Name: פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב CO 2 ניתוח שטף ו פחמן רדיואקטיבי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-21T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 19 s
Description: חקור שיטה לניטור פירוק מזהמים נפטיים באמצעות מדידת תוכן פחמן רדיואקטיבי ב-CO2. השיטה משלבת ניתוח זרימת גזים ומודלים חישוביים להערכת יעילות הביורימדיהציה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תמיכה כספית למחקר זה ניתנה על ידי התוכנית האסטרטגית למחקר ופיתוח סביבתי (SERDP ER-2338; אנדריאה ליסון, מנהלת תוכנית). מייקל פאונד, פיקוד הנדסת המתקנים הימיים, סאות'ווסט סיפק תמיכה לוגיסטית ותמיכה באתר הפרויקט. בריאן ווייט, אריקה תומפסון וריצ'רד וונג (CBI Federal Services, Inc) סיפקו תמיכה לוגיסטית באתר, פרספקטיבה היסטורית של האתר ודוחות רלוונטיים. טוד וידמאייר (T.H. Wiedemeier & Associates) סיפק תיעוד, דיון ונקודות מבט היסטוריות על האתר.

1. הכנה והתקנת השדה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש ציוד שדה צורך; משאבות, כוח (סוללות, שמש, שנאים, וכו &#39;), צינורות, גם כובעים, אבזרים, צלוחיות מדגם ובקבוקים, בדיקות (pH, אה, וכו&#39;) ומשאבות מתח נמוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותם משאבות אוויר המופעל באמצעות סוללות. לקדוח חור לתוך דיור המשאבה (גודל 53) ונתב קטע קצר (3-5 &quot;) של 1/16&quot; צינורות גז-חדיר פלסטיק (עבור PFA למשל). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותם את כל המנות החיצוניות של המשאבה (סביב דיור הגומי הנמוך) עם איטום ימי ואחריו מעייל של איטום סיליקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ בדיקות משאבות על ידי נושב בעדינות בצינור הדיור תוך חסימת היצוא. בדוק דליפה חזותית. הערה: לחץ קל צריך להחזיק אם אין דליפת אוויר (איור 1).. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן בארות ניטור במידת הצורך (במחקר זה בארות קיימות שימשו - הוקרן ברחבי vadose: ממשק תהום) 18 </sup&gt;. הערה: גם אחד חייב להיות רקע היטב נציג מיקומו של האתר המזוהם - אך ללא זיהום נפט מבוסס ידוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבל נתוני דוגמנות תהום ראשוניים אם הם לא קיימים (מוליכות הידראוליות, נקבובי האקוויפר, צפיפות קרקע, תשואה מסוימת, שיפוע הידראולי, וכו &#39;) כמתואר 18. השתמש בנתונים אלה כדי לפתח אזור השפעה (זואי) מודל (אומדן של האזור הלכיד CO 2). הכן את המודל זואי כמתואר חומרים משלימים 18. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן CO 2 מלכודות בשקילה החוצה ~ 25 גרם NaOH והעברת בקבוק סרום 100 מיליליטר. כיסוי או בקבוק הסרום עם מחץ ו crimp בחוזקה. הכינו מלכודת עבור כל טוב אוסף (איור. 2), בתוספת שדה ריק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנהל דגימת תהום ראשונית לפי צורך כדי להשיג pH הראשונית, פחמן אורגני מומס ריכוזים (DIC) וריכוזי קטיון 10,18. מלאו 40 מ&quot;ל נדיפים אובקבוקון ניתוח ganic (VOA), מלמטה המניסקוס קמור עם מי התהום (מדגם באמצעות ביילר, משאבת peristaltic, או קו ריק), להוסיף 5 טיפות של תמיסת CuSO 4 רווי 19, מכסה הדוק (חייב להשתמש כמוסות מחצה) ובו סכום נמוך אמיץ ככל האפשר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח בקבוקונים נוספים עבור ניתוחים אחרים (ריכוזי מזהמים, למשל). השתמש בקבוקון unpreserved למדידת pH אם מטר אינו זמין בתחום. מכניסים למקרר והובלה למעבדה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתב את קווי החשמל (מסוגלים לשאת ~ 1 אמפר) על פני הקרקע או אמצעי נוח אחר זה טוב. להטביע משאבה שונה (ראה 1.2) ולוודא המשאבה מבצעית (אמור להיות מסוגל לשמוע את זה עובד). הערה: המשאבות יכולות להכיל 12 V אבל להשתמש במתח נמוך כדי לחסוך בצריכת חשמל (איור 3).. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בארות קאפ עם כובעים גם גז חזק שונים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להכין כובעים, שני לקדוח חורים (תרגיל גודל 53) דרך כובעים כדי בכושר בחוזקה 1/16 &quot;נתיבי גז. קווי גז הכביש שני דרך הכובע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך קו אחד כך שהוא ינוח בסמיכות לשולחן מי התהום (איור. 4). להטביע אגוז חלד כבד בקצה כדי להכביד הקו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כביש בקו השני ממש מתחת הכובע (זה יהיה הקו בתמורת גז). מעיל משטחים וחוטים איטום עם גריז ואקום מספיק כדי לאסור כל חילופי האוויר. הדק על מכסה הבאר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתב את הצינורות הנמוכים לתוך כניסת המשאבה. כביש קו גז מהמשאבה מלכודת 2 CO (NaOH) באמצעות מחט מד 16 # דרך מחצה. כביש קו החזרה מהמלכודת (באמצעות מחט # 16 שני) אל קו הגז שהסתיים ממש מתחת הכובע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המשאבה על ידי אספקת כוח ולאסוף לפחות כרכים גם 30 (זה תלוי בנפח של החלל-הראש גם. זה יכול להיות מחושב עם הרדיוס היטב (r) ומרחק מוערך שולחן התהום (L), כלומר, πr 2 ליטר). מחק את המלכודות הראשוניות (כדי לנקות את האמיץ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סור ולהחליף עם מלכודות טריות לפני איסוף CO ניסיוני 2 על-ידי משייכת המחטים מכל מחץ בקבוק של ומכניס אותם על מחצה הבקבוק החדש. הערת שעה ותאריך עבור מדליק משאבה. </li></ol></li></ol> 2. ניתוח מדגם ראשוני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למדוד דסק&quot;ש ידי coulometry 20: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת בשלושה עותקים 1 subsamples מ&quot;ל ל 40 מ&quot;ל בקבוקונים בסרום כתרים עם septa. לחומצה subsamples עם 1 מ&quot;ל 80% H 3 PO 4. Sparge עם זרם אוויר CO 2 -חינם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את זרם גז CO 2 התפתח שיחים עולים בקנה אחד עם Mg הרציף (CLO 4) 2 וג&#39;ל סיליקה (230-400 רשת, 60 א) מלכודות. הבועה זרם הגז לתא coulometric שבו assay colorimetric משמש לכמת CO 2. השתמש בחומרי ייחוס מאושרים לכייל מדידות 21. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לִמְדוֹדpH באמצעות מד pH מכויל סטנדרטי. מדוד pH שבאתר או על דגימות נשמרו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד הקטיונים המומסים על ידי כרומטוגרפיה יון: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Pipet 5 מ&quot;ל דגימות מי תהום unpreserved כדי autosampler מבחנות. בקבוקונים שווים והכניס autosampler מצמיד את כרומטוגרף יון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בעמודת קטיון הספציפי לניתוח 10,18. השתמש 20 מ&quot;מ חומצה methanesulfonic כמו eluent ותזרים chromatographic מוגדר ~ 0.7 מ&quot;ל דקות -1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל פתרון המניות של 6 תקנים קטיון (המכיל Mg, Ca, Na, ו- K לכל הפחות) 0.5: 4.5, 1: 4, 2: 3, 3: 2, ו -4: 1 שימוש במים מטוהרים. הפעל תקנים אלו בתחילת הניתוח ואחרי 25 כל דגימות ידועות. הפעל מדגם שלוש פעמים (בשלושה עותקים). צור עקומת סטנדרט ידי התוויית ריכוז קטיון לעומת אזור השיא ויצירת רגרסיה ליניארית. ניתוח דגימות שדה בהתאם 10,18. </li></ol></li></ol> 3. למדוד CO 2 הפקהד מינרליזציה דרג באתר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר כשבועיים עד חודשיים (ישתנו ככל הנראה מאתר לאתר המבוססת על קצב חילוף החומרים של חיידקים באתרה), יפסיק את הספקת החשמל למשאבות ידי ניתוק אותם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור מלכודות גז ממוחזר, להסיר מחטים ולהחליף עם מלכודת &quot;טרי&quot; CO 2. מלכודות יציבות במשך אחסון לטווח ארוך אם אטום (cf איור. 3). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מוכן לניתוח, לפזר כל unspent (מוצק) הנותרים NaOH ולהעביר את התוכן נוזל כולו למכשיר נפח להשיג נפח דילול. לקבוע את עוצמת הקול מלא (למשל 200 מ&quot;ל לפזר את NaOH הנותרים מלא) subsamples העברה (5-10 מ&quot;ל) ל 40 מ&quot;ל צלוחיות עם septa. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחומצה על ידי הזרקת 50% (v / v) חומצה זרחתית, sparge ולנתח את זרם הגז כתוצאה ידי coulometry (ראה 2.1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן ידני לחשב את שיעור הגבייה CO 2 על ידי קנה המידה של subsample אל volum כולודואר וכדי בזמן איסוף המידע (כלומר, X גרם CO 2 ליום). הפחת את תוכן CO 2 שדה ריק. לדוגמה, אם NaOH-נמס לגמרי הוא 200 מ&quot;ל, להכפיל subsample 10 מ&quot;ל ב -20 לשקף את ריכוז CO 2 בקטגוריה כולה. הערה: אם כי מדגם מיוצג 14 ימים של איסוף, שיעור הגבייה יהיה הריכוז המדורג CO 2 מחולק ל 14 ימים. מגרש את שיעור גביית CO 2 נגד ריכוז דסק&quot;ש הראשוני. אם אין התאמה, שיעור הגבייה הוא לא פונקציה הבלעדית של קינטיקה שיווי משקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לתת דין וחשבון על קינטיקה שיווי משקל, ידני להפחית את שיעור הגבייה הנמוך משיעור אוסף של כל בארות אחרות בתקופת הדגימה. הערה: לדוגמה, אם שיעור הגבייה הנמוך ביותר היה 0.0001 מ&quot;ג ד -1, להפיק את בהנחה שמרנית כי זה מייצג אוסף שיווי משקל אך ורק ולחסר ערך עבור כל שיעורי גביית אחרים כדי להשיג ההדואר CO 2 ייצור שיעור עקב הידרדרות. השיעור המדורג הוא שיעור מינרליזציה פחמן האורגני (השמרני כפי השיעור הנמוך ביותר עשוי לכלול כמה מינרליזציה מזהם). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתח את הנותרים CO 2 על ידי Accelerator ספקטרומטריית מסה (AMS) כדי לקבוע את התוכן פחמן רדיואקטיבי 22. השתמש כ פחמן 1 מ&quot;ג לניתוח זה. קנה המידה של הזמן אוסף (ים) כדי לאסוף CO 2 מספיק. הפחת את תוכן פחמן רדיואקטיבי את השדה הריק ידי מאזן מסה (מדידת פחמן רדיואקטיבי מדורגת לסכום CO 2 בתחום ריק). הערה: לקבלת באתר הבדיקה המתוארת, 2 אוספים בשבוע היו יותר מאשר מספיק כדי להשיג 1 פחמן מ&quot;ג. </li></ol> דגם 4. אזור השפעה כדי לאמוד את היקף הקרקע שנדגמו עבור CO 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 23 MT3DMS יחד עם MODFLOW-2005 24 דרך ממשק ModelMuse 25 כדי לדמות דיפוזיה CO 2 ושיווי משקלהקשורים המסך היטב (וידאו 1). ההחלטה של ​​המודל היא 0.09 מ &#39;0.09 מ&#39; וזה שווה בערך החתך של הבאר נחשבת סביר להערכת זואי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הורד והתקן MODFLOW-2005 (http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html#downloads), MT3DMS (http://hydro.geo.ua.edu/mt3d/), ו ModelMuse (http : //water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר ModelMuse עם מיקום של תכנית MODFLOW. לשם כך, לחץ על &quot;מודל&quot; תפריט, ולאחר מכן בחר &quot;מיקומיתוכניות MOFLOW ...&quot;, ולאחר מכן צבע תכנית ספריית התקנת תכנית MODFLOW-2005: /bin/mf2005.exe. תחת שיח זה אותו הדבר, להגדיר ModelMuse עם מיקום של תכנית MT3DMS (ספריית התקנה: /bin/mt3dms5b.exe). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר חבילות MODFLOW תוכניות (בתוך ModelMuse). כדי לעשות זאת, בחר בתפריט &quot;דגם&quot;, ואז &quot;חבילות MODFLOW תוכניות ....&quot;. תחת &quot;זרימה&quot;, בחר LPF:4; שכבת אריזת זרימת נכס &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת &quot;תנאי שפה,&quot; בחר &quot;ראש הוגדר,&quot; ולאחר מכן בחר CHD: Time-Variant הוגדרה-ראש חבילה &quot;בחר&quot; MT3DMS &quot;בחר&quot; BTN:... חבילה הכולל טיסה בסיסית &quot;קבעת את המינים הניידים ל- CO 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר אפשרויות MODFLOW בתוך ModelMuse. כדי לעשות זאת, בחר &quot;דגם&quot; בתפריט, ואז אפשרויות MODFLOW. בכרטיסייה &quot;אפשרויות&quot;, להגדיר יחידות מודל (מטרים, שעות, g (גרם)). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר MODFLOW זמן על ידי בחירת תפריט &quot;דגם&quot;, ואז &quot;MODFLOW זמן.&quot; שימוש תקופת מתח אורך 360 יהיה בטווח הסימולציה עבור 15 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר נתוני MODFLOW סטים על ידי בחירת תפריט &quot;נתונים&quot;, בחרו &quot;מערכי נתונים.&quot; הזן נתונים מהאתר של עניין: הידרולוגיה (ערכי K ב 3 מימדים, Modflow ראש ראשוני, Modflow הוגדר ראש); MT3DMS: (סי מקדם דיפוזיה 2, CO ריכוז ראשוני 2, אורך Dispersivity). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Eמשתנה גלובלי dit. בחר בתפריט &quot;נתונים&quot;, בחר &quot;משתנה גלובלי.&quot; הזן את שיעור גביית 2 CO (מאתר) ואת ריכוז 2 הראשוני CO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סימולציה לרוץ. לחצו על החץ הירוק בסרגל הסמל העליון כדי להתחיל את הסימולציה. שמור קבצי קלט כאשר תתבקש לעשות זאת. סימולציה תפעל. אחרי הגלישה, יצוא MT3DMS קבצי קלט: בחר תפריט &quot;קובץ&quot;, ולאחר מכן &quot;ייצוא&quot; ואז MT3DMS קבצי קלט. סימולציה תגבש ונתוני יצוא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים ותוצאות מודל פלט. לחץ על הסמל צג על בר סמל. בחר את הסימולציה. ערכי גבול הפלט זואי ב X, Y ו- Z ציר הערה: מודל זה מייצג אזור השפעה לאיסוף CO 2 (פיתוח המודל המלא מתואר טופס דיווח זמין מהחומרים התומכים) 18. זואי, אשר מוגדר כנפח האקוויפר אשר ריכוז CO 2 של 95% או פחות, נראה סימטרי על שיפוע הידראולי,אשר טוען השפעה קטנה יחסית של תהליך advection עם השיפוע ההידראולי הקטן במהלך העונה היבשה. ניתוח נוסף מציין כי היקף האקוויפר עם כל דלדול CO 2 (כלומר, &lt;99%) ובמידות downgradient ארוך משמעותית. </li></ol></li></ol> 5. תוכן פחמן רדיואקטיבי זוג עם CO 2 הפקה דרג סולם כדי Volume (עם זואי) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המרת הגילאים פחמן רדיואקטיבי (במידת הצורך) כדי לכל בסימון mil שימוש בנוסחאות תקן 22. השתמש ערך פחמן רדיואקטיבי גם רקע בתור (NOM Δ 14 C) ידוע במשוואה (1). Δ 14 C נפט הוא יודע (-1000). השתמש הערך של הפרט עבור Δ 14 CO 2. לפתור עבור נפט חלק. (1) Δ 14 CO 2 = (Δ 14 C x נפט נפט שבריר) + [Δ 14 C NOM x (1 - חלקנפט)] </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכפל את הנפט שבר בשיעור מינרליזציה CO 2 (3.1) כדי לקבוע את שיעור מינרליזציה המזהם (כלומר, 50% x 1.0 מ&quot;ג ד -1 = 0.5 מ&quot;ג -1 המזהם פחמן ד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלקים את שיעור מינרליזציה מזהמים על פי היקף זואי מחושב ב (4) לקבוע mineralized מסת המזהם ליחידת זמן ליחידת נפח (כלומר, 0.05 מ&quot;ג C מ -3 ד -1). </li></ol>

