Method Article

무산소 조건에서 퇴적물 코어 단면과 기공 워터스의 추출

DOI:

10.3791/53393

⸱

March 7th, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Vassar College, 2Division of Geochemistry, Lamont-Doherty Earth Observatory, 3Department of Geosciences, Auburn University

In This Article

Summary

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고체와 유체 모두에서 산화 환원에 민감한 종을 분석할 수 있도록 무산소 조건에서 퇴적물 코어를 절단하고 공극수를 추출하는 프로토콜이 제시됩니다.

Abstract

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우리는 퇴적물 코어를 절편과 산소가없는 조건을 유지하면서 기공 물을 추출하는 방법을 보여줍니다. 단순하고 저렴한 시스템을 구축하고 신속한 분석을 용이하게하기 위해 필드 샘플링 사이트 (S)에 근접 임시 작업 영역으로 이송 될 수있다. 코어가 절단되어 휴대용 장갑 가방으로 압출하고, 각각 1-3cm 두꺼운 부분 (코어 직경에 따라)을 50 ㎖ 원심 분리 관으로 밀봉된다. 기공 물은 장갑 가방의 외부 원심 분리로 분리 한 후 침전물의 분리를위한 장갑 가방으로 돌아갑니다. 이러한 추출 기공 물 샘플을 즉시 분석 할 수있다. 등의 황화물, 철 분화 및 비소의 분화와 같은 산화 환원에 민감한 종의 즉시 분석은 기공 물의 산화가 최소임을 나타냅니다; 일부 샘플은 검출되지 철 (III)을 가진 예를 들어 100 %의 Fe (II) 환원 종의 약 100 %를 나타낸다. 두 침전물과 기공 물 샘플 메인으로 보존 할 수 있습니다실험실 복귀에 추가 분석을 위해 화학 종을 주석 박.

Introduction

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연구자들은 퇴적물 - 물 시스템의 산화 환원 상태와 geomicrobiology을 공부하고 싶습니다. 기공 물이 종종 시스템의 민감한 모니터하고 공통 소스이기 때문에이 이상적으로하지 유일한 소스하지만, 생태 노출의 비소와 우라늄과 같은 산화 환원에 민감한 중금속 1, 퇴적물 및 기공 물 모두에서 데이터를 사용합니다. 공극수 데이터는 퇴적물 (2)에 설치된 "눈도"로 알려진 확산 평형 필터를 사용하여 동일계에서 수득 될 수있다. 눈도 가장 일반적으로 필드 위치가 종래부터 현장 작업 어디 장기간에 걸쳐 다수의 방문이 필드 위치에 만들어 질 수있다, 예 Shotyk 3 알려져 설정에 사용된다. 따라서 많은 상황은 짧은 시간에 대한 접근 또는 여러 탐색 샘플을 추가 조사 4를 발생해야 위치를 확인하기 위해 획득되는 경우 사이트와 같은 장님 한테도의 사용을 허용하지 않습니다.또한 장님 한테도 물 샘플링 동시에 퇴적물 샘플을하지 않습니다.

들여다 설치가 가능하지 않은 것이 함께 침전물과 물을 샘플 또는 필드 현장에서하는 것이 바람직 할 경우, 가장 일반적인 방법은 침전물을 수득하기 위해 물 퇴적물 코어 링이다. 혼합되지 않은 코어를 획득하는....

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Protocol

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장비 1. 준비

  1. 코어 라이너의 제조
    1. 볼륨을 사용하여 수득 될 코어 슬라이스 = πr 2 x 두께의 두께를 계산하게하고; 최종 부피는 <50cm 3 있어야합니다. 10cm 코어 직경, 2cm 두꺼운 조각을 얻을 수있다.
      참고 : 볼륨이 전체 50 ㎖ 수 가질 필요는 없지만 porewater 볼륨이 비례 적으로 작아집니다 획득했습니다.
    2. (다른 직경의 코어를 사용하는 경우 또는 다른 두께) 2cm 고리로 소 (또는 유사한) 슬라이스 하나의 코어 라이너, 또는 동일한 직경의 플라스틱 튜브를 사용. 3-5 반지를 가져옵니다.
    3. 핵심 라이너, 핵심 모자, 반지, 핵심 슬라이서, 원심 분리기 튜브, 주사기, 일회용 숟가락을 포함, 퇴적물과 접촉 모든 플라스틱 재료를 청소합니다. (층류 바람직하게, 공기 건조에 재료를 플라스틱 재료 nanopure (22 MΩ) 물에 배 린스, 허용, 24 시간 동안 10 %의 염산에 플라스틱 재료를 적시포장하기 전에, 후드 흐름.)
  2. 연구소 잭의 준비
    1. 실험실 잭의 상판의 6 "× 6"크기를 커버하고 구멍을 사용하여이 합판의 중심에 구멍을 드릴, 퍼즐을 사용하여 합판의 ....

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Results

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얻어진 결과의 유형 분석 수행에 코어를 제공 한 화학적 환경에 따라 달라진다. 용존 산소 추출 porewaters 측정 할 수 있지만, 여러 가지 설정이 코어의 처음 몇 cm 이하 0이된다. 일반적으로 더 의미있는 정보를 제공하는 분석은 철 분화 (철 II / 철 III) (12), 비소 분화를 포함 (13), 및 황화물 14 (V로서 III / 현재). 같은 황화물로 감소 종의 존재는 환원 환경과 충분한 산소 결핍 두 핵심 절편 동안 유지 및 수분 제거 기공되었음을 나타냅니다. 이러한 용존 유기 탄소, 주요 이온, 또는 미량 금속과 같은 다른 농도의 결정은 종종 가정 실험실 복귀에 보존 된 샘플에서 수행됩니다. 지구 화학적 구배는 일반적으로 기공 물에서 관찰 할 수 있으며, 최대 또는 특정 종의 최소값은 깊이에서 볼 수있다.

