Es wird ein Protokoll für das Schneiden von Sedimentkernen und das Extrahieren von Porenwässern unter anoxischen Bedingungen vorgestellt, um die Analyse von redoxempfindlichen Spezies sowohl in Festkörpern als auch in Flüssigkeiten zu ermöglichen.
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Methodenartikel
Es wird ein Protokoll für das Schneiden von Sedimentkernen und das Extrahieren von Porenwässern unter anoxischen Bedingungen vorgestellt, um die Analyse von redoxempfindlichen Spezies sowohl in Festkörpern als auch in Flüssigkeiten zu ermöglichen.
Wir zeigen ein Verfahren zur Sedimentkernen sectioning und Extrahieren von Porenwasser, während sauerstofffreien Bedingungen aufrechterhalten wird. Ein einfaches, preiswertes System ist aufgebaut und können in der Nähe Feldprobenahmestelle (n) in einen temporären Arbeitsraum transportiert werden, eine schnelle Analyse zu erleichtern. Kerne werden in einem tragbaren Handschuhbeutel extrudiert, wo sie geschnitten sind und jeweils 1-3 cm dicken Abschnitt (je nach Kerndurchmesser) wird in 50 ml Zentrifugenröhrchen verschlossen. Porenwasser außerhalb des Handschuhbeutel mit Zentrifugation getrennt und dann wieder in den Handschuhbeutel zur Trennung von Sediment. Diese extrahierten Porenwasserproben können sofort analysiert werden. Immediate Analysen redox sensible Arten, wie beispielsweise Sulfid, Eisen Speziation und Arsen speciation zeigen, dass die Oxidation von Porenwasser ist minimal; Einige Proben zeigen etwa 100% der reduzierten Spezies, zB 100% Fe (II) ohne nachweisbares Fe (III). Beide Sediment und Porenwasserproben können zur Haupt konserviert werdenTain chemischen Spezies zur weiteren Analyse bei der Rückkehr in das Labor.
Forscher oft wünschen den Redoxzustand und Geomikrobiologie eines Sediment-Wasser-System zu studieren. Dies nutzt idealerweise Daten aus beiden Sedimenten und Porenwasser, als Porenwasser sind oft empfindlich Monitore des Systems und sind eine gemeinsame Quelle, wenn auch nicht die einzige Quelle, der ökologischen Belastung durch redoxsensitiven Schwermetalle wie Arsen 1 und Uran. Porenwasserdaten können in situ unter Verwendung von Diffusionsgleichgewicht Filter, auch bekannt als "peepers" erhalten werden , in die 2 Sediment installiert. Peepers werden am häufigsten in den Einstellungen verwendet , wo das Feld Standort vor dem Beginn der Feldarbeit bekannt ist und wo mehrere Besuche über einen längeren Zeitraum kann auf dem Feld vor Ort erstellt werden, zB Shotyk 3. Daher sind viele Kontexte erlauben nicht die Verwendung von peepers wie Websites nur zugänglich für eine kurze Zeit oder bei denen mehrere Sondierungsproben erhalten werden, um zu bestimmen , wo weitere Untersuchungen 4 auftreten sollte.Zusätzlich peepers Sediment nicht gleichzeitig Wasserproben kosten.
Wenn es wünschenswert ist, zusammen Sediment und Wasser zu probieren, oder in Feld Websites, auf denen peeper Installation nicht möglich ist, erhalten die am häufigsten verwendete Methode, um Sediment und Wasser ist Sediment Entkernung. Einem ungemischten Kern zu erhalten , ist ein wichtiger Vorläufer für das Verfahren in dieser Arbeit 5 beschrieben. Sobald ein Kernporenwasser erhalten wird , kann durch Quetschen 6 oder Zentrifugation erhalten werden; beide haben Vor- und Nachteile. Die Zentrifugation wird in der Regel die zuverlässigste Methode zur Gewinnung von Porenwässern aus Sedimentkernen betrachtet, 7 Allerdings muss darauf geachtet werden muss , Oxidation von Sedimenten oder Porenwasser zu verhindern.
Bei diesem Verfahren beschreiben wir Kern Extrusion und Zentrifugation Porenwasser mit minimaler Oxidation zu extrahieren. Die Autoren haben die hier beschriebenen Verfahren in einer Vielzahl von Zusammenhängen einschließlich Meeres 8, kontaminierte See verwendet 9 und Feuchtgebiete 10. Die repräsentativen Daten gezeigt, zeigt, dass die reduzierenden Bedingungen erhalten werden kann. Mit Ausnahme der Zentrifuge verwendeten Materialien billig sind, und dieses Verfahren kann auf eine Vielzahl von geochemischen und geomicrobiological Forschungsfragen angewendet werden.
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1. Herstellung von Ausrüstung
2. Einstellen der Feldlaborstation nach oben
3. Sectioning den Core
Hinweis: dieser Teil des Verfahrens ist viel leichter mit zwei Forschern durchgeführt.
