Pomiary specjacji i biodostępności plutonu środowiskowego z wykorzystaniem dyfuzji w cienkich warstwach

Summary

Technika gradientów dyfuzyjnych w cienkich warstwach (DGT) jest proponowana do badań specjacyjnych plutonu. Protokół ten opisuje eksperymenty dyfuzyjne badające zachowanie Pu(IV) i Pu(V) w obecności materii organicznej. DGT rozmieszczone w źródle krasowym pozwalają na ocenę biodostępności Pu.

Abstract

Biologiczna absorpcja plutonu (Pu) w ekosystemach wodnych jest szczególnie niepokojąca, ponieważ jest to emiter cząsteczek alfa o długim okresie połowicznego rozpadu, który może potencjalnie przyczynić się do narażenia fauny i flory oraz ludzi. Technika gradientów dyfuzyjnych w cienkich warstwach została tutaj wprowadzona do pomiarów in situ biodostępności i specjacji Pu. Komórka dyfuzyjna skonstruowana do eksperymentów laboratoryjnych z Pu oraz nowo opracowany protokół umożliwiają symulację zachowania Pu w środowisku w roztworach modelowych o różnym składzie chemicznym. Dostosowanie stopni utlenienia do Pu(IV) i Pu(V) opisanych w tym protokole jest niezbędne w celu zbadania złożonej chemii redoks plutonu w środowisku. Kalibracja tej techniki oraz wyniki uzyskane w eksperymentach laboratoryjnych pozwalają na opracowanie specyficznego urządzenia DGT do pomiarów Pu in situ w wodach słodkich. Oparte na akceleratorze pomiary spektrometrii mas Pu zgromadzonego przez DGT w źródle krasowym pozwoliły na określenie biodostępności Pu w mineralnym środowisku słodkowodnym. Zastosowanie tego protokołu do pomiarów Pu za pomocą urządzeń DGT ma duży potencjał, aby poprawić naszą wiedzę na temat specjacji i biologicznego transferu Pu w ekosystemach wodnych.

Introduction

Pluton to sztuczny radionuklid obecny w środowisku w wyniku globalnego opadu po testach bomby atomowej i wypadkach jądrowych. Chemia redoks plutonu ma ważne implikacje dla jego migracji i obiegu biogeochemicznego w środowiskowych systemach wodnych¹. Pluton ma złożoną chemię i może występować na czterech stopniach utlenienia (III, IV, V, VI) w tym samym czasie. W związku z tym rozmieszczenie form redoks plutonu w wodach naturalnych jest niezwykle wrażliwe na lokalne środowisko chemiczne^2,3. Stopień utlenienia plutonu zależy również od pochodzenia źródła – stwierdzenie to ma znaczenie głównie w przypadku skażonych środowisk i składowisk odpadów. Zredukowane formy plutonu (+III i +IV) występują głównie w środowiskach beztlenowych i pochodzą z globalnego opadu i zmagazynowanych ścieków, podczas gdy wyższe stopnie utlenienia (+V i +VI) można znaleźć wśród produktów rozpadu innych aktynowców oraz w środowiskach tlenowych⁴.

Mobilność i zachowanie plutonu w środowisku można do pewnego stopnia przewidzieć na podstawie specjacji redoks. Pluton na stopniach utlenienia +III i +IV występuje głównie w fazie stałej i ma zwiększoną zdolność do sorbowania do nieorganicznych koloidów i naturalnie występujących cząsteczek materii organicznej (NOM). Pluton na stopniach utlenienia +III i +IV jest uważany za mniej ruchliwy. Bardziej rozpuszczalne, utlenione formy plutonu (+V i +VI, przy czym najprawdopodobniej +V)⁵ mogą potencjalnie przyczyniać się do większego transferu biologicznego do organizmów wodnych ze względu na większą mobilność. Niemniej jednak, w obecności NOM, zwłaszcza kwasu humusowego, Pu(V) ulega redukcji¹⁷, przesuwając podział o kilka rzędów wielkości na korzyść opadów. Pomimo faktu, że szybkość redukcji Pu(V) do Pu(IV) jest o 4 do 5 rzędów wielkości szybsza niż reakcja odwrotna, remobilizacja Pu(IV) w warunkach utleniania może również zachodzić¹. Ostatnie dane doświadczalne dotyczące osadów mineralnych wzbogaconych Pu(IV) i poddanych naturalnym warunkom utleniania wykazały, że stężenie rozpuszczalnego Pu w fazie wodnej wzrastało w czasie^1,6. Autorzy tłumaczą to desorpcją oksydacyjną Pu(IV) i powstawaniem bardziej rozpuszczalnych gatunków Pu(V) i Pu(VI). Utlenianie Pu(IV) może również zachodzić z powodu naturalnie występujących tlenków manganu⁷. Obserwacje te są ważne dla modelowania biodostępności i oceny ryzyka środowiskowego związanego z unieszkodliwianiem odpadów i zanieczyszczonymi terenami.

Badania nad biodostępnością i specjacją plutonu to trudne zadanie zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i in situ. Niskie stężenia w środowisku, zmienność gatunków redoks i interakcje z naturalnymi koloidami utrudniają symulację biogeochemicznego zachowania plutonu. Technika gradientów dyfuzyjnych w cienkich warstwach (DGT) oparta na dyfuzji wolnych i labilnych zanieczyszczeń przez żel poliakryloamidowy (PAM) jest szeroko stosowana do pomiarów środowiskowych pierwiastków śladowych⁸. Próbnik DGT to trójwarstwowe urządzenie zbudowane z fazy wiążącej (dla większości metali śladowych jest to żywica Chelex zawarta w żelu PAM), dyfuzyjnej warstwy żelu (żel PAM o różnej grubości) oraz membrany filtracyjnej chroniącej żel i utrzymującej zespół w całości. Cienkie warstwy żelu poliakrylamidowego, składającego się w 85% z wody, umożliwiają wolną i labilną dyfuzję złożonych form szybciej niż pluton związany z dużymi cząsteczkami NOM lub naturalnymi cząstkami koloidalnymi. Układ przeznaczony do badania dyfuzji plutonu w cienkich warstwach żelu PAM w warunkach laboratoryjnych nazywa się komorą dyfuzyjną⁹.

