무산소 조건에서 퇴적물 코어 단면과 기공 워터스의 추출

이 절차의 전반적인 목표는 원래의 산화 상태를 유지하면서 퇴적물 코어를 절단하고, 이 퇴적물 코어에서 간극수를 추출하는 것입니다. 이 방법은 지화학 분야의 연구자들이 호수나 습지와 같이 산화환원에 민감한 지역의 간극수 및 퇴적물 내 금속 화학종 분화를 조사할 수 있게 해줍니다. 이 기술의 주요 장점은 유연하고 적응력이 뛰어나며, 현장 휴대성이 좋고, 비용이 저렴하며, 퇴적층을 교란하지 않는다는 점입니다.

본 절차의 시연은 제 실험실의 학부생인 Rahul Sinha가 맡아 진행하겠습니다. 글로브 백을 설치하여 현장 실험실 준비를 시작하십시오. 먼저, 코어 안내 플레이트를 작업 표면에 고정하십시오.

코어 라이너를 위한 구멍이 카운터 앞으로 돌출되어 개방되어 있는지 확인하여 배치하십시오. 다음으로, 벤치 클램프를 사용하여 질소 탱크를 고정하십시오. 그런 다음, 글로브 백을 플레이트 위에 씌우고 백과 가스 조절기 사이에 튜브를 연결하십시오.

튜브 약 8인치를 백 안으로 밀어 넣습니다. 이제 전기 테이프로 백의 튜브 연결 부위를 밀봉하고, 백 내부의 튜브에 클램프를 끼우되 클램프는 열어 둡니다. 다음으로, 플레이트의 구멍 위쪽 백 바닥에 X자 모양으로 절개한 후, 목록에 기재된 품목들을 백에 넣습니다.

항목을 빠뜨리면 매우 번거로우므로 목록을 다시 한번 확인하십시오. 다음 작업은 코어를 설치하는 것입니다. 먼저, 작업대 아래 바닥에 랩 잭을 놓으십시오.

랩 잭 위에 중심부에 구멍이 뚫린 합판 조각을 올려 코어를 안정시켜야 합니다. 그다음 코어를 수직으로 세운 상태에서, 코어 가이드 플레이트와 글로브 백의 X자 표시 부분을 통해 밀어 넣습니다. 코어의 약 4~6인치 정도가 플레이트 위로 돌출되어야 합니다.

이제 한 사람이 코어를 지지하는 동안, 전기 테이프를 사용하여 X 표시 주변의 백에 코어를 테이프로 고정하십시오. 그런 다음, 코어 압출기를 설치합니다. 먼저 핸들을 길이 6인치, 직경 2인치의 PVC 스페이서에 삽입하고, 이어서 길이 3인치의 커플링, 다시 스페이서와 커플링 순으로 핸들이 완전히 덮일 때까지 반복하여 삽입하십시오.

이제 코어 압출기를 코어 아래에 배치하고 잭으로 지지하십시오. 잭은 가능한 한 낮게 크랭크를 돌려 조정해야 합니다. 다음으로, 커터칼을 사용하여 코어 캡의 바닥 주변을 조심스럽게 절단하십시오.

코어 라이너 주변에 코어 캡 링을 남겨두고, 코어 재료와 맞닿는 부분에 원형의 캡 조각을 남겨둡니다. 이제 한 사람은 글러브 백 안으로 손을 넣어 코어를 고정하고, 다른 한 사람은 잭을 들어 올립니다. 코어 압출기를 코어 라이너 안으로 서서히 이동시켜 퇴적물을 위로 밀어 올립니다.

압출기를 약간 흔들어줘야 할 수도 있습니다. 퇴적물과 상층수가 코어 라이너 상단에 도달할 때까지 코어를 계속해서 밀어 올리십시오. 마지막 단계는 봉투를 밀봉하는 것입니다.

먼저, 모든 구성 요소가 들어 있는지 다시 한번 확인하십시오. 그런 다음, 가방 안에 있는 공기가 갇혀 있는 모든 물체를 개봉하십시오. 이제 가급적 다른 사람의 도움을 받아 글로브를 세 번 퍼지하십시오.

먼저, 백의 공기를 최대한 뺀 상태에서 몇 개의 번지 코드로 주 개구부를 밀봉합니다. 그런 다음, 보조자가 질소 흐름을 50 psi로 조절하는 동안 가스를 백 주변, 특히 공기가 갇힐 수 있는 틈새로 유도합니다. 백이 충분히 팽창되면 레귤레이터를 끄거나 클램프를 닫아 가스를 차단합니다.

그 다음, 주 개구부를 열고 가방 안의 가스를 최대한 밀어내어 배출합니다. 가방의 모든 틈새를 포함하여 질소로 채우고 다시 비우는 과정을 두 번 더 반복합니다. 이 과정이 완료되면 글로브 백 내부의 산소 농도는 매우 낮은 상태가 됩니다.

