Name: 결합 된 크기와 유기-미네랄의 상호 작용의 수사를 위해 토양의 밀도 분류 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-15T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 38 s
Description: 배우세요 토양 유기물과 미네랄 상호작용을 연구하는 결합 크기 및 밀도 분획법(CSDF)을 사용하는 방법을 배우세요. 이 물리적 분리 기술은 탄소 격리 및 토양 과학 연구에 중요한 통찰을 제공합니다.

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이 방법의 개발은 로잔의 대학에 Geosciences의 학부의 폰 지금은 (도)에 의해 지원 되었다. 우리는 우리에 게 연구 샘플을 수집 하는 권한을 부여에 대 한 과학 및 기술, 우간다 야생 동물 기관에 대 한 우간다 전국 위원회를 인정 합니다. 더 저자 CHN 및 XRD 분석 교수 티에리 Adatte 감사 하 고 싶습니다. 우리는 고전 밀도 분류에서 초기 교육을 제공 하기 위한 교수 에리카 마린-Spiotta에 감사입니다. 우리는 또한 실험실 관리자를 Laetitia Monbaron 공급 및 장비 확보에 그녀의 원조에 대 한 감사 합니다.

저자는 공개 없다.

상대적으로 균질 구성의 격리 수 있도록 CSDF 실험의 성공 방법, 적절 한 매개 변수 선택에 경첩. 매개 변수 분류의 선택에 주요 고려 사항 아래 설명 되어 있습니다.
fLF 유기를 미네랄의 상호 작용은 최소를 나타냅니다. 이 분수의 추출은 섬세 하 고, 고밀도 솔루션으로 토양의 혼합 수 있습니다 이미 헤어 일부 macroaggregates. 그러나 있다,, 표시 유기 물 macroaggregates에 더는 fLF stricto sensu 보다 높은 에너지 쥡니다18발표 oLF를 유사할 수 있습니다. 일부 저자도 자유롭고 약하게 상호 작용 하는 미네랄 유기 물질, ' 내부 집계 미 립 자 유기 물질', iPOM54불리의 풀을 분리 하는 낮은 에너지 쥡니다 단계를 제안 했다.
가려진된 유기 물질의 릴리스에 대 한 다른 기술을 토양 집계 중단을 존재 한다. 가장 광범위 한 있습니다 쥡니다, 유리 구슬 동요와 화학 dispersants33,,6263의 사용. 쥡니다 출력 에너지 정밀 하 게 제어할 수 있습니다 샘플에서 더 많거나 적은 균일 하 게 배포 믿고 있기 때문에 여기 선정 되었다. Precluding dispersants 화학을 사용 하 여, 여 쥡니다 상대적으로 유기-미네랄 단지22,33으로 방부 제으로 간주 될 수 있습니다. 그러나 분산 단계는, 가장 섬세 한 작업 중 하나 남아 있다. 한편으로, 약한 분산 됩니다 집계 그대로 두고 hF SOC;의 이상의 견적으로 이어질 수 있습니다. 다른 한편으로, 매우 활발 한 분산 단계 유기-미네랄 복합물의 부분 파괴는 분수 SOC의 재 분포를 발생할 수 있습니다. 약한 유기 모래 협회는이 과정에 특히 취약 한 있을 수 있습니다. 집계 및 표면 수 착 내 폐색 연속체2에 따라 발생 하는 프로세스 이기 때문에, 아니 완벽 한 솔루션은 존재 합니다. 따라서, 쥡니다의 에너지 레벨 흙 속성에 따라 신중 하 게 조정 될 필요가 있다. 카이 저와 Berhe64 토양 시 초음파에 의해 발생 하는 부작용을 최소화 하는 전략을 제안 하는 매우 유용한 리뷰를 출판 했다.
5000 J·mL-160에서 쥡니다 에너지 범위를 보고합니다. 여러 연구 그룹을 보고 100 J·mL-1 macroaggregates를 파괴 하 고 500 J·mL-1 는 큰 microaggregates를 파괴 하 고 반응의 합리적인 분산을 제공 하는 동안 모래 토양을 효과적으로 분산 하기에 충분 한 수 63,65,66,,6768토양. 물리적 분류 체계에서 미사와 점토 크기의 집계의 완전 한 분산 수 없습니다 필요한 보호 메커니즘은 구별할이 크기 범위에 있는 sorptive 안정화 될 가능성이 있기 때문. 크기 또는 밀도 분류 전에 분산의 합리적인 목표 매크로-(> 250 µ m) 및 큰 마이크로-(> 53 µ m) 집계 중단 될 수 있습니다. 100 J·mL-1 (모래 토양) 200 J·mL-1 (옥 토 질의 토양)의 에너지 적절 한 선택이 될 수 있습니다. 200 J·mL-1 의 에너지 이미 미생물 대사 산물 (살 일 걸 요 미네랄 관련)69의 부분을 추출할 수 있습니다, 그리고 따라서 높은 쥡니다 에너지를 사용 하 여 주의 받아야 한다. 그러나, mineralogically 반응 토양 초 집계 최대 500 J·mL-1 분산 필요할 수 있습니다. 각 토양 유형 일치 하 고 목표 공부 분산 에너지를 조정 필수적입니다. 마지막으로, 아마 완전 한 초음파 분산 후에 점토 크기의 microaggregates는70지속 가능성이 중요 하다.