Komora dyfuzyjna to dwukomorowe naczynie, w którym dwie oddzielne komory są połączone ze sobą otworem na danej powierzchni. Otwór, czyli okno między dwiema komorami zawiera krążek żelu dyfuzyjnego o zadanej grubości. Skonstruowaliśmy ogniwo teflonowe z dwiema komorami o pojemności 100 ml i okrągłym okienkiem dyfuzyjnym o średnicy 1,7 cm. Jedna komora jest wyjmowana, co ułatwia montaż. Rowek o szerokości 0,5 cm wyrzeźbiony wokół okienka dyfuzyjnego na stałej komorze służy do umieszczenia dyfuzyjnego krążka żelowego. Głębokość rowka powinna być zbliżona do grubości żelu PAM przeznaczonego do użytku. Decydujemy się na pracę z żelem PAM o średnicy 0,39 mm, dzięki czemu głębokość rowka w naszej celi dyfuzyjnej wynosi 0,39 mm. Szczegółowy obraz komory dyfuzyjnej przedstawiono na rysunku 1.

Gdy roztwór początkowo zawierający pluton zostanie umieszczony w jednym komorze (A), dyfundujące gatunki Pu utworzą gradient stężenia w żelu i zaczną gromadzić się w drugiej komorze (B), początkowo zawierającej roztwór o tym samym składzie chemicznym bez Pu. Początkowe stężenie gatunków Pu w komorze A określa się w taki sposób, że pozostaje ono stałe lub zmienia się bardzo nieznacznie (co najwyżej o 1%-2%) przez cały czas trwania eksperymentu dyfuzyjnego. Wykreślenie ilości rozproszonego Pu w funkcji czasu zapewnia sposób analizy mobilności gatunków Pu przeważających w różnych symulowanych warunkach środowiskowych. Dyfuzja w cienkich warstwach stanowi cenną alternatywę dla badań nad ruchliwością i specjacją Pu i może być z powodzeniem stosowana w warunkach polowych¹⁰. Komórkę dyfuzyjną można zastąpić próbnikiem pasywnym, wytwarzanym z żelu dyfuzyjnego PAM i żywicy Chelex jako fazy wiązania, która służy do akumulacji dyfuzyjnych gatunków Pu. Taki próbnik może być wystawiony na działanie promieni słonecznych w warunkach polowych – ilość poliwęglanu nagromadzonego w żywicy będzie wskaźnikiem specjacji i biodostępności poliwęglanu ciepła w danym środowisku¹⁰.

W tej pracy użyliśmy komórki dyfuzyjnej do zbadania mobilności gatunków Pu(IV) i Pu(V) oraz ich interakcji z NOM w warunkach laboratoryjnych. Ponadto zastosowaliśmy duże pasywne próbniki DGT o powierzchni 105^cm2 w celu zbadania biodostępności Pu w krasowym źródle w szwajcarskich górach Jura (rzeka Venoge), gdzie znaczna część Pu została znaleziona w wewnątrzkomórkowych częściach mchów wodnych w poprzedniej pracy¹¹. Ze względu na bardzo niski poziom plutonu obecnego w tym dziewiczym środowisku, do pomiaru izotopów plutonu zastosowano techniki spektrometrii mas oparte na akceleratorach (AMS) dostępne na ETH Zurych.

Protocol

1. Przygotowanie smugi plutonu

1. Przygotowanie znacznika Pu(IV)
   1. Z roztworu podstawowego Pu przenieść odpowiednią podwielokrotność zawierającą pożądaną ilość Pu do doświadczenia do szklanej zlewki o pojemności 25 ml. Pracuj z 10 Bq po ²³⁹Pu na raz.
   2. Dodać 1 ml stężonego HNO₃, 0,6 ml 1 M NaHSO₄, 0,4 ml stężonego H₂SO₄. Odparować do sucha na gorącej płycie. Na początku podgrzewać powoli w temperaturze 200 °C, aby uniknąć rozpylania się kwasu.
   3. Gdy w zlewce nie pozostanie żadna ciecz, pozostałość należy wyżarzać w temperaturze 400 °C – 500 °C, aż nie będą wydzielać się białe opary. Pozostałość jest biała po schłodzeniu i rozpuszczalna w buforze wybranym do eksperymentu.
      Uwaga: Tak przygotowane źródło Pu(IV) może być przechowywane w stanie suchym do kilku miesięcy¹².
2. Przygotowanie znacznika Pu(V)¹³
   1. Utlenianie Pu
      1. Przenieść porcję z roztworu podstawowego Pu do plastikowej fiolki do scyntylacji cieczą o pojemności 20 ml z szczelnym wieczkiem. Pracuj z 10 Bq po ²³⁹Pu na raz. Dodać 0,01 ml 0,01 M KMnO₄ i pozostawić mieszaninę w ciemności na co najmniej 6 godzin.
   2. Ekstrakcja Pu(VI)
      1. Przed ekstrakcją należy przygotować roztwór 0,5 M tenoilotrifluoroacetonu (TTA) w cykloheksanie i chronić go przed światłem. Zawsze przygotuj ten roztwór bezpośrednio przed każdym eksperymentem.
      2. Dodać do utlenionego roztworu Pu 2 ml 0,1 M_CH3COONa o pH 4,7 i 2 ml 0,5 M tenoilotrifluoroacetonu (TTA) w cykloheksanie. Owiń butelkę folią aluminiową, aby mieszanina reakcyjna była w ciemności, wstrząsaj przez 10 minut. Oddzielić fazę organiczną zawierającą Pu(VI) za pomocą pipety i przenieść do czystej szklanej fiolki.
   3. Fotoredukcja Pu(VI) do Pu(V)
      1. Pozostawić szklaną fiolkę zawierającą kompleks Pu(VI)-TTA w cykloheksanie w świetle pokojowym na 2 godziny.
   4. Ekstrakcja Pu(V)
      1. Dodać do roztworu wystawionego na działanie światła 1 ml 0,1 M_CH3COONa o pH 4,7 i wstrząsać przez 5 minut. Usunąć fazę wodną zawierającą Pu(V). Oznaczyć stężenie tego źródła przez zliczanie scyntylacji cieczy, biorąc 100 μl podwielokrotności
         Uwaga: Roztwory Pu(V) należy przygotować bezpośrednio przed każdym eksperymentem, ponieważ kwestionowana jest długoterminowa stabilność Pu na stopniu utlenienia +V.

