Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

भारी धातुओं और सूक्ष्म शैवाल की उत्पादकता पर अन्य अकार्बनिक contaminants की मात्रा का ठहराव

Published: July 10, 2015 doi: 10.3791/52936
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Mechanical and Aerospace Engineering, Utah State University

Abstract

अक्षय ईंधन के लिए मांग बढ़ रही इस तरह के सूक्ष्म शैवाल के रूप में वैकल्पिक feedstocks, की व्यवहार्यता की जांच के शोधकर्ताओं ने किया है। निहित लाभ अपशिष्ट धाराओं के साथ उच्च क्षमता उपज, गैर कृषि योग्य भूमि के उपयोग और एकीकरण शामिल हैं। एक बड़े पैमाने पर सूक्ष्म शैवाल उत्पादन प्रणाली के पोषक तत्वों की आवश्यकताओं को इस तरह के ग्रिप गैस और अपशिष्ट जल से पोषक तत्वों से कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में औद्योगिक अपशिष्ट संसाधनों के साथ खेती प्रणालियों के युग्मन की आवश्यकता होगी। इन कचरे में मौजूद अकार्बनिक contaminants संभावित नकारात्मक रूप से उत्पादकता और सीमित अंत का उपयोग प्रभाव microalgal बायोमास में bioaccumulation करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। इस अध्ययन के प्रभाव का प्रायोगिक मूल्यांकन और Nannochloropsis Salina विकास पर 14 अकार्बनिक contaminants (के रूप में, सीडी, सह, सीआर, कॉपर, पारा, MN, नी, पंजाब, एस.बी., एसई, एस.एन., वी और Zn) के भाग्य पर केंद्रित । सूक्ष्म शैवाल एक विकास मीटर में पीएच 7 पर 984 μmol एम -2 सेकंड में प्रबुद्ध photobioreactors में खेती -1 और बनाए रखा गयास्तरों पर अकार्बनिक contaminants के साथ प्रदूषित edia वाणिज्यिक कोयला ग्रिप गैस सिस्टम में पाया रचना के आधार पर की उम्मीद है। बायोमास और एक 7 दिन विकास की अवधि के अंत में मध्यम में मौजूद Contaminants विश्लेषणात्मक, पारा के लिए और के रूप में, सीडी, सह, सीआर, कॉपर, MN, नी के लिए उपपादन द्वारा मिलकर प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री के माध्यम से ठंड वाष्प परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोमेट्री के माध्यम से मात्रा निर्धारित किया गया पंजाब, एस.बी., एसई, एस.एन., वी और Zn। परिणाम एन दिखाने सलीना इन प्रदूषणों से परिचय yieldwith बायोमास में एक सांख्यिकीय कमी के साथ बहु-धातु पर्यावरण के लिए एक संवेदनशील तनाव है। यहाँ प्रस्तुत तकनीकों शैवाल विकास बढ़ाता है और अकार्बनिक contaminants के भाग्य का निर्धारण करने के लिए पर्याप्त हैं।

Introduction

पारंपरिक स्थलीय फसलों की तुलना में सूक्ष्म शैवाल निहित उच्च सौर रूपांतरण क्षमता 1,2 के कारण उच्च बायोमास और लिपिड पैदावार प्राप्त करने के लिए दिखाया गया है। उच्च उत्पादकता दरों पर सूक्ष्म शैवाल की खेती एक बाहरी कार्बन स्रोत सहित विभिन्न पोषक तत्वों की आपूर्ति की आवश्यकता है। यह बड़े पैमाने पर विकास के लिए सुविधायें उत्पादन लागत कम करने के लिए इस तरह के औद्योगिक ग्रिप गैस के रूप में औद्योगिक अपशिष्ट धाराओं के साथ एकीकृत है और एक ही समय में पर्यावरण remediation प्रदान किया जाएगा कि उम्मीद है। औद्योगिक अपशिष्ट कार्बन गैस कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में आम तौर पर होता है और नकारात्मक सूक्ष्म शैवाल उत्पादन को प्रभावित करने की क्षमता है कि दूषित पदार्थों को शामिल कर सकते हैं। विशेष रूप से, कोयले से व्युत्पन्न ग्रिप गैस सहित contaminants की एक किस्म है, लेकिन दहन उत्पादों पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, साथ ही सल्फर और नाइट्रोजन, ठीक धूल, ऐसे डाइअॉॉक्सिन और furans के रूप में जैविक प्रदूषक के आक्साइड, और अकार्बनिक चुनाव तक ही सीमित नहीं होगाजैसे भारी धातुओं के रूप में taminants। सूक्ष्म शैवाल उत्पादकता पर भारी धातुओं के रूप में जाना जाता है, उनमें से कुछ के साथ Inorganics सहित इन प्रदूषणों से बहुमत के प्रभाव का पता लगाया नहीं गया है। इन तत्वों में से कुछ, उचित मात्रा में पोषक तत्वों हो सकता है हालांकि उच्च सांद्रता में वे सेल रोग और यहां तक कि मौत 3 उत्पादन कर सकते हैं।

औद्योगिक ग्रिप गैस के साथ सूक्ष्म शैवाल के एकीकरण सीधे विकास मीडिया में अकार्बनिक दूषित पदार्थों को शुरू करने की क्षमता है। कोयला आधारित ग्रिप गैस अकार्बनिक तत्वों (जैसे, सीडी, सह, सीआर, कॉपर, पारा, MN, नी, पंजाब, एस.बी., एसई, एस.एन., वी और Zn के रूप में) कुछ, जिनमें से कम में विभिन्न सांद्रता में की एक किस्म है एकाग्रता, सूक्ष्म शैवाल विकास के लिए पोषक तत्वों का प्रतिनिधित्व करते हैं। अकार्बनिक contaminants एक उच्च आत्मीयता सूक्ष्म शैवाल के लिए बाध्य करने के लिए और आगे पोषक तत्व ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से आंतरिक रूप से sorbed जा सकते है। कुछ अकार्बनिक contaminants (यानी, सह, कॉपर, Zn और करोड़) शामिल एंजाइमों के हिस्से के रूप में पोषक तत्वों है कि कर रहे हैंप्रकाश संश्लेषण, श्वसन और अन्य कार्यों 3,4 में डी। हालांकि, अतिरिक्त धातुओं और Metalloids में विषाक्त हो सकता है। इस तरह पंजाब, सीडी, एस.एन., एस.बी., एसई, के रूप में और पारा के रूप में अन्य तत्वों, किसी भी एकाग्रता में सेल समारोह का समर्थन और नकारात्मक संस्कृति के विकास 3,5,6 पर प्रभाव पड़ सकता है, जो गैर-पोषक तत्व धातुओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए नहीं जाना जाता है। इन contaminants में से किसी की उपस्थिति सूक्ष्म शैवाल सेल समारोह पर नकारात्मक प्रभाव का उत्पादन करने की क्षमता है। इसके अलावा, सूक्ष्म शैवाल के साथ कई धातुओं की बातचीत के विकास की गतिशीलता पेचीदा और विकास को प्रभावित करने की क्षमता है।

