Name: 無酸素状態下での堆積物コアセクショニングと間隙水の抽出 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 21 s
Description: 学ぶ 無酸素条件下での堆積物コアセクショニングと間隙水抽出法。グローブバッグを用いて酸化状態を維持しながら、湖沼や湿地などの還元環境における金属種分離を正確に分析できる現場適用型の地球化学的手法です。

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本研究の一部はアリソンKeimowitz、明クオ・リー、ベネディクトOkeke、およびジェームズ・サンダースに国立科学財団のRAPIDプログラム（NSF-1048925、1048919、および1048914）によってサポートされていました。

機器の調製<ol><li>コアライナーの作製<ol><li> =πR2×厚さボリュームを使用して得られるコアスライスの厚さを計算します。最終容量は&lt;cm 3の50でなければなりません。 10cmのコア直径、厚さ2cmのスライスを得ることができます。 注：これは、ボリュームがいっぱい50ミリリットルである持っている必要はありませんが、取得した間隙水の体積が比例して小さくなります。 </li><li> （異なる直径のコアを使用している場合、または他の厚さ）2cmのリングに、スライス1コアライナー、または同一の直径のプラスチックチューブをジグソーパズル（または類似）を使用。 3-5リングを取得します。 </li><li>コアライナー、コアキャップ、リング、コアスライサー、遠心分離管、注射器、使い捨てスプーンなどの堆積物と接触するすべてのプラスチック材料を、清掃してください。 （好ましくは層状で、24時間、10％HCl中でプラスチック材料を浸しプラスチック材料ナノピュア（22MΩ）水で3回すすぎ、そして空気乾燥した材料を可能にします梱包前に、フードを流します。） </li></ol></li><li>研究所ジャックの調製<ol><li>実験用ジャッキのトッププレートの6 &quot;×6&quot;のサイズをカバーし、ドリルの穴ソーアタッチメントを使用して、この合板の中心に穴をドリルダウンする、ジグソーパズルを使用して、合板の部分をカットします。 注：このホールはPVCエクステンダー片の直径よりもわずかに大きくする必要があります。ここで使用されるサイズのため、穴が2¾ &quot;でなければなりません。 </li><li>ハンドドリルまたはドリルプレスに関する定期的なドリルビットを使用して、実験用ジャッキの天板の穴に合わせて、この合板のエッジにおけるドリル4小さな穴。ジップタイで実験用ジャッキに合板を固定します。 注：この合板には「ウィグル」があってはなりません。 </li></ol></li><li>ホールソーを使用して、コアライナーの外径よりも僅かに大きく、約2 &#39;×1.5&#39;合板の中央に穴を開けます。直径10cmのコアライナーに関しては、10.5〜11.5センチメートル穴がappropriaになりますTE。この木は、コアの案内板です。 </li><li>コア押出機（プランジャ）の調製<ol><li>コアライナーの内側にぴったりとフィットするラバー実験用ストッパーを取得します。いずれも利用できない場合は、カミソリを用いて大きさに1を剃ります。小さすぎるストッパーを使用しないでください。 </li><li>約1&#39;-1.5 &#39;長、直径1 &quot;のダボやほうきのハンドルに実験室のストッパーをねじ込みます。防水電気テープでストッパーの顔にネジ頭をカバー。 注：ストッパーの大きい側がダボから離れて直面している必要があります。 </li></ol></li><li> 〜6 &quot;長いセクションに塩ビ管の約1.5 &#39;の長さをカットします。 注：内径はステップ1.4.2でダボよりも大きいが、ステップ1.4.1でストッパーよりも小さくする必要があります。このプロトコルは、「2.375の真の外径とPVC「標準2を使用して想定しています。これらのPVCの作品は、コア増量します。 </li><li>物質一覧に記載されている他のすべての必要な機器を組み立てます。 注：このSHホーム研究室で収集し、フィールド実験室に持ち込むことウルド。 </li></ol> 2.フィールド実験ステーションのセットアップ<ol><li>グローブバッグを設定します<ol><li>作業面（カウンター、ラボ面など ）にコア案内板を固定します。コアライナー用穴が作業面上にあるが、開いていることを確認します。 </li><li>コア案内板の上に使い捨てグローブバッグを置き、N 2タンクのレギュレータにグローブバッグのチュービングエントリからチューブを実行します。タンクは安全シリンダーベンチクランプを使用して保護されていることを確認します。 </li><li>電気テープでチューブの外側の周りに袋を囲むことで、このエントリポイントを封印するためにグローブバッグにチューブをテープで固定します。 。グローブバッグ内側チューブにチューブクランプをスライドさせて、チューブの約8」は、グローブバッグの内部に延びていることを確認し、開いているこのクランプを残します。 </li><li>オーバーグローブバッグの底部に「X」を切断ボックスカッターやストレートカミソリを使用してコア案内板の穴。このxは、コアライナーの直径よりも小さくする必要があります。 </li><li> 表1に見られるアイテムでグローブバッグをロードします。 </li></ol></li><li>コアの設定<ol><li>グローブバッグが固定されている作業領域の下の階に実験用ジャッキを配置します。