2. Przygotowanie roztworów używanych w eksperymentach

1. Przygotowywanie roztworów buforowych
   1. Przygotować 10 mM roztwór buforu MOPS (kwas 3-(N-morfolino)propanosulfonowy). Pobrać 200 ml tego roztworu i dostosować do pożądanego pH przez kroplowe dodawanie 0,1 M HCl (pH 6,5 w przypadku stosowania z Pu(IV) i pH 5,5 w przypadku stosowania z Pu(V)).
2. Przygotowanie roztworów do eksperymentów z Pu(IV)
   1. Rozwiązanie A
      1. Rozpuścić Pu(IV) przygotowany w kroku 1,1 w kilku mililitrach 10 mM roztworu buforowego MOPS o pH 6,5. Dokładnie umyj zlewkę tym samym roztworem.
      2. Doprowadzić objętość do 72 ml za pomocą 10 mM roztworu buforowego MOPS o pH 6,5. Sprawdź pH i ponownie dostosuj do 6,5 za pomocą 0,1 M NaOH. Przenieść 72 ml tego roztworu do czystej zlewki – jest to roztwór (A), który należy wprowadzić do komory A komory dyfuzyjnej.
   2. Rozwiązanie B
      1. Pobrać 72 ml 10 mM roztworu buforowego MOPS o pH 6,5; dodać 0,75 ml 1 M Na₂SO₄. Sprawdź pH, w razie potrzeby ponownie dostosuj do 6,5. Przenieść 72 ml tego roztworu do czystej zlewki – jest to roztwór «B», który należy wprowadzić do komory «B» komory komory dyfuzyjnej.
   3. Przygotowywanie roztworów z NOM
      1. Odważyć 1,4 mg liofilizowanego kwasu fulwowego lub humusowego do uzyskania stężenia 20 ppm i rozpuścić w roztworze «A» zawierającym Pu(IV). Przygotuj ten roztwór na 24 godziny przed eksperymentem i aby umożliwić zrównoważenie.
3. Przygotowanie roztworów do eksperymentów z Pu(V)
   1. Rozwiązanie A
      1. Rozpuścić Pu(V) otrzymany w kroku 1.2.4 w 72 ml 10 mM roztworu buforowego MOPS o pH 5,5; dodać 0,75 ml 1 M_NaNO3. Sprawdź pH i w razie potrzeby dostosuj do 5,5. Przenieść 72 ml tego roztworu do czystej zlewki. Przygotować roztwór z Pu(V) bezpośrednio przed eksperymentem.
   2. Rozwiązanie B
      1. Pobrać 72 ml 10 mM roztworu buforowego MOPS o pH 5,5; dodać 0,75 ml 1 M NaNO₃. Sprawdź pH i w razie potrzeby dostosuj do 5,5. Przenieść 72 ml tego roztworu do czystej zlewki.
   3. Przygotowywanie roztworów z NOM
      1. Odważyć 1,4 mg liofilizowanego kwasu fulwowego lub humusowego do uzyskania stężenia 20 ppm i rozpuścić w roztworze A zawierającym Pu(V). Pozostawić roztwór na 24 godziny, aby osiągnąć stan stacjonarny między gatunkami Pu(IV) i Pu(V). Przed eksperymentem dyfuzji przeprowadzić ekstrakcję do fazy ciekłej w celu oznaczenia frakcji Pu(V) zgodnie z opisem w sekcji 3.4.2.

3. Laboratoryjne eksperymenty dyfuzyjne

1. Przygotuj żel PAM
   1. Zwilż plastikową tackę kilkoma mililitrami elektrolitu (np. 10 mM NaNO₃), umieść w niej pasek żelu PAM i równomiernie rozprowadź na powierzchni. Ostrożnie umieść ostry stempel o średnicy 2,7 cm na powierzchni żelu. Unikaj przesuwania stempla po powierzchni żelu.
   2. W razie potrzeby użyj miejscowego skupionego oświetlenia, może to pomóc w wizualizacji przezroczystego żelu PAM. Mocno dociśnij stempel do powierzchni żelu i zwolnij go po przecięciu.
2. Montaż komory dyfuzyjnej
   1. Umieść krążek żelu PAM za pomocą pęsety w rowku nad okienkiem dyfuzyjnym w gładki sposób. Przekręć tak, aby dwie komory komory komory dyfuzyjnej trzymały się razem, połączone ze sobą za pomocą krążka żelowego PAM.
   2. Przedziały komory dyfuzyjnej A i B znaku. Połączyć komórkę dyfuzyjną z krążkiem żelu bezpośrednio przed każdym eksperymentem; Nie dopuścić do wyschnięcia żelu.
3. Rozpoczęcie eksperymentu dyfuzyjnego
   1. Powoli wlej roztwory A i B do odpowiednich przegródek. Upewnij się, że oba roztwory wlewa się z tą samą prędkością, aby zapewnić równą objętość w każdej komorze w dowolnym momencie, w przeciwnym razie żel dyfuzyjny może zostać uszkodzony.
   2. Uruchom timer, gdy roztwory znajdą się w komórce. Umieść miniaturowe miksery elektryczne nad komorą dyfuzyjną. W tej chwili eksperyment dyfuzyjny uważa się za rozpoczęty.
4. Pobieranie próbek podczas eksperymentu dyfuzji
   1. Pobierać próbki o jednakowej objętości w regularnych odstępach czasu z przedziałów A i B jednocześnie, aby utrzymać stałą objętość przez cały czas trwania eksperymentu.
      1. Pobrać próbkę o objętości 1,00 ml jednocześnie w każdym przedziale bezpośrednio na początku doświadczenia w celu określenia początkowego stężenia Pu w komorze A.
      2. Stosować odstęp czasu pobierania próbek wynoszący 10 minut w doświadczeniach bez dodatku NOM i od 20 minut do kilku godzin w doświadczeniach z kwasem humusowym. Podwielokrotności 2,00 ml są wystarczające, aby zapewnić dobrą czułość dla pomiarów alfa-spektrometrycznych.
   2. Ekstrakcja Pu(IV) i Pu(V) do fazy ciekłej
      1. Na zakończenie doświadczenia dyfuzji pobrać oddzielnie 4 ml próbek z przedziałów A i B do plastikowych probówek z szczelnymi nasadkami. Zakwasić próbki 1 ml 2 M HCl.
      2. Dodać 5 ml 0,5 M roztworu kwasu bis-(2-etyloheksylo)fosforowego (HDEHP) w cykloheksanie i energicznie mieszać probówki przez 5 minut. Pozostawić próbki, aby umożliwić rozdzielenie faz. Usunąć fazę wodną zawierającą Pu(V).
   3. Ekstrakcja wsteczna Pu(IV)
      1. Ekstrakt wsteczny Pu(IV) z pozostałej fazy organicznej za pomocą 5 ml 5% (NH₄)₂C₂O₄ .

