סום ביסוד אדמה פונקציות ותהליכים רבים, אבל את האפיון שלה על ידי FTIR ספקטרוסקופיה לעיתים קרובות תיגר הפרעות מינרלי. השיטה המתוארת יכול להגדיל את התועלת של ניתוח סום מאת FTIR ספקטרוסקופיה על-ידי חיסור ספקטרה הפניה מינרלים מינרלים הפרעות בספקטרה קרקע באמצעות מדעית שהושג.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
שיפור ספקטרוסקופית אינפרא אדום אפיון של חומר אורגני בקרקע עם המתחוללות ספקטרלי
במאמר זה
סיכום
תקציר
חומר אורגני בקרקע (סום) ביסוד אדמה תהליכי ופונקציות רבות. (FTIR) ספקטרוסקופיית פורייה מזהה חוב אורגני אינפרא אדום-פעיל המהווים את הרכיב האורגני של קרקעות. עם זאת, התוכן חומר אורגני נמוכה יחסית של קרקעות (בדרך כלל < 5% על ידי המוני) ואת ספיגת החפיפה של קבוצות פונקציונליות אורגניים ומינרליים באזור (מיר) אמצע אינפרא-אדום (4,000-400 ס מ-1) יוצר הפרעה משמעותית על ידי דומיננטי absorbances מינרליים, מאתגר או אפילו למנוע פרשנות של ספקטרה על אפיון סום. המתחוללות ספקטרלי, טיפול פוסט-הוק מתמטי של ספקטרה, יכול להפחית הפרעות מינרלים ולשפר את הרזולוציה של אזורים ספקטרלי התואם קבוצות פונקציונליות אורגני על ידי הסרת מתמטית absorbances מינרלים. פעולה זו דורשת קשת ההתייחסות מינרלים מועשר, אשר יכול להיות מדעית השיג עבור דגימת אדמה נתון על-ידי הסרת משתמשת הקשת הפניה מינרלים מועשר יופחת מקשת (מטופל) המקורי דגימת האדמה כדי לייצר קשת המייצג סום absorbances. שיטות להסרת סום נפוצים כוללים בעירה בטמפרטורות גבוהות ('ashing'), חמצון כימי. בחירה של שיטת הסרת סום נושאת שני שיקולים: (1) הסכום של SOM הוסר, וההתייחסות ספיגת (2) ממצאים של המינרל ספקטרום ובכך הספקטרום החיסור המתקבלת. בעיות פוטנציאליות אלה יכול, צריך להיות מזוהה ואת לכמת על מנת למנוע פרשנויות מסולף או מוטים spectra עבור הרכב קבוצה פונקציונלית אורגני משתמשת בעקבות הסרת סום, המדגם מועשרת מינרל שנוצר משמש לאיסוף קשת ההתייחסות מינרלי. מספר אסטרטגיות קיימות כדי לבצע המתחוללות בהתאם מטרות הניסוי ואת מאפייני המדגם, ובראשם קביעת הגורם חיסור. הקשת החיסור המתקבלת מחייב פרשנות זהירה בהתבסס על המתודולוגיה הנ. עבור קרקע רבים ודוגמאות אחרות סביבתיים המכיל רכיבים מינרליים משמעותי, המתחוללות יש פוטנציאל חזק כדי לשפר את אפיון הרכב חומר אורגני ספקטרוסקופיות FTIR
מבוא
חומר אורגני בקרקע (סום) הוא נתין קטין על ידי המוני רוב דגימות קרקע אבל הוא מעורב מאפיינים מרובים ומעבד פונקציות קרקע המשמשת כבסיס, כגון מזין רכיבה על אופניים, פחמן פחמיות1. אפיון ההרכב של SOM הוא אחד מספר גישות כדי לקשר צורה סום והמסירה עם שלה תפקידים אדמה פונקציות2,3. אחת השיטות של אפיון הרכב סום היא (FTIR) ספקטרוסקופיית פורייה, אשר מציע גילוי של קבוצות פונקציונליות המהווים חומר אורגני קרקעות, דגימות סביבתיים אחרים (למשל, carboxyl C-O, C-H אליפטיות) 4. עם זאת, השירות של ספקטרוסקופיה FTIR חושפניים סום קבוצה פונקציונלית הרכב קוראים תיגר על-ידי רכיב מינרל ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. מכינים את אדמת הסחף שאינם מטופלים ספקטרוסקופיה והסרת סום
- ניפוי בקרקע < 2 מ מ באמצעות רשת פלדה אל חלד ('פיין-הארץ השבר").