물리적 분류 기법을 조화를 가진 어려움이 있는 토양에서 특히 그들의 무기물 구성에에서 상주 합니다. 고밀도 솔루션의 선택 알려진 기초 하 여야 한다 또는 유추 가능한 균질을 분수 분리 하는 궁극적인 목표와 토양 광물 학.
문서에서 사용 하는 고밀도 솔루션 SPT-pH 371,72이었다. 낮은 산도 수용 성 유기 화합물의 손실을 최소화합니다. 그러나, 밀도 분류 다른 고밀도 솔루션으로 수행할 수 있습니다. 역사적으로, 유기 액체 사용된 (tetrabromoethane, tetrachloromethane), 하지만 무기 염 (나트륨 요오드 화물, SPT)의 이익에 할로겐화 탄화수소의 독성과 토양의 고유의 오염 때문에 점차적으로 포기 했다 생명체입니다. 요즘, SPT의 밀도 3.1 g·cm-31.0 사이 조정 될 수 있다 때문에 권장 되는 솔루션은, 그것은 재활용 될 수 있으며 낮은 독성 (섭취) 하지 않는 한22,50. 주요 제조 업체의 탄소와 질소 오염 수준에 서로 다른 범위의 SPT 성적을 제공 합니다. 토양의 밀도 분류, 순수한 급료 것이 좋습니다, 분수는 동위 원소 구성에 대 한 분석 되어야 하는 경우에 특히.
밀도 1.6 g·cm-3 의 솔루션 분리 하는 데 사용 되었습니다 고전적인 빛 유기 미네랄 관련 부분에서-Golchin 외.21예를 참조 하십시오. 일부 저자 1 g·cm-3 (물)의 밀도는 빛 분수73,74의 대부분을 추출 하는 충분 한 것 제안 하는 동안 다른 사람이 제안된 높은 밀도 컷-오프 1.62 또는 1.65 g·cm-3 에 따라 같은 일부 유기 구성 요소 밀도 1.60 g·cm-3 33,,7576까지 보여줄 수 있는 아이디어. 밀도 높은 1.85 g·cm-3 로 고용된50되었습니다. 선택할 때 무거운 분수에서 빛을 분리 하는 조밀도, 아니 완벽 한 솔루션 있음을 주목 한다. 실제로, 낮은 밀도 위험 무거운 분수, 빛 분수에 몇 가지 미네랄을 포함 하 여 높은 밀도 위험 하면서 일부 '빛' 생명체를 할당. 이 마지막 효과 %SOC 무기물 오염의 어느 정도 나타내는 40-45% 보다 낮은 빛 분수의 탄소 함량을 관찰 하는 경우 감지할 수 있습니다.
무거운 분수, XRD 등 예비 분석 대부분의 광물 학에 대 한 통찰력을 제공할 수 있는60 샘플 및 밀도 컷-오프 높은 염두에 두고, 토양의 주요 미네랄 구성 요소 사이의 구별의 수를 정의 하는 데 도움이 유기 선적의 이론적인 값에 비해 미네랄의 밀도 낮출 것 이다. 마찬가지로, 입자 크기 분리에 대 한 텍스처 분석77,78 설정된 적절 한 한계를 도울 수 있다. 입자 크기 분리는 순차적 밀도 분별은 어려운 때마다 간단한 밀도 분류는 특히 매력적인 추가 이다. 이것은 예를 들어 포함 된 다량의 oxyhydroxides 및 낮은 활동 clays 샘플 분산 귀착되 고 무거운 액체에 있는 명확한 분리를 방지 하는 토양에 대 한 경우. 입자 크기 분리 단계는 또한 다른 크기 (예: 석 영 및 illite) 하지만 비슷한 농도의 미네랄을 별도로 표시 됩니다.
무료 칼슘 이온 형태로 불용 성 Ca metatungstate SPT와 반응 합니다. 절차에 따라서 제대로 결정, pedogenic 탄산염의 다량을 포함 하는 알칼리 성 토양에 대 한 적합 하지 않다. 낮은 반응성 탄산염의 소량 샘플 하지 너무 오래 SPT 접촉 왼쪽으로 분류와 함께 방해 하지 않습니다. Ca metatungstate 침전은 분수 질량의 이상의 견적으로 이어질 것입니다. LFs C 농도 원소 분석기에서 실행 하는 경우 문제는 발견 될 것입니다 하지만 분류는 손상 될 것입니다.
이 기술적 어려움 뿐만 아니라 CSDF의 (또는) 어떤 물리적 분류 체계의 근본적인 한계는 반응 미네랄 토양에서 거의 발생 개별 분리로 코팅 및 시멘트로 대신 하는 사실에서 유래한 다. 그렇지 않으면 unreactive 미네랄 (석 영) 등에서 매우 sorptive 하지만 매우 얇은 코팅의 발생 유기-미네랄 협회의 편향 보기로 이어질 수 있습니다. 주의 특히 그 반응성 결정 잘못에 의해 지배 된다 토양 그리고 산화 단계에 대 한 결과 해석할 때에 따라서 필요 합니다. 분수의 더 특성 같은 모호함을 완화 도울 수 있다. 그럼에도 불구 하 고, CSDF 같은 자세한 물리적 분류 방법을 자연스럽 게-발생 유기-미네랄 복합물의 구성에 대 한 통찰력을 얻을 수는 뛰어난된 기능이 있다. 이러한 통찰력은 토양, 광 관련 한 유기 물질의 가장 큰 수영장의 biogeochemistry의 새로운 이해를 얻을 예정 이다.