4. Próbkowanie

1. Próbki kolców z wewnętrznym wzorcem
   1. Próbki kolców do analizy za pomocą znacznika plonu. Do pomiarów alfa-spektrometrycznych należy użyć nakłucia 1,00 ml znacznika ²⁴²Pu o stężeniu aktywności ^ml-1 25 mBq.
2. Matryca próbek utleniających
   1. Odparować próbki do sucha na płycie grzejnej z 2,00 ml stężonego HNO₃.

5. Radiochemiczna separacja Pu

1. Dostosuj stopień utlenienia Pu
   1. Rozpuścić suche próbki z pkt 4.2.1 w 5 ml 8 M HNO₃, dodać 20 mg_NaNO2, ogrzewać próbki w temperaturze 70 °C przez 10 minut. Ten krok pozwala na dostosowanie stopnia utlenienia Pu do +IV.
2. Ekstrakcja Pu do fazy stałej
   1. Zwilżyć kolumnę z żywicą anionowymienną na bazie czwartorzędowych amin (taką jak TEVA) 1,5 ml 8 M HNO₃. Stosować mikrokolumny wykonane z końcówki pipety o pojemności 1 ml ze 100 mg żywicy kondycjonowanej 1,5 ml 8 M HNO₃.
   2. Przepuścić roztwór z ppkt 5.1.1 przez kolumnę z żywicą o natężeniu przepływu około 1 ml ^min-1. Przepłukać zlewkę na próbkę 2 ml 8 M HNO₃ trzy razy i przenieść wypłukane wody do kolumn z żywicą.
3. Elute Pu
   1. Przepłukać kolumny 3 ml 9 M HCl. Elute Pu 3 ml roztworu 9 M HCl/0,1 M HI. Odparowanie rozpływa się na płycie grzejnej. Potraktować 2 ml stężonego HNO₃, odparować do sucha. W razie potrzeby powtarzaj, aż zniknie brązowy kolor jodu.
   2. Oznaczyć stężenie Pu w próbkach dowolną dostępną metodą.
      nuta. Dla zakresu stężeń ²³⁹Pu stosowanego w tym protokole spektrometria alfa zapewnia dobrą czułość. Przygotować źródła do zliczania metodą alfa-spektrometrii przez galwanizację na tarczach ze stali nierdzewnej¹⁴. Zlicz źródła na detektorze PIPS (450 mm²) w spektrometrze.

6. Analiza danych

1. Wykres: rozproszony Pu w funkcji czasu
   1. Wykreślić aktywność Pu (mBq) skumulowaną w przedziale B w funkcji czasu (min). Prawidłowa dla objętości próbki pobranej podczas eksperymentu dyfuzyjnego: aktywność skumulowanego Pu (mBq) w czasie t jest równa stężeniu (mBq ^ml-1) oznaczonemu w próbce pomnożonemu przez objętość roztworu (ml) w komorze B w momencie pobierania próbek (zob. przykład arkusza kalkulacyjnego – rysunek 2).
   2. Aby wykreślić na tym samym wykresie dane z kilku eksperymentów o różnych stężeniach Pu, użyj stężeń znormalizowanych do początkowego stężenia Pu w przedziale A.
2. Obliczać współczynnik dyfuzji
   1. Obliczyć współczynnik dyfuzji D (cm^{2 sec-1}) gatunków Pu dla każdego doświadczenia¹⁰. Użyj równania (1):
      (1)
      gdzie Δg jest grubością żelu dyfuzyjnego (cm), C początkowym stężeniem Pu (mBq ^ml-1), S obszarem dyfuzji (cm²), a A aktywnością (mBq) form Pu dyfundowanych w komorze B w czasie t (s). ΔA/Δt jest nachyleniem wykresu liniowego Pu rozproszonego do przedziału B w funkcji czasu.

7. Badania biodostępności Pu w naturalnych wodach słodkich

1. Przygotowanie próbników DGT
   1. Zwilż plastikową tackę kilkoma mililitrami elektrolitu (np. 10 mM_NaNO3), umieść dolną płytkę (patrz rysunek 3) próbnika DGT. W razie potrzeby użyj lokalnego oświetlenia, pomocne może być uwidocznienie przezroczystych żeli.
   2. Umieść pasek żelu z żywicy Chelex o długości od 6 cm × 22 cm i równomiernie rozprowadź na powierzchni płytki. Umieść na wierzchu warstwy żelu żywicznego dyfuzyjny pasek żelowy PAM o długości 6 cm × 22 cm i równomiernie rozprowadź na powierzchni. Upewnij się, że żele nie przesuwają się i są ułożone w gładki sposób.
   3. Przykryj dyfuzyjną warstwę żelu kawałkiem membrany filtracyjnej o długości 6 cm × 22 cm. Umieścić ramkę pokrywy próbnika DGT (patrz rysunek 3) na membranie filtracyjnej i zamknąć zespół, lekko dociskając ramkę do krawędzi.
   4. Odetnij przedłużające się części żelu ostrym lancetem, otwórz i w razie potrzeby wyrównaj warstwy żelu, aż do uzyskania gładkiej powierzchni płytki. Zamocuj zespół za pomocą.
   5. Zwilżyć próbniki DGT kilkoma mililitrami elektrolitu (np. 10 mM_NaNO3). Przechowywać mokro w szczelnie zamkniętej plastikowej torbie do kilku tygodni w temperaturze 4-5 °C.
2. Rozmieszczenie DGT w naturalnym zbiorniku wodnym
   1. Wyjmij próbnik DGT z plastikowej torby. Zamocować próbniki DGT w uchwycie, jak pokazano na rysunku 4.
   2. Rozmieść DGT w zbiorniku wodnym, zawieszając je na mocnej linie lub instalując na stabilnym pionowym wsporniku w taki sposób, aby zapewnić stały styczny przepływ wody wzdłuż powierzchni DGT. Umieścić urządzenia DGT w wodach słodkich na dwa do trzech tygodni w celu zgromadzenia Pu w stężeniu wystarczającym do pomiarów.
3. Postępowanie z pobranymi DGT
   1. Wyciągnij DGT z wody. Odkręć zespół, wyjmij membranę filtracyjną i wyrzuć. Wyjmij górną warstwę żelu (żel dyfuzyjny PAM) i wyrzuć.
   2. Przenieść żel żywiczny do szklanej zlewki zawierającej 20 ml 8 M HNO₃ i próbki kolców, które mają być analizowane za pomocą znacznika wydajności. Do pomiarów AMS należy użyć nakłucia 1,00 ml ^{znacznika 242}Pu o stężeniu aktywności 0,25 mBq ^ml-1 (1,7 pg ^ml-1). Po dokładnym wymieszaniu pozostawić próbki O/N do elucji Pu.
4. Warunek DGT eluates
   1. Przefiltrować roztwory z próbek żelu żywicznego; pozostałe żele żywiczne przepłukać 5 ml 8 M HNO₃ i połączyć wypłukane roztwory z próbkami. Dodać 20 mg_NaNO2 do każdej próbki, podgrzewać roztwory w temperaturze 70 °C przez 10 minut. Ten krok pozwala na dostosowanie stopnia utlenienia Pu do +IV.
5. Ekstrakcja Pu do fazy stałej
   1. Zwilżyć wkład z czwartorzędową żywicą anionowymienną na bazie amin 10 ml 8 M HNO₃. Przepuścić roztwory z ppkt 7.4.1 przez wkład z żywicą wymienną o natężeniu przepływu około 1 ml ^min-1. Przepłukać zlewkę na próbkę 5 ml 8 M HNO₃ trzy razy i przenieść wypłukane wody do wymiany wkładu z żywicą.
6. Elute Pu
   1. Umyć wkłady 10 ml 9 M HCL. Elute Pu z 15 ml roztworu 9 M HCl/0,1 M HI. Odparować eluat na gorącej płycie. Potraktować 2 ml stężonego HNO₃, odparować do sucha. W razie potrzeby powtarzaj, aż brązowy kolor jodu całkowicie zniknie.
   2. Powtórz radiochemiczną separację Pu jeszcze jeden do dwóch razy, jeśli wymagane jest wyższe oczyszczanie - w zależności od wydajności systemu wykrywania Pu. Drugą i trzecią separację wykonać na mikrokolumnach wykonanych z końcówki pipety o pojemności 1 ml ze 100 mg żywicy wymiennej kondycjonowanej 1,5 ml 8 M HNO₃.
   3. Oznaczyć stężenie Pu w próbkach. Użyj technik spektrometrii mas do pomiaru ²³⁹Pu ze względu na bardzo niski poziom plutonu w nieskazitelnym środowisku.
      Uwaga: W tej pracy wykorzystaj urządzenie AMS dostrojone do analizy aktynowców w Laboratorium Fizyki Wiązki Jonowej w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii w Zurychu.

