Tamaño combinado y fraccionamiento de densidad de los suelos para las investigaciones de interacciones de abonos minerales

Este método es un enfoque interesante para estudiar las interacciones organo-minerales porque fracciona la materia orgánica del suelo de acuerdo con su asociación con diferentes minerales. Es un proceso de fraccionamiento físico, lo que significa que no altera la química de las fracciones. Como resultado, el análisis de la fracción nos dice algo sobre la composición natural de los complejos organomineral.

Este método es realmente útil ya que tratamos de aprender más sobre la capacidad de diferentes suelos para secuestrar carbono lejos de la atmósfera. Para separar la fracción de luz libre, pese de cinco a ocho gramos de suelo tamizado seco al aire en un tubo de centrífuga cónica de 50 mililitros. Registrar la masa del suelo con cuatro cifras significativas.

Con un cilindro graduado, agregue de 35 a 40 mililitros de politungstate de sodio o SPT. Con una densidad de 1,62 gramos por centímetro cúbico, centrífuga durante 90 minutos a 2500 veces la gravedad en una centrífuga de cubo oscilante para permitir una separación clara entre la fracción de luz libre y el pellet. Vierta todo el material flotante y suspendido en una botella de centrífuga de policarbonato de 250 mililitros.

Asegúrese de que el palet permanezca firmemente alojado en la parte inferior del tubo. Enjuague el material adheriéndose a la pared del tubo en la misma botella de policarbonato. Utilice una botella de chorro llena de agua desionizada que sostenga el tubo casi al revés por encima de la botella de policarbonato.

Configure una línea de ultrafiltración al vacío con filtros de 0,45 micras. Humedezca ligeramente los filtros y aplique el vacío antes de apretar los embudos para evitar desgarros. Vierta lentamente el contenido de la botella de policarbonato en el embudo de una unidad de filtración al vacío.

Enjuague cualquier residuo que quede en la botella de policarbonato en la unidad de filtración. No permita que la solución tire de una profundidad superior a aproximadamente un centímetro sobre el filtro. Agregue más de 10 mililitros de agua desionizada a la unidad de filtrado al menos tres veces para asegurarse de que se eliminan todos los rastros de SPT.

Asegúrese de enjuagar el lado del embudo de filtración. Después de liberar el vacío en la línea de filtración, retire el embudo de la unidad de filtración. Recuperar el material adherido a los lados en un recipiente de aluminio etiquetado usando una botella de chorro llena de agua desionizada.

Levante cuidadosamente el filtro con pinzas y enjuague el material presente en el mismo tazón de aluminio con una botella de chorro llena de agua desionizada. Seque el contenido del barco a un máximo de 65 grados centígrados a un peso constante. Después de al menos 48 horas, enfríe el contenido del recipiente en un desecador que contenga desecante fresco durante al menos 30 minutos.

Raspa suavemente el material del tazón de aluminio con una espátula de plástico. Registre la masa de la fracción de luz libre con cuatro cifras significativas y, a continuación, coloque la muestra en un vial de almacenamiento. Para realizar la liberación de la fracción de luz ocluida, añada de 35 a 40 mililitros de SPT con una densidad de 1,62 gramos por centímetro cúbico al tubo centrífugo que contiene el pellet de la extracción de fracción de luz libre.

Resuspender el pellet. Inserte la sonda ultrasónica a dos centímetros por debajo de la superficie de la solución y coloque el tubo en agua helada para evitar el calentamiento de la solución a granel. Sonicar la muestra utilizando el tiempo necesario para alcanzar la energía objetivo de 280 julios por mililitro.

Para separar la fracción de luz ocluida, centrifugar durante 90 minutos a 2500 veces la gravedad en la centrífuga de columpio oscilante. Vierta todos los materiales flotantes y suspendidos en una botella de centrífuga de policarbonato de 250 mililitros. Asegúrese de que el pellet permanezca firmemente alojado en la parte inferior del tubo.