토양은 지질과 생물학 근원의 요소를 포함 하는 복잡 한 시스템 이다. 그들의 상호 관계의 연구는 생태계 기능1에 대 한 우리의 이해의 초석입니다. 특히, 유기-미네랄 상호 작용 토양 유기 물 (SOM) 역학2에서 핵심적인 역할을 담당할 생각 된다. 몇몇 솜 역학은 현재 여러 가지 이유로 매우 활동적인 연구 분야 이다. 높은 솜 주식 토양 좋은 내장 다 산을 표시 하는 경향이 고 또한 환경 가치 탄소 격리 기회3,4를 구성 하는 수 있습니다.
토양에 유기 물을 매우 이질적인 선회 공간에서 몇 시간 동안 다른5년 수천을 위해 지속 될 수 있습니다 일부 구성 요소 이다. 이 결정 요인 논쟁의 주제, 남지만 미네랄 매트릭스와 협회는 특히 중요 한6,7, 특히 지하자원 시야8생각 된다. 그 결과, 유기 구성 요소와 밀접 하 게 연결할 알려진 무기물 단계 증가 관심9,,1011를 받고 있다.
다양 한 질적 및 양적 솜으로 sorptive 잠재력을 다양 한 미네랄을 포함 하는 토양 큰 특정 표면 영역 또는 반응성이 매우 높은 표면 미네랄 유기 화합물4,12에 대 한 높은 수 착 용량을가지고 표시 되었습니다. 토양, 높은 활동 phyllosilicates (예: smectites) 같은 보조 미네랄 철 oxyhydroxides 고 제대로 결정 aluminosilicates 모두 표시 되었습니다 몇 가지 유기 화합물13 의 sorptive 보존에 크게 관여 , 14 , 15 , 16 , 17. 상대 기능 동질성과 유기 물을 풀을 격리 따라서 수 토양 광물 학에 있는 다른 조각으로 분리.
이 논문의 목적은 그들의 속성의 연구를 촉진 하는 구성에 따라 유기-미네랄 복합물을 분리 하는 방법론을 제시 하입니다. 메서드를 사용 하면 물리적으로 서로 다른 성분의 시퀀스로 대량 먼지를 분리 하는 크기와 밀도 분류를 결합 합니다. 결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 통합 두 가지 효과적인 물리적 분류 방법 (입자 크기 분리 및 밀도 분리). 이 두 가지 방법의 조합 토양에 있는 유기 미네랄 협회에 대 한 우리의 이해를 향상 된 해상도 제공합니다.
많은 다른 접근이 있다 (화학, 물리적 및/또는 생 화 확 적인) 대량 토양 샘플18,19에 분수를 지정 하는 데 사용할 수 있습니다. 간단한 밀도 분별 법은 널리 이용 되는 토양 과학자 들에 의해 솜 역학을 공부 하는 물리적 분리 (2017을 Grunwald 외., 예를 들어 참조 하 고 거기에 참조)20. 고전적인 형태의 간단한 밀도 분류 주어진된 컷오프 (일반적으로 1.6에서 1.85 g·cm-3)-빛 분수 (LF) 무거운 물자-에서 무거운 분수 (hF) 보다 가벼운 재료를 분리합니다. LF는 때로는 더 무료 빛 분수 (fLF)와 폐색된 빛 분수 (oLF)21로 분할.
많은 토양에 가장 큰 솜 풀 hF22에서 발견 된다. SOM는 hF에 일반적으로 LF23에서 그 보다 더 안정 될 것으로 생각 됩니다 아직 높은 유지 하기 위해 표시 되었습니다 작곡 및 아마, 기능이18. 이 포인트 더 분리 하는 필요는 hF 뚜렷한 생물 지구 화학적 속성 (예: 체류 시간 또는 기능)와 솜의 풀을 격리의 전망을 가진 더 균질 subfractions로. 순차적 밀도 분류,24, Sollins 그 외 여러분 (2009 년) 의해 설명 된 대로 실제로 입증 성공적인 방법; 아직 밀도 기준으로 전적으로 다 분리 내려다 차이 입자 크기에 따라서 특정 표면적 변화에서 발생의 위험을 실행 합니다. 예를 들어, kaolinite 약 석 영으로 동일한 밀도 그러나 그것의 크기 모드 (표 1)에 근거 하 여 분리 될 수 있습니다. CSDF 입자 크기의 고려를 포함 하 고는 분별의 해상도 향상 시킵니다.
물리, 화학 또는 생화학 속성에 따라 솜 분별 긴 역사를가지고 있습니다. CSDF 같은 물리적 방법 (입자 또는 집계)의 크기 또는 밀도 등 토양의 구성 요소의 물리적 특성을 기반으로 합니다. 화학 방법에는 특정 화합물 또는 화합물, 화학 산화의 클래스의 선택적 추출 포함 됩니다. 다양 한 실험 조건에서 미생물 산화에 의존 하는 생 화 확 적인 방법. 화학과 생 화 확 적인 방법은 다른 원리에 따라 물리적인 방법에 비해 다른 목표를가지고 하지만 역시 간단히 아래 검토.