直立位置にそれを維持、ステップ2.1.4でグローブバッグの底にカット「X」を介してコアを配置します。 注：約4-6「コアのコア安定板の上方に拡張する必要があります。 </li><li>研究者2が2.2.6〜ステップ2.2.3を実行することを可能にするのに安定したコアを保持します。 </li><li>シール良好な電気テープをふんだんに使用した「X」の周りのプラスチックグローブバッグにテープコアを。 </li><li>別のスペーサーが続く〜3 &quot;長いカップリング、続いて直径2&quot;、〜6「長いPVCスペーサー、にコア押出機のハンドルを挿入します。PVC完全にカバーするまでこのパターンを継続ハンドル;それはハンドルの終わりを越え短い距離を延長することができます。コアの底の下に（PVCスペーサーとカップリング付き）コア押出機を置きます。 </li><li>押出機はコアをサポートできるように、実験用ジャッキでコア押出機をサポートします。このとき、可能な限り低くジャックを維持し、可能な限りコアスペーサを使用します。 </li><li>下部コアキャップの周りに慎重にカットするボックスカッターを使用してください。このカットは、芯材に対して所定の位置にコアライナーの外側およびコアキャップの平らな円形部分の周囲に残されたコアキャップのリングをもたらすはずです。 </li><li>グローブバッグ（研究1）に手を挿入します。研究者2は、コアを上げるために、ゆっくりと実験用ジャッキを回転し始める一方で、コアの安定板の上方にさらに移動しないように安定したコアを持ちます。コア押出機はコアライナーを入力し、プッシュポップのような堆積物を上方にプッシュするために開始する必要があります。 </li><li>ウィグルねたら少し側にコア押出機側コアライナー（研究2）に挿入するeded。それが入ったときにわずかなポップのために準備されます。 </li><li>有芯材の上部がコアライナーの最上部（研究1および2）またはその近くになるまでコアを高めるために続けます。コアキャップは、この手順の間にコアの上に残るべきであることに注意してください。 </li></ol></li><li>グローブバッグを密封<ol><li>必要なすべての電源がグローブバッグ内にあるダブルチェック。携帯用酸素計の電源をオンにします。 </li><li>すべての遠心管、水のボトル、および閉じ込められた空気を含んでいる他の項目を開きます。コアは立って水の上のヘッドスペースを持っている場合は、このヘッドスペースをパージするトップキャップを開きます。 </li><li>グローブバッグにチューブを通して窒素の流れが緩やかになるようにレギュレータをオンにします。一般的に適切で開いたすべてのバルブとの最後の調整段階での〜15 psiの圧力。 注：これは、皮膚に強い風のように感じるには十分速いが、それはグローブバッグのSUPを散乱させるほど強力ではないでなければなりませんプライ。 </li><li>グローブバッグのすべての領域に窒素をポイントして、自分の能力を最大限に主開口部を窒素を押し出します。窒素をオフにします。 </li><li>工程を繰り返すことにより、グローブバッグを3回パージ2.3.9を3回2.3.6。 注：一人は、これを達成することができますが、一つはグローブバッグの一部である手袋に彼または彼女の手を保つことができるように、それは2人のために容易です。 </li><li>その周りに数回1-2バンジーコードをラップすることにより、グローブバッグの主開口をシール。 2.3.3と同様の流れに窒素をオンにします。グローブバッグの内蔵の手袋で研究者1の手を置きます。 </li><li>窒素でグローブバッグを埋めるために別の袋の1領域からの窒素管を移動します。 など 、噴霧ボトル内の水の上に、このような開かれた遠心管などの任意の割れ目の中にチューブを指します</li><li>チューブのクランプを閉じることにより、窒素をオフにします。このRESを除去することなく達成することができることに注意してくださいグローブバッグからearcher 1の手。 </li><li>グローブバッグの前面を開き、研究者1の体を使用して、できるだけ袋からできるだけ多くのガスを押してください。 注：バッグはこの時点で内部の消耗品の周りに平らにしてください。 </li><li>快適な圧力にグローブバッグを記入し、チューブのクランプを用いて窒素をオフにします。いくつかの試行錯誤がいっぱいとして、快適な圧力を見つけるために必要とされてもよく、あまりにも空ながら、腕を移動させることは困難であり、参照オブジェクトを操作することは困難です。スローリークまたは何らかの理由でemptierなっているを持っているようだ場合は袋を補充するために、短い期間のための窒素のチューブクランプを開きます。それは不快なほどいっぱいになった場合には少量の窒素を外に出すために袋の前面を開きます。 </li><li>携帯用酸素計の溶存酸素のレベルを確認してください。これは、1％未満であるべきです。 </li><li>使い捨て手袋にグローブバッグ手袋を挿入します。これらは、器用さを向上します。いつでも彼らはGEそれらを変更汚れや破れはt;内袋廃棄物容器に捨てます。 </li></ol></li></ol> 3.コアをセクショニング注：手順のこの部分がはるかに簡単に2人の研究者で達成されます。 <ol><li>注射器を用いて水を立って削除します。シリンジフィルタ50 ml遠心チューブにこの水と場所。 </li><li>コア部を削除します<ol><li>コアライナーのトップの上にリングを区画コアを配置します。