Enjuague el material orgánico ligero ocluido adherido a todo el tubo en la misma botella de policarbonato que antes. Agregue agua desionizada refrigerada al tubo que contiene el pellet hasta la marca de 40 mililitros. Sonicar a 75 julios por mililitro Deje el contenido a la liquidación durante el tiempo necesario para que el material sea más fino que ocho micras para asentarse.

A continuación, pipetee el sobrenadante hasta la marca de 10 mililitros en un tubo centrífugo de 50 mililitros. Coloque los tubos que contengan la fracción de menos de ocho micras, así como los que contengan la fracción de más de ocho micras en el horno a 45 grados Centígrados para evaporar el exceso de líquido restante. Para realizar fraccionamiento de densidad, agregue de 35 a 40 mililitros de SPT con la densidad de 2,78 gramos por centímetro cúbico a cada fracción de tamaño.

Resuspender el pellet y la centrífuga durante 90 minutos a 2500 veces la gravedad. A continuación, vierta todos los materiales flotantes y suspendidos en una botella de centrífuga de policarbonato de 250 mililitros, asegurando que el palet permanezca firmemente alojado en la parte inferior del tubo. Puede ser difícil obtener una separación clara entre el material flotante y el pellet.

En este caso, puede intentar la aspiración del sobrenadante hasta un nivel establecido. Ahora transfiera los pellets a botellas de policarbonato de 250 mililitros utilizando una botella de chorro llena de agua desionizada. Añadir agua desionizada a las botellas de policarbonato para reducir la densidad sin exceder la marca de 200 mililitros.

Haz esto para todas las fracciones. Después de la centrifugación de las botellas durante 20 minutos a 5000 veces la gravedad, decantar el sobrenadante en el frasco SPT usado para el reciclaje. Después de realizar el procedimiento de lavado como se describe en el protocolo de texto, recoger la fracción pesada en un recipiente de aluminio, la fracción pesada es el pellet y las partículas finas que se adhieren al lado de las botellas.

Seque la fracción pesada a un máximo de 105 grados Celsius a peso constante. Almacene la fracción pesada de la misma manera que la fracción ligera. La distribución de la masa material entre fracciones, mostró fuertes diferencias entre los sitios.

Como se indicó inicialmente a través de la mineralogía de muestras a granel evaluada por la difracción de rayos X en polvo, en el sitio uno dominado por silicatos primarios como el cuarzo y los feldespatos, la mayoría de los materiales se recuperan en una fracción pesada que fue diseñada para concentrar silicatos gruesos. El sitio dos mostró un mayor porcentaje de filosilicates en su mayoría kaolinita durante el análisis mineralógico. En consecuencia, la fracción tres pesada que fue diseñada para concentrar silicatos finos tenía más materiales en el sitio dos que en el sitio uno.

Finalmente, el sitio tres era el más rico en óxidos y también mostró la mayor cantidad de material en la fracción pesada dos que fue diseñado para concentrar óxidos gruesos. En general, los datos indican que el método fue exitoso en fraccionar físicamente muestras a granel en sus principales componentes mineralógicos. En cuanto a cualquier esquema de separación física, es importante adaptar el parámetro de fraccionamiento a sus objetivos específicos.

Asegúrese de tener una ejecución de prueba y de trabajar con varias réplicas para comprobar la reproducibilidad. A pesar de que el politungstate de sodio es menos tóxico que el utilizado anteriormente y la solución, sigue siendo un irritante y es dañino si se ingiere o inhala. Evite su liberación en el medio ambiente.

Después del aislamiento, las diferentes fracciones pueden ser analizadas para mineralogía, así como el contenido de materia orgánica y la composición. Esto nos da información sobre el mineral y el socio de materia orgánica en la asociación organo-mineral. Este método puede arrojar nueva luz sobre la degradabilidad de la materia orgánica.

De hecho, los recalcitrantes aparentes pueden no ser tanto una propiedad de un compuesto orgánico dado, sino de su afinidad por diferentes minerales.