(예: 수산화 나트륨)와 알칼리 추출 화학적 토양6의 유기 구성 요소를 격리 하는 데 사용 하는 가장 이른 방법 중 평가 한다. 현대, 화학 솜 분류 방법의 예로 나는) 나 파이 인산으로 알칼리 추출 분리 솜 미네랄;에 바인딩된 겨냥 2) 산 성 가수분해 (HCl), 영구 솜; 측정 목적 그리고 iii) 화학 에이전트와 솜의 선택적 산화 무료 또는 정한 솜2공격 목적. 이러한 메서드는 기능적으로 다른 유기 물 수영장에 대 한 유용할 수 있습니다, 그들은 몇 가지 한계에서 고통. 첫째,은 기사 불완전 또는 불완전 한 수 있다. 예를 들어 고전 알칼리 방법 토양 유기 탄소 (SOC)6의 50-70%만 추출합니다. 둘째, 분류 제자리에 솜을 대표 하지 않을 수 있습니다 제품과5분류 하기 어려울 수 있습니다. 셋째, 이러한 화학 방법만 제공 유기-미네랄의 상호 작용에 대 한 제한 된 통찰력 때문에 그들의 많은 유기 물과 미네랄 간의 원래 연결을 유지 하지 합니다.
생 화 확 추출 외피 실험을 포함 하 여 불안정 하 고 반응성 솜 공부를 주로 사용 됩니다 (생 화 확 적인 방법의 검토에 대 한 Strosser32 참조). 인큐베이션 실험 생화학 분석기 산소 수요의 측정으로의 생각 될 수 있다 하 고 직관적으로 bioavailable 유기 기판의 결정에 적합. 그러나 조건 (온도, 습도, 신체 장애, 새로운 입력의 부재) 필드에서 다른 긴 보육 시간에 대 한 필요는 제자리에 솜 역학 추정 섬세 한.
변형 또는 파괴, 될 것으로 추정 된다 화학 제품 또는 생 화 확 적인 방법에 비해 물리적 분류 기술을 더 많은 방부 제22 고려 될 수 있다 (수용 성 유기 화합물의 중요 한 예외는 동안 손실 됩니다 절차)입니다. 분수의 고체 상 토양 구성 요소 필드에 현재로 '스냅샷'으로 생각 될 수 있다 하 고 따라서 수 그들의 최고의 실제 토양에 관련 된 직접적 솜 역학 제자리에서33. 또한, 기술의 비 파괴적인 성격 분석의 다양 한을 사용 하 여 또는 추가 화학 또는 생화학 적 방법에 따라 분류 한 분수 이후에 특징 수 있습니다 의미 합니다.
토양의 물리적 분류는 최근 생각이 아니다. 중반-20 세기에 물리적 분리 기술 날짜에 대 한 과학 문학. 밀도 분별 법의 응용 프로그램에 196534,35일찍 보고 했다. 같은 기간 동안 그리고 다음 십 년간에서 솜의 역학에 대 한 간행물 및 미네랄의 상호 작용은 이미 되 고 토양 과학자36,,3738,39 사이 광범위 한 .
밀도에 따라 분리, 집계 크기 또는 입자 크기는 현재 사용 하는 가장 일반적인 물리적 분리 방법. 물리적 분리의 주요 과제 중 하나는 턴-오버 속도, 크기 또는 다른 표시기의 기능에 의해 정의 된 대로 균질 성 기능 솜 풀의 격리입니다. 토양 분수; 기능 해상도가지고 도움이 될 수 있습니다 결합 분리 방법 또는 CSDF에서 기준 실제로, 이러한 방법을 조합18,40,41,,4243에 점점 더 사용 될 것 같다. 순차적 밀도 분리, 수를 분수와 다른 유기 중요 콘텐츠 및 광물 학 구성, 특정 표면 영역, CSDF 기인 차이 대 한 계정 크기 분리의 약속을 보유를 결합 하 여 토양에 있는 유기 미네랄 협회의 기능과 다양성으로 저조한 통찰력.
CSDF는 육체적으로 상대 광물 및 텍스처 동질성의 분수에 대량 토양 샘플을 충분치를 목표로 합니다. 여기에 사용 되는 분산 에너지로 서는 밀도 및 입자 크기 컷-오프, 선정 되었습니다 우리의 토양 종류에 따라 하지만 이러한 매개 변수 fractioned 수 샘플 및 연구의 목적에 따라 적용할 수 있습니다. 이 예제에서는 우리 6 분수 (표 2)에 대량 토양의 분리의 결과로 한 분산 단계, 2 개의 밀도 및 크기 컷-오프를 사용 하 여 선택 했습니다. 그림 1 는 방법의 개념적 개요를 제공합니다. 여기에 fractioned 되는 물질이 열 대 토양, 하지만 방법은 어떤 토양 유형으로 퇴적 물에 적용할 수 있습니다. CSDF 분수 중 자료의 배포와 자체의 매우 유익한 될 수 있지만 추가 분석을 하기 전에 준비 단계 일반적으로 사용 됩니다. 토양에 적용 하면, CSDF 분수 (1) 광물 (광물 학 및 텍스처) 및 (2) 솜 농도 구성과 구성에 서로 다른 생성 합니다.