8. Analiza danych

1. Obliczyć stężenie (C_DGT w μBq ^ml-1) biologicznie dostępnych (labilnych) gatunków Pu w wodzie objętościowej na podstawie ilości Pu zgromadzonej przez DGT w okresie rozmieszczania. Użyj równania (2):
   (2)
   gdzie A jest aktywnością (μBq) Pu skumulowanego w fazie wiązania, Δg – grubością warstwy dyfuzyjnej (żel + membrana filtracyjna) (cm), D – współczynnikiem dyfuzji Pu w żelu PAM (cm^{2 s-1}), S – obszarem dyfuzji (cm²), a t – czasem rozmieszczania (s).
2. Porównaj C_DGT Pu oznaczone za pomocą DGT z całkowitym stężeniem Pu w wodzie masowej, a także z innymi dostępnymi danymi dotyczącymi specjacji.

9. Separacja radiochemiczna do oznaczania całkowitej zawartości Pu w wodzie

1. Kondycjonuj próbkę wody
   1. Przepompuj wodę z badanego zbiornika wodnego przez filtr membranowy 45 μm do plastikowego zbiornika. Praca z próbkami o pojemności od 10 do 50 l do pomiarów AMS. Zakwasić wodę do pH 2 za pomocą HNO₃ natychmiast po pobraniu próbki w miejscu pobierania próbek przed transportem do laboratorium.
2. Wytrącić Pu na wodorotlenkach żelaza
   1. W laboratorium wprowadzić do biorcy mieszadło górne. Zwiększ próbkę za pomocą znacznika wydajności Pu. Do pomiarów AMS należy użyć nakłucia 1,00 ml ^{znacznika 242}Pu o stężeniu aktywności 0,25 mBq ^ml-1 (1,7 pg ^ml-1).
   2. Dodać FeCl₃·_6H2O, pobierając około 0,25 g na 10 l próbki. Po 30 minutowym mieszaniu wytrącić wodorotlenki żelaza z NH₄OH o pH 8.
3. Drugie wytrącanie Pu na wodorotlenkach żelaza
   1. Zdekantować supernatant z próbki wody z pkt 9.2.2. Odzyskać osad wodorotlenków żelaza do szklanej zlewki o pojemności 2 l, przepłukać odbiorcę wodą dejonizowaną i połączyć wypłukane wody z próbką.
   2. Rozpuść osad w ~100 ml 5 M HCl, podgrzej do 90 °C w celu rozkładu węglanów. W razie potrzeby przefiltrować, gdy roztwór ostygnie. Ponownie wytrącić wodorotlenki żelaza za pomocą NH₄OH o pH 8.
4. Warunek wodorotlenków żelaza do analizy
   1. Zdekantować supernatant z próbki z ppkt 9.3.2. Odzyskać osad wodorotlenku żelaza do naczynia wirówkowego. Odwirować, wyrzucić supernatant. Przemyć osad wodą dejonizowaną. Powtórz 2-3 razy.
   2. Rozpuścić osad w 10 ml 8 M HNO₃ i poddać radiochemicznemu rozdzieleniu Pu, jak opisano poprzednio w sekcjach 7.4-7.6.

10. Przygotuj próbki do pomiarów AMS

1. Wytrącić Pu na wodorotlenkach żelaza
   1. Po rozdzieleniu radiochemicznym rozpuścić próbkę końcową w 0,5 ml 1 M HCl, przenieść próbkę za pomocą plastikowej pipety do szklanej fiolki o pojemności 2,5 ml. Przepłukać zlewkę do pobierania próbek dwukrotnie 0,5 ml 1 M HCl, przenieść wypłukane wody do tej samej fiolki.
   2. Dodać 0,5 ml 2 mg ml roztworu podstawowego Fe³⁺, aby uzyskać 1 mg żelaza. Wytrącić wodorotlenki żelaza, dodając kilka kropli stężonego NH₄OH. Odwirować i zdekantować supernatant.
   3. Przepłukać osad wodą dejonizowaną, odwirować i zdekantować supernatant. Wysuszyć osad na płycie grzejnej w temperaturze 90 °C.
2. Przygotowanie obiektu do pomiarów AMS
   1. Osad wodorotlenków wytrącony z punktu 10.1.3 wypalać w piecu przez 2-3 godziny w temperaturze 650 °C. Dokładnie wymieszać z 3-4 mg proszku metalicznego niobu i wcisnąć do uchwytu tarczy Ti do pomiarów AMS.
      Uwaga: Zmierzyliśmy próbki za pomocą kompaktowego (0,6 MV) systemu AMS "TANDY" w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii (ETH Zurych) dostrojonego do pomiarów aktynowców^15,16.