堆積物の上部がリングのトップになるまでコアアップ（セクション3.3）を上げます。 </li><li>コアライナーのトップとリングとの間のコアスライサーを挿入します。土砂セクションは現在、コアスライサーの上に座っています。 </li><li>使い捨てスプーンを使用して、50ミリリットルチューブに土砂を移動します。それがいっぱいになるとしっかりとチューブをキャップ。 </li><li>ナノ純水でリングを区画コアスライサーとコアをすすぎます。グローブバッグ内部の廃棄物容器の中に汚れた廃棄物を噴出。使い捨てスプーンもすすぐことができ、または必要数に応じて、廃棄されました。ペーパータオルでリングを区画コアスライサーとコアを乾燥させます。 </li><li>ノーさらに芯材までの手順を繰り返し3.2が残ります。 </li></ol></li><li>コアを上げます<ol><li> 3.2全体は、コアを高くする必要があります。実験用ジャッキを使用して、少しずつこれを行います。実験用ジャッキが完全に拡張されると、次の3つの手順を実行します。 </li><li>グローブバッグ（研究1）内の所定の位置にコアを保持します。 </li><li>それが完全に圧縮され、その最も低い設定、（研究2）に実験用ジャッキを下げます。コアは下から支えるグローブバッグや研究者2の手の中に研究者1の手で固定されていることを確認してください。 </li><li>コア押出機とPVCスペーサーや付属品が付いているジャックの下端との間の空間を満たします。コアは確実にコアの上部を手放す前に、コアエクステンダーによってサポートされていることを確認。 </li></ol></li></ol> 4.例tracting Porewaters <ol><li>グローブバッグを開き、遠心分離管のラックを削除します。 </li><li> 等空の廃棄物容器紙タオル、水、との内部を払拭することにより、任意の土壌、液体、または結露を除去することにより、必要に応じてグローブバッグをクリーンアップします。 </li><li>バンジーコードでゆるくグローブバッグを再密封。 </li><li> （必要に応じて）今区画堆積物が含まれている遠心管を秤量します。 </li><li>キャップ/チューブ接合部をシールするために電気テープで遠心管の上部を包みます。 </li><li>テーピング後にそれらを秤量することによって、遠心分離用チューブのバランスをとります。 0.5グラム内の重みを得るために電気テープを追加または削除します。 注：一般的に、コアの上部から管は底からのものよりも軽くなります。 </li><li>最大加速度で遠心分離し、遠心分離器に入れ管20分間（1100 XGをお勧めします）。 注：より高い遠心分離率はporewatersの大きな分離を可能にします。 </li><li> centrifuからの電気テープをはがしunpeelingによって、またはグローブバッグにチューブを戻す前にカミソリでスライスすることにより、いずれかのGE管。遠心分離後ラックやグローブバッグに戻るには、遠心管を返します。 </li><li>グローブバッグに遠心チューブ、シリンジ、シリンジフィルターの別のセットを追加します。これらの新しいチューブはporewatersを開催し、事前に標識することができます。 </li><li>ステップ2.3.5のように再びグローブバッグをパージします。グローブバッグのみのチューブを除去するために簡単に開放し、洗浄されなかった場合、それだけで2回、それをパージする許容可能になります。酸素モニターを使用している場合は、グローブバッグ内の雰囲気は、&lt;1％のO 2であることを確認してください。新しく追加された遠心管を開き、それらを削除することを忘れないでください。 </li><li>グローブバッグに手袋に手を挿入します。以前のように、使い捨ての手袋をしてカバーしています。 </li><li> 1チューブを開きます。注射器の先端にシリンジフィルターを取り付けた後、注射器を使用して堆積物の上からporewatersを削除します。 porewatersと堆積物が十分に分離されている場合、porewat者は、バレルを除去し、先端のシリンジフィルターでシリンジに直接注ぐことがあります。 </li><li>適切な遠心チューブにシリンジフィルターを通して水を押してください。 注：一部の力が必要になります。サンプルごとに複数のシリンジフィルタが必要とされ得ます。 </li><li>土砂とporewatersを含むチューブを含む遠心管にキャップを交換してください。 </li><li>繰り返しは、各試料について4.15を通じて4.13を繰り返します。 </li><li>グローブバッグを開き、サンプルを削除します。どちらの堆積物と間隙水管は再計量することができます。 </li><li>必要であれば、すぐにporewatersを分析します。分析は、主要イオン11のためのイオンクロマトグラフィー、ボルタンメトリー13による鉄のスペシエーション12、ヒ素のスペシエーションのためのフェロジン、および硫化分化14を含めることができます （ただし、これらに限定されません）。 </li><li>適切であれば、後に計画された分析のための分析のための分化を維持するために、乾燥荷主でporewatersと堆積物（約-80°C〜）をフリーズします。それメートルAYもサンプルを維持することが適切であるが、気密容器内または窒素パージしたアルミ袋に冷却します。 </li><li>必要であれば（2.2.2から始まる）第二のコア用のグローブバッグを再使用しています。二つのコア後、グローブバッグは、通常、変更する必要があります。 </li></ol>