बड़े पैमाने पर अर्थशास्त्र सीधे खेती प्रणाली 19/07 की उत्पादकता से जोड़ा गया है। यह बड़े पैमाने पर की 99.9 शुद्ध और 99.4%, क्रमशः 20 का प्रतिनिधित्व के रूप में इसके अलावा, खुला रेसवे तालाबों (ORP) या photobioreactors के लिए या तो सूक्ष्म शैवाल विकास प्रणाली (PBR) में मध्यम पुनरावृत्ति महत्वपूर्ण है। मीडिया में अकार्बनिक contaminants की उपस्थिति अंततः मीटर तक सीमित कर सकता हैicroalgae उत्पादकता और वजह से दूषित पदार्थों का निर्माण करने के लिए मीडिया की रीसाइक्लिंग। इस अध्ययन में प्रयोगात्मक, (सीडी, सह, सीआर, कॉपर, पारा, MN, नी, पंजाब, एस.बी., एसई, एस.एन., वी और Zn के रूप में) सूक्ष्म शैवाल की खेती प्रणालियों के एकीकरण से उम्मीद की सांद्रता में 14 अकार्बनिक contaminants के प्रभाव निर्धारित कोयला एन की उत्पादकता पर, ग्रिप गैस निकाली गई साथ सलीना एयरलिफ्ट PBRs में हो। इस अध्ययन में इस्तेमाल दूषित पदार्थों को केवल कोयला आधारित ग्रिप गैस लेकिन नगर निगम के कचरे के आधार पर ग्रिप गैस, biosolids आधारित ग्रिप गैस, नगर निगम के गंदे पानी का उत्पादन किया, पानी, बिगड़ा भूजल और समुद्री जल 21-23 में मौजूद नहीं दिखाया गया है। इस अध्ययन में इस्तेमाल सांद्रता सूक्ष्म शैवाल विकास सिस्टम वाणिज्यिक PBR सिस्टम 20 में प्रदर्शन एक तेज दक्षता के साथ एक कोयला आधारित सीओ 2 के स्रोत के साथ एकीकृत कर रहे थे उम्मीद होगी, उसके आधार पर कर रहे हैं। भारी धातुओं और अकार्बनिक contaminants की सांद्रता का समर्थन विस्तृत गणना Napan में प्रस्तुत कर रहे हैंएट अल। 24 विश्लेषणात्मक तकनीकों बायोमास, मीडिया और वातावरण में धातुओं के बहुमत के वितरण को समझने के लिए इस्तेमाल किया गया। प्रस्तुत तरीकों अकार्बनिक दूषित पदार्थों को तनाव और उनके अंत भाग्य की मात्रा का ठहराव के तहत सूक्ष्म शैवाल की उत्पादकता क्षमता का आकलन सक्षम होना चाहिए।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. विकास प्रणाली

चित्र 1

चित्रा 1. सूक्ष्म शैवाल विकास प्रणाली। (ए) एयर rotometer, (बी) के सीओ 2 rotometer, solenoid के साथ (सी) पीएच नियंत्रक, (डी) डेटा लकड़हारा, (ई) में ऑनलाइन एयर फिल्टर, (एफ) हवा वितरण हैडर, (जी) फ्लोरोसेंट रोशनी बैंक, (ज) पीएच मीटर, (मैं) शीतलन प्रणाली, (जे) जल स्नान, (कश्मीर) thermocouple तार, (एल) एयर लिफ्ट photobioreactor, (एम) हीटर, (एन) वॉक-इन धूआं डाकू, (ओ) वेंट, (पी) हवा वितरण केशिका ट्यूब, (क्यू) एयर फिल्टर, (आर) नमूना ट्यूब, (एस) PBR सिलिकॉन ढक्कन, और (टी)सिलिकॉन ढक्कन में पीएच अच्छी तरह से। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