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Discussion

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본 명세서에 기재된 기술이 시스템에 세 개의 필수 성분이있는 위치, 코어 크기, 코어 부 두께의 광범위한 조정될 수가요이다.

코어 분석을 위해 먼저 적절한 사이즈의 코어 압출 제조 시스템. 지침은 여기에 약 30 "코어를 가정 부여된다. 더 이상 코어가 완전히 돌출 더 PVC 연장 조각과 PVC 피팅을 필요로하는 분야에서 수정이 훨씬 더 어렵 관리하기 그대로 압출 시스템 조심스럽게 포장을 계획 할 수 있습니다.

둘째, 장갑 가방이 잘 지워진 누출이나 눈물이 없는지 확인합니다. 이 프로토콜의 목적은 지하에 존재하는 같은 산화 환원 상태 porewaters를 얻는 것이다. 산화 절편 기공 또는 기공 물 추출하는 동안 발생하는 경우, 얻어진 데이터는 사용할 수 없습니다.

셋째, 원심즉시 퇴적물에서 por​​ewaters의 분리를 할 수 있습니다. pore.......

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Disclosures

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저자는 공개 아무것도 없어.

Acknowledgements

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이 연구는 부분적으로 앨리슨 Keimowitz, 명나라 쿠오 리, 베네딕토 Okeke, 제임스 손더스의 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 RAPID 프로그램 (NSF-1048925, 1048919 및 1048914)에 의해 지원되었다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
일회용 장갑 가방Sigma-AldrichZ106089-1EA일반적으로 처리할 코어 2개당 1개면 충분합니다.
N2 탱크프렉스에어(Praxair가스 공급 회사는 종종 이러한 제품을 현장 실험실로 직접 전달할 수 있습니다.
질소 가스 조절기VWR55850-478또는 이와 유사한
레귤레이터VWR89403-862또는 유사한
탱크를 고정하기위한 몇 피트의VWR60142-006
조정 가능한 튜브 클램프VWR62849-112
방수, 우수한 밀봉 전기 테이프스카치슈퍼 33 +널리 사용 가능한
2-4 개의 짧은 번지 코드널리 사용 가능한
나노 순수 분출 병VWR16650-082유사한 병은 괜찮습니다. 이것들을 다시 채우기 위해 나노 순수를 추가로 공급하십시오.
종이 타월 및 Kimwipes널리 사용 가능한
50ml 원심 분리기 튜브VWR21008-951프로토콜에 설명 된대로 산성 세척. 최소 2/코어 섹션이 필요합니다.
마커에 몇 가지 영구적인 것이 있습니다.널리 사용 가능한
여러 직선 면도날과 상자 절단기.널리 사용 가능한
원심분리기Beckman-CoulterAllegra X-22Faster 로터는 더 큰 분리를 가능하게 합니다.
50 ml 튜브를 수용할 수 있는 로터Beckman-CoulterSX-4250
배럴에 검은색 고무 팁이 없는 50 ml 플라스틱 주사기VWR66064-764 프로토콜에 설명된 대로 산을 세척했습니다. 최소 1/코어 섹션이 필요하고 물 위에 있는 경우 1개가 필요합니다.
수용액과 호환되는 주사기 필터.폭스바운드28143-310 0.45 μ 중 하나 m 또는 0.20  &뮤; m 기공 크기를 사용할 수 있습니다. 처리된 코어 섹션당 5개의 필터를 계획합니다.
플라스틱(일회용) 숟가락.널리 사용 가능; 프로토콜에 설명된 대로 산을 세척했습니다.
일회용 장갑 여러 상자.널리 사용 가능한
대형 플라스틱 비커 또는 기타 폐기물 용기를 장갑 가방에 넣을 수 있습니다.VWR13890-148
실험실 저울VWR10205-008사용 가능한 저울은 괜찮을 것입니다. 높은 정밀도가 필요하지 않습니다
액체 질소로 사전 충전 된 건조 운송 업체VWR82005-416민감한 분석을 위해 샘플이 가정용 실험실로 반환되는 경우에만 필요합니다.
실험실 노트북발수제가 유용할 수 있습니다
코어 라이너워터마크77280Forrestry 공급업체에서 구할 수 있습니다
코어 캡Ben Meadows218105
코어 슬라이서McMaster Carr8707K111이것을 9 3 x 3 사각형으로 자릅니다
PVC 스페이서McMaster Carr48925K96이것을 짧은 길이로 자릅니다
PVC 커플 링McMaster Carr4880K76약 12 개의 필요
다웰널리 사용 가능한
실험실 스토퍼VWR59580-400코어 라이너에 꼭 맞는지 올바른 크기인지 확인하십시오
코어 가이드 플레이트 및 랩 잭널리 사용 가능한
랩 잭VWR89260-826
클램프널리 사용 가능한
휴대용 산소 모니터RKI 기기OX-07
) 튜브 의 대량 공급 상단 용 합판

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chapman, P. M., Wang, F., Germano, J. D., Batley, G. Pore water testing and analysis: the good, the bad, and the ugly. Mar Poll Bull. 44, 359-366 (2002).
  2. Teasdale, P. R., Batley, G. E., Apte, S. C., Webster, I. T. Pore water sampling with sediment peepers. TrAC. 14, 250-256 (1995).<....

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