Sediment Core Sectioning en extractie van Pore Waters onder anoxische omstandigheden

Summary

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

Abstract

We tonen een werkwijze voor het snijden sediment kernen en extraheren poriewater behoud zuurstofvrije omstandigheden. Een eenvoudige, goedkope systeem is gebouwd en kan worden getransporteerd naar een tijdelijke werkruimte nabij sampling terreinsite (en) om een ​​snelle analyse te vergemakkelijken. Kernen worden geëxtrudeerd in een draagbare handschoenenzak, waar ze worden doorgesneden en elk 1-3 cm dikke gedeelte (afhankelijk kerndiameter) afgedicht in 50 ml centrifugebuizen. Poriewater worden gescheiden door centrifugatie buiten de handschoenentas en terugkeren naar de handschoen zak voor scheiding van het sediment. Deze monsters onttrokken porie water kan direct worden geanalyseerd. Directe analyse van redox- gevoelige soorten, zoals sulfide, ijzer speciatie en arseen speciatie geven dat oxidatie van poriewater minimaal; enkele voorbeelden blijkt ongeveer 100% van het gereduceerde species, bijvoorbeeld 100% Fe (II) zonder detecteerbare Fe (III). Zowel sediment en porie monsters water kan worden bewaard tot de belangrijkstetain chemische stof voor verdere analyse bij terugkomst naar het laboratorium.

Introduction

Onderzoekers willen vaak de redox-staat en geomicrobiologie van een sediment-water-systeem te bestuderen. Deze maakt gebruik van gegevens van zowel ideaal sedimenten en poriewater, zoals poriewater zijn dikwijls gevoelig monitoren van het systeem en een gemeenschappelijke bron, maar niet de enige bron van ecologische blootstelling aan redox-gevoelige zware metalen ¹ zoals arsenicum en uranium. Poriewater gegevens kunnen worden verkregen in situ door middel van diffusie evenwicht filters, ook bekend als "Peepers," in het sediment ² geïnstalleerd. Kuikens worden meestal gebruikt in omgevingen waar het veld site bekend voor het begin veldw....

Protocol

1. Voorbereiding van de apparatuur

1. Voorbereiding van de Core Liners
   1. Bereken de dikte van de kern slice die zullen worden verkregen met behulp van Volume = πr ² x dikte; het eindvolume moet <50 cm ³ zijn. Met een 10 cm kerndiameter kan 2 cm dikke plakken te verkrijgen.
      Opmerking: Het is niet nodig om het volume volwaardig 50 ml, maar poriewater hoeveelheden in verhouding kleiner zijn.
   2. Met behulp van een decoupeerzaag (of vergelijkbaar) segment één ader voering, of een plastic buis gelijke diameter tot 2 cm ringen (of andere dikte of met een andere kerndiameter). Het verkrijgen van 3-5 ringen.

Results

Het soort resultaten verkregen afhankelijk analyses uitgevoerd en de geochemische instelling waarvan de kern werd verkregen. Opgeloste zuurstof kan worden gemeten in de geëxtraheerde porewaters, maar in veel instellingen deze nul onder het eerste paar cm van de kern. Analyses die meestal geven meer zinvolle informatie bevatten ijzer soortvorming (Fe II / Fe III) ^12, arseen speciatie (As III / Als V) ^13, en sulfide ^14. Aanwezigheid van verminderde so.......

Discussion

De hierin beschreven techniek is ook flexibel kan worden aangepast voor een groot aantal locaties, kerngrootte, kerngedeelte dikte, etc. Er zijn drie essentiële componenten aan het systeem.

Maak eerst een kern extrusiesysteem van de juiste afmetingen van de kern te analyseren. Instructies krijgen uitgaande van een ongeveer 30 "kern; veel langer kernen vereisen meer PVC extender en stukken van PVC volledig extruderen Plan het extrusiesysteem en de pakking voorzichtig zoals corre.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Disposable glove bag(s)	Sigma-Aldrich	Z106089-1EA	One per two cores to be processed is usually sufficient.
N2 tank	Praxair		Often gas supply companies can deliver these directly to the field laboratory.
Nitrogen gas regulator	VWR	55850-478	Or similar
Several feet of tubing that fits the regulator	VWR	89403-862	Or similar
Safety equipment to secure the tank	VWR	60142-006
Adjustable tubing clamp	VWR	62849-112
Waterproof, good sealing electrical tape	Scotch	Super 33+	Widely available
2-4 short bungee cords			Widely available
Squirt bottles of nanopure water	VWR	16650-082	Any similar bottle is fine; pack an additional supply of nanopure water to refill these.
Large supply of paper towels and Kimwipes			Widely available
50 ml centrifuge tubes	VWR	21008-951	Acid cleaned as described in protocol. At least 2/core section needed.
Several permanent in markers.			Widely available
Several straight razor blades and box cutters.			Widely available
Centrifuge	Beckman-Coulter	Allegra X-22	Faster rotor allows greater separation.
Rotor to accommodate 50 ml tubes	Beckman-Coulter	SX-4250
50 ml plastic syringes without black rubber tip on the barrel	VWR	66064-764	Acid cleaned as described in protocol. At least 1/core section needed, plus 1 for overlying water.
Syringe filters compatible with aqueous solutions.	VWR	28143-310	Either 0.45 μm or 0.20 μm poresizes may be used. Plan on five filters per core section processed.
Plastic (disposable) spoons.			Widely available; Acid cleaned as described in protocol.
Several boxes of disposable gloves.			Widely available
Large plastic beakers or other waste containers to place in the glove bag.	VWR	13890-148
Laboratory balance	VWR	10205-008	An available balance will be fine; high precision not required
Dry shipper, pre-charged with liquid nitrogen	VWR	82005-416	Needed only if samples are being returned to the home laboratory for sensitive analyses.
Laboratory notebooks			Water repellent can be useful
Core liners	Watermark	77280	Available from Forrestry Suppliers
Core caps	Ben Meadows	218105
Core slicers	McMaster Carr	8707K111	Cut this into 9 3 x 3 squares
PVC spacers	McMaster Carr	48925K96	Cut this into short lengths
PVC couplings	McMaster Carr	4880K76	Approximately 12 needed
Dowel			Widely available
Lab stopper	VWR	59580-400	Check to ensure the correct size to fit snugly within the core liners
Plywood for core guidance plate and top of lab jack			Widely available
Lab jack	VWR	89260-826
Clamps			Widely available
Portable oxygen monitor	RKI instruments	OX-07