הערה: ההדגמה מעסיקה שני קרקעות של מרקם דומה אבל הבדל כמעט 3-fold SOM הכולל תוכן (טבלה 1).
2. סום להסרה על ידי חמצון כימי: דוגמה NaOCl
- התאם את רמת החומציות של 6% w/v NaOCl ל pH 9.5 על-ידי הוספת 1 M HCl dropwise לפתרון תוך כדי ערבוב, מדידה עם מד pH.
הערה: מרבית הלבנה (למשל, חיטוי) המתאימים באיכותם ריכוז (בדרך כלל 3-7% NaOCl וי/v) אבל יהיה pH > 12. כפי NaOCl חמצון של חומר אורגני הוא תלוי pH, ה-pH 9.5 מומלצת לשימוש שלה עם אדמת דגימות19,<....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
שיטת ההסרה סום יש השלכות מעשיות, כמו גם תיאורטי על הפרשנות של חיסור ספקטרה. לדוגמה, מינרלי שינויים של טמפרטורה גבוהה אבדה ערפדה יכולה להתבטא הפסדים או הופעות של פסגות ו/או כפי זז או והורחבו פסגות בספקטרום הפניה מינרלי. לכלוכים ספקטרלי אלה נוטים להתרחש באזורים של חפיפה עם להקות אורגני-1,600-900 ס מ-1,22 להתפשר על פרשנות של להקות אורגני. שינויים נפוצים של מינרלים להקות בעקבות אבדה ערפדה בטמפרטורה גבוהה (≥ 550 ° C) ניכרות באיור.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
השיטה של הסרת סום נושאת שני שיקולים: 1) כמות סום הוסר, וההתייחסות 2) ספיגת לכלוכים בתוך המינרל וכתוצאה מכך הספקטרום. למרבה המזל אפשרי — והכרחי ניתן לטעון — כדי לזהות ומפיק כמות אלה כדי למנוע פרשנויות משוחד של הרכב סום מהספקטרום החיסור המתקבלת. באופן אידיאלי, המתחוללות ספקטרלי היה מעסיק קשת ההתייחסות מינרליים בלבד להניב קשת של 'טהור'. תודה במציאות, הספקטרום החיסור המתקבלת תערוכות absorbances המקביל סום כי הם משופרת ביחס הקשת המקורית אדמה (ללא טיפול). זה בגלל ספיגת ליניארי של רכיבים מינרליים דגימות קרקע מונע חיסור.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
אנו מעריכים את ההדרכה של ד ר רנדי Southard על NaOCl חמצון, דיונים שונים ספקטרלי המתחוללות עם ד ר Fungai F.N.D. Mukome.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ספקטרומטר Nicolet iS50 | Thermo Fisher Scientific | 912A0760 | ספקטרומטר אינפרא אדום המשמש לאיסוף ספקטרום |
| EasiDiff | Pike Technologies | 042-1040 | מחזיק מדגם תפוקה גבוהה |
| OMNIC | Thermo Fisher Scientific | INQSOF018 | תוכנה המשמשת לביצוע חיסורים |
| 6% v/v נתרן היפוכלוריט | Clorox | n/a | אקונומיקה גנרית שנרכשה בחנות להסרה חמצונית של חומר אורגני בקרקע |
| סוג 47900 תנור | VWR International | 30609-748 | תנור מופל לאפר קרקעות להסרת חומר אורגני אדמה |
| VWR Gooch כורי היתוך, חרסינה | VWR International | 89038-038 | כור היתוך לאפר |
| צינור VWR 50 מ"ל סטרילי CS500 | VWR International | 89004-364 | לנתרן היפוכלוריט |
| תנור אוויר מאולץ | VWR International | 89511-414 | לייבוש קרקעות לאחר חמצון ושטיפת מים |
| מד pH | VersaStar Fisher Scientific | 13 645 573 | למדידת pH של תמיסת חמצון |
מקורות
- Schmidt, M. W. I., et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature. 478 (7367), 49-56 (2011).
- Masoom, H., et al. Soil Organic Matter in Its Native State: Unravelling the Most Complex Biomaterial on Earth....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