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</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

本明細書に記載された技術は、このシステムには3つの必須成分がありますなどの場所、コアサイズ、コア部の厚さ、広い範囲のために調整することができる柔軟なものです。 コアを分析するために、まず、右の寸法のコア押出システムを準備します。ここでの手順は、約30 &quot;コアを前提として説明している。はるかに長いコアは完全に押し出すために複数のPVCエクステンダー片とPVC金具が必要な場合があり、フィールドでの修正がはるかに難しい管理するためにあるように、押出システム、慎重に梱包を計画します。 第二に、グローブバッグはよくパージし、漏れや涙がないことを保証すること。このプロトコルの目的は、彼らが地面の下に存在していたのと同じ酸化還元状態にporewatersを得ることです。酸化は切片細孔または細孔水抽出中に発生した場合、得られたデータは使用できなくなります。 第三に、遠心分離直ちに堆積物からporewatersの分離を可能にします。 porewatersと堆積物...

研究者は、多くの場合、堆積物 - 水系の酸化還元状態とgeomicrobiologyを勉強したいです。間隙水は、ヒ素やウランなどのレドックス感受性重金属1への生態学的暴露の唯一の情報源、多くの場合、システムの敏感なモニターであり、共通の源である、というわけではないので、これは理想的には、堆積物と間隙水の両方からのデータを利用しています。間隙水のデータはまた、堆積物2に取り付け「peepers」として知られている、拡散平衡フィルタを使用してその場で得ることができます。 Peepersは、最も一般的に現場を前開始フィールドワークどこ長期間にわたって複数の訪問が現場に行うことができ、 例えば Shotyk 3によく知られている設定で使用されています。したがって、多くの状況では、このようなのみアクセス可能短時間または複数の探索的サンプルは、さらなる調査が4を発生すべき場所を決定するために得られるサイトなどpeepersの使用を許可していません。さらにpeepersは採水に同時に堆積物を採取しません。 それは一緒に土砂と水をサンプリングし、またはのぞき見をする人の設置が不可能なフィールドサイトにすることが望ましい場合には、土砂と水を得るための最も一般的な方法は、堆積物コアリングです。混合されていないコアを得ることは、このワーク5に記載の手順と重要な前駆体です。コアが得られると間隙水は、6または遠心分離を圧搾することによって得ることができます。両方の長所と短所を持っています。遠心分離は、一般的にケアが堆積物や間隙水の酸化を防ぐために注意しなければならないが、堆積物コア、7からporewatersを抽出するための最も信頼性の高い方法であると考えられています。 この方法では、最小限の酸化に間隙水を抽出するために、コア押し出し、遠心分離を説明します。著者らは、海洋8を含む様々な状況で、本明細書に記載の方法を使用し、湖を汚染しています<sup&gt; 9、及び10を湿地。示す代表的なデータは、還元条件を保存することができることを示しています。遠心分離機を除いて、使用される材料は安価であり、そしてこの方法は、地球化学とgeomicrobiological研究課題の多種多様に適用することができます。