Results

Eksperymenty dyfuzji

Wykres aktywności ²³⁹Pu dyfuzyjnego dyfuzyjnego do komory B komórki dyfuzyjnej w funkcji czasu daje wizualną reprezentację strumienia ²³⁹gatunków Pu dyfundujących przez żel PAM. Współczynniki dyfuzji obliczone na podstawie tych wykresów zgodnie z równaniem 1 dostarczają dodatkowych środków do porównania ruchliwości różnych gatunków redoks ²³⁹Pu w różnych środowiskach chemicznych (rysunek 2). Rysunek 5 ilustruje doświadczenia dyfuzji z mieszanymi gatunkami Pu(IV) i Pu(IV)-Pu(V), odpowiednio, w buforze MOPS i w obecności 20 ppm HA. Porównanie tych wykresów pokazuje, że Pu(V) jest znacznie bardziej ruchliwy niż Pu(IV). Jest to szczególnie ważne w przypadku Pu(IV) i Pu(V), gdy HA (MW 5-40 kDa w naszych eksperymentach, scharakteryzowane w SI przez Cusnira i wsp.)¹⁰ dodaje się jako cząsteczki kompleksujące. Roztwór źródłowy Pu(V) przygotowany zgodnie z protokołem opisanym w niniejszej pracy zawiera głównie gatunki Pu(V). Ekstrakcja do fazy ciekłej za pomocą HDEHP pod koniec eksperymentu dyfuzyjnego w roztworze buforowym MOPS wykazała 80% ± 10% Pu(V). Wydajność chemiczna tej ekstrakcji wynosi 80%. Roztwór z Pu(V) w obecności 20 ppm HA był zrównoważony w ciągu 24 godzin, a frakcja Pu(V) w tym roztworze modelowym wynosiła 35% ± 10%.

Badania nad biodostępnością Pu w naturalnych wodach słodkich

Kilka urządzeń DGT skonstruowanych w naszym laboratorium zostało z powodzeniem wystawionych na okres od dwóch do trzech tygodni w krasowym źródle w szwajcarskich górach Jura. Jest to źródło mineralne o pH wody w zakresie 6,5-7,5, przewodności powyżej 400 μS ^cm-1 i nasycone tlenem. Eksperymenty te wykazały dobrą przydatność i wytrzymałość zespołów żelowych bez śladów biofoulingu, prawdopodobnie również z powodu niskiej temperatury źródła (7 °C). DGT odzyskane po rozmieszczeniu były dobrze zachowane, z nienaruszonymi warstwami żelu, zachowując początkową formę i wygląd wizualny. Pu zgromadzony przez DGT był analizowany przez AMS. AMS zapewnia znaczne korzyści w porównaniu z innymi technikami analitycznymi: jest bardzo czuły (do poziomu poniżej fg) i wymaga znacznie mniejszej początkowej ilości próbki niż techniki alfa-spektrometrii lub ICP-MS. Ponadto molekularne zakłócenia izobaryczne, takie jak wodorek uranu (²³⁸U-H) lub inne cząsteczki, są skutecznie tłumione podczas pomiaru AMS i nie zakłócają wykrywania ²³⁹Pu. Z przyczyn technicznych (najprawdopodobniej zanieczyszczenie ²³⁹Pu podczas separacji chemicznej) nie byliśmy w stanie wykorzystać danych dla ²³⁹Pu do pierwszych zastosowań DGT w terenie. Niemniej jednak wyniki ²⁴⁰Pu były bezstronne. W ten sposób obliczyliśmy zawartość ²³⁹Pu ze zmierzonych ²⁴⁰Pu, przyjmując 0,18 jako stosunek atomowy ²⁴⁰Pu / ²³⁹Pu dla plutonu opadowego. Wyniki podsumowano w tabeli 1.

²³⁹Stężenia Pu mierzone w próbkach wody są podobne do stężeń wcześniej zgłaszanych dla tej warstwy wodonośnej (1-7 μBq ^L-1)¹¹. Ponadto ²³⁹stężeń Pu obliczonych na podstawie pomiarów DGT jest podobnych w zakresie niepewności pomiaru. Ponieważ DGT akumulują tylko wolne i labilne gatunki Pu, można oszacować frakcję biodostępnego Pu w tej wodzie. Dane podane w tabeli 1 wskazują, że wszystkie ²³⁹gatunków Pu obecnych w wodzie masowej występuje w formie biodostępnej. Jest to interesujący wynik w świetle wcześniejszych ustaleń¹¹, które ujawniły dominującą akumulację ^239+240Pu we frakcji wewnątrzkomórkowej mchów wodnych rosnących wiosną w porównaniu z ²⁴¹Am i ⁹⁰Sr. Autorzy¹¹ zasugerowali, że zwiększona ruchliwość Pu w tej naturalnej warstwie wodonośnej była spowodowana tworzeniem rozpuszczalnego kompleksu węglanowego Pu, prawdopodobnie jako forma plutonylu Pu(V), podobna do naturalnie występującego kompleksu uranylowęglanowego. Woda ze źródła Venoge jest wodą twardą, o wysokim stężeniu węglanów i bardzo niskiej zawartości NOM (około 1 ppm).

Rysunek 1. Komórka dyfuzyjna używana do eksperymentów nad dyfuzją Pu przez żel PAM. Grubość rowka 0,5 cm, głębokość rowka 0,39 mm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2. Migawka arkusza kalkulacyjnego programu Excel używanego do obliczeń współczynnika dyfuzji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3. Wielkopowierzchniowe urządzenie DGT do pomiarów specjacji Pu w środowisku. Części urządzenia DGT — płyta dolna i rama pokrywy — przedstawione po lewej stronie, zespół z otworami załogowymi po prawej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4. Próbniki DGT zamocowane w uchwycie (po lewej) umieszczone w sprężynie Venoge (po prawej) do pomiarów biodostępności Pu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5. Wykres ²³⁹Pu dyfundowanego do przedziału B komory dyfuzyjnej w różnych środowiskach chemicznych. Punkty danych doświadczalnych podano odpowiednio dla ²³⁹Pu(IV) i ²³⁹Pu(V) w buforze MOPS, jak również dla ²³⁹gatunków mieszanych Pu(IV)-²³⁹Pu(V) (35 % ± 10 % Pu(V)) w obecności HA. Linia pokazana dla ²³⁹Pu(IV)-HA została obliczona przy użyciu współczynnika dyfuzji 0,50×^10-6 cm^{2 sec-1} oznaczonego wcześniej¹⁰. Współczynniki dyfuzji wyliczone z równania 1 to: Pu(IV) w buforze MOPS — 2,29×^10-6 cm^{2 sec-1}, Pu(V) w buforze MOPS — 3,50×10-6 cm^{2 sec-1}, Pu(IV) - Pu(V) z HA — 0,92×^10-6 cm^{2 sec-1}. Od góry do dołu: Pu(V) w buforze MOPS (czerwone otwarte kółko), Pu(IV) w buforze MOPS (niebieskie otwarte trójkąty), Pu(IV) - Pu(V) w obecności 20 ppm HA (zielone otwarte kwadraty), Pu(IV) w obecności 20 ppm HA (brązowe otwarte diamenty). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Typ próbki Liczba pomiarów ²³⁹Stężenie Pu, μBq ^L-1 Woda luzem cyfra arabska 1,9 ± 0,55 DGT 0,39 mm cyfra arabska 1,74 ± 0,9 DGT 0,78 mm 1 1,79 ± 0,9