  1. निम्नलिखित सूक्ष्म शैवाल प्रयोगात्मक विकास प्रणाली (चित्रा 1) बनाएँ।
    1. ग्लास ट्यूब रिएक्टरों व्यास में 4.5 सेमी और सिलिकॉन lids के साथ 1.1 एल के एक खेती क्षमता के साथ ऊंचाई में 80 सेमी से मिलकर बारह एयरलिफ्ट PBRs मोल। 10 सेमी (PBR प्रति 3) और लंबाई में 85 सेमी (PBR प्रति 1) के पूर्व कट ग्लास केशिका ट्यूब (5 मिमी बाहरी व्यास और 1 मिमी आंतरिक व्यास) मोल।
    2. एक -80 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर में सिलिकॉन पलकों रुक। ग्लिसरॉल के साथ एक ड्रिल बिट चिकना और पलकों ड्रिल वेंट, नमूना और गैस वितरण केशिका ट्यूब की मेजबानी के लिए 3 छेद, और 17 मिमी व्यास का 1 छेद जमे हुए हैं, जबकि एक पीएच जांच की मेजबानी के लिए।
    3. PBR के नीचे से 2 सेमी का विस्तार सबसे लंबे समय तक ट्यूब के साथ जगह में 3 केशिका ट्यूब डालें। अन्य केशिका ट्यूब में एक सिलिकॉन ट्यूब वाई जोड़नेएक वांछित नमूना बिंदु के लिए बढ़ा दूसरे छोर से जुड़ी एक केशिका ट्यूब वें। एक सिलिकॉन डाट आकार 21D के साथ पीएच मीटर के लिए छेद को कवर।
    4. पानी के माध्यम से यह बुदबुदाती द्वारा परिवेशी वायु गीला और हवा वितरण शीर्षक के humidified हवा देने के लिए। 0.2 माइक्रोन फिल्टर के माध्यम से गैस दर्रा और सबसे लंबे समय तक कांच वितरण केशिका ट्यूब के माध्यम से काई निलंबन करने के लिए इसे देने के लिए।
    5. संस्कृति निलंबन में 7.0 ± 0.1 का एक तटस्थ पीएच बनाए रखने के क्रम में humidified हवा धारा में संकुचित सीओ 2 उद्धार। शैवाल संस्कृति पीएच 7.1 पहुँचता है और पीएच 6.9 बजे बंद हो जाता है जब एक चुंबकीय solenoid खुलती हैं एक स्वचालित सीओ 2 औषधालय प्रणाली (पीएच नियंत्रक) के साथ सीओ 2 के वितरण की दर को नियंत्रित।
    6. 984 μmol एम -2 सेकंड -1 बाहरी परिस्थितियों पीक करने के लिए इसी तरह के एक औसत रोशनी में होने वाली 24 T5 फ्लोरोसेंट लैंप का उपयोग कर प्रकाश प्रदान करें।
    7. एम के क्रम में एक पानी के स्नान में PBRs विसर्जितलगभग 25 डिग्री सेल्सियस के एक निरंतर तापमान aintain। एक रीसर्क्युलेटिंग चिलर और एक स्वचालित हीटिंग रीसर्क्युलेटिंग पानी से स्नान इकाई नियंत्रण का उपयोग कर प्रणाली के तापमान को नियंत्रित।
    8. वास्तविक समय में तापमान और पीएच मॉनिटर और एक डाटा लकड़हारा के साथ रिकॉर्ड।
    9. सूक्ष्म शैवाल विकास प्रणाली के सभी घटकों के ठीक से विशेष रूप से सूक्ष्म शैवाल inoculum कटाई या वे संरक्षित नहीं किया जा सकता है के रूप में अकार्बनिक दूषित पदार्थों को तैयार करने से पहले, काम कर रहे हैं सुनिश्चित करें।

2. प्रयोगशाला के बर्तन तैयारी

  1. साबुन और पानी के नल के साथ बड़ा बोतल, PBRs, carboys और किसी भी कंटेनर, धो लें। विआयनीकृत पानी (DW) के साथ कुल्ला।
  2. एसिड अकार्बनिक contaminants के किसी भी अंश को खत्म करने के क्रम में प्रयोगशाला के बर्तन कुल्ला। इस दो तरीकों में से एक के द्वारा किया जा सकता है:
    1. सांस धुएं, केंद्रित नाइट्रिक एसिड एक धूआं हू में गंभीर जल रहा है और जहरीले धुएं, काम का उत्पादन कर सकते हैं मत: प्रयोगशाला के बर्तन हे / एन 10% में ट्रेस धातु ग्रेड नाइट्रिक एसिड (सतर्कता भिगोएँnitrile दस्ताने, चश्मे और प्रयोगशाला कोट) का उपयोग होगी।
    2. 50% का पता लगाने धातु ग्रेड नाइट्रिक एसिड में 15 मिनट के लिए प्रयोगशाला के बर्तन लेना।
    3. DW के साथ सभी एसिड निकाल दिया जाता है सुनिश्चित करते हुए अच्छी तरह से कम से कम 3 बार प्रयोगशाला के बर्तन कुल्ला। यह PBRs अच्छी तरह से, विशेष रूप से नमूना ट्यूब और केशिका ट्यूब rinsed हैं कि महत्वपूर्ण है। यह करने में विफलता के विकास का माध्यम है और संभव निषेध का अम्लीकरण का उत्पादन होगा। सभी एसिड सत्यापित करने के लिए कुल्ला पानी का पीएच परीक्षण हटा दिया गया है।
    4. कम से कम 30 मिनट के लिए 120 डिग्री सेल्सियस और मानक वायुमंडलीय दबाव में उन्हें autoclaving द्वारा PBRs, कंटेनर और बोतल जीवाणुरहित।

3. एन Salina मध्यम तैयारी

  1. समाधान के लिए एक की तैयारी: आंशिक रूप से DW के साथ एक 1 एल बड़ा फ्लास्क भरें। एक चुंबकीय हलचल पट्टी डालें और दूसरे के बाद तालिका 1 में से एक में दिखाया रसायन जोड़ें। प्रत्येक घटक अगले घटक के अलावा पहले घुल सुनिश्चित करें। चुंबक निकालें और वें भरने1 एल मात्रा चिह्नित करने के लिए ई कुप्पी।
अवयव जोड़ने के लिए राशि (G) अंतिम एकाग्रता (छ / एल)
एच 3 बो 3 0.900 0.900
2 ना मू 4 · 2H 2 हे 0.012 0.012
MnCl 2 · 4H 2 हे 0.300 0.300
ZnSO 4 · 7H 2 हे 0.060 0.060
CuSO 4 · 5H 2 हे 0.020 0.020

तालिका 1:। समाधान के लिए एक नुस्खा मात्रा केंद्रित समाधान का 1 एल की तैयारी में आवश्यक मात्रा में कर रहे हैं।

  1. विटामिन समाधान की तैयारी: तीन अलग-अलग वॉल्यूम मेंumetric बोतल एक बाँझ कंटेनर के लिए एक बाँझ 0.2 माइक्रोन सिरिंज फिल्टर के माध्यम से तालिका 2 में दिखाया गया है। विटामिन जोड़ने के प्रत्येक विटामिन समाधान फ़िल्टर। अंधेरे में डिग्री सेल्सियस पर -4 विटामिन की रक्षा करें।
विटामिन राशि (एमजी) अंतिम मात्रा (एमएल) अंतिम विटामिन एकाग्रता (मिलीग्राम / एल)
बायोटिन 12.22 500 24.43
विटामिन बी 12 13.50 100 135.00
Thiamine हाइड्रोक्लोराइड 977.63 500 1,955.27

तालिका 2:। विटामिन समाधान नुस्खा मात्रा केंद्रित समाधान की तैयारी के लिए आवश्यक मात्रा में कर रहे हैंtion।