<table><tbody><tr><td>使い捨てグローブバッグ</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>Z106089-1EA</td><td>通常、処理するコアは2コアにつき1個で十分です。</td></tr><tr><td>N2タンク</td><td>Praxair</td><td></td><td>多くの場合、ガス供給会社はこれらを直接フィールドラボに届けることができます。</td></tr><tr><td>窒素ガスレギュレータ</td><td>ーVWR</td><td>55850-478</td><td>または類似</td></tr>の<tr><td>レギュレータ</td><td>ーVWR</td><td>89403-862</td>または<td>同様の</td>タンク</tr><tr><td>を固定するための安全装置</td><td>VWR</td><td>60142-006</td><td></td></tr>調整可能な<tr><td>チューブクランプ</td><td>VWR62849-112</td><td></td><td></td></tr><tr><td>防水、良好なシーリング電気テープ</td><td>スコッチ</td><td>スーパー33 +</td><td>広く利用可能な</td></tr><tr><td>2-4 短いバンジーコード</td><td></td><td></td><td>広く入手可能な</td></tr><tr><td>ナノ純水の噴出ボトル</td><td>VWR</td><td>16650-082</td><td>同様のボトルは問題ありません。</td></tr><tr><td>ペーパータオルおよびKimwipes</td><td></td><td></td>の大きい供給 <td>広く利用できる</td></tr><tr><td>50のmlの遠心分離機の管VWR</td><td></td><td>21008-951</td><td>酸はプロトコルで記述されているようにきれいにされる。少なくとも2 /コアセクションが必要です。</td></tr><tr><td>マーカーにいくつかの永久。</td><td></td><td></td><td>広く利用可能</td></tr><tr><td>いくつかのストレートカミソリの刃とボックスカッター。</td><td></td><td></td><td>広く利用可能な</td></tr><tr><td>遠心分離機</td><td>ベックマン・コールター</td><td>アレグラ X-22</td><td>ファストローターにより、より大きな分離が可能です。</td></tr><tr><td>50 mlチューブを収容するローター</td><td>Beckman-Coulter</td><td>SX-4250</td><td></td></tr><tr><td>50 mlプラスチックシリンジ、バレルに黒いゴムチップなし</td><td>VWR</td><td>66064-764&nbsp;</td><td>酸はプロトコルに記載されているように洗浄しました。少なくとも1 /コアセクションが必要であり、さらに水の上に1つ必要です。</td></tr><tr><td>水溶液に対応したシリンジフィルターです。</td><td>VWRの</td><td>28143-310&nbsp;</td><td>0.45 &mu;m または 0.20&nbsp;&mu;mポアサイズを使用してもよい。処理されたコア セクションごとに 5 つのフィルターを計画します。</td></tr><tr><td>プラスチック(使い捨て)スプーン。</td><td></td><td></td><td>広く利用可能。酸はプロトコルに記載されているように洗浄しました。</td></tr><tr><td>使い捨て手袋のいくつかの箱。</td><td></td><td></td><td>広く入手可能</td></tr><tr><td>グローブバッグに入れるための大きなプラスチック製のビーカーやその他の廃棄物容器。</td><td>VWR</td><td>13890-148</td><td></td></tr><tr><td>実験室用天びん</td><td>VWR</td><td>10205-008</td><td>利用可能な天びんは大丈夫です;高精度は必要ありません</td></tr><tr><td>液体窒素で事前に充填された乾燥荷送人</td><td>VWR</td><td>82005-416</td><td>サンプルが高感度分析のためにホームラボに戻される場合にのみ必要です。