Tabela 1. Reprezentatywne wyniki dla ²³⁹pomiarów Pu wykonanych przez AMS w próbnikach wody masowej i DGT. ²³⁹Pu w wodzie masowej wytrącono z 20 l wody z wodorotlenkami żelaza, ekstrahowano na żywicy wymiennej specyficznej dla aktynowców i mierzono za pomocą AMS. ^{Rozdział 239}Stężenia Pu dla pomiarów DGT obliczone za pomocą równania 2 i współczynnika dyfuzji dla Pu(IV). Niepewności dla k=2; U(95).

Discussion

Opisana tutaj metodologia DGT dla eksperymentów z Pu przy użyciu ogniwa dyfuzyjnego zapewnia wiarygodne podejście do różnych badań nad gatunkami redoks Pu i ich interakcjami z cząsteczkami organicznymi, cząstkami koloidalnymi i symulowanymi systemami środowiskowymi. Dalsze zastosowania DGT do pomiarów środowiskowych Pu przyczynią się do lepszego zrozumienia biodostępności i losów tego radionuklidu w ekosystemach wodnych.

Laboratoryjne eksperymenty dyfuzyjne

Aby przeprowadzić udany eksperyment dyfuzyjny z miarodajnymi wnioskami na temat ruchliwości Pu i interakcji w odniesieniu do określonego środowiska chemicznego, należy zapewnić dobrze zdefiniowane i kontrolowane warunki. Dostosowanie stopni utlenienia Pu przed eksperymentem jest niezbędne do uproszczenia interpretacji danych, a także do symulacji różnych zachowań biogeochemicznych gatunków Redoks Pu. Wrażliwość gatunków Pu na zmiany pH sprawia, że buforowanie roztworów jest koniecznością. Szczególną uwagę należy zwrócić na cechy i konfigurację komory dyfuzyjnej: zastosowanie niesorbującego materiału polimerowego teflonu pozwala uniknąć adsorpcji na ściankach komórkowych i umożliwia solidny, szczelny montaż, zapobiegając utracie Pu z dyfuzji roztworów podczas eksperymentu.

Początkowe stężenie Pu, które należy wprowadzić do komory A, jak również odstęp między próbkami i objętość każdej próbki pobranej podczas doświadczenia dyfuzji zależą od metody analitycznej dostępnej w laboratorium. Do oznaczania stężenia Pu w próbkach z komory dyfuzyjnej można zastosować każdą dostępną metodę analityczną, jednak wybór ten jest ściśle związany z początkową aktywnością Pu pobraną do doświadczenia. 10 Bq ²³⁹Pu zgodnie z zaleceniami w niniejszym protokole (dające 100-140 mBq ^ml-1 lub ~2×^10-13 mol ^ml-1) są wystarczające, aby zapewnić wystarczającą czułość do pomiarów za pomocą spektrometrii alfa i generalnie nie stanowią szczególnych problemów dla przepisów dotyczących ochrony przed promieniowaniem. Początkowe stężenie Pu można zmniejszyć, jeśli dostępne są inne, bardziej czułe techniki analityczne do oznaczania Pu (np. spektrometria mas). Interwał pobierania próbek można wybrać dla każdego eksperymentu dyfuzyjnego, w zależności od początkowego stężenia Pu i oczekiwanej szybkości dyfuzji przez żel PAM. Pomimo faktu, że podwielokrotności z doświadczeń dyfuzyjnych nie zawierają radionuklidów innych niż Pu, obecność soli mineralnych i buforu MOPS może zakłócać procedurę analityczną, zmniejszając wydajność i precyzję analizy ilościowej. Dlatego zaleca się przeprowadzenie chemicznej separacji Pu na tych próbkach.

Komórka dyfuzyjna zapewnia najlepsze podejście do badania dyfuzji w żelu PAM, ponieważ żel jest wystawiony bezpośrednio na dobrze wymieszany roztwór. W związku z tym wpływ dyfuzyjnej warstwy granicznej (DBL) na powierzchnię żelu uważa się za znikomy. Niezbędne jest dobre mieszanie roztworów podczas eksperymentu dyfuzyjnego, co pozwala na zminimalizowanie efektów DBL. W tym samym czasie należy postępować ostrożnie, aby nie zakłócić działania żelu PAM.

Badania biodostępności Pu w naturalnych wodach słodkich

Wyniki uzyskane za pomocą tego protokołu pokazują, że pomiar plutonu za pomocą urządzeń DGT stanowi skuteczne narzędzie do badania biodostępności plutonu w wodach słodkich. Pomiary DGT dostarczają średnich w czasie stężeń gatunków wolnych i labilnych, dwóch najważniejszych form absorpcji biologicznej przez organizmy żywe. Ponadto kinetykę oddziaływania Pu z materią organiczną można badać za pomocą żeli o różnej grubości. Czas niezbędny do dyfuzji gatunków Pu-NOM przez żel pozwoli na dysocjację najbardziej labilnych kompleksów. Pomiary DGT mogą być uzupełnione technikami ultrafiltracji, które pozwalają uzyskać procentową zawartość związków koloidalnych Pu powyżej danej wielkości (np . 8 kDa). Gatunki koloidalne Pu są zwykle uważane za gatunki niedostępne biologicznie i są częścią frakcji Pu, której nie można zmierzyć za pomocą DGT.