  1. आंशिक रूप से DW के साथ एक 20 एल autoclavable कंटेनर को भरने और एक चुंबकीय हलचल पट्टी डालें। एक चुंबकीय उत्तेजक थाली के शीर्ष पर कंटेनर प्लेस और (विटामिन) को छोड़कर तालिका 3 में दिखाया गया रसायनों जोड़ने के लिए, दूसरे के बाद और प्रत्येक पूरी तरह से घुल के बाद उन्हें एक जोड़ने। 20 एल तक पहुँचने के लिए कंटेनर भरें
<टीडी> KNO 3
अवयव राशि मध्यम में जोड़ने के लिए इकाई
NaCl 350.00 जी
2 CaCl · 2H 2 हे 3.00 जी
KCl 9.60 जी
ना 2 SiO 3 · 9h 2 हे 1.14 जी
MgSO 4 · 7H 2 हे 29.60 जी
20.40 जी
के.एच. 2 पीओ 4 1.36 जी
अमोनियम फेरिक साइट्रेट 0.10 जी
समाधान के लिए एक 20.00 मिलीलीटर
बायोटिन समाधान * 818.00 μl
विटामिन बी 12 समाधान * 296.20 μl
Thiamine हाइड्रोक्लोराइड समाधान * 521.60 μl
* ठंडा autoclaved मीडिया में जोड़ें

तालिका 3: एन सलीना मध्यम नुस्खा है। मात्रा पोषक तत्वों से भरपूर माध्यम के 20 एल की तैयारी में आवश्यक मात्रा में कर रहे हैं।

  1. 30 120 डिग्री सेल्सियस पर न्यूनतम और वायुमंडलीय दबाव के लिए autoclaving द्वारा मध्यम जीवाणुरहित। मध्यम सीओओ देंआर टी करने के लिए नीचे एल।
  2. एक चुंबकीय उत्तेजक थाली पर कंटेनर में रखें। 3.2 कदम में तैयार विटामिन जोड़ें और अच्छी तरह से मध्यम मिश्रण करते हैं।

4. अकार्बनिक contaminants शेयर तैयारी

  1. आंशिक रूप से DW के साथ तालिका 4 में संकेत बड़ा बोतल भरने और सूचीबद्ध व्यक्ति नमक जोड़ें। आवश्यक अंतिम मात्रा DW के साथ भरें और मिश्रण अच्छी तरह से। कुछ तत्वों दीवारों फ्लास्क को सोखना के रूप में इन शेयरों को संरक्षित नहीं रखता
    चेतावनी: लवण से निपटने जब इस प्रोटोकॉल में प्रयुक्त कई अकार्बनिक contaminants, कासीनजन टेराटोजेनिक और mutagenic हैं, एक चेहरा मास्क, दस्ताने और प्रयोगशाला कोट पहनते हैं।
विश्लेष्य नमक स्रोत स्टॉक की मात्रा तैयार करने के लिए (एल) नमक कुप्पी में जोड़ने के लिए60; (एमजी नमक) विश्लेष्य एकाग्रता संस्कृति को जोड़ा (एमजी विश्लेष्य / एल)
जैसा NaAsO 2 0.1 14.8 7.74E-02
सीडी CdCl 2 0.5 13.5 1.50E-02
सह CoCl 2 .6H 2 हे 0.5 34.7 1.56E-02
सीआर ना 2 करोड़ 2 हे 7 · 2H 2 हे 0.1 40.6 1.29E-01
घन CuCl 2 .2H 2 हे 0.1 38.3 1.30E-01
पारा HgCl 2 1.0 14.6 9.80E-03
करोड़ MnCl 2 .4H 2 हे 0.1 58.8 1.49E-01
नी NICL 2 .6H 2 हे 0.1 112.0 2.51E-01
पंजाब PbCl 2 0.5 39.9 5.41E-02
एस.बी. एस.बी. 2 ओ 3 0.5 26.7 4.06E-02
एसई ना 2 एसईओ 3 0.5 11.8 9.80E-03
एस.एन. SnCl 2 .2H 2 हे 0.5 3.9 3.76E-03
वी वी ओ 2 5 0.1 22.2 1.13E-01
Zn ZnCl 2 0.1 99.9 4.36E-01

सारणी 4:। 1.1 एल PBR मध्यम करने के लिए इस केंद्रित शेयर के 1 मिलीलीटर के केंद्रित अकार्बनिक contaminants शेयर तैयारी इसके अलावा पिछले कॉलम में दिखाया अंतिम एकाग्रता पैदा करता है।

  1. एक बाँझ 0.2 माइक्रोन सिरिंज फिल्टर के माध्यम से समाधान से गुजर रहा अकार्बनिक संदूषक शेयरों जीवाणुरहित और एक बाँझ ट्यूब में छानना इकट्ठा।