</td></tr><tr><td>実験室のノート</td><td></td><td></td><td>撥水剤は有用である場合もある</td></tr><tr><td>コアはさみ金</td><td>ウォーターマーク</td><td>77280</td><td>Forrestry Suppliersから入手可能</td></tr><tr><td>コアキャップ</td><td>ベン・メドウズ</td><td>218105</td><td></td></tr><tr><td>コアスライサー</td><td>マクマスター・カー</td><td>8707K111</td><td>これを9 3 x 3の正方形にカット</td></tr><tr><td>PVCスペーサー</td><td>マクマスター・カー48925K96</td><td></td><td>これを短い長さにカット</td></tr><tr><td>ポリ塩化ビニールのカップリング</td><td>マクマスター・カー4880K76</td><td></td><td>およそ12</td></tr>の<tr><td>必要なこて釘</td><td></td><td></td>広く<td>利用できる</td></tr><tr><td>実験室のスト</td><td>ッパーVWR</td><td>59580-400</td><td>中心はさみ金の中心</td></tr>の<tr><td>導きの版そして実験室のジャッキ</td><td></td><td></td>の上の上の合板にぴったり合う正しいサイズを保障するために点検しなさい <td>広く利用できる</td></tr><tr><td>実験室のジャッキ</td><td>VWR</td><td>89260-826</td><td></td></tr><tr><td>クランプ</td><td></td><td></td><td>広く利用可能な</td></tr><tr><td>携帯用酸素モニター</td><td>RKI機器</td><td>OX-07</td><td></td></tr></tbody></table>

無酸素状態下での堆積物コアセクショニングと間隙水の抽出

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

私たちは、堆積物コアを区画し、無酸素条件を維持しながら、間隙水を抽出する方法を示しています。単純な、安価なシステムが構築され、迅速な分析を容易にするために、フィールドサンプリング部位に近い一時的な作業空間（S）に搬送することができます。コアは、それらが区分されている携帯用グローブバッグ内へ押し出され、各1-3 cmの厚さの部分（コア径に依存する）を50 ml遠心チューブに封入されています。間隙水は、グローブバッグの外側に遠心分離で分離し、沈殿物から分離するためのグローブバッグに戻されます。これらの抽出された間隙水のサンプルを直ちに分析することができます。このような硫化物、鉄の分化、およびヒ素のスペシエーションなどのレドックス感受性の高い種の即時分析は、間隙水の酸化が最小限であることを示しています。いくつかのサンプルは、検出可能な鉄（III）と鉄（II）還元種の約100％、 例えば 100％を示しています。どちらの堆積物と細孔水サンプルは、主に保存することができます研究室に戻った時に、さらなる分析のための化学種をTainの。

<html>得られた結果の型が実施した分析にコアが得られた地球化学的設定に依存します。溶存酸素は、抽出されたporewatersで測定することができるが、多くの設定では、これは、コアの最初の数センチ以下にゼロになります。通常、より意味のある情報を提供する分析は、鉄のスペシエーション（III / Vアズ）鉄（Fe II /鉄III）12、ヒ素のスペシエーション13、および硫化物14が含まれます。このような硫化物などの還元種の存在は、還元環境と十分な酸素欠乏の両方がコア切片の間に維持され、水の除去を細孔れたことを示します。このような溶存有機炭素、主要イオン、または微量金属のような他の濃度の決意は、多くの場合、自宅の研究室に戻ったときに保存されたサンプルに対して行われます。地球化学的勾配は、一般に、細孔水において観察することができ、特定の種​​の最大値または最小値は、深さで見ることができます。 10トン。 &quot;FO：キープtogether.within-ページを=&quot; 1 &quot;&g...