<table><tbody><tr><td><강>분획법</강></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>나트륨 폴리텅스텐 산</td>염 <td>Sometu</td><td></td><td>SPT 0 (낮은 C 및 N)이 권장됩니다. 낮은 등급의 폴리 텅스텐 산염은 샘플을 오염시킬 수 있습니다.</td></tr><tr><td>비중계 (1-1.5, 1.5-2, 2-2.5, 2.5-3 g.cm-3)</td><td>Allafrance</td><td></td><td>20 &deg에서 보정; C, 예: 3050FG250/20-qp</td></tr><tr><td>소변 믹서</td><td>Fisher</td><td></td><td>고정 속도 표준 소류 혼합기, 예: 02-215-410</td></tr><tr><td>소탐지기</td><td>VWR</td><td></td><td>Qsonica LLC - 표준 프로브가 있는 Q500 시스템 4220</td></tr><tr><td>소니파이어 스탠드</td><td>VWR</td><td></td><td>대형 클램프 스탠드</td></tr><tr><td>소니파이어 인클로저</td><td>VWR</td><td></td><td>방음 캐비닛(옵션)</td></tr><tr><td>스윙 버킷 원심분리기</td><td>Beckman</td><td></td><td>4000g 이상의 속도 달성 가능, 50mL Falcon 튜브를 수용할 수 있는 로터 장착</td></tr><tr><td>고정 각도 로터를 수용하는 고속 원심분리기</td><td>Beckman</td><td></td><td>7500g 이상의 속도 달성 가능, 250mL 병을 수용할 수 있는 로터 장착</td></tr><tr><td>50mL 원심분리기 Falcon 튜브</td><td>Corning</td><td></td><td>예: 352070</td></tr><tr><td>250mL 원심분리기 병</td><td>Beckman</td><td></td><td>폴리카보네이트 병(예: 352070)은 다른 플라스틱보다 투명하기 때문에 권장됩니다.</td></tr><tr><td>진공 여과 장치</td><td>Semadeni</td><td></td><td>Polusulfone 재사용 가능한 장치, 예 : 3029</td></tr><tr><td>폴리 프로필렌 호스</td><td>Semadeni</td><td></td><td>여과 장치를 진공 소스</td></tr><tr><td>한외 여과 디스크, 0.45 &마이크로에 연결하기 위해; m 기공 크기</td><td>Millipore</td><td></td><td>예: HAWP04700</td></tr><tr><td>Dessicator 캐비닛</td><td>Fisher scientific</td><td></td><td>3개 선반, 예: 305317-0120</td></tr><tr><td>Millipore</td><td></td><td>Blue 드리라이트를</td><td>나타내는 드리어라이트 흡수제</td>, 예: 10276750</tr><tr><td>섬광 바이알</td><td>Fisher scientific</td><td></td><td>HDPE - 분리 캡 20mL, 예</td></tr>: <tr><td>12341599 150mL 알루미늄 보트(부드러운 측면)</td><td>Fisher 과학적인</td><td></td><td>어떤 모형든지.</td></tr><tr><td>실험실 오븐</td><td>피셔 과학</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>Recycling SPT column</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cation 교환 수지</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Dowex&reg; 마라톤&트레이드; C 나트륨 형태, 강산성, 20-50 메쉬</td></tr><tr><td>활성탄</td><td>시그마 - Aldrich</td><td></td><td>Darco S-51, 4-12 메쉬</td></tr><tr><td>유리솜</td><td>피셔 사이언티픽</td><td></td><td>파이렉스</td></tr><tr><td>여과지, 2.5 &마이크로; m 기공 크기</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Whatman 등급 42, 예: WHA1442150</td></tr><tr><td>과산화수소</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>시약 등급.</td></tr><tr><td>에탄올</td><td>시그마-알드리치</td><td></td><td>시약 등급.</td></tr><tr><td>폴리카보네이트 1000mL 눈금 실린더</td><td>Semadeni</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>스탠드 및 클램프</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>크기 L - 2구</td></tr><tr><td>폴리프로필렌 호스</td><td>Semadeni</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>폴리 프로필렌 호스 클램프</td><td>Semadeni</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>폴리 프로필렌 깔때기</td><td>Semadeni</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>폴리프로필렌 병 (1L, 2L)</td><td>세마데니</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr><tr><td>가열판</td><td>Fisher scientific</td><td></td><td>모든 모델.</td></tr></tbody></table>