5. एन Salina inoculum उत्पादन

  1. एक 500 मिलीलीटर Erlenmeyer फ्लास्क में कदम 3 में तैयार माध्यम की 200 मिलीलीटर जोड़ने और फिर अगर की 3 जी जोड़ें। 120 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए एल्यूमीनियम पन्नी और आटोक्लेव के साथ फ्लास्क कवर। बाँझ पेट्री डिश में समाधान डालो और यह solidifies जब तक इसे ठंडा करते हैं। यह एक बाँझ हुड हो सकता है या कम से कम संक्रमण के जोखिम को कम करने के लिए एक स्वच्छ वातावरण में एक लौ के पास पूरा किया जाना चाहिए।
  2. स्ट्रीक एन बाँझ पेट्री-जिले में सलीना कोशिकाओंhes एक बाँझ बोने पाश का उपयोग कर 5.1 कदम में तैयार किया। आरटी पर बनाए रखा T12 रोशनी के साथ प्रबुद्ध एक मेज पर पेट्री डिश संस्कृतियों रखें। कालोनियों दिखाई दे रहे हैं जब तक सूक्ष्म शैवाल बढ़ता है।
  3. स्थानांतरण कालोनियों पोषक तत्व अमीर माध्यम की 200 मिलीलीटर चरण 3 में तैयार और एक प्रबुद्ध प्रकार के बरतन तालिका (1000 आरपीएम) पर रखने के लिए उन्हें युक्त Erlenmeyer बोतल चकित बाँझ करने के लिए। मध्यम हरा हो जाता है जब तक संस्कृति विकसित करते हैं।
  4. एक 1.1 एल बाँझ PBR करने के लिए सूक्ष्म शैवाल स्थानांतरण। एक रीसर्क्युलेटिंग चिलर और एक स्वचालित हीटिंग रीसर्क्युलेटिंग पानी से स्नान नियंत्रण से 23 डिग्री सेल्सियस से कम 200 μmol एम -2 सेकंड -1 T8 फ्लोरोसेंट रोशनी के साथ कम से प्रबुद्ध और बनाए रखा एक inoculum नहाने के पानी में PBR रखें। क्रमश: -1 मिनट मिनट -1 2.5 एल और 25 सीसी के लिए हवा और सीओ 2 rotometers समायोजित करें।
  5. नया माध्यम से युक्त नया 1 .1 एल PBRs में वृद्धि विभाजन बायोमास के एक सप्ताह बाद और यह सूखी वजन बायोमास कर रहे हैं की कम से कम 28 ग्राम के कुल तक हो जानाऑप्टिकल घनत्व के माध्यम से निर्धारित किया जा सकता है, जो दो रिएक्टरों के बीच प्राप्त की।
  6. संक्रमण से बचने के लिए बाँझ सेंट्रीफ्यूज की बोतलें और बाँझ तकनीक का उपयोग कर 10 डिग्री सेल्सियस पर 15 मिनट के लिए 2054 × छ पर centrifugation द्वारा inoculum बायोमास हार्वेस्ट। सतह पर तैरनेवाला के निपटाने और जरूरत के रूप में सेल एकाग्रता जारी है।
  7. एक बार सभी बायोमास centrifuged है, ताजा बाँझ माध्यम की 300 मिलीलीटर में कोशिकाओं को फिर से निलंबित।
  8. DW के 3 मिलीलीटर में microalgal संस्कृति का 0.1 मिलीग्राम पतला और फिर DW के 3 मिलीलीटर में इस नए समाधान के 0.1 मिलीलीटर पतला। नमूना सुनिश्चित करें अच्छी तरह से मिश्रित है। 750 एनएम पर सूक्ष्म शैवाल ध्यान केंद्रित करने के लिए ऑप्टिकल घनत्व (ओवर ड्राफ्ट) को मापने () तुरंत एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग।
  9. (1) ध्यान में बायोमास की राशि का निर्धारण करने के लिए समीकरण का उपयोग करें।
    समीकरण (1) एन के लिए (छ / एल -1 में) कुल निलंबित ठोस बनाम के बीच रेखीय प्रतिगमन से प्राप्त हुई थी: नोट सलीना (आर = 0.9995 2)। 1 समीकरण Spectr के लिए विकसित किया गया थाएक और स्पेक्ट्रोफोटोमीटर मॉडल का उपयोग अगर माल तालिका में मॉडल ophotometer, एक नया अंशांकन उत्पन्न करते हैं।
    1. समीकरण का उपयोग करना (2) (एल में) सूक्ष्म शैवाल ध्यान केंद्रित करने की मात्रा की गणना (एल) में एक PBR 1.1 एल की मात्रा में 4 जी / एल -1 संस्कृति घनत्व प्राप्त करने के लिए की जरूरत है।

1 समीकरण

2 समीकरण

  1. बाँझ तकनीकों का प्रयोग, सूक्ष्म शैवाल की मात्रा 4 जी / एल -1 का एक प्रारंभिक संस्कृति घनत्व तक पहुँचने के लिए एक autoclaved PBR करने के लिए कदम 5.9 में पाया ध्यान केंद्रित जोड़ें। 6 PBRs टीका कर रहे हैं जब तक 1.1 एल के लिए माध्यम के साथ PBR भरें इस चरण को दोहराएँ। Inoculum नहाने के पानी में PBRs रखें।
  2. PBRs में सूक्ष्म शैवाल 8 दिनों के लिए विकसित करते हैं और उसके बाद (दोहरा चरणों 5.6-5.7 से) बायोमास फसल। दोहराएँ कदम 5.8 प्रारंभिक गणना करने के लिए1 ग्राम / एल -1 का एक प्रारंभिक संस्कृति के घनत्व के लिए inoculum मात्रा।

