2016년 8월 3일
우리는 깨끗하고 정확한 물 샘플링을 위한 간단하고 비침습적이며 신뢰할 수 있는 방법인 VacuSIP를 소개합니다. 이 시스템은 미립자 및 용해된 화합물의 제거 및 배설을 깨끗하게 측정하기 위해 저서 현탁액 공급기가 현장에서 흡입 및 내쉬는 물을 동시에 수집하기 위해 개발 및 평가되었습니다.
이 방법의 전체적인 목표는 자연 조건에서 저서 현탁물 섭식자가 흡입하고 배출한 물의 수집기를 세척하여, 이들이 제거하고 배설한 입자성 및 용존 화합물을 정량화하는 것입니다. 용존 유기물 및 암모니아 분석을 위한 수집 용기를 준비할 때는 세척된 새 EPA vial을 사용하십시오. 다른 영양소를 샘플링할 때는 EPA glass vial을 사용하십시오.
규산염 분석에는 HDPE 바이알을 사용하십시오. 바이알과 캡을 고품질 2중 증류수로 헹굽니다. 그다음 천공된 실리콘 격막을 새것으로 교체하고, 바이알과 캡을 10% 염산에 최소 3일 동안 담가둔 후 고품질 2중 증류수로 3회 헹굽니다.
영양액 사용을 위해 유리 바이알을 추가로 준비하려면, 450 °C에서 4시간 동안 가열한 후 가마 내에서 식힙니다. 그 후 캡을 닫고 바이알을 알루미늄 호일로 감쌉니다. 다음으로 0.2 µm 필터링한 계면활성제를 DDW와 혼합하여 5% 용액을 준비합니다.
이제 연소된 바인더 프리 유리 섬유 필터를 세척된 인라인 스테인리스 스틸 swinnex 필터 홀더 내부에 넣으십시오. 그런 다음 산 세척된 시린지를 사용하여 필터링된 계면활성제 용액 100 milliliters를 전체 어셈블리에 통과시킵니다. 고품질 2중 증류수 100 milliliters를 사용하여 어셈블리를 깨끗하게 헹구십시오.
필터 어셈블리를 실리카 샘플링용으로 사용하는 경우, 폴리카보네이트 필터로 준비하고 5% 염산을 30 milliliters 통과시킨 후, 고순도 이중 증류수 30 milliliters를 통과시킵니다. PEEK 튜빙을 사용하여 수중 작업용 시스템을 조립하십시오. 필요한 길이를 준비하려면 날카로운 칼이나 PEEK 커터를 사용하십시오.
각 튜브에 시린지 바늘이 연결된 수형 루어 커넥터를 장착하십시오. 파란색 무플랜지 페룰의 평평한 면이 튜브 끝단과 일치하는지 확인한 후, 녹색 너트를 손으로 조이십시오. 그런 다음 절연 테이프를 사용하여 PEEK 튜브를 삼각대 암에 고정하여 맞춤형 조작기를 제작하십시오.
다음으로, 캡이 씌워진 일회용 주사바늘을 수형 루어 커넥터(male luer connectors)에 연결합니다. 샘플링 장비에 명확하게 라벨을 부착하고, 흡입 및 배출 샘플링 구성 요소를 구분하기 위해 흡입측은 파란색 테이프로, 배출측은 노란색 테이프로 색상 코드를 표시합니다. 마찬가지로, 순차적으로 번호가 매겨진 용기 쌍을 더 쉽게 식별할 수 있도록 샘플링 용기에도 색상 코드를 표시합니다.
이제 다이빙 전 샘플링 용기 내부를 비워주십시오. 가급적 성능이 좋은 진공 펌프를 사용하는 것이 좋습니다. 표준 동결건조기(Lyophilizer) 또한 고진공을 제공하므로 적절히 사용할 수 있습니다. 마지막으로 다이빙에 필요한 모든 샘플링 용기를 순서대로 배치하십시오.
모든 샘플링 단계를 미리 계획하고 그에 맞춰 준비물을 챙기십시오. 먼저, 흡입구 근처에 여과된 형광 염료를 방출하여 표본이 펌핑 중인지 확인하고, 염료가 배출구 쪽으로 나오는지 확인하십시오. 다음으로 VacuSIP 장치를 설치하고 장치가 안정적으로 고정되었는지 확인하십시오.