결합 된 크기와 유기-미네랄의 상호 작용의 수사를 위해 토양의 밀도 분류

Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions

결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 육체적으로 입자 크기 및 광물 학에 서로 다른 조각으로 먼지를 분리 하는 데 사용 하는 방법입니다. (1) 무료 빛 분수 (uncomplexed 유기 물), (2) 가려진된 빛 분수 (uncomplexed 유기 물 토양 집계에 갇혀)와 (3) 중의 분리 순차 밀도 분리 및 침전 단계 의존 CSDF 분수 (토양 미네랄 및 그들의 관련 된 유기 물) 구성에서 다른. CSDF (분산 에너지, 밀도 컷-오프, 침전 시간)의 매개 변수를 제대로 선택 하는 방법 상대적으로 균질 미네랄 성분의 무거운 분수를 생성 합니다. 이 분수의 각각이 유용한 메서드 분리 하 고 유기-미네랄의 상호 작용의 성격을 공부를 렌더링 하는 유기 물질을 향해 다른 complexing 능력을가지고 예정 이다. 간단한 크기 또는 밀도 분류 방법, 광물 학 및 크기 (면적 관련) 무거운 구성 요소 분리 허용에 비해 향상 된 해상도 제공 결합 밀도 및 입자 크기 분리 기준. 모든 물리적 분류 방법에 대 한 경우 처럼, 그것은으로 덜 파괴 또는 화학적 기반 추출 방법 보다 적극적인 고려 수 있습니다. 그러나, CSDF 시간이 걸리는 방법 이며 후속 분석을 위해 어떤 분수에 자료의 수량을 제한 하는 또한. CSDF, 다음 분수 광물 조성, 토양 유기 탄소 농도 및 유기 물 화학에 대 한 분석 될 수 있습니다. 방법과 토양 샘플 내에서 유기 탄소 분산에 대 한 정량적 인 정보를 제공 합니다 제공 하는 특혜에 대 한 기계적 정보 다른, 자연스럽 게-발생 광물 단계의 sorptive 용량에 빛을 제공 토양 (즉,.는 미네랄, 유기 물질의 어떤 종류) 상호 작용 유기-미네랄의 자연.

결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 물리적으로 서로 다른 텍스처 (입자 크기) 및 광물 (밀도) 조각으로 먼지를 분리 하는 방법입니다. 목적은 유기-미네랄의 상호 작용 및 솜 역학을 이해 하기 위해서는 토양 유기 물 (SOM)으로 다른 reactivities와 분수를 분리 하는 것 이다.

Combined size and density fractionation (CSDF) is a method used to physically separate soil into fractions differing in particle size and mineralogy. CSDF ...

