Przedstawiono protokół podziału rdzeni osadów i wydobywania wód porowych w warunkach beztlenowych, aby umożliwić analizę wrażliwych na redoks gatunków zarówno w ciałach stałych, jak i płynach.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół podziału rdzeni osadów i wydobywania wód porowych w warunkach beztlenowych, aby umożliwić analizę wrażliwych na redoks gatunków zarówno w ciałach stałych, jak i płynach.
Pokazujemy metodę dzielenia rdzeni osadów i wydobywania wód porowych przy jednoczesnym zachowaniu warunków beztlenowych. Zbudowany jest prosty, niedrogi system, który można przetransportować do tymczasowej przestrzeni roboczej w pobliżu miejsca pobierania próbek w terenie, aby ułatwić szybką analizę. Rdzenie są wytłaczane do przenośnego worka rękawicowego, gdzie są dzielone na części, a każdy odcinek o grubości 1-3 cm (w zależności od średnicy rdzenia) jest zamykany w probówkach wirówkowych o pojemności 50 ml. Wody porowe są oddzielane przez odwirowanie na zewnątrz worka rękawicowego, a następnie zawracane do worka rękawicowego w celu oddzielenia od osadu. Te wyekstrahowane próbki wody porowej można natychmiast przeanalizować. Natychmiastowe analizy gatunków wrażliwych na redoks, takich jak specjacja siarczkowa, specjacja żelaza i specjacja arsenu, wskazują, że utlenianie wód porowych jest minimalne; niektóre próbki wykazują około 100% zredukowanych gatunków, np. 100% Fe(II) bez wykrywalnego Fe(III). Zarówno próbki osadu, jak i wody porowej mogą być przechowywane w celu zachowania związków chemicznych do dalszej analizy po powrocie do laboratorium.
Badacze często chcą badać stan redoks i geomikrobiologię systemu osadowo-wodnego. W tym celu idealnie wykorzystuje się dane zarówno z osadów, jak i wód porowych, ponieważ wody porowe są często wrażliwymi monitorami systemu i są częstym, choć nie jedynym źródłem, ekologicznego narażenia na wrażliwe na redoks metale ciężkie1, takie jak arsen i uran. Dane dotyczące wody porowej można uzyskać in situ za pomocą filtrów równowagi dyfuzyjnej, znanych również jako "podglądacze", zainstalowanych w osadzie2. Podglądacze są najczęściej stosowane w miejscach, w których teren jest znany przed rozpoczęciem prac terenowych i gdzie można odbyć wiele wizyt w terenie przez dłuższy czas, np. Shotyk3. W związku z tym wiele kontekstów nie zezwala na korzystanie z podglądaczy, takich jak miejsca dostępne tylko przez krótki czas lub miejsca, w których pobiera się wiele próbek eksploracyjnych w celu określenia, gdzie należy przeprowadzić dalsze badania4. Ponadto obserwatorzy nie pobierają próbek osadu jednocześnie z pobieraniem próbek wody.
Gdy pożądane jest pobieranie próbek osadu i wody razem, lub w miejscach, gdzie instalacja podglądacza nie jest możliwa, najczęstszą metodą uzyskania osadu i wody jest rdzeniowanie osadów. Uzyskanie niezmieszanego rdzenia jest kluczowym wstępem do procedury opisanej w tej pracy5. Po uzyskaniu rdzenia wody porowe można uzyskać przez wyciskanie6 lub wirowanie; Oba mają zalety i wady. Wirowanie jest ogólnie uważane za najbardziej niezawodną metodę ekstrakcji wód porowych z rdzeni osadów,7 chociaż należy zachować ostrożność, aby zapobiec utlenianiu osadów lub wód porowych.
W tej metodzie opisujemy wytłaczanie rdzeni i wirowanie w celu wydobycia wody porowej przy minimalnym utlenianiu. Autorzy zastosowali opisaną tu metodę w różnych kontekstach, w tym w morzu8, zanieczyszczonym jeziorze9 i terenach podmokłych10. Przedstawione reprezentatywne dane pokazują, że warunki redukcyjne mogą być zachowane. Z wyjątkiem wirówki, użyte materiały są niedrogie, a metoda ta może być stosowana do szerokiej gamy badań geochemicznych i geomikrobiologicznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie sprzętu
2. Ustawianie Stanowiska Laboratorium Polowego
3. Podział rdzenia na sekcje
UWAGA: ta część procedury jest znacznie łatwiejsza do wykonania przez dwóch badaczy.
4. Wydobywanie porów
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rodzaj uzyskanych wyników zależy od przeprowadzonych analiz oraz od środowiska geochemicznego, z którego pobrano rdzeń. Tlen rozpuszczony można zmierzyć w ekstrahowanych wodach porowych, jednak w wielu środowiskach jego stężenie poniżej pierwszych kilku cm rdzenia będzie wynosić zero. Analizy, które zazwyczaj dostarczają bardziej istotnych informacji, obejmują specjację żelaza (Fe II/Fe III)12, specjację arsenu (As III/As V)13 oraz zawartość siarczków14. O...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opisana tutaj technika jest elastyczna, którą można dostosować do szerokiego zakresu lokalizacji, rozmiarów rdzenia, grubości sekcji rdzenia itp. System ten składa się z trzech podstawowych elementów.