그 다음 흡입 샘플링 튜브를 흡입구 내부에 또는 매우 가까이 배치하되, 흡입 튜브가 다른 배출구 근처에 있지 않도록 주의하십시오. 이어서 배출 샘플링 튜브를 배출 사이펀 방향으로 조심스럽게 향하게 한 뒤, 사이펀 안으로 1~5 mm 정도 매우 부드럽게 삽입합니다. 샘플링 대상 생물과 접촉하거나 이를 방해하지 않도록 각별히 주의하십시오.
그 후 샘플링 어셈블리를 작업하기 적절한 가까운 거리에 고정합니다. 맞춤형 매니퓰레이터를 사용하는 경우, 흡입관과 배출관의 위치 선정 시에도 동일한 주의를 기울이십시오. 초미세 플랑크톤 샘플링에는 필터가 필요하지 않습니다.
울트라-플랑크톤을 채집하려면 바늘을 사용하여 흡입 및 배출 진공 튜브의 격막을 뚫으십시오. 물이 떨어지는지 확인하고 각 튜브에서 2~6 mL의 물을 수집하십시오. 규산염의 경우, 바늘과 튜브의 증류단에 있는 루어 수컷 커넥터 사이에 폴리카보네이트 막이 장착된 인라인 스테인리스 폴리카보네이트 필터 홀더를 설치하십시오.
그런 다음 준비된 HDPE 바이알의 중격 캡을 뚫어 샘플링을 시작합니다. 용존 유기물 및 무기물을 샘플링하려면 바이알 세 쌍을 준비하십시오. 하나는 질산염 및 인산염용, 하나는 암모니아용, 그리고 세 번째 쌍은 용존 유기물용입니다.
용존 유기물 또는 영양분을 채취하려면 폴리카보네이트 필터 어셈블리를 사전 소성된 유리 필터가 포함된 세척 완료된 인라인 스테인리스 스틸 필터 홀더로 교체하십시오. 그런 다음 EPA 유리 바이알의 셉텀 캡을 뚫어 채취를 시작합니다. 용존 무기물은 제조사에서 세척한 새 EPA 유리 바이알 또는 기술된 프로토콜에 따라 세척하여 재사용하는 EPA 바이알에 수집되었습니다.
재사용된 바이알에서는 더 높은 암모니아 농도가 보고되었으나, 다른 값들은 유사했습니다. 순수를 여과하여 용해된 유기 및 무기 영양소를 테스트함으로써 스테인리스 스틸 필터 홀더와 폴리카보네이트 인라인 Swinnex 필터 홀더를 비교했습니다. 각 홀더에 폴리카보네이트 막과 사전 연소된 유리 섬유 필터를 사용하여 테스트했습니다.
스테인리스 스틸 필터 홀더와 소성된 유리 섬유 필터의 조합이 가장 효과적이었습니다. 시료의 품질을 테스트하기 위해 유세포 분석기로 세포 수를 측정하였습니다. 흡기-호기 시료 쌍이 적절하게 수집되었을 때, 호기수 내의 대부분의 세포가 제거되었습니다.
반대로, 부적절한 수집 방법으로는 동일한 결과를 얻지 못했습니다. VacuSIP를 적절하게 사용했을 때, 분석된 대부분의 화합물에서 제거 또는 배출 패턴이 분명하게 나타났습니다. 본 연구에서 관찰된 측정값은 지중해 해면에서 얻은 것입니다.
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VacuSIP은 특히 저서 현탁식 여과 섭식자를 대상으로 수중의 특정 지점에서 깨끗하고 정확하게 시료를 채취하기 위해 설계된 새로운 방법입니다. 이 기술을 통해 흡입수와 배출수를 동시에 수집함으로써 다양한 화합물의 제거 및 배설량을 측정할 수 있습니다.
현탁물 섭식자에 의해 매개되는 영양염 플럭스의 정확한 정량화는 해양 생태계의 저서-표층 결합을 이해하는 데 필수적입니다. VacuSIP 방법은 활동적인 현탁물 섭식자에 의해 처리되는 입자성 및 용존 화합물의 신뢰성 있는 현장 측정을 가능하게 하여, 생태학 및 환경 위험 평가 모델의 기전적 리스크 감소를 지원합니다. 이러한 접근 방식은 영양염 순환 및 생태계 건강성에서 여과 섭식자의 기능적 역할을 평가하는 데 있어 예측 신뢰도를 높여줍니다.
VacuSIP 방법은 환경 생물학 및 생태학적 리스크 평가의 가설 검증을 위한 신뢰할 수 있는 정량적 결과물을 제공함으로써 발견 워크플로우에 통합됩니다.