이 방법은 다른 미네랄과의 연관성에 따라 토양 유기물을 분화하기 때문에 유기체 상호 작용을 연구하는 흥미로운 접근 방식입니다. 그것은 물리적 분획 과정, 즉 그것은 분수의 화학을 변경 하지 않습니다. 그 결과, 분획의 분석은 우리에게 유기광물 복합체의 자연적인 조성에 대해 뭔가를 알려줍니다.이 방법은 대기에서 멀리 탄소를 격리하는 다른 토양의 능력에 대해 자세히 알아 내려고 할 때 정말 유용합니다. 자유 광 분획을 분리하려면 50 밀리리터 원심 분리기 튜브에 5~8그램의 공기 건조 체질 토양의 무게를 측정합니다. 네 가지 중요한 수치와 토양의 질량을 기록합니다.졸업한 실린더를 사용하여 35~40밀리리터의 폴리텅스테이트 또는 SPT를 추가합니다. 입방 센티미터당 1.62그램의 밀도를 가진 원심분리기는 스윙 버킷 원심분리기에서 중력 2500배에서 90분 동안 원심분리기를 사용하여 자유 광 분수와 펠릿 사이의 명확한 분리를 제공합니다. 모든 부동 및 부유 물250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 붓습니다.팔레트가 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다. 튜브 의 벽에 고착하는 재료를 동일한 폴리 카보네이트 병으로 헹굴십시오. 폴리카보네이트 병 위에 튜브를 거의 거꾸로 들고 있는 탈이온화된 물로 채워진 분출병을 사용하십시오.0.45 미크론 필터로 진공 울트라 여과 라인을 설정합니다. 필터를 약간 적시고 마모를 피하기 위해 깔때기를 조이기 전에 진공을 적용하십시오. 진공 여과 장치의 깔때기에 폴리 카보네이트 병의 함량을 천천히 붓습니다.폴리카보네이트 병에 남은 잔여물을 여과 장치에 헹구는 다. 솔루션이 필터를 통해 약 1센티미터 보다 큰 깊이를 끌어당기지 않도록 하십시오. SPT의 모든 흔적이 제거되도록 필터링 장치에 10밀리리터 이상의 탈온화된 물을 세 번 이상 추가합니다.여과 깔때기의 측면을 헹구십시오. 여과 선에서 진공을 방출한 후 여과 장치에서 깔때기를 제거합니다. 탈온화 물로 채워진 분출병을 사용하여 측면에 부착된 재료를 라벨이 붙은 알루미늄 그릇에 넣습니다.핀셋으로 필터를 조심스럽게 들어 올리고 데이즈된 물로 채워진 분출 병을 사용하여 동일한 알루미늄 그릇에 담긴 재료를 헹구습니다. 보트 내용물량을 최고 65도에서 일정한 무게로 건조시다. 적어도 48시간 후에는 신선한 건조제를 30분 이상 담근 데시카이터에서 그릇 내용물들을 식힙니다.플라스틱 주걱으로 알루미늄 그릇에서 재료를 부드럽게 긁어 냅니다. 자유 광 분획의 질량을 네 개의 중요한 수치로 기록한 다음 샘플을 저장 유리병에 배치합니다. 폐색 광 분획의 방출을 수행하려면, 자유 광 분수 추출에서 펠릿을 포함하는 원심분리기 튜브에 입방 센티미터 당 1.62 그램의 밀도로 SPT의 35 ~ 40 밀리리터를 추가합니다.펠릿을 다시 중단합니다. 용액 표면 아래 2센티미터에 초음파 프로브를 삽입하고 벌크 용액 가열을 방지하기 위해 튜브를 아이스 워터에 배치합니다. 밀리리터당 280줄의 목표 에너지에 도달하는 데 필요한 시간을 사용하여 샘플을 초음파 처리합니다.폐색 된 라이트 분획을 분리하려면, 스윙 버킷 원심 분리기에서 2500 배 중력에서 90 분 동안 원심분리기. 모든 부동 및 부유 물물을 250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 붓습니다. 펠릿이 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다.모든 튜브에 고착된 빛 유기 물질을 이전과 동일한 폴리 카보네이트 병에 헹구십시오. 40 밀리리터 마크까지 펠릿을 포함하는 튜브에 냉장 된 탈온 물을 추가합니다. 밀리리터 당 75 줄에서 초음파 처리는 정착8 미크론보다 미세한 재료에 필요한 시간 동안 정착에 콘텐츠를 둡니다.그런 다음 50 밀리리터 원심 분리 튜브로 10 밀리리터 마크아래로 상체를 피펫. 8미크론 분획미만을 함유한 튜브와 8미크론 분획을 오븐에 45도 이상 함유한 튜브를 45도의 나머지 과잉 액체를 증발시보냅니다. 밀도 분획을 수행하려면 각 크기 분획에 입방 센티미터당 2.78 그램의 밀도로 SPT35~40 밀리리터를 추가합니다.2500배의 중력으로 90분 동안 펠릿과 원심분리기를 다시 중단합니다. 그런 다음 모든 부유 및 부유 식 재료를 250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 부어 팔레트가 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다. 부동 재료와 펠릿 사이의 명확한 분리를 얻기 어려울 수 있습니다.이 경우 상체의 포부를 설정된 수준으로 내려 놓을 수 있습니다. 이제 탈화 된 물로 채워진 분출 병을 사용하여 250 밀리리터 폴리 카보네이트 병으로 펠릿을 옮기. 폴리 카보네이트 병에 탈이온 된 물을 추가하여 200 밀리리터 마크를 초과하지 않고 밀도를 낮춥니다.모든 분수에 대해 이 작업을 수행합니다. 5000배의 중력으로 20분 동안 병의 원심분리에 따라, 상체를 재활용을 위해 사용된 SPT 항아리에 넣습니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이 세척 절차를 수행한 후 알루미늄 그릇에 무거운 분획을 수집한 후, 무거운 분획은 병의 측면을 고수하는 펠릿과 미세 입자입니다.무거운 분획을 섭씨 105도에서 일정한 무게로 건조시다. 무거운 분획을 라이트 분수와 동일한 방식으로 저장합니다. 분수 사이의 재료 질량분포는 사이트 간의 강한 차이를 보였다.분말 X 선 회절에 의해 평가된 벌크 샘플 미네랄로기는 처음에 알 수 있듯이, 석영및 펠트파르스와 같은 1차 규산염이 지배하는 현장에서 대부분의 재료는 거친 규산염을 농축하도록 설계된 무거운 분수로 회수됩니다. 사이트 2는 광물학 분석 중에 주로 카올리니테의 더 큰 비율을 보였다. 이에 따라, 미세규산염을 농축하도록 설계된 무거운 분획 3개는 사이트 1보다 2개의 현장에서 더 많은 재료를 가지고 있었다.마지막으로, 사이트 3산화물에서 가장 부유했으며 거친 산화물을 농축하도록 설계된 중분2에서 가장 많은 양의 물질을 보여주었습니다. 전반적으로, 데이터는 메서드가 그들의 주요 mineralogical 구성 요소에 대량 샘플을 물리적으로 분별하는 데 성공했음을 나타냅니다. 물리적 분리 체계는 특정 목표에 분별 매개 변수를 조정하는 것이 중요합니다.테스트 실행을 하고 재현성을 확인하기 위해 여러 복제본으로 작업해야 합니다. 나트륨 폴리텅스테이트는 이전에 사용되었던 것보다 독성이 적지만 자극제로 남아 있으며 삼키거나 흡입하면 유해합니다. 환경으로의 해제를 피하십시오.격리 후, 유기물 함량 및 조성물뿐만 아니라 미네랄로이학에 대해 상이한 분획을 분석할 수 있다. 이것은 우리에게 유기광물 협회의 광물및 유기물 파트너에 대한 정보를 제공합니다. 이 방법은 유기물 저하성에 새로운 빛을 비출 수 있습니다.실제로 명백한 반발은 주어진 유기 화합물의 속성이 아니라 다른 미네랄에 대한 친화력의 성질일 수 있습니다.