6. प्रायोगिक रिएक्टर्स

  1. का प्रयोग बाँझ तकनीकों 12 एसिड rinsed बाँझ PBRs के प्रत्येक चरण 3 में तैयार माध्यम के लगभग 1 एल जोड़ें। प्रयोगात्मक विकास प्रणाली के पानी के स्नान में PBRs रखें। -1 मिनट 1.5 एल पर पर सींचना हवा मुड़ें।
  2. 70% इथेनॉल के साथ यह सफाई से एक calibrated पीएच मीटर जीवाणुरहित। PBR में मध्यम के पीएच उपाय और पीएच लगभग 7.0 है सुनिश्चित करना; यदि नहीं, तो चरण 2 को दोहराएँ एसिड rinsing कदम से leached एसिड को दूर करने के लिए।
  3. इथेनॉल (70%) का उपयोग कर जांच कीटाणुरहित और फिर PBRs lids में उन्हें डालने, बफर पीएच 7 का उपयोग कर प्रत्येक पीएच नियंत्रक जांचना।
  4. (नियंत्रण PBRs) को छोड़कर प्रत्येक PBR करने के दूषित पदार्थों को अच्छी तरह से PBR में मिश्रण करते हैं चरण 4 में तैयार बाँझ अकार्बनिक contaminants के शेयरों में से प्रत्येक के 1 मिलीलीटर जोड़ें। PBRs में अकार्बनिक contaminants के अंतिम एकाग्रता दिखा रहे हैंएन तालिका 4 में पिछले कॉलम में, और एक कोयला आधारित बिजली संयंत्र एकीकरण से अनुमान लगाया अधिकतम सांद्रता उम्मीद कर रहे हैं।
  5. नियंत्रण PBRs बाँझ DW के 14 मिलीलीटर जोड़ें।
  6. 1 ग्राम / एल -1 का एक प्रारंभिक संस्कृति के घनत्व को प्राप्त करने के क्रम में प्रयोगात्मक PBRs करने के लिए कदम 5.11 में प्राप्त केंद्रित सूक्ष्म शैवाल inoculum जोड़ें। अच्छी तरह से बायोमास मिश्रण करते हैं।
  7. उच्च प्रकाश तीव्रता रोशनी (984 μmol एम -2 सेकंड का -1) और पर पीएच नियंत्रकों मुड़ें और 30 सीसी मिनट 1 करने के लिए सीओ 2 को समायोजित। 50 सीसी मिनट के लिए सीओ 2 प्रवाह -1 बाद में दिन में 3 से बढ़ाएँ। प्रारंभिक कम सीओ 2 प्रवाह की दर की वजह से गैस / तरल हस्तांतरण और पीएच माप में देरी करने के लिए पीएच में बड़े परिवर्तन से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।
  8. उपाय और जरूरत के रूप में नमूने लेने। नमूना लेने के बाद जल स्तर को चिह्नित करने के लिए सुनिश्चित करें। (चेतावनी: PBR में कुछ अकार्बनिक contaminants, कासीनजन टेराटोजेनिक और mutagenic कर रहे हैं, उपयोग के दस्ताने और CAPPएड कंटेनर) नमूने जब हैंडलिंग।
  9. वाष्पीकरण की वजह से नुकसान के लिए क्षतिपूर्ति करने के क्रम में PBRs करने के लिए दैनिक बाँझ DW जोड़ें।
  10. विकास के 7 दिनों के बाद, 9936 × छ पर centrifugation द्वारा बायोमास फसल और -80 डिग्री सेल्सियस, दोनों, बायोमास और सतह पर तैरनेवाला मध्यम रक्षा करता है।
  11. 0.1 एम्बार और -50 डिग्री सीओ / एन पर बायोमास सूखी रुक। पाउडर बायोमास (अपकेंद्रित्र ट्यूब के अंदर पाउडर बायोमास के लिए एक रंग का उपयोग करें)। -80 डिग्री सेल्सियस पर फ्रीज सूखे बायोमास की रक्षा करें।

नमूने के पाचन असिस्टेड 7. माइक्रोवेव

बायोमास नमूनों की पाचन आईसीपी एमएस विश्लेषण के लिए एक पूर्व प्रसंस्करण कदम के रूप में आवश्यक है।
नोट: ये कदम नियंत्रित दबाव से राहत के साथ एक बंद पोत माइक्रोवेव पाचन प्रणाली का उपयोग करें। (चेतावनी: उच्च दाब, एसिड पाचन के दौरान विकसित पाचन जहाजों और ढाल के शारीरिक अखंडता का निरीक्षण, और हर बार इस्तेमाल करने से पहले माइक्रोवेव पाचन पोत पलकों नयी आकृति प्रदान करना)।

  1. साबुन और पानी से धो टेफ्लॉन माइक्रोवेव पाचन वाहिकाओं, DW के साथ कुल्ला और जहाजों हवा सूखी हैं। निम्न चरणों में वर्णित के रूप में जहाजों में ट्रेस धातु संदूषण को दूर करने के लिए एसिड पचाने।
  2. माइक्रोवेव पाचन पोत पलकों नयी आकृति प्रदान करना और कसकर शीशियों को बंद करें।
  3. प्रत्येक के लिए नाइट्रिक एसिड के 10 मिलीलीटर जोड़ें।
  4. सुरक्षा कवच में पोत का परिचय। कोई बायोमास, पानी या किसी अभिकर्मकों सुरक्षा कवच को नुकसान से बचने के क्रम में सुरक्षा कवच की दीवारों पर या पाचन वाहिकाओं की बाहरी दीवारों में छोड़ दिया जाता है सुनिश्चित करें। सुरक्षा वाल्व शीशी में वसंत भरा है सुनिश्चित करने के साथ सुरक्षा ढाल टोपी। टोपी छिद्रों बाहरी पंक्ति में और अंदर की ओर भीतरी पंक्ति में बाहर की ओर इशारा करते हुए के साथ रोटर पर ढाल का पता लगाएँ।
  5. पोत नंबर एक पर, चीनी मिट्टी Thermowell और तापमान संवेदक डालें। इस थर्मामीटर शीशी में वास्तविक आंतरिक तापमान पर नजर रखता है और पाचन progr निष्पादित करने के लिए नियंत्रित पैरामीटर के रूप में कार्य करता हैकर रहा हूँ। शीशी नंबर एक अन्य शीशियों के रूप में एक ही नमूना और अभिकर्मक मात्रा में होता है कि सुनिश्चित करें।
  6. इनपुट पाचन मापदंडों 5 तालिका में दिखाया गया है और पाचन शुरू करते हैं। कार्यक्रम समाप्त हो गया है जब वे आर टी पहुँचने तक, हवा शीशियों शांत करते हैं।
चरण Rinsing शीशियों नमूना पाचन
तापमान (डिग्री सेल्सियस) समय (मिनट) मैक्स। शक्ति (डब्ल्यू) तापमान (डिग्री सेल्सियस) समय (मिनट) मैक्स। शक्ति (डब्ल्यू)
1 आरटी के लिए 190 25 1,000 आरटी के लिए 180 15 1,000
2 190 10 1,000 180 15 1,000
- 20 - - 20 -