<ol><li>In situ bioremediation: When does it work. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22National+Research+Council%22">National Research Council</a>. , National Academy of Sciences. Washington, DC. 1-207 (1993).</li>
<li>Vangelas, K. M. Summary Document of Workshops for Hanford, Oak Ridge and Savannah River Site as part of the Monitored Natural Attenuation and Enhanced Passive Remediation for Chlorinated Solvents - DOE Alternative Project for Technology Acceleration. , U.S. Department of Energy, Westinghouse Savannah River Company. Aiken, SC. 1-89 (2003).</li>
<li>Wiedemeier, T. H., et al. Technical Protocol for Evaluating Natural Attenuation of Chlorinated Solvents in Ground Water. , USEPA Office of Research and Development. Washington, DC. 1-248 (1998).</li>
<li>Wilson, J. T., Kampbell, D. H., Ferrey, M., Estuestra, P. Evaluation of the Protocol for Natural Attenuation of Chlorinated Solvents: Case Study at the Twin Cities Army Ammunition Plant. , USEPA Office of Research and Development. Washington, DC. 1-49 (2001).</li>
<li>Elsner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+challenges+in+compound-specific+stable+isotope+analysis+of+environmental+organic+contaminants%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Current challenges in compound-specific stable isotope analysis of environmental organic contaminants.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 403 (9), 2471-2491 (2012).</li>
<li>Meckenstock, R. U., Griebler, C., Morasch, B., Richnow, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+isotope+fractionation+analysis+as+a+tool+to+monitor+biodegradation+in+contaminated+acquifers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Contaminant+Hydrology%22%5BJournal%5D)">Stable isotope fractionation analysis as a tool to monitor biodegradation in contaminated acquifers.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 75 (3-4), 215-255 (2004).</li>
<li>Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+in+situ+mineralization+of+recalcitrant+organic+compounds+in+vadose+zone+sediments+using+%CE%B413C+and+%CE%9414C+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Contaminant+Hydrology%22%5BJournal%5D)">Assessing in situ mineralization of recalcitrant organic compounds in vadose zone sediments using δ13C and Δ14C measurements.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 76 (1-2), 1-18 (2005).</li>
<li>Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A., Hunkeler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isotopic+and+Geochemical+Assessment+of+in+Situ+Biodegradation+of+Chlorinated+Hydrocarbons%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Isotopic and Geochemical Assessment of in Situ Biodegradation of Chlorinated Hydrocarbons.</a> Environmental Science and Technology. 37 (18), 4205-4212 (2003).</li>
<li>Aelion, C. M., Kirtland, B. C., Stone, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiocarbon+assessment+of+aerobic+petroleum+bioremediation+in+the+vadose+zone+and+groundwater+at+an+AS%2FSVE+site%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Radiocarbon assessment of aerobic petroleum bioremediation in the vadose zone and groundwater at an AS/SVE site.</a> Environmental Science and Technology. 31 (12), 3363-3370 (1997).</li>
<li>Boyd, T. J., Pound, M. J., Lohr, D., Coffin, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiocarbon-depleted+CO2+evidence+for+fuel+biodegradation+at+the+Naval+Air+Station+North+Island+%28USA%29+fuel+farm+site%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science%3A+Processes+%26+Impacts%22%5BJournal%5D)">Radiocarbon-depleted CO2 evidence for fuel biodegradation at the Naval Air Station North Island (USA) fuel farm site.</a> Environmental Science: Processes & Impacts. 15 (5), 912-918 (2013).</li>
<li>Coffin, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiocarbon+and+Stable+Carbon+Isotope+Analysis+to+Confirm+Petroleum+Natural+Attenuation+in+the+Vadose+Zone%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Forensics%22%5BJournal%5D)">Radiocarbon and Stable Carbon Isotope Analysis to Confirm Petroleum Natural Attenuation in the Vadose Zone.</a> Environmental Forensics. 9 (1), 75-84 (2008).</li>
<li>Sihota, N. J., Ulrich Mayer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+vadose+zone+hydrocarbon+biodegradation+using+carbon+dioxide+effluxes%2C+isotopes%2C+and+reactive+transport+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Vadose+Zone+Journal%22%5BJournal%5D)">Characterizing vadose zone hydrocarbon biodegradation using carbon dioxide effluxes, isotopes, and reactive transport modeling.</a> Vadose Zone Journal. 11, (2012).</li>
<li>Sihota, N. I., Singurindy, O., Mayer, K. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CO2-Efflux+Measurements+for+Evaluating+Source+Zone+Natural+Attenuation+Rates+in+a+Petroleum+Hydrocarbon+Contaminated+Aquifer%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">CO2-Efflux Measurements for Evaluating Source Zone Natural Attenuation Rates in a Petroleum Hydrocarbon Contaminated Aquifer.</a> Environmental Science & Technology. 45 (2), 482-488 (2011).</li>
<li>Norman, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+six+methods+for+measuring+soil-surface+carbon+dioxide+fluxes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">A comparison of six methods for measuring soil-surface carbon dioxide fluxes.</a> J. Geophys. Res. 102 (24), 28771-28777 (1997).</li>
<li>Amos, R. T., Mayer, K. U., Bekins, B. A., Delin, G. N., Williams, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+dissolved+and+vapor-phase+gases+to+investigate+methanogenic+degradation+of+petroleum+hydrocarbon+contamination+in+the+subsurface%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resources+Research%22%5BJournal%5D)">Use of dissolved and vapor-phase gases to investigate methanogenic degradation of petroleum hydrocarbon contamination in the subsurface.</a> Water Resources Research. 41 (2), 1-15 (2005).</li>
<li>Molins, S., Mayer, K. U., Amos, R. T., Bekins, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vadose+zone+attenuation+of+organic+compounds+at+a+crude+oil+spill+site+-+Interactions+between+biogeochemical+reactions+and+multicomponent+gas+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Contaminant+Hydrology%22%5BJournal%5D)">Vadose zone attenuation of organic compounds at a crude oil spill site - Interactions between biogeochemical reactions and multicomponent gas transport.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 112 (1-4), 15-29 (2010).</li>
<li>McCoy, K., Zimbron, J., Sale, T., Lyverse, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Natural+Losses+of+LNAPL+Using+CO2+Traps%5BTitle%5D)+AND+%22Groundwater%22%5BJournal%5D)">Measurement of Natural Losses of LNAPL Using CO2 Traps.</a> Groundwater. , (2014).</li>
<li>Boyd, T. J., Montgomery, M. T., Cuenca, R. H., Hagimoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+radiocarbon+and+CO2+flux+measurements+used+to+determine+in+situ+chlorinated+solvent+mineralization+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science%3A+Processes+%26+Impacts%22%5BJournal%5D)">Combined radiocarbon and CO2 flux measurements used to determine in situ chlorinated solvent mineralization rate.</a> Environmental Science: Processes & Impacts. , (2015).</li>
<li>Winslow, S. D., Pepich, B. V., Bassett, M. V., Wendelken, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+inhibitors+for+US+EPA+drinking+water+methods+for+the+determination+of+organic+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Microbial inhibitors for US EPA drinking water methods for the determination of organic compounds.</a> Environmental Science and Technology. 35 (20), 4103-4110 (2001).</li>
<li>Johnson, K. M., Sieburth, J. M., Williams, P. J. lB., Brändström, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coulometric+total+carbon+dioxide+analysis+for+marine+studies%3A+Automation+and+Calibration%5BTitle%5D)+AND+%22Mar.Chem%22%5BJournal%5D)">Coulometric total carbon dioxide analysis for marine studies: Automation and Calibration.</a> Mar.Chem. 21 (2), 117-133 (1987).</li>
<li>Dickson, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standards+for+ocean+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Oceanography%22%5BJournal%5D)">Standards for ocean measurements.</a> Oceanography. 23 (3), 34-47 (2010).</li>
<li>Stuiver, M., Polach, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discussion%3A+Reporting+of+14C+Data%5BTitle%5D)+AND+%22Radiocarbon%22%5BJournal%5D)">Discussion: Reporting of 14C Data.</a> Radiocarbon. 19 (3), 355-363 (1977).</li>
<li>Zheng, C., Wang, P. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZheng%2C+C+%22MT3DMS%3A+A+modular+three-dimensional+multispecies+transport+model+for+simulation+of+advection%2C+dispersion%2C+and+chemical+reactions+of+contaminants+in+groundwater+systems%3B+documentation+and+user%27s+guide%22">MT3DMS: A modular three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater systems; documentation and user's guide</a>. , DTIC. DTIC Document (1999).</li>
<li>Harbaugh, A. W. MODFLOW-2005, the US Geological Survey modular ground-water model: The ground-water flow process. , US Department of the Interior, US Geological Survey. (2005).</li>
<li>Winston, R. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWinston%2C+RB+%22Ground+Water+-+Book+6.+Vol.+Techniques+and+Methods%22">Ground Water - Book 6. Vol. Techniques and Methods</a>. , U.S. Geological Survey. 6-A29 Ch. 29 (2009).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Semi-Annual+Post-Closure+Maintenance+Report+for+Calendar+Year+2011+Installation+Restoration+%28IR%29+Program+Site+2+%28Old+Spanish+Bight+Landfill%29%2C+Site+4+%28Public+Works+Salvage+Yard%29%2C+and+Site+5%2C+Unit+1+%28Golf+Course+Landfill%29%22">Semi-Annual Post-Closure Maintenance Report for Calendar Year 2011 Installation Restoration (IR) Program Site 2 (Old Spanish Bight Landfill), Site 4 (Public Works Salvage Yard), and Site 5, Unit 1 (Golf Course Landfill)</a>. , Accord Engineering Inc. San Diego, CA. (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Annual+Progress+Report+October+2010+to+December+2011%2C+Operable+Unit+24%22">Annual Progress Report October 2010 to December 2011, Operable Unit 24</a>. , Geosyntec Consultants. Columbia, MD. (2012).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים

פרוטוקול מתואר שמטרתה לשלב מדידות קצב, מינרליזציה שיעור מן המזהם (ים) ו זואי לקבוע שפלה מזהמת כוללת של אתר. הרכיבים הקריטיים הם, מדידת CO 2 ייצור (מינרליזציה כאשר תקן) לאורך זמן, במקביל לאיסוף CO respired 2 בכמות מספקת (~ 1 מ&quot;ג) לניתוח פחמן רדיואקטיבי AMS מתן סכום נגזר שפלה מזהמת, ו, יצירת מודל זואי להתייחס בשבי CO 2 עד נפח של אדמה או מי תהום ידועה (או שניהם). המרכיבים העיקריים שלושה אלה משולבים להגיע חישוב הכולל בכל נקודת דגימה עבור כמות המזהם מושפל ליחידת נפח ליחידת זמן (GM -3 ד -1, למשל). קנה מידה של החישובים, באמצעות מדידות מופרדות חזרו וגיאוגרפית (בארות המשתרעות על אתר subsampled מעל בסקאלות זמן ארוכה יותר), יאפשר למנהלי אתר להעריך מרחבית temporדינמיקה שפלה אל ולהגיב בהתאם לרגולטורים ובעלי עניין. הפרוטוקול המתואר משתמש משאבות סירקולציה או דוגמים פסיביים פרוסים לטווח ארוך (אסטרטגיה בשלבי פיתוח) כדי ללכוד את ה- CO 2 מגז אמיץ היטב. הסיבה היא פי כמה וכמה. בראש ובראשונה, מספיק CO 2 יש לאסוף כדי להשיג מדידות פחמן רדיואקטיבי (~ 1 מ&quot;ג). שיעורי נשימה ניתן למדוד באמצעות קרקע משטח: מלכודות חילוף אוויר או על ידי שימוש במכשירי נשימת אדמה (תא שטף Licor למשל). שיטות אלה סובלים הצורך לאסוף CO מספיק אסינכרוני 2 לניתוח פחמן רדיואקטיבי - ובכך אולי הטיית המדידה. למשל, בתא שטף ניתן לבוש למדוד אדמה: אוויר CO 2 חליפין תוך התחשבות נהירה של אטמוספרי CO 2 17. אלא אם כן שיעורי נשימה הם גבוהים, מספיק CO 2 למדידות פחמן רדיואקטיבי לא יכול להיות לכוד. בבמקרה זה, ניתן לקחת דגימות ממדגמים גז קרקע גדולים או ממי תהום (עם DIC) 12. יתר על כן, מדידת שטף CO 2 על הקרקע: משטח אוויר כפוף זרם מן לרוחב האווירה לתא או מלכודת השטף. אמיץ גם דגימה &quot;מבודד&quot; האות לאזור של זיהום (בהתאם להתקנה גם במידה מסוימת) אבל מוסר כראוי מפני זרם אטמוספרי (ו- CO 14 המודרני שנוצר atmospherically 2). הקושי העיקרי הוא דגימה מן הבאר מבלי לפתוח אותו כדי לשנות מלכודות (עבור דגימה זמנית). באמצעות משאבות הסירקולציה המחודשת מאפשרת לאדם לטעום אמיץ היטב ולשנות CO 2 מלכודות במרווחי זמן קבועים מבלי לחשוף את מיקום מדגם 14 אטמוספרי CO 2. זה גם מאפשר לדגום CO 2 הניכר אשר לאחר מכן ניתן לנתח עבור שטף ותוכן פחמן רדיואקטיבי טבעי. ה- PR הסחרורotocol הוא לא בלי קושי. אחת הבעיות המרכזיות היא מסירת כוח מספיק כדי להפעיל משאבות ברציפות בתחום. לצורך הניסוי הראשוני (המתואר כאן), פאנלים סולאריים מסופק מספיק אנרגיה כדי להפעיל משאבות עבור כל תקופה של שבועיים. יומני מתח הראו כי לאחר מספר ימים, אנרגיה סולארית לא יכול לשמור על קשר עם הכוח הדרוש ומשאבות לא פעלו במשך כמה שעות בכל יום. זה לא היה מהותי דוגמנות השטף ואיסוף הכוללת, אך מדגיש את הקושי במתן חשמל בשפע לחומרה לשדה-פרסה. בשינה כרגע ריצה אוסף, כוח המשאבות הופרע על ידי צוותות קרקע לכסח בתחום גם ניטור. קווי חשמל מספר נותקו. אנו בוחנים כעת מלכודות CO 2 הפסיבי-לפרוס אמיץ אשר יכול להיות וריד לתוך הבאר לאחזר במועד מאוחר יותר עם נספג CO 2. ניתוח סיכון-תועלת מתנהל (את הסיכון בעיקר נגזר מצורך לפתוח את הראש היטב ולאפשר ב אטמוספרי14 CO 2). המגבלות העיקריות של הטכניקה הם לא להיות מסוגלים להבחין בין מקור הנשימה המדויק במערכות מזהם מעורבות ולא להיות מסוגל לתת דין וחשבון על מוצרים פגומי ביניים מבוססי פחמן (כלומר, DCE, VC, מתאן). למשל, באתר הנוכחי, היה זיהום פחמימני דלק היסטורי בנוסף זיהום CH. CHS כמעט נעשית אך ורק ממקורות נפט. באתר תיאר, CH הוא מבודד בעיקר באזור למד - תוך כמה נפט שיורית כנראה קיים לצפון. אין נפט נמצא בבארות שנדגמו עבור עבודה זו. עם זאת, באתר מזהם מעורב, שיעור מינרליזציה הכולל עשוי להיות קשה לקשור עוזר יחיד או מח&#39; של מזהמים. באמצעות שיטה זו, ניתן לכמת את שפלת CH המלאה (עד 2 CO). אם, פחמן מזהם מומר CH 4 (בתנאים אנאירוביים), את CH 4 עשוי להיות &amp; #34;. אבוד &quot;אם מפזרת הרחק זואי זה פחמן יומר סביר ל- CO 2 בתוך חלקי oxic באזור vadose אם זו אינה מתרחשת בתוך זואי, שיטת הדיווח לא תהווה אותו במקרה זה.. יכולה להיחשב, השיטה המתוארת אומד שמרני, אשר מנקודת מבט רגולטורית, רצוי. בנוסף, מודלי זואי אינם נטולי ודאות. סימולציות מבוססות על ערכים &quot;יחידים&quot; כגון נקבובי וצפיפות בתפזורת אשר נמדדים subsamples להניח להיות הומוגנית - אבל במציאות הם הטרוגניים בבית מקרו microscales מגבלה נתפסת עשויה להיות עלות ניתוח עבור פחמן רדיואקטיבי שפע טבעי (אשר יכול להיות כל כך כמו 600 $ לדגימה) האופי הסופי של המידע שנאספת גורם פחמן רדיואקטיבי.. העלות נמוכה מאוד במציאות. עם דגימות קולעות כמה, אפשר לקבוע אם תיקון משמעותי מתרחש. אם, למשל w הקשורים CO 2ה- i פלומה מזהמת הוא יחסית מדולדל פחמן רדיואקטיבי לאתר רקע 10. אתר עם pH הסביבה הנמוך (&gt; ~ 4.8) ואבן גיר ניכר (קאקו 3) עשוי להיות מועמד עני ליישום הטכניקה הזו. שכבות קרבונט עתיקות עשויות להתמוסס pH הנמוכים הטיה בניתוח. המשמעות של הטכניקה היא ניכר, כסוג מדידה יחיד (פחמן רדיואקטיבי שפע הטבעי) יכול מייד לשמש כדי לאשר בגיור באתרו של מזהם ל- CO 2. ניתוח זה הוא סופי. פחמן רדיואקטיבי לא יכול להיות מדולדל אלא דרך התפרקות רדיואקטיבית - שהוא קבוע למרות פיזית, כימי או שינוי ביולוגי של כל חומר מוצא. מדידות פחמן רדיואקטיבי סטטי (למשל DI 14 C) יכולות להתבצע על דגימות יצוו ולאשר באופן מיידי אם 14 C-מדולדל CO 2 הוא נפוץ באתר (המציין מינרליזציה מזהם עוררין ל- CO 2). Informa זהtion לבד הוא מאוד יקר למנהלי אתר כמו בלעדיו, הם נדרשים להשתמש קווי ראיות עקיפים רבים להסיק כי מינרליזציה המזהם מתרחש. אין מדידה בודדת אחרים יכולים לספק חיבור בטון בין מזהמים מבוססי פחמן פחמן המכיל CO 2 מיוצר באמצעות השפלה מוחלטת. יישומים עתידיים נערכים כיום שבו הקבוצה שלנו תגדל דגימת פתרון זמני להקיף שנה שלמה. על ידי איסוף CO 2, וקביעת מידת מינרליזציה (ים) על מידת המרחבי של האתר, נוכל לחדד מודלים שפלים מזהם לאורך זמן. מידע זה נחוץ באופן ביקורתי על ידי מנהלי האתר על מנת בצורה היעילה ביותר לנהל אתרים מזוהמים. בשימוש מוגבל, רגולטורים בשלושה אתרים שבם הטכניקה יושמה הכירו שיטות תוצאות סופיות. זה הוביל חיסכון בעלויות וכן סייע להדריך אלטע מתקנתrnatives.

