Sédiments de base Sectionnement et extraction de Pore Waters dans des conditions anoxiques

L’objectif global de cette procédure est de sectionner les carottes de sédiments et d’extraire les eaux interstitielles de ces carottes de sédiments tout en maintenant l’état d’oxydation d’origine. Cette méthode peut permettre aux chercheurs dans les domaines géochimiques d’examiner la spéciation des métaux dans les eaux interstitielles et les sédiments provenant de zones sensibles à l’oxydoréduction comme les lacs et les zones humides. Les principaux avantages de cette technique sont qu’elle est flexible et adaptable, portable sur le terrain, peu coûteuse et qu’elle ne perturbe pas les couches de sédiments.

La démonstration de la procédure sera faite par Rahul Sinha, un étudiant de premier cycle de mon laboratoire. Commencez à préparer le laboratoire de terrain en installant le sac à gants. Tout d’abord, fixez la plaque de guidage du noyau sur une surface de travail.

Positionnez le trou pour le mandrin qui s’étend devant le comptoir pour vous assurer qu’il est ouvert. Ensuite, fixez le réservoir d’azote à l’aide d’une pince d’établi. Ensuite, placez le sac à gants sur la plaque et faites passer le tube entre le sac et le régulateur de gaz.

Étendez environ huit pouces de tube dans le sac. Maintenant, scellez la connexion du tube au niveau du sac avec du ruban isolant et à l’intérieur du sac, glissez une pince sur le tube mais laissez la pince ouverte. Ensuite, découpez un X dans le fond du sac sur le trou de la plaque, puis chargez le sac avec les articles énumérés.

Vérifiez les listes, car oublier un article est très gênant. La tâche suivante consiste à configurer le noyau. Tout d’abord, placez un cric de laboratoire sur le sol sous la surface de travail.

Le cric de laboratoire doit avoir un morceau de contreplaqué dessus avec un trou au centre pour stabiliser le noyau. Ensuite, avec le noyau en position verticale, poussez-le à travers la plaque de guidage du noyau et à travers le X dans le sac à gants. Environ quatre à six pouces de noyau doivent s’étendre au-dessus de la plaque.

Maintenant, pendant qu’une personne soutient le noyau, collez le noyau au sac autour du X avec du ruban isolant. Ensuite, installez l’extrudeuse de noyau. Insérez d’abord la poignée dans une entretoise en PVC de six pouces de long et de deux pouces de diamètre, suivie d’un accouplement de trois pouces de long, puis d’un autre espace et d’un autre accouplement et ainsi de suite jusqu’à ce que la poignée soit complètement recouverte.

Maintenant, placez l’extrudeuse de noyau sous le noyau et soutenez-la avec le cric. Le cric doit être poussé aussi bas que possible. Ensuite, à l’aide d’un cutter, coupez soigneusement le bas du capuchon du noyau.

Laissez un anneau de capuchon autour de la doublure du noyau et laissez un morceau circulaire de capuchon contre les matériaux du noyau. Maintenant, une personne doit mettre la main dans le sac à gants pour fixer le noyau pendant que l’autre lève le cric. Déplacez progressivement l’extrudeuse de carottes dans le revêtement de carottes en soulevant les sédiments vers le haut.

Il peut être nécessaire de remuer un peu l’extrudeur. Continuez à soulever la carotte jusqu’à ce que les sédiments et l’eau sus-jacente atteignent le haut de la gaine de la carotte. La dernière tâche consiste à sceller le sac.

Tout d’abord, vérifiez que tout s’y trouve. Ensuite, ouvrez tous les objets du sac qui contiennent de l’air emprisonné. Maintenant, idéalement avec l’aide d’une autre personne, purgez le gant trois fois.

Tout d’abord, avec le sac aussi dégonflé que possible, scellez l’ouverture principale avec quelques cordons élastiques. Ensuite, avec un assistant régulant le débit d’azote à 50 psi, dirigez le gaz autour du sac, en particulier dans les crevasses où l’air pourrait être piégé. Lorsque le sac est fortement gonflé, éteignez le régulateur ou fermez la pince pour couper le gaz.

Ensuite, ouvrez l’ouverture principale et expulsez autant de gaz que possible du sac. Répétez le processus de remplissage du sac avec de l’azote, y compris toutes les crevasses, et videz le sac deux fois de plus. Une fois cette opération terminée, le sac à gants doit contenir de très faibles niveaux d’oxygène.