W tym momencie urządzenia DGT były używane tylko w słodkiej wodzie krasowego źródła szwajcarskich gór Jura. Niskie stężenia Pu w środowisku wymagają długotrwałego stosowania urządzeń DGT, które mogą napotkać potencjalne wady. Istotną wadą jest biofouling powierzchni DGT, który zwiększa grubość DBL, a tym samym ogranicza przepływ Pu przez żel PAM. Faza wiązania DGT narażona na działanie substancji w wodach morskich lub wodach o wysokiej mineralizacji może zostać szybko nasycona innymi metalami śladowymi, co fałszywie przedstawia dane dotyczące akumulacji Pu. Oznaczanie śladowych ilości Pu w środowisku wymaga dokładnej separacji radiochemicznej i bardzo czułych metod analitycznych. Pomiary AMS stosowane w tym protokole nie są powszechnie dostępne, ale mogą być zastąpione innymi technikami spektrometrii mas. Jednak rygorystyczna separacja radiochemiczna jest konieczna w celu wyeliminowania interferencji izobarycznej ²³⁸U-H od naturalnie występującego uranu.

Równanie 2 pokazuje, że rozmiar urządzenia DGT jest istotnym parametrem, który można dostroić, aby zwiększyć ilość nagromadzonego Pu w danym czasie wdrażania. Dostępne na rynku paski żelowe są dostępne tylko o maksymalnej powierzchni 6 cm x 22 cm. W związku z tym okno próbnika DGT zostało zwiększone do 105^cm2 (5 cm × 21 cm), co umożliwiło zgromadzenie wystarczającej ilości gatunków Pu na stosunkowo krótki czas użytkowania. Montaż takiego próbnika DGT wymaga precyzji i szczególnego uwzględnienia właściwości arkusza żelu PAM podczas manipulacji. Fundamentalne znaczenie ma składanie warstw żelu w gładką, jednolitą "kanapkę" w celu zapewnienia jednorodnego strumienia gatunków Pu z wody objętościowej przez żel dyfuzyjny. Ważnym parametrem jest również dobry przepływ wody na powierzchni DGT, jednak zależy on głównie od warunków przepływu w warstwie wodonośnej. Zaleca się umieszczenie urządzeń DGT do pomiarów Pu pod kątem około 45° w kierunku przepływu wody, aby zapewnić stały dopływ wody i zminimalizować skutki DBL.

Współczynnik dyfuzji zastosowany w równaniu 2 musi być skorygowany, jeżeli temperatura w badanej części wodnej różni się od temperatury, w której wyznaczono współczynnik dyfuzji. Wpływ temperatury na współczynniki dyfuzji jest określony równaniem Stokesa-Einsteina (równanie 3):
(3)
gdzie D₁ i D₂ są współczynnikami dyfuzji (cm^{2 sek-1}), η₁ i η₂ są lepkościami (mPa sec) wody odpowiednio w temperaturach T₁ i T₂ (K).

Obecnie nie ma metody badania specjacji Pu w nieskazitelnym środowisku, poza obliczeniami termodynamicznymi opartymi np. na parametrach pH i redoks. Parametry te są dostępne tylko dla makrokomponentów, takich jak węglany, kationy żelaza lub manganu. Tak więc specjacja Pu pochodzi z tych mierzalnych gatunków, ale nie reprezentuje "rzeczywistej" miary. W tym przypadku uważamy, że technika dyfuzji w cienkiej folii żelowej PAM, przedstawiona w tym artykule, jest ważnym krokiem w rozwiązaniu problemu specjacji Pu, ponieważ umożliwia pomiar in situ gatunków wolnych i labilnych oraz, być może, udowodnienie gatunków plutonylowych. Chociaż do tej pory wykonano tylko kilka pomiarów DGT środowiskowego Pu w wodach słodkich, uzyskane wyniki zachęcają do dalszych zastosowań techniki DGT do badań specjacji Pu i biodostępności. Rozmieszczenie DGT w wodach bogatych w substancje organiczne potencjalnie dostarczy ważnych informacji na temat ruchliwości Pu i interakcji w obecności cząsteczek NOM. Interesujących wyników należy spodziewać się po pomiarach DGT w skażonych środowiskach morskich, takich jak przybrzeżne morza wokół zakładu przetwarzania jądrowego Sellafield i uszkodzona elektrownia jądrowa Fukushima Daiichi.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
239Pu znacznik	CEA		Źródło PU239-ELSC10
242Pu Znacznik	LNSIRR		Źródło Pu242 N° 790 z Laboratorium Krajowych Standardów Promieniowania Jonizującego Rosji
Zlewki
Pipeta	Socorex
Jednorazowe plastikowe pipety	Semadeni
20 ml Plastikowa fiolka scyntylacyjna	Semadeni
Folia
Pęseta
z gorącą płytą
Żywica aktynowymienna - TEVA - B	Triskem	TE-B50-A
Żywica aktynowymienna - TEVA - Wkłady R	Triskem	TE-R10-S
1 ml Końcówki do pipet	Socorex
PAM żelowy pasek 6 i razy; 21 cm	DGT Research Ltd		o grubości 0,39 mm i 0,78 mm / www.dgtresearch.com
Pasek żelowy Chelex 6 razy; 21 cm	DGT Research Ltd		Grubość 0,40 mm / www.dgtresearch.com
Komórka			Fabrykowane / własny warsztat
Oslash; Stempel			Produkowane / warsztat własny
Taca
Konfiguracja			Fabrykowane / warsztat własny
Filtr membranowy	PALL Corporation		HT-450 Tuffryn Polysulfone Membranowy filtr tarczowy 0,45 i mu; m / 145 μ m grubości
Kwas azotowy	Carlo Erba	408025
Kwas siarkowy	Sigma-Aldrich	84720
Kwas hydrokwarowy	Carlo Erba	403981
Kwas jodowodorowy	Merck	100341
Nadmanganian potasu	Merck	105082
Wodorosiarczan sodu	Merck	106352
Siarczan	soduMerck	106647
Azotan sodu	Sigma-Aldrich	31440
Azotyn sodu	Fluka	71759
Octan sodu	Merck	106281
Szczawian amonu	Fluka	9900
Kwas bis-(2-etyloheksylo)fosforowy (HDEHP)	Merck	177092
2-tenoilotrifluoroaceton ( TTA)	Fluka	88300
Bufor MOPS	Sigma-Aldrich	M9381	MOPS Sól sodowa
Cykloheksan	Carlo Erba
Kwas			Ekstrahowany z bogatej w substancje organiczne gleby doliny alpejskiej, liofilizowany, MW 5-40 kDa
NH4OH	Carlo Erba	419943
FeCl3· H2O	Sigma-Aldrich	44944