עלויות הניקוי הסביבה מדהימים, עם אתרים מזוהמים רבים בארה&quot;ב ומחוצה לה. זה עושה אסטרטגיות טיפול ומעקב חדשניים חיוניות להשגת תגובה מלא (RC) מעמד (למשל, כל פעולה נוספת צורך) כלכלית. באופן מסורתי, קווי ראיות מתכנסות יש תימוכין ב bioremediation באתרו, מרת מזהם אביוטי, או צורות אחרות של הנחתה טבעית. קווים של ראיות לא יכולים לשמש בהחלט לאשר שפלה או לאסוף מידע קצב הידרדרות מזהם תחת בתנאים באתרו 1. איסוף מגוון רחב של נתונים כדי לחזות זמני משיקום (ים) פעמים רבות מומלצת, אולם חיבור בין נתונים אלה חסכוניים כדי לאשר תיקון לחלוטין כבר בעייתי 2-4. קבלת נתוני המודל הרעיוני אתר המציאותי והשלמים ביותר עם עלות קטנה ככל האפשר הנה מטרת אתר ניהול אולטימטיבית. יתר על כן, הרגולטור stakeholדרישות דר מייצגים נהגים נוספים לקבלת מידע עדכני ביותר, בעל ערך וחסכונית. זולות יחסית שיטות מסוגלות לספק הוכחות משכנעות שיעורי תחלופה מזהמים להציע את הערך הגבוה ביותר עבור עמידה ביעדי ניקוי. בגלל חתימות איזוטופי מאוד ברורות זמינות מזהמים מבוסס פחמן, האיזוטופים של פחמן יושמו לאחרונה להבנת תהליכי הנחתה מזהמות באתרי שדה 5-13. האיזוטופים של פחמן אורווה יכולה לשמש כדי לקבוע אם מקור הוא ניחות מבוסס על קינטיקה זיקוק ריילי (cf 5,6 לסקירות). מתודולוגיה זו, בעוד נוח, עשויה להיות מוגבלת כאשר מזהמים הם ממקורות מעורבים - או אינו מייצגים לשפוך isotopically-ייחודי &quot;החל&quot; (שממנו יחסי איזוטופ פחמן יציב ראשוניים ניתן לגזור). ניתוח פחמן רדיואקטיבי שפע טבעי מייצג אלטרנטיבה (ואולי משלימים) רח איזוטופיrategy למדידת שפלה מזהמת מבוסס פחמן ל- CO 2. דלקים וכימיקלים תעשייתיים נגזרים ממקורות נפט יהיו נטולים לחלוטין של 14 C ביחס עכשווי (רכיבה על אופניים פעילים) פחמן, אשר מכיל 14 C נוצר על ידי תגובות קרינה קוסמיות באטמוספרה. ניתוח פחמן רדיואקטיבי אינו כפוף חלוקה כמו ניתוח איזוטופ פחמן יציב, ו -14 C ריקבון לא השפיעו באופן משמעותי על ידי פיזיקליות, כימיות או תהליכים ביולוגיים. יתר על כן, 14 אות C - או היעדרה - בחומרים שמקורם נפט מופץ באופן שווה על פני הברכה המזהמת מה שהופך אותו נותב בליל מלא. הטכניקה המתוארת כאן מסתמכת על התצפית כי כל CO 2 מופק מזהם נגזר מאובנים יהיה נטול 14 C תוך CO 2 שנוצר מפני מיקרואורגניזמים המשפילים NOM יכיל כמויות-מדידים בקלות של 14 ג מדידה14 CO 2 גם מאפשר לקשר שפלת מזהם מלא ישירות (כלומר, מינרליזציה) למוצר סוף מזיק. 14 CO 2 ניתוח נעשה שימוש כדי לעקוב אחרי מוצרים פגומים מזהם מאובנים הנגזרים דלק 7-13. זאת בשל ההחלטה אנליטית בין חברי הסוף (מאובנים ועכשוויים) שהיא בערך 1,100 חלקה לאלף (‰). באופן כללי, מאיץ ספקטרומטריית מסה (AMS) משמשת כדי לפתור פחמן רדיואקטיבי שפע טבעי. האטמוספירה CO 2 (~ + 200 ‰) החיים ביומסה (~ + 150 ‰) ואת הנגזרות החומר האורגני בקרקע CO 2 (~ -200- + 100 ‰) הם כולם ברורים אנליטית מן הנגזרות מאובנים CO 2 (-1000 ‰). זאת בשל ההתפרקות המוחלטת של כל 14 C, אשר יש זמן מחצית חיים של בערך 6,000 שנים. דלקים וכימיקלים תעשייתיים נגזר ממקורות נפט, שהן מיליוני שנים יוסר אופניים פחם פעיליש, חתימת פחמן רדיואקטיבי ברורה (-1000 ‰ ≈ 0% מודרניות - כלומר אין זיהוי על AMS). המדידה היא פשוטה והן מבחינת זיהום מדגם, כמעט כל ההטיות הפוטנציאליות הן כלפי השמרני (זיהום מדגם עם CO המודרנית 2). למשל, CO אטמוספרי 2 נכנס מדגם יגדיל את חתימת איזוטופי פחמן רדיואקטיבי ובכך לגרום להמעיט את קצב ההידרדרות. CO 2 התפתח שפלה מזהמת מבוססת-דלק מאובנים יהיה נטול פחמן רדיואקטיבי. באתר ברקע ללא זיהום, CO 2 respired מחומר אורגני טבעי (NOM) יהיה מתאים לגיל אל NOM. בתוך הפלומה או בשולים, מזהמים שמקורם CO 2 יהיו 0% פחמן מודרני. CO 2 ממקורות NOM ו- CO 2 נגזר ממקורות מאובנים ניתן להבחין עם ערבוב שני מקצה חבר מודל 11. זה אפשרי ולכן estimate חלקם של הברכה CO 2 כולו (פחמן respired) המיוחסת המזהם. שימוש אך ורק שיעור זה, מאובן-פחמימנים או לחמצון כימי תעשייתי באתרי שדה אושר 7-13. חלקם של מזהמים אלו נבעו CO 2 לאחר מכן ניתן בשילוב עם שיעור מינרליזציה הכולל CO 2 (כל CO 2 שנאספו ליחידת זמן ונפח) כדי לקבוע את קצב מינרליזציה המזהם מהותי. בהנחת שיעור הנחתה זו תמשיך בתנאי אתר נתונים, אפשר אז להעריך זמן דרוש לסגירת אתר. טכניקות זמינות לקביעת אדמת אופק CO 2 ונתיבים עם שיטות שיש פעורות או סגור מערכת עיצובי 14. תאי שטף סגור מערכת ומודלי שטף הגז שמשו כדי לקבוע נשימה נטתה בקרקעות מזוהמות 12,13,15-17. במחקרים אלה, מדידות מרחבית קשורה ישירות עם פלומת מזהם ועם backgrouבאזורי nd הראו משופרים לפירוק מזהם אורגני. שיטות מידול שונות שמשו סולם מדידות שטף אנכיים נפח אתר. מטרת המחקר הנוכחי הייתה לפתח שיטות לאיסוף CO בשפע 2 לניתוח AMS (~ 1 מ&quot;ג) ללא השפעה מזיהום אטמוספרי CO 2 (בארות אטומות) תוך שימוש בשיעור האוסף לקבוע נשימה מזהמת. לבסוף, דוגמנות אזור השפעה (זואי) בסופו של דבר לטפס על המדידה 3 מימדים (נפח) ניתן להביא לקביעת פחמימנים כלוריים (CH) המרה על יחידה לפי נפח בסיס לכל יחידת זמן. זואי מאפשרת לקבוע כמה נפח מדידות נשימת פחמן רדיואקטיבי לקוחים. השיטה מורכבת של השמנה התפתחה CO 2 על ידי הסירקולציה מחודשת גז אמיץ גם דרך מלכודת NaOH, מדידת תוכן פחמן רדיואקטיבי של CO שנאסף 2, באמצעות מודל הסוף-חבר שנים עד לחלק את CO 2 שנאסף כדי מזהם אוריםג&#39;ין, אז קנה מידה של המדידה עד נפח מחושב על ידי מודל תהום באתר ספציפי. הגז האמיץ גם הוא ממוחזר כך שרק שיווי משקל מעבדת &quot;למשוך&quot; CO 2 מן זואי הסמוכה.