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이 연구는 지하 수문, 지구 화학 및 토양 모형 매립의 미생물 학적 이질성을 조사하기위한 굴착 방법을 제시한다. 모형 매립은 균일 한 상태에서 처음이었고, 18 개월 기간에 관개의 팔 사이클을 통해 물을 약 5,000mm에 실시한 인공 hillslope을 시뮬레이션합니다.

결합 문학, 지구 화학 및 미생물 조사를위한 토양 모형 매립 발굴

반복 토양 샘플링은 최근 세 년간 산림 토양의 변화를 모니터링 할 수있는 효과적인 방법이 될 것으로 나타났다. 그것의 사용을 지원하기 위해 프로토콜 성공 토양 모니터링 프로그램의 설계 및 구현에 도움이 토양 리샘플링 방법에 관한 최신 정보를 합성이 제공된다.

토양 리샘플링하는 방법은 산림 토양의 화학 물질 농도의 변화를 모니터링하기

SOM 기초가 많은 토양 기능 및 프로세스, 하지만 FTIR 분광학에 의해 그것의 특성은 종종 미네랄 간섭에 의해 도전. 설명된 방법을 경험적으로 얻은 사용 하 여 토양 스펙트럼에 미네랄 방해 미네랄 참조 스펙트럼을 빼서 FTIR 분광학에 의해 솜 분석 유틸리티를 높일 수 있습니다.

스펙트럼 차감으로 토양 유기 물질의 적외선 분광학 특성 개선

이 프로토콜은 대량 분광화상 이미징과 결합된 박막(DGT)의 확산 그라데이션을 사용하여 다중 음순 무기 영양소 및 오염 물질 용성 종의 하위 mm 2D 시각화를 위한 워크플로우를 제공합니다. 솔루트 샘플링 및 고해상도 화학 분석은 지상 식물의 뿌리 부피에서 솔틸테의 정량적 매핑을 위해 자세히 설명된다.

토양의 2차원 시각화 및 래빌, 무기 식물 영양소 및 오염 물질의 정량화

여기서 설명된 검증 방법은 울라토니트, 현무암 및 올리바인과 같은 알칼리성 지구 금속 규산염 함유 바위로 개정된 다양한 농업 토양에서 페도게닉 무기 탄소 격리를 모니터링할 수 있다. 이러한 유형의 검증은 탄소 신용 프로그램에 필수적이며, 이는 해당 분야에서 탄소를 격리하는 농부들에게 혜택을 줄 수 있습니다.

농업 토양에서 수정 된 실리케이트 미네랄의 풍화로 인해 페도게닉 무기 탄소 축적모니터링.

토양 밀도 분별은 토양 유기물을 안정화 메커니즘, 화학 물질 및 회전 시간이 다른 별개의 풀로 분리합니다. 특정 밀도의 폴리 텅스텐 산 나트륨 용액은 유리 미립자 유기물과 미네랄 관련 유기물을 분리하여 관리 및 기후 변화에 대한 토양 반응을 설명하기에 적합한 유기물 분획을 생성합니다.

토양 밀도 분별을 활용하여 뚜렷한 토양 탄소 풀 분리

마이크로 플레이트 기반 절차는 세포 외 효소 활성의 형광 또는 비색 분석을 위해 설명된다. 이러한 절차는 관리 기간 내에 환경 시료 다수 이러한 활동의​​ 신속한 분석을 허용한다.

높은 처리량 마이크로 분석 실험을 사용하여 워터스, 토양 및 퇴적물에있는 미생물 세포 외 효소 활성의 결정

필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 연구원은 토양과 설립 식물에 적용되는 화학 물질의 운명을 평가할 수 있습니다. 이 프로토콜의 목적은 필요한 장비를 설치하고 통합 필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 실험에서 화학적 분석을위한 샘플을 수집하는 방법을 설명하는 것입니다.

통합 필드 Lysimetry 및 Porewater 샘플링 토양에서 화학 이동성의 평가 및 설립 식물

이 기사에서는 토양 시스템의 온실 가스 플럭스를 측정하기 위한 정적 챔버 기반 방법을 보여줍니다. 상대적으로 겸손한 인프라 투자로 여러 처리/위치에서 몇 시간에서 몇 년에 이르는 기간에 걸쳐 측정을 얻을 수 있습니다.

정적 챔버를 사용하여 농업 토양에서 온실 가스 유출 측정

토양 플라스틱 제한을 결정하는 기존의 표준화 된 시험을 손으로 행하고, 그 결과는 오퍼레이터에 따라 달라진다. 굽​​힘 측정을 기반으로하는 다른 방법은 본 연구에서 제시된다. 이것은 플라스틱 제한이 명확하고 객관적인 기준으로 얻을 수있다.

토양에 Atterberg 플라스틱 제한을 결정하는 굽힘 시험

배우세요 토양 유기물과 미네랄 상호작용을 연구하는 결합 크기 및 밀도 분획법(CSDF)을 사용하는 방법을 배우세요. 이 물리적 분리 기술은 탄소 격리 및 토양 과학 연구에 중요한 통찰을 제공합니다.

결합 된 크기와 유기-미네랄의 상호 작용의 수사를 위해 토양의 밀도 분류

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