4. Extracting Porenwässer
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Die Art der erzielten Ergebnisse hängt von Analysen durchgeführt und auf der geochemischen Einstellung, aus dem der Kern erhalten wurde. Gelöster Sauerstoff kann in den extrahierten Porenwässer gemessen werden, aber in vielen Einstellungen werden diese Null unterhalb der ersten wenigen cm des Kerns sein. Die Analysen , die in der Regel aussagekräftige Informationen zur Verfügung stellen , umfassen Eisen Artbildung (Fe II / Fe III) 12, Arsen Artbildung (As III / As V)
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Die hier beschriebene Technik ist eine flexible eine , die für eine Vielzahl von Standorten, Kerngrößen eingestellt werden kann, Kernschnittdicke, etc. Es gibt drei wesentliche Komponenten dieses Systems.
Zunächst ein Kernextrusionssystem der richtigen Dimensionen bereiten sich auf den Kern zu analysieren. Anleitung hier gegeben sind eine etwa 30 "Kern unter der Annahme, viel mehr Kerne können mehr PVC-Extender Stücke und PVC-Fittings erfordern voll zu extrudieren Planen Sie di...
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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Diese Forschung wurde zum Teil durch die National Science Foundation RAPID-Programm (NSF-1.048.925, 1.048.919 und 1.048.914) an Alison Keimowitz, Ming-Kuo Lee, Benedict Okeke und James Saunders unterstützt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Einweg-Handschuhtasche(n) | Sigma-Aldrich | Z106089-1EA | Eine pro zwei zu verarbeitende Kerne ist in der Regel ausreichend. |
| N2 Tank | Praxair | Oft können Gasversorgungsunternehmen diese direkt an das Feldlabor liefern. | |
| Stickstoffgasregler | VWR | 55850-478 | oder ähnlich |
| Mehrere Fuß Schlauch, der zum Regler | VWR | 89403-862 | oder ähnlich |
| Sicherheitsausrüstung zur Sicherung des Tanks | VWR | 60142-006 | |
| Verstellbare Schlauchschelle | VWR | 62849-112 | |
| Wasserdichtes, gut abdichtendes Isolierband | Scotch | Super 33+ | Weit Verfügbar |
| 2-4 kurze Bungee-Schnüre | Weit verbreitete | ||
| Squirt-Flaschen mit Nanoreinstwasser | VWR | 16650-082 | Jede ähnliche Flasche ist in Ordnung; packen Sie einen zusätzlichen Vorrat an Nanoreinstwasser ein, um diese aufzufüllen. |
| Großer Vorrat an Papiertüchern und Kimwipes | Weit verbreitete | ||
| 50 ml Zentrifugenröhrchen | VWR | 21008-951 | Säure gereinigt wie im Protokoll beschrieben. Mindestens 2/Kernsektion erforderlich. |
| Mehrere permanente Marker. | Weit verbreitet | ||
| Mehrere Rasierklingen und Teppichmesser. | Weit verbreitete | ||
| Zentrifuge | Beckman-Coulter | Allegra X-22 | Faster Rotor ermöglicht eine bessere Trennung. |
| Rotor zur Aufnahme von 50 ml Röhrchen | Beckman-Coulter | SX-4250 | |
| 50 ml Kunststoffspritzen ohne schwarze Gummispitze auf dem Zylinder | VWR | 66064-764 | Säure gereinigt, wie im Protokoll beschrieben. Mindestens 1/Kernabschnitt erforderlich, plus 1 für überliegendes Wasser. |
| Spritzenvorsatzfilter, die mit wässrigen Lösungen kompatibel sind. | VWR | 28143-310 | Entweder 0,45 μ m oder 0,20 μ Es können M-Porengrößen verwendet werden. Planen Sie fünf Filter pro verarbeitetem Kernabschnitt ein. |
| (Einweg-)Löffel aus Kunststoff. | Weit verbreitet; Säure gereinigt, wie im Protokoll beschrieben. | ||
| Mehrere Schachteln mit Einweghandschuhen. | Weit verbreitet | ||
| Große Kunststoffbecher oder andere Abfallbehälter zum Verstauen in der Handschuhtasche. | VWR | 13890-148 | |
| Laborwaage | VWR | 10205-008 | Eine verfügbare Waage ist in Ordnung; hohe Präzision nicht erforderlich |
| Trockentransporter, vorbefüllt mit flüssigem Stickstoff | VWR | 82005-416 | Nur erforderlich, wenn Proben für empfindliche Analysen an das Heimlabor zurückgeschickt werden. |
| Labornotizbücher | Wasserabweisend kann nützlich | ||
| sein Kernauskleidungen | Wasserzeichen | 77280 | Erhältlich bei Forrestry Lieferanten |
| Kernkappen | Ben Meadows | 218105 | |
| Hülsenschneider | McMaster Carr | 8707K111 | Schneiden Sie dies in 9 3 x 3 Quadrate |
| PVC-Abstandshalter | McMaster Carr | 48925K96 | Schneiden Sie dies in kurze Längen |
| PVC-Kupplungen | McMaster Carr | 4880K76 | Ungefähr 12 benötigt |
| Dübel | Weit verbreiteter | ||
| Laborstopper | VWR | 59580-400 | Überprüfen Sie, um sicherzustellen, dass die richtige Größe genau in die Kernauskleidungen passt Sperrholz für die |
| Kernführungsplatte und die Oberseite des Laborwagenhebers | Weit verbreiteter | ||
| Laborheber | VWR | 89260-826 | |
| Klemmen | Weit verbreitet | ||
| Tragbares Sauerstoffmessgerät | RKI instruments | OX-07 |
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