तालिका 5: माइक्रोवेव पाचन कार्यक्रम में इस्तेमाल किया पैरामीटर।

  1. एक धूआं हुड के अंदर, टोपी vents के साथ ढाल टोपी पर दबाव राहत उपकरण आप से दूर इंगित डालें। (: बायोमास पाचन एसिड का उपयोग कर के बाद से धूआं हुड के अंदर हमेशा खुला पचा शीशियों जहरीले धुएं का उत्पादन चेतावनी) के दबाव कैप खुला जारी किया जाता है।
  2. एसिड के निपटान के। DW के 3 बार साथ टेफ्लॉन जहाजों कुल्ला। शुष्क हवा शीशियों करते हैं।
  3. बायोमास को पचाने माइक्रोवेव पाचन वाहिकाओं के लिए फ्रीज सूखे बायोमास के 50 मिलीग्राम जोड़ने के लिए। गुणवत्ता नियंत्रण (QC) निम्नलिखित शीशियों तैयार करने के लिए: जोड़ने के दो अलग-अलग शीशियों में या तो 7 स्तर ICPMS के 5 मिलीलीटर या चरणों 9.1 और इस शीशी से 10.1 (पच समाधान में तैयार लेवल 7 पारा CVAAS मानक के 5 मिलीलीटर दृढ़ प्रयोगशाला कहा जाता है रिक्त (LFB)), एक और शीशी खाली (पच समाधान छोड़इस शीशी से प्रयोगशाला अभिकर्मक कहा जाता है रिक्त (LRB))।
  4. , मध्यम पचाने में 10 मिलीलीटर एसिड rinsed माइक्रोवेव पाचन जहाजों सुखाने के लिए सतह पर तैरनेवाला मध्यम जोड़ने के लिए। गुणवत्ता नियंत्रण (QC) निम्नलिखित शीशियों तैयार करने के लिए: दो अलग-अलग शीशियों में 10 को जोड़ने के लिए एक और शीशी के लिए कदम 9.1 और 10.1 (LFB कहा जाता है इस शीशी से पच समाधान) में तैयार लेवल 7 ICPMS या CVAAS धातु मानक, के 5 मिलीलीटर जोड़ें DW के मिलीलीटर (इस शीशी से पचा समाधान LRB कहा जाता है)।
  5. माइक्रोवेव पाचन पोत पलकों नयी आकृति प्रदान करना और कसकर शीशियों को बंद करें।
  6. केंद्रित ट्रेस धातु ग्रेड नाइट्रिक एसिड की 7 मिलीलीटर और प्रत्येक शीशी 3 मिलीलीटर हाइड्रोजन पेरोक्साइड जोड़ें। धीरे समाधान घूमता द्वारा सामग्री homogenize। (5 तालिका में नमूना पाचन के लिए माइक्रोवेव पाचन मापदंडों का उपयोग करें) चरणों 7.4-7.7 दोहरा द्वारा शीशियों की सामग्री डाइजेस्ट।
  7. वृद्धि की वसूली के लिए DW के साथ जहाजों rinsing, एक 25 मिलीलीटर बड़ा फ्लास्क को पचा नमूना जोड़ें। DW के साथ बड़ा फ्लास्क भरेंचिह्नित करना।
  8. स्थानांतरण एक छाया हुआ कंटेनर के लिए नमूने पच। विश्लेषण पूरा किया जा सकता जब तक 4 डिग्री सेल्सियस पर नमूने को बचाना। इस अध्ययन के विश्लेषण के लिए पारा के लिए और अन्य तत्वों के लिए तीन दिन के भीतर एक ही दिन किया जाता है।

8. गुणवत्ता नियंत्रण (QC) के नमूने

नोट: प्रयोगात्मक नमूनों से परिणामों की विश्वसनीयता को आश्वस्त करने के क्रम में क्यूसी नमूनों का विश्लेषण।

  1. आंशिक रूप से DW के साथ 1 एल बड़ा फ्लास्क rinsed एक एसिड भरें। (यह समाधान भी खाली समाधान कहा जाता है) केंद्रित ट्रेस धातु ग्रेड नाइट्रिक एसिड की 280 मिलीलीटर जोड़ें और मिश्रण अच्छी तरह से (चेतावनी: हमेशा एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया हिंसक हो सकता है के रूप में एसिड को पानी जोड़ने के लिए, पानी के लिए एसिड कभी नहीं जोड़)। आरटी शांत करने के लिए समाधान करते हैं।
  2. चरणों 7.9 और 7.10 में तैयार क्यूसी नमूने के अलावा, निम्नलिखित क्यूसी नमूने तैयार करते हैं।
    1. जारी रखने अंशांकन सत्यापन (CCV) के लिए: देख तैयारी के लिए अंशांकन मानक के साथ एक polystyrene ट्यूब (भरेंकदम 9.2 और 10.1)। CVAAS रैक और ICPMS ICPMS autosampler में मानक समाधान पर पारा मानक समाधान रखो।
    2. जारी रखने अंशांकन रिक्त (सीसीबी) के लिए: रिक्त (कदम 8.1 में तैयार समाधान) के साथ दो polystyrene के ट्यूब (16 मिलीग्राम) भरें। एक CVAAS रैक में नमूना और ICPMS autosampler में अन्य नमूना रखें।
    3. प्रयोगशाला-दृढ़ मैट्रिक्स (LFM) के लिए: अनियमित नमूना के प्रत्येक प्रकार (यानी, बायोमास या मध्यम) के लिए हर 12 नमूनों में से 1 नमूना चुनते हैं और एक LFM तैयार करने के लिए इसका इस्तेमाल करते हैं। ICPMS के लिए, एक polystyrene ट्यूब ICPMS मानक स्तर 7 और (बायोमास या माध्यम से या तो) पच प्रयोगात्मक नमूना के 3 मिलीलीटर के 0.5 मिलीलीटर जोड़ने।
    4. सामग्री मिलाएं और ICPMS autosampler पर शीशियों जगह है। CVAAS के लिए, एक polystyrene ट्यूब 2 मिलीलीटर पारा मानक स्तर 7 और (बायोमास या माध्यम से या तो) पच प्रयोगात्मक नमूना के 6 मिलीलीटर जोड़ने। CVAAS रैक पर सामग्री और जगह शीशियों मिलाएं।
    5. नकली नमूने के लिए: अनियमित कभी का 1 नमूना चयनमैट्रिक्स के प्रत्येक प्रकार के लिए 12 नमूने वाई (जैसे, बायोमास, मध्यम, LFM या किसी भी पतला मैट्रिक्स) और शीशी नकली। ICPMS autosampler या CVAAS रैक में दोहराया शीशियों रखें।
    6. नकली नमूने के लिए: अनियमित मैट्रिक्स (उदाहरण के लिए, बायोमास, मध्यम, LFM या किसी भी पतला मैट्रिक्स) के प्रत्येक प्रकार के लिए हर 12 नमूनों में से 1 नमूना चुनते हैं और शीशी नकली। ICPMS autosampler या CVAAS रैक में दोहराया शीशियों रखें।
  3. अध्ययन के लिए डेटा की गुणवत्ता मापदंड को परिभाषित करें। वर्तमान अध्ययन के लिए इटन, Clesceri, चावल और ग्रीनबर्ग 25 से स्थापित गुणवत्ता मापदंड नकली। क्यूसी के लिए स्थापित मानकों हैं: ± 10% 25 ± 70-130% से 25 के भीतर, LFB प्रतिशत वसूली (% आर) (पंजाब और एस.बी., चर्चा देखने के अपवाद के साथ), LFM प्रतिशत के भीतर CCV के लिए प्रतिशत का अंतर (% d) वसूली (% आर) 75-125% से 25 के भीतर, और रिश्तेदार प्रतिशत का अंतर (RPD) ± 20% 25 के भीतर है, और एक सतत सीएविधि रिपोर्टिंग सीमा (MRL) 25 से नीचे libration रिक्त (सीसीबी)। कदम 9.7 में गणना समीकरणों देखें।