<table><tbody><tr><td>משאבת אוויר; בועות כוח 12 V</td><td>מתכת ימית</td><td>B-15</td><td></td></tr><tr><td>איטום ימי</td><td>3M</td><td>5200</td><td>לאיטום משאבות</td></tr><tr><td>איטום סיליקון</td><td>Dap</td><td>08641</td><td>לאיטום משאבות</td></tr><tr><td>צינורות למחזור גז</td><td>Mazzer</td><td>EFNPA2</td><td></td></tr><tr><td>Stopcocks (לקווי גז)</td> <td>Cole-Parmer</td><td>30600-09</td><td>להרכבת קווי גז</td></tr><tr><td>אביזרי נעילה זכר Luer</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-45503-00</td><td>להרכבת קווי גז</td></tr><tr><td>אביזרי מנעול Luer נקבה</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-45500-00</td><td>להרכבת קווי גז</td></tr><tr><td>4 אינץ' J-Plug מכסה באר הניתן לנעילה</td><td>דין בנט אספקת</td><td>NSN</td><td>2 אינץ' אם בארות קטנות יותר</td></tr><tr><td>HOBO 4 ערוצים לוגר נתוני דופק</td><td>התחלה</td><td>UX120-017</td><td>דגם ישן יותר אינו זמין עוד. השתמש לניטור פעולת המשאבה</td></tr><tr><td>בקבוקי סרום 100 מ"ל (cs/144)</td><td>Fisher Scientific</td><td>33111-U</td><td>עבור מלכודות CO2</td></tr><tr><td>Septa (pk/100)</td><td>Fisher Scientific</td><td>27201</td><td>עבור מלכודות CO2</td></tr><td colspan="4">CoulometryAnode solution UIC, Inc CM300-001 תמיסת קתודה <tr></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>UIC, Inc</td><td>CM300-002</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">לניתוח IC</td></tr><tr><td>Dionex מכסי מסנן 5 מ"ל 250/pk</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9253179</td><td>כובעים עבור IC</td></tr><tr><td>Dionex בקבוקונים 5 מ"ל, 250/pk</td> בקבוקוני <td>NC9253178 פישר סיינטיפיק</td><td></td><td>עבור IC</td></tr><tr><td colspan="4" ><חזק>אם משתמשים באנרגיה סולארית</חזק></td></tr><tr><td>ערכות פאנל סולארי של Renogy</td><td>& נ.ב.פ;</td>חבילת <td>KT2RNG-100D-1</td><td>מספקת 200 W</td></tr><tr><td>סוללה סולארית VMAX</td><td></td><td>VMAX800S</td><td>לאחסון אנרגיה</td></tr></tbody></table>

פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב co<sub&gt; 2</sub&gt; ניתוח שטף ו פחמן רדיואקטיבי

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

שיטה מתוארת המשתמשת בהיעדר פחמן רדיואקטיבי כימיקלים תעשייתיים ודלקים עשו ממקורות נפט אשר לעתים קרובות לזהם את הסביבה. אות פחמן רדיואקטיבי זה - או לייתר דיוק עדר אות - מופצת באופן שווה על פני ברכת מקור מזהמת (שלא כמו נותב מוסיף אותו) אינו מושפעת ביולוגי, כימי או תהליכים פיסיקליים (למשל, שיעור ההתפרקות רדיואקטיבית 14 C הוא משתנה). אם החומר מזהם נגזר מאובנים נפגע באופן מלא ל- CO 2, מוצר-סוף מזיק, כי CO 2 יכיל שום פחמן רדיואקטיבי. CO 2 שמקורם בחומר אורגני טבעי שפלה (NOM) ישקף את תוכן פחמן רדיואקטיבי NOM (בדרך כלל &lt;ישן 30,000 שנים). לאחר שקבל תוכן פחמן רדיואקטיבי ידוע NOM (רקע אתר), מודל ערבוב שני מקצה חבר יכול לשמש כדי לקבוע את ה- CO 2 נגזר ממקור מאובן במדגם תהום או גז קרקע נתון. צימוד pCO ercent 2 נגזר המזהם עם קצב הנשימה CO 2 מספקת אומדן של הסכום הכולל של המזהם מושפל ליחידת זמן. לבסוף, קביעת אזור השפעה (זואי) המייצג את הנפח שממנו באתר CO 2 נאספו מאפשר קביעת השפלה המזהמת ליחידה זמן ונפח. יחד עם אומדני מסת מזהם שלם, הרי בסופו של דבר יכולים לשמש כדי לחשב את זמן יציאת remediate או להשתמש בכל דרך אחרת על ידי מנהלי אתר לקבלת החלטות.

