طريق الإفراط في طرح الطيف المرجعي المعدني يجعل الأطياف المتبقية غير قابلة للفكّ، بما في ذلك المنطقة المقابلة لغالبية المجموعات الوظيفية العضوية، ذات الصلة بتوصيف SOM. بالنسبة لطريقة معينة لإزالة الـ SOM، فإن الاختلافات واضحة بصرياً بين أطياف الطرح لتربة المادة العضوية العالية والمنخفضة التي تكون أقل وضوحاً أو غائبة في أطياف التربة غير المعالجة. أثناء محاولة هذا الإجراء، من المهم أن تتذكر تنفيذ عناصر تحكم الجودة، مثل التحقق من كمية المادة العضوية التي تمت إزالتها بطريقة معينة وعينة معينة.

من المهم أيضاً تقييم عامل الطرح لمدى ملاءمته للأهداف التجريبية. وبعد هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى، مثل الرنين المغناطيسي النووي أو قياس الطيف الكتلي، من أجل توفير معلومات تكميلية عن هيكل المادة العضوية في التربة. ومع تطورها المستمر، تساعد هذه التقنية الباحثين في مجالات علوم التربة والكيمياء الجيولوجية وعلم الترسبات على استكشاف تكوين المجموعة الوظيفية للمواد العضوية في العينات المعدنية التي تهيمن عليها.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد حول كيفية إزالة المواد العضوية من عينات التربة، لإنتاج طيف مرجعي مخصب بالمعادن لتنفيذ طرح امتصاص المعادن. لا تنس أن العمل مع المواد المؤكدة، مثل هيبوكلوريت الصوديوم، يمكن أن تكون خطرة. الاحتياطات مثل معدات الحماية الشخصية، يجب أن تتخذ دائما أثناء تنفيذ هذا الإجراء.