固体と流体の両方で酸化還元感受性種の分析を可能にするために、無酸素条件下で堆積物コアを切片化し、間隙水を抽出するためのプロトコルが提示されます。

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

本手順の全体的な目的は、元の酸化状態を維持しながら、堆積物コアをセクション分けし、これらの堆積物コアから間隙水を抽出することです。この手法により、地球化学分野の研究者は、湖や湿地などの酸化還元に敏感な領域における間隙水および堆積物中の金属形態を調査することが可能になります。本手法の主な利点は、柔軟性と適応性に優れ、現場への持ち運びが可能で、低コストであり、堆積層を乱さないことです。手順のデモンストレーションを行うのは、私の研究室の学部生であるRahul Sinhaです。まず、グローブバッグを設置してフィールドラボの準備を開始します。最初に、コアガイダンスプレートを作業台に固定してください。コアライナー用の穴がカウンターの前面に突き出し、開いた状態になるように配置します。次に、ベンチクランプを使用して窒素タンクを固定します。その後、プレートの上にグローブバッグを被せ、バッグとガスレギュレーターの間にチューブを接続します。約8インチのチューブをバッグの中に伸ばします。次に、バッグとのチューブ接続部を電気テープで密封し、バッグ内部のチューブにクランプを装着させますが、クランプは開いたままにしておきます。続いて、プレートの穴に合わせてバッグの底にX字に切り込みを入れ、記載されているアイテムをバッグに投入します。項目の書き漏らしがあると非常に不便ですので、リストを再確認してください。次の工程はコアの設置です。まず、作業台の下の床にラボジャックを設置します。ラボジャッキの上に、コアを安定させるための中心に穴が開いた合板を置いてください。次に、コアを直立させた状態で、コアガイドプレートとグローブバッグのX印部分を通して押し込みます。コアの約4〜6インチがプレートの上に突き出ている状態にしてください。次に、一人がコアを支えている間に、電気テープを用いて、X印の周囲でコアをバッグに固定します。その後、コア押出機を組み立てます。まず、ハンドルを長さ6インチ、直径2インチのPVCスペーサーに挿入し、次に長さ3インチのカップリングを挿入します。その後、再びスペーサー、カップリングという順で、ハンドル全体が完全に覆われるまでこれを繰り返します。次に、コアエクストルーダーをコアの下に配置し、ジャッキで支えます。ジャッキはできるだけ低く回して設定してください。続いて、カッターナイフを使用して、コアキャップの底部を慎重に切り離します。コアライナーの周囲にコアキャップのリング状の縁を残し、コア試料に接するキャップの円形部分を残します。次に、一人がグローブバッグの中に手を伸ばしてコアを固定し、もう一人がジャッキを上げます。コアエクストルーダーを徐々にコアライナーの中へ移動させ、堆積物を上方へ押し上げます。エクストルーダーをわずかに揺らす必要がある場合があります。堆積物と上澄み水がコアライナーの上端に達するまで、コアを上昇させ続けてください。最後の作業は、バッグを密封することです。まず、すべて揃っているか再確認します。次に、バッグ内にある、空気が閉じ込められたすべてのオブジェクトを開きます。その後、できれば別の人の助けを借りて、グローブを3回パージします。まず、バッグを最大限に脱気させた状態で、メインの開口部を数本のバンジーコードで封止します。次に、助手に50 psiで窒素流量を調節させながら、ガスをバッグ全体に、特に空気が溜まりやすい隙間に向けて導入します。バッグが十分に膨らんだら、レギュレーターを切るか、クランプを閉じてガスの供給を停止します。次に、メインの開口部を開き、バッグ内からできるだけ多くのガスを押し出します。隙間なく窒素でバッグを満たし、その後空気を抜くという工程をさらに2回繰り返します。この操作が完了すると、グローブバッグ内の酸素濃度は非常に低い状態になります。グローブバッグ内に十分な量のガスが入っている状態で終了します。この手順は、2人1組で作業することを推奨します。また、本手順では、バッグに組み込まれたグローブの上に、使い捨ての手袋を重ねて着用してください。