מתואר פרוטוקול שבו CO2 מינרלי ממזהם אורגני (שמקורו בחומרי הזנה של נפט) נלכד, מכומת ומנותח עבור תכולת 14C. פותח מודל לקביעת ההיקף המרחבי של אזור לכידת CO2. מדידות מרחביות וזמניות מאפשרות שילוב שיעורי מינרליזציה של מזהמים לחיזוי היקף וזמן התיקון.

פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב CO<sub&gt; 2</sub&gt; ניתוח שטף ו פחמן רדיואקטיבי

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

המטרה הכללית של שיטה משולבת זו, המשלבת מדידת תוכן רדיוקרבון בזרימת פחמימן ומידול אזור השפעה, היא לעקוב אחר פירוק של מזהמים המופקים מנפט במקום (in situ), באמצעות שימוש באות הרדיוקרבון המדולל בדו-תחמוצת הפחמן, שהיא תוצר פירוק סופי. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחומי הביורמדיאציה וההערכה הסביבתית, כגון: כמה מהחומר הכלוא עובר פירוק באתר?בין אם באמצעות דעיכה טבעית ובין אם בשילוב עם גישות פחיתה הנדסיות. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מסתמכת על מדידת הפחמן הנגזר משלד ההכלה בפועל, במקום לבצע מספר מדידות עקיפות כראיות תומכות. השיטה מאפשרת לחשב את קצב הביודגרדציה בפועל in situ.עבור ההחדרה בשטח, הכינו את משאבות האוויר באופן הבא. ראשית, קדחו חור במעטפת המשאבה עבור קטע קצר של צינור פלסטיק בלתי חדיר לגז בקוטר 1/16 inch. הכניסו לחור צינור באורך של חמישה עד שישה אינצ'ים.לאחר מכן, אטמו את כל החלקים החיצוניים של המשאבה באמצעות חומר איטום ימי. לאחר מכן, מרחו שכבה של חומר איטום סיליקון. לאחר מכן, בצעו בדיקת לחץ למשאבות האטומות.נשפו בעדינות לתוך הצינור תוך כדי חסימת זרם הפליטה. לאחר מכן, הכינו מלכוד פחמן דו-חמצני עבור כל באר איסוף ובארה אחת לשליטה. שקלו 25 גרם של נתרן הידרוקסיד בתוך בקבוק סרום של 100 מיליליטר.סגרו את בקבוק הסרום עם ספטום והדקימו אותו היטב. כעת, חברו את המוליכים החשמליים. בשטח, אספקת חשמל לכל באער דורשת קווי תכנין ארוכים לכל משאבה.בתוך בארות השטח, אטמו את פתחי היציאה באמצעות פקקים שעברו התאמה וכוללים שני חורים בקוטר 1/16 inch עבור קווי הגז. בתוך הבאר, קו הגז המוריד ממוקם מעט מעל מפלס מי התהום וקו החזרה ממוקם בדיוק מתחת לפקק. לאחר מכן, אטמו את הצינורות ואת אטם הפקק באמצעות גריז ואקום, כך שכל המשטחים יספקו איטום אטום לגז.מהבאר, נתוו את הצינור התחתון לכיוון כניסת המשאבה, ונתוו את קו הגז מהמשאבה למלכוד הפחמן הדו-חמצני. השתמשו במחט במידה 16 כדי לנקב את הספטום. לאחר מכן, באמצעות מחט נוספת, נתוו קו חזור מהמלכוד אל קו הגז, בדיוק מתחת למכסה.כעת, הפעילו את המערך כדי לבצע איסוף ראשוני של 30 נפחי באר. לאחר מכן, השליכו את המלכודים הראשוניים. שלפו את המחטים מהספטום והניחו אותן בבקבוק חדש.לאחר מכן, רשמו את זמן תחילת האיסוף. כדי לנתח את הגז שנאסף, מדדו את הפחמן הדו-חמצני שנלכד בדגימות המים באמצעות קולומטריה. ראשית, העבירו שלוש דגימות משנה של 1 mL לבקבוקי סרום של 40 mL הסגורים עם ספטה.לאחר מכן, חמצו כל תת-דגימה באמצעות מיליליטר אחד של חומצה זריחית בריכוז 50% נפח לנפח. העבירו את הקו למלכודת מגנזיום פרכלורט. לאחר מכן, השתמשו במלכודת סיליקה ג'ל בעלת רשת של 60 אנגסטרום.לאחר מכן, העבירו את זרם הגז בבעבוע אל התא הקולומטרי והשתמשו בכמות הקולומבים שנמדדה כדי לכמת את רמות הפחמידו נשנייד. שבועיים עד חודשיים לאחר תחילת האיסוף, אספו את מלכודות הדגימה. כבו את אספקת החשמל למשאבות והסירו את המחטים.במידת הצורך, אטמו את המלכודות לאחסון לטווח ארוך. כדי לנתח את המלכודת, המיסו כל שארית של נתרן הידרוקסיד מוצק שלא נוצלה באמצעות מים. פנקסו (Sparge) את המים עם גז הליום שעבר ניקוי מפחמן דו-חמצני כדי להסיר את הפחמן הדו-חמצני המומס.לאחר מכן, יש לאחד את תכני המלכודת המנוזלים לחלוטין ולמדוד את הנפח הכולל. בשלב הבא, העבירו דגימות משנה של 5 עד 10 מיליליטר לבקבוקונים בני 40 מיליליטר עם ספטה. לאחר מכן, חמצו את דגימות המשנה באמצעות חומצה זריחית בריכוז 50% נפח לנפח.כעת, בצעו ספיגה (sparge) ונתחו את זרם הגז שנוצר באמצעות קולומטריה כפי שתואר בעבר. מאוחר יותר, בעת ביצוע החישובים עבור תקופת דגימה זו, הקפידו להתחשב בקינטיקת השיווי משקל על ידי חיסור ידני של קצב האיסוף הנמוך ביותר מקצב האיסוף שנמדד בבארים האחרות. השתמשו ב-MT3DMS המשולב עם MODFLOW 2005 באמצעות ממשק ModelMuse כדי לסמלץ דיפוזיה של פחמן דו-חמצמני בשיווי משקל הקשורה למסנן הבאר.הגדירו את ModelMuse עם מיקום תוכנת ה-MODFLOW. כדי לעשות זאת, לחצו על תפריט Model ולאחר מכן בחרו ב-MODFLOW Program Locations. לאחר מכן, הפנו את התוכנה לספריית ההתקנה של תוכנת MODFLOW 2005.באותו תיבת דוּאלוג, הגדירו ב-ModelMuse את מיקום התוכנית MT3DMS. לאחר מכן, הגדירו את החבילות והתוכניות של MODFLOW תחת תפריט Model. תחת האפשרות flow, ודאו שחבילת Layer Property Flow נבחרה.תחת תנאי שפה (Boundary conditions), בחר Specified head. לאחר מכן בחר בחבילת CHD Time-Variant Specified Head. בשלב הבא, בחר בחבילות MT3DMS ו-BTN Basic-Transport.לאחר מכן, הגדירו את המינים הניידים (Mobile Species) כפחמן דו-חמצני. כעת, הגדירו את אפשרויות ה-MODFLOW. מתפריט Model, בחרו ב-MODFLOW Options והגדירו את יחידות המודל.בשלב הבא, הגדירו את MODFLOW Time. מתפריט Model, בחרו ב-MODFLOW Time. תקופת מאמץ (stress period) באורך 360 תריץ את הסימולציה למשך 15 ימים.בשלב הבא, הגדירו את מערכי הנתונים של MODFLOW. מתפריט הנתונים (Data), בחרו ב"מערכי נתונים" (Data Sets). לאחר מכן, הזינו את הנתונים מהאתר הרלוונטי.עבור הידרולוגיה, הזן ערכי k בשלושה ממדים. MODFLOW Initial Head ו-MODFLOW Specified Head. עבור MT3DMS, הזן את מקדם הדיפוזיה, carbon dioxide, ריכוז התחלתי של carbon dioxide ו-Longitudinal Dispersivity.לבסוף, ערוך את המשתנים הגלובליים. מתפריט Data, בחר Global Variables והזן את קצב איסוף הפחמן הדו-חמצני ששימש באתר ואת ריכוז הפחמן הדו-חמצני ההתחלתי. כעת הפעל את הסימולציה.לחצו על החץ הירוק בסרגל הסמלים העליון כדי להתחיל את הסימולציה. לאחר מכן, שמרו את קבצי הקלט כאשר תתבקשו לכך, והסימולציה תופעל. לאחר ההפעלה, רכזו וייצאו את הנתונים על ידי בחירה בתפריט הקבצים, לאחר מכן בייצוא ולאחר מכן בקבצי הקלט של MT3DMS.כדי לצפות בתוצאות המודל ולהפיק אותן, לחצו על סמל הוויזואליזציה. לאחר מכן בחרו את הסימולציה והפיקו את ערכי הגבול של אזור ההשפעה (Zone of Influence) בקואורדינטות תלת-ממדיות. באתר הבדיקה, זיהום היסטורי של פחמימנים מכלורים היה הגבוה ביותר בתוך מקבץ הבארות המרכזי.ייצור הפחמן הדו-חמצני שנמדד נע בין אפס ל-34 milligrams ליום, והיה הנמוך ביותר בצביר בארות מרכזי שבו הזיהום ההיסטורי היה הגבוה ביותר. פרמטרים גאוכימיים של האתר, כגון pH, ריכוזי סידן וקטיונים אחרים, לא העידו על המסה של קרבונט, דבר שעשוי להטות את פרשנות מדידות הרדיו-פחמן. שתי מדידות של שבועיים במהלך העונה היבשה שוררו לצורך חישובים הבאים.מדדי הנשימה והפחמן הרדיואקטיבי לא השתנו באופן משמעותי בין שתי תקופות השבועות. באמצעות דוחות קודמים על ההידראוליקה של מי התהום בתכונות הממס של פחמן דו-חמצני, נוצר מודל של אזור השפעה (Zone of Influence). באמצעות הערכות ממודל אזור ההשפעה, חושבה כמות הסרת הפחמימנים המכלורים בכל באר.בסופו של דבר, בבארות הקרובות להיקף האתר נרשמו פירוק הפחמימנים המכלורים הגבוה ביותר וייצור הפחמן הדו-חמצני הגבוה ביותר, והמודלים תמכו בתצפית זו. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לצמצם את הזיהום בפחמן דו-חמצני אטמוספרי על ידי סגירה מהירה של הפקקים וצמצום המגע עם האטמוספירה. יש להעביר גז אינרטי (sparging) בכל המדללים כדי להסיר CO2 מומס.בעקבות פרוצדורה זו, ניתן לבצע שיטות אחרות, כגון קביעת התנאים הביוגאוכימיים באתר, כדי לענות על שאלות נוספות, כגון מה שולט על קצבי הפירוק in situ?