Terminez avec une quantité confortable de gaz dans le sac à gants. Cette procédure est mieux effectuée en travaillant en binôme. Pour cette procédure, mettez une paire de gants jetables par-dessus les gants intégrés dans le sac.

Changez ces gants chaque fois qu’ils sont sales ou déchirés. Tout d’abord, retirez toute l’eau stagnante du haut du noyau à l’aide d’une seringue. Ensuite, filtrez cette eau à travers un filtre à seringue de 0,45 micron.

Ensuite, placez un anneau de sectionnement de noyau sur le dessus de la doublure de noyau. Ensuite, soulevez la carotte jusqu’à ce que le sédiment rencontre le haut de l’anneau. À l’intérieur du sac, fixez la doublure du noyau de sorte que lorsque le noyau bouge, la doublure ne le fasse pas.

Il peut être nécessaire pour l’opérateur travaillant à l’intérieur du sac à gants d’appuyer légèrement sur la doublure du noyau afin que le matériau du noyau soit en haut de l’anneau. Ensuite, poussez une trancheuse à carotte entre le haut de la gaine et l’anneau de sorte que la section des sédiments soit au-dessus de la trancheuse. Il s’agit de la première section du noyau.

À l’aide de cuillères en plastique, placez la section dans un tube conique de 50 millilitres et couvrez-la hermétiquement. Lavez les outils et répétez le processus jusqu’à ce que tout le noyau soit sectionné et placé dans des tubes. Au cours du processus de sectionnement du noyau, le cric de laboratoire peut être complètement déployé.

Si cela se produit, maintenez le noyau en place, abaissez le cric et positionnez les pièces en PVC pour étendre l’extrudeuse de noyau. Remettez ensuite le cric en place. Au cours de ce processus, le sac peut devenir trop dégonflé ou gonflé.

Effectuez les réglages en ouvrant brièvement la vanne d’azote gazeux ou en ouvrant brièvement l’ouverture du sac principal pour libérer le gaz. Une fois que la carotte est sectionnée et que tous les sédiments se trouvent dans des tubes à centrifuger, ces tubes peuvent être retirés du sac à gants et le sac à gants fermé. Ensuite, préparez les tubes collectés pour la centrifugation comme expliqué dans le protocole de texte.

Ensuite, faites-les tourner à 1, 100 g ou plus rapidement pendant 20 minutes. Après la centrifugation, remettez les tubes dans un environnement sans oxygène et introduisez des tubes vides pour la collecte des échantillons. Le sac doit ensuite être purgé à nouveau deux à trois fois comme auparavant.

Maintenant, ouvrez un tube centrifugé et retirez l’eau interstitielle à l’aide d’une seringue avec un tube à l’extrémité. Ensuite, à l’aide d’un filtre à seringue de 0,45 micron, filtrez l’eau dans un tube de prélèvement. Le protocole textuel explique comment traiter ultérieurement les échantillons.

En utilisant le protocole décrit, une carotte a été prélevée dans une zone humide près de la Nouvelle-Orléans neuf mois après le projet de loi Deep Water Horizons. Cette zone humide était fortement huilée. À l’aide d’un spectraphotomètre portable Hach DR 2700, les données ont montré des concentrations de sulfures extrêmement élevées.

Les concentrations de fer étaient faibles et le fer à l’état d’oxydation trois plus n’a pas été détecté. Donc, après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de purger le sac à gants de l’oxygène, d’extruder le noyau à l’intérieur du sac à gants pour permettre la section et de séparer les eaux interstitielles des sédiments. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une à trois heures par cœur, en fonction de la longueur du noyau.

Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de purger soigneusement le sac à gants et d’ajuster lentement la hauteur du noyau. En suivant cette procédure, des méthodes telles que la spéciation du fer par ferrousing, la spéciation de l’arsenic par voltampérométrie ou séparation en colonne, et la séparation du mythylmercure peuvent être effectuées afin de répondre aux questions sur l’état redox du système. N’oubliez pas que travailler avec des gaz comprimés peut être extrêmement dangereux et que la sécurisation du réservoir est essentielle lors de l’exécution de cette procédure.

Certains échantillons de sédiments peuvent être contaminés par des matières dangereuses et des précautions appropriées doivent être prises.