これらの手袋は、汚れたり破れたりした場合はいつでも交換してください。まず、シリンジを用いて、コア上部の停滞水をすべて取り除きます。次に、この水を0.45 µmのシリンジフィルターでろ過します。次に、コアライナーの上部にコアセクショニングリングを設置します。その後、堆積物がリングの上端に達するまでコアを上昇させます。バッグ内でコアライナーを固定し、コアが移動してもライナーが動かないようにしてください。グローブバッグ内で作業する操作者が、コア材がリングの最上部にくるように、コアライナーを軽く押し下げる必要がある場合があります。次に、堆積物セクションがスライサーの上にくるように、ライナーの上端とリングの間にコアスライサーを押し込みます。これがコアの最初のセクションとなります。プラスチックスプーンを用いて、切片を50 mLコニカルチューブに移し、蓋をしっかりと閉めます。器具を洗浄し、コア全体を切片化してチューブに収めるまでこの操作を繰り返します。コアの切片化プロセス中に、ラボジャックが最大まで上昇することがあります。このような現象が起きた場合は、コアを固定したままジャッキを下げ、PVC製パーツを配置してコア押し出し機を延長させます。その後、ジャッキを元の位置に固定してください。この操作中に、バッグがしぼみすぎたり、逆に膨らみすぎたりすることがあります。窒素ガスバルブを短時間開くか、あるいはメインバッグの開口部を短時間開いてガスを放出させることで、調整を行ってください。コアの分 section化が完了し、すべての堆積物が遠心チューブに入ったら、これらのチューブをグローブバッグから取り出し、グローブバッグを閉じることができます。その後、テキストプロトコルに従って、回収したチューブを遠心分離の準備に回してください。次に、1,100 g以上の遠心力で20分間遠心分離します。遠心分離後、チューブを無酸素環境に戻し、試料回収用の空チューブをいくつか導入します。その後、前述と同様に、バッグ内を2〜3回パージしてください。次に、遠心チューブを開け、先端にチューブを装着したシリンジを用いて間隙水を取り出します。その後、0.45 µmのシリンジフィルターを使用して、回収チューブに水をろ過します。サンプルのさらなる処理方法については、テキストプロトコルに記載されています。記載されたプロトコルを用いて、ディープウォーター・ホライズン原油流出事故から9か月後にニューオーリンズ近郊の湿地からコアを採取しました。この湿地は深刻な油汚染を受けていました。Hach DR 2700ポータブル分光光度計を使用して測定したところ、データは極めて高い硫化物濃度を示しました。鉄濃度は低く、3価の酸化状態の鉄は検出されませんでした。したがって、このビデオを視聴することで、グローブバッグ内から酸素をパージする方法、セクショニングを行うためにグローブバッグ内でコアを押し出す方法、および堆積物から間隙水を分離する方法について十分に理解できたはずです。習熟すれば、この手法はコアの長さに応じて、1本あたり1時間から3時間で完了させることができます。この手順を行う際は、グローブバッグ内を十分にパージし、コアの高さをゆっくりと調整することが重要です。この手順に従うことで、系内の酸化還元状態に関する疑問を解決するために、鉄の還元抽出による鉄の形態分析、ボルタメトリーまたはカラム分離によるヒ素の形態分析、およびメチル水銀の分離などの手法を実施できます。圧縮ガスを取り扱うことは極めて危険であるため、本手順の実施中はタンクを確実に固定することを忘れないでください。一部の堆積物試料には有害物質が混入している可能性があるため、適切な注意を払う必要があります。

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学ぶ 無酸素条件下での堆積物コアセクショニングと間隙水抽出法。グローブバッグを用いて酸化状態を維持しながら、湖沼や湿地などの還元環境における金属種分離を正確に分析できる現場適用型の地球化学的手法です。

無酸素状態下での堆積物コアセクショニングと間隙水の抽出

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