measuring-carbon-based-contaminant-mineralization-using-combined-co2

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

בצמחים מדידה של שטפי חומרים מזינים ורעלים חיונית לחקר תזונת הצמח ורעילותו. כאן, אנו מכסים פרוטוקולי רדיו-מעקב לקביעת זרם ופליטה בשורשי צמחים שלמים, תוך שימוש בשטפי אשלגן (K+) ואמוניה/אמוניום (NH3/NH4+) כדוגמאות. נדונים יתרונות ומגבלות של טכניקות כאלה.

מדידת שטפים של חומרים מזינים ומינרליים רעלים בצמחים עם חומרים רדיואקטיביים

Biochar הוא חומר פחמן-עשיר המשמש כתיקון אדמה עם היכולת לעקל בר קיימא פחמן, לשפר את איכות מצע ומזהמים sorb. פרוטוקול זה מתאר את 17 שיטות אנליטיות המשמשות לאפיון של biochar, אשר נדרש לפני יישום בקנה מידה גדול של תיקונים אלה בסביבה.

פיזי, כימי וביולוגי אפיון Biochars שש הופק עבור התיקון של אתרים מזוהמים

כאן, אנו מציגים דגירות ליבה קטנות למדידת גז משקעים-מים וחילופי מומסים. אלה יספקו מדידות אמינות של חילופי משקעים-מים המעריכים את תפקיד המשקעים בהשפעה על תהליכים ביולוגיים וביו-גיאוכימיים במערכות אקולוגיות ימיות.

Benthic Exchange של O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; וחומרים מזינים מומסים באמצעות קטנים Core incubations

שיטה שחול באמצעות הליכים-מוט מכויל מוצגת, המאפשרת subsampling מידת מ"מ של ליבות משקעים ימיות. דגימה בקנה מידת המילימטר יש לאפיין הסטרטיגרפיה אירוע האחרונה מלא ברשומות משקעות.

משקעי Core שחול שיטה ברזולוצית המילימטר בעזרת מכויל, הברגה-מוט

פחמן אורגני גמיש (LOC) וקצב תחלופת הפחמן הפוטנציאלי הם אינדיקטורים רגישים לשינויים בתהליכי מחזור חומרי הזנה בקרקע. ניתנים פרטים לשיטה המבוססת על חיטוי ודגירה של קרקע בסדרה של מחזורים ושימוש ב-CO2 שהצטבר במהלך תקופות הדגירה כדי להעריך פרמטרים אלה.

הערכת פחמן אורגני יציב בקרקע שימוש סדרתית פומיגציה ונהלי דגירה

דפוסי המרחבי של סחף, בתצהיר שניתן להסיק מן הבדלי גובה הקרקע ממופה ב בפרקי זמן המתאים. שינויים כאלה בהעלאת קשורים לשינויים פחמתי ליד-פני האדמה. שיטות הדיר מדידות שדה, מעבדה של כמויות אלה ושיטות ניתוח הנתונים מתוארים כאן.

מדידה ומיפוי דפוסים של סחף אדמה ומשקעים הקשורים אדמה ריכוזים קרבונט תחת ניהול חקלאיים

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול בחיי עיר מדידה של פחמן בקרקע בטכניקה ניוטרון-גמא למדידות בנקודה אחת (מצב סטטי) או השדה הממוצע (מצב סריקה). אנחנו גם לתאר מערכת הבנייה ועיבוד נתונים הליכי הטיפול.

מדידות של פחמן בקרקע על ידי ניתוח ניוטרון-גמא חשמל סטטי וסריקה מצבי

יציב הפחמן והחמצן איזוטופ ניתוח של קרבונט אמייל השן האדם ושל בעלי החיים שימש כמדד עבור דיאטה בודדים ושיחזור הסביבה. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט, תיעוד חזותי של בכמות גדולה ורציפה השן אמאייל דגימה, כמו גם רעלני של דגימות כפליאונטולוג הממצאים הארכיאולוגיים.

דגימה רעלני של זגוגית השן פחמתי פחמן יציב וניתוח איזוטופ החמצן

מאמר זה מציג פרוטוקול וכלי תוכנה עבור כימות של חוסר ודאות בכיול וניתוח נתונים של מנתח הפחמן מתמשך למחצה אופטי אורגני/היסודות.

ניתוח נקודת פיצול וחוסר ודאות של מדידות תרמי אופטי אורגני/היסודות פחמן

שיטת האימות המתוארת כאן ניתנת להתאמה לניטור בידוד פחמן אנאורגני פדופילי בקרקעות חקלאיות שונות המתוקנות בסלעים המכילים סיליקט מתכתי אלקליין, כגון וולסטונייט, בזלת ואוליבין. סוג זה של אימות חיוני עבור תוכניות אשראי פחמן, אשר יכול להועיל לחקלאים לבודד פחמן בתחומם.

ניטור הצטברות פחמן אנאורגנית פדוגנית עקב בליה של מינרלים סיליקט מתוקן בקרקעות חקלאיות.

עבודה זו נועדה להקל על הפיתוח של טכניקות סטנדרטיות עבור הספגה או השתלה של תרכובות aminated על מצעי סיליקה, אשר מתוארים לעתים קרובות בהרחבה בספרות. כמויות ספציפיות של ממס, מצע, אמינים וערכים של פרמטרים ניסיוניים חשובים אחרים יידונו בפירוט.

מתודולוגיה סינתטית להכנת חומרים מרוכבים מבוססי אמין ספוג ומושתל ללכידת פחמן

חקור שיטה לניטור פירוק מזהמים נפטיים באמצעות מדידת תוכן פחמן רדיואקטיבי ב-CO2. השיטה משלבת ניתוח זרימת גזים ומודלים חישוביים להערכת יעילות הביורימדיהציה.

פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב CO

גלה סרטונים נוספים