글러브 백 내부에 적절한 양의 가스가 채워진 상태로 마무리하십시오. 이 절차는 2인 1조로 수행하는 것이 가장 좋습니다. 본 절차를 위해, 백에 내장된 글러브 위에 일회용 글러브 한 켤레를 덧끼우십시오.

장갑이 오염되거나 찢어지면 즉시 교체하십시오. 먼저, 시린지를 사용하여 코어 상단의 모든 고인 물을 제거합니다. 그 다음, 이 물을 0.45-micron 시린지 필터로 여과합니다.

다음으로, 코어 라이너 상단에 코어 섹셔닝 링을 배치합니다. 그런 다음, 퇴적물이 링의 상단에 닿을 때까지 코어를 들어 올립니다. 백 내부에서 코어 라이너를 고정하여 코어가 이동할 때 라이너가 함께 움직이지 않도록 합니다.

글러브 백 내부에서 작업하는 작업자가 코어 라이너를 약간 눌러 코어 시료가 링의 상단에 위치하도록 해야 할 수도 있습니다. 그다음, 라이너 상단과 링 사이에 코어 슬라이서를 밀어 넣어 퇴적물 단면이 슬라이서 위에 오도록 합니다. 이것이 코어의 첫 번째 섹션입니다.

플라스틱 스푼을 사용하여 절단된 부분을 50-milliliter 원심분리관으로 옮기고 뚜껑을 단단히 닫습니다. 도구를 세척하고 코어 전체가 절단되어 튜브에 담길 때까지 이 과정을 반복합니다. 코어 절단 과정 중에 실험실 잭이 완전히 확장될 수 있습니다.

이런 현상이 발생하면 코어를 고정한 상태에서 잭을 내리고, PVC 조각들을 배치하여 코어 압출기를 연장하십시오. 그 다음 잭을 다시 원래 위치에 고정하십시오. 이 과정 중에 백의 공기가 너무 많이 빠지거나 과하게 주입될 수 있습니다.

질소 가스 밸브를 짧게 열거나 메인 백 개구부를 잠시 열어 가스를 배출함으로써 압력을 조절하십시오. 코어 절단이 완료되고 모든 퇴적물이 원심분리 튜브에 담기면, 이 튜브들을 글로브 백에서 꺼내고 글로브 백을 닫을 수 있습니다. 그런 다음, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 수집된 튜브를 원심분리 준비하십시오.

그 다음, 1,100 g 이상의 속도로 20분 동안 원심분리하여 가라앉힙니다. 원심분리가 끝나면 튜브를 다시 무산소 환경으로 옮기고, 시료 수집을 위한 빈 튜브를 몇 개 넣습니다. 그 후 이전과 동일하게 가스를 두세 번 다시 퍼지해야 합니다.

이제 원심분리 튜브를 열고 끝에 튜브가 연결된 시린지를 사용하여 간극수를 제거합니다. 그다지 0.45-micron 시린지 필터를 사용하여 해당 물을 수집 튜브에 여과합니다. 상세 프로토콜 텍스트에 샘플의 추가 처리 방법이 설명되어 있습니다.

설명된 프로토콜을 사용하여 Deep Water Horizons 유출 사고 9개월 후 뉴올리언스 인근 습지에서 코어를 채취하였습니다. 이 습지는 기름 오염이 심한 상태였습니다. Hach DR 2700 휴대용 분광광도계를 사용하여 분석한 결과, 매우 높은 농도의 황화물이 검출되었습니다.

철 농도는 낮았으며 3가 산화 상태의 철은 검출되지 않았습니다. 따라서 이 영상을 시청한 후에는 글러브 백 내의 산소를 제거하고, 절단을 위해 글러브 백 내부에서 코어를 밀어내며, 퇴적물로부터 간극수를 분리하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 숙달하면 코어 길이에 따라 코어당 1~3시간 정도 소요됩니다.

이 절차를 수행할 때 glove bag 내부를 철저히 퍼지하고 코어 높이를 천천히 조절하는 것이 중요합니다. 이 절차를 따르면 ferrousing을 통한 철 분화, 볼타메트리 또는 컬럼 분리를 통한 비소 분화, 그리고 메틸수은 분리와 같은 방법들을 수행하여 시스템의 산화환원 상태에 관한 의문점을 해결할 수 있습니다. 압축 가스를 다루는 것은 매우 위험할 수 있으므로, 이 절차를 수행하는 동안 가스 탱크를 고정하는 것이 필수적이라는 점을 잊지 마십시오.

일부 퇴적물 샘플은 유해 물질로 오염되어 있을 수 있으므로 적절한 주의를 기울여야 합니다.