Po pierwsze, należy przygotować system wytłaczania rdzenia o odpowiednich wymiarach do analizy rdzenia. Instrukcje tutaj są podane przy założeniu rdzenia około 30"; znacznie dłuższe rdzenie mogą wymagać większej liczby przedłużaczy z PVC i złączek PVC do pełnego wytłaczania. Dokładnie za...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Te badania były częściowo wspierane przez program RAPID Narodowej Fundacji Nauki (NSF-1048925, 1048919, and 1048914) dla Alison Keimowitz, Ming-Kuo Lee, Benedict Okeke i James Saunders.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Jednorazowe torby na rękawiceSigma-Aldrich | Z106089-1EA | Zwykle wystarcza jeden na dwa rdzenie do przetworzenia. | |
| Zbiornik N2 | Praxair | Często firmy dostarczające gaz mogą dostarczyć je bezpośrednio do laboratorium terenowego. | |
| Regulator azotu gazowego | VWR | 55850-478 | Lub podobny |
| stóp rurki pasującej do regulatora | VWR | 89403-862 | Lub podobny |
| Sprzęt zabezpieczający zbiornik | VWR | 60142-006 | |
| Regulowany zacisk rurki | VWR | 62849-112 | |
| Wodoodporna, dobrze uszczelniająca taśma izolacyjna | Scotch | Super 33+ | Szeroko Dostępne |
| 2-4 krótkie linki | Powszechnie dostępne | ||
| Butelki z natryskową wodą nanoczystą | VWR | 16650-082 | Każda podobna butelka jest w porządku; Zapakuj dodatkowy zapas wody nanoczystej, aby je napełnić. |
| Duży zapas ręczników papierowych i chusteczek Kimwipes | Powszechnie dostępne | ||
| probówki wirówkowe o pojemności 50 ml | VWR | 21008-951 | Oczyszczone kwasem zgodnie z opisem w protokole. Wymagana jest co najmniej 2 sekcje rdzenia. |
| Kilka trwałych w markerach. | Powszechnie dostępne | ||
| Kilka prostych żyletek i noży do pudełek. | Powszechnie dostępna | ||
| wirówka | Beckman-Coulter | Allegra X-22 | Szybszy wirnik pozwala na większą separację. |
| Rotor do probówek 50 ml | Beckman-Coulter | SX-4250 | |
| Plastikowe strzykawki 50 ml bez czarnej gumowej końcówki na cylindrze | VWR | 66064-764 | Oczyszczony kwasem zgodnie z opisem w protokole. Wymagana jest co najmniej 1/sekcja rdzenia plus 1 dla wody leżącej. |
| Filtry strzykawkowe kompatybilne z roztworami wodnymi. | VWR | 28143-310 | Albo 0,45 μ m lub 0,20 μ Można użyć m rozmiarów porów. Zaplanuj pięć filtrów na każdą przetworzoną sekcję rdzenia. |
| Łyżki plastikowe (jednorazowe). | Powszechnie dostępne; Oczyszczony kwasem zgodnie z opisem w protokole. | ||
| Kilka pudełek jednorazowych rękawiczek. | Powszechnie dostępne | ||
| duże plastikowe zlewki lub inne pojemniki na odpady do umieszczenia w torbie na rękawiczki. | VWR | 13890-148 | |
| Waga laboratoryjna | VWR | 10205-008 | Dostępna waga będzie w porządku; wysoka precyzja nie jest wymagana |
| Transporter suchy, wstępnie napełniony ciekłym azotem | VWR | 82005-416 | Wymagany tylko wtedy, gdy próbki są zwracane do laboratorium macierzystego w celu przeprowadzenia delikatnych analiz. |
| Notatniki laboratoryjne Wodoodporny | może być przydatny | ||
| Wkładki do rdzenia | Znak wodny | 77280 | Dostępne u dostawców leśnych |
| Czapki rdzeni | Ben Meadows | 218105 | |
| Krajalnice do rdzeni | McMaster Carr | 8707K111 | Pokrój to na 9 3 x 3 kwadraty |
| Przekładki PCV | McMaster Carr | 48925K96 | Pokrój to na krótkie odcinki |
| Złączki PVC | McMaster Carr | 4880K76 | Około 12 potrzebnych |
| kołków | Szeroko dostępny | ||
| Korek laboratoryjny | VWR | 59580-400 | Sprawdź, czy rozmiar jest prawidłowy, aby ściśle przylegał do wkładek rdzenia |
| Sklejka na płytę prowadzącą rdzeń i górną część podnośnika | Powszechnie dostępny | ||
| Podnośnik laboratoryjny | VWR | 89260-826 | |
| Zaciski | Szeroko dostępne | ||
| Przenośny monitor tlenu | Przyrządy RKI | OX-07 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.