प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री युग्मित उपपादन द्वारा 9. मात्रा (ICPMS)

  1. विश्लेषण के दिन, polystyrene के ट्यूबों के लिए लगभग 5 मिलीलीटर पचा नमूना के हस्तांतरण और ICPMS autosampler में उन्हें जगह है। Polystyrene के ट्यूबों के लिए पचा नमूनों की लगभग 15 मिलीलीटर जोड़ें और CVAAS रैक में उन्हें जगह है।
  2. विश्लेषण के एक ही दिन अंशांकन मानकों तैयार करते हैं। खरीदी ICPMS मानक समाधान जोड़ें और 6 तालिका में वर्णित के रूप में रिक्त (कदम 8.1 में तैयार समाधान) के साथ फिर से भरना एसिड rinsed बड़ा बोतल के लिए (सामग्री तालिका में मानक समाधान विवरण देखें)।
पैरामीटर स्तर 1 लेवल 2 स्तर 3 स्तर 4 स्तर 5 6 स्तर 7 स्तर
खरीदी मानक जोड़े जाने के लिए (माले) - - - - - - 10.0
7 स्तर जोड़े जाने के लिए (माले) 0.0 1.0 2.5 5.0 20.0 25.0 -
अंतिम मात्रा * (माले) - 50.0 50.0 50.0 100.0 50.0 100.0
अंतिम एकाग्रता (g / एल)
75 0.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0 100.0
111 सीडी 0.0 1.0 2.5 5.0 10.0 25.0 50.0
59 सह 0.0 10.0 25.0 50.0 100.0 250.0 500.0
52 करोड़ 0.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0 100.0
63 घन 0.0 5.0 12.5 25.0 50.0 125.0 250.0
55 करोड़ 0.0 3.0 7.5 15.0 30.0 75.0 150.0
60 नी 0.0 8.0 20.0 40.0 80.0 200.0 400.0
208 पंजाब 0.0 1.0 2.5 5.0 10.0 25.0 50.0
121 एस.बी. 0.0 12.0 30.0 60.0 120.0 300.0 600.0
51 वी 0.0 10.0 25.0 50.0 100.0 250.0 500.0
66 Zn 4.0 10.0 20.0 40.0 100.0 200.0
* कदम 8.1 में तैयार समाधान जोड़कर इस मात्रा को प्राप्त

टेबल 6: अंशांकन मानकों की एकाग्रता से 7 स्तर 1।।

  1. ICPMS से शंकु निकालें और DW में 1 मिनट के लिए उन्हें sonicate। शंकु सूखी और साधन में उन्हें वापस डाल दिया।
  2. पानी चिलर चालू करें, गैसों (एर, एच 2, वह), ICPMS, आंतरिक मानक के लिए प्लग लाइनों, और ऑटो पारखी कुल्ला कंटेनर को भरने (DW के, 10% नाइट्रिक एसिड, 1% नाइट्रिक एसिड + 0.5% हाइड्रोक्लोरिक एसिड) ।
  3. तालिका में 7 मापदंडों सेट करने के लिए विधि Masshunter कार्य केंद्र सॉफ्टवेयर खोलें और प्लाज्मा, धुन ICPMS पर बारी और लोड।
टेबल 7: ICPMS परिचालन की स्थिति।

  1. Autosampler में अंशांकन मानक, क्यूसी नमूने और प्रयोगात्मक नमूने रखें। ICPMS सॉफ्टवेयर में विश्लेषण अनुक्रम जोड़ने के लिए और नमूनों का विश्लेषण। तत्वों आयनित कर रहे हैं, जहां प्लाज्मा करने के लिए साधन के अंदर नमूना aspirate। फिर एक निर्वात एक मुकाबला करने के लिए आयनों निकाल लेता है। आयनों सबसे हल्का से भारी करने के लिए अपने परमाणु वजन के आधार पर अलग कर देगा।
    चेतावनी: खतरनाक रोकथाम में ICPMS अपशिष्ट लीजिए और निपटान के लिए उचित रूप से संभाल।
  2. प्रत्येक धातु या उपधातु के लिए अंशांकन वक्र के लिए सहसंबंध गुणांक (आर) मूल्य 0.995 24 से अधिक होता है कि सुनिश्चित करें।
  3. 6 से 26 समीकरणों 3 में वर्णित के रूप में नमूना विश्लेषण के दौरान,% आर,% विकास तथा RPD की गणना और 8.3 में इस परियोजना के डेटा की गुणवत्ता मानदंडों के परिणामों की तुलना करें।
    1. प्रतिशत वसूली (%) आर प्रयोगशाला दृढ़ bla से प्राप्त कर रहा / घाटे निर्धारित करने के लिए की गणनाप्रयोगशाला-दृढ़ मैट्रिक्स (LFM) से एन.के. (LFB) और मैट्रिक्स हस्तक्षेप।

3 समीकरण

समीकरण 4

  1. CCV नमूने चल रहा है, जब समय के साथ साधन प्रदर्शन परिवर्तन का निर्धारण करने के लिए प्रतिशत का अंतर (% d) की गणना।

5 समीकरण

  1. प्रयोगात्मक नमूने चल रहा है, जब समय के साथ विधि सटीक में परिवर्तन का निर्धारण करने के लिए सापेक्ष प्रतिशत का अंतर (RPD) की गणना।

समीकरण 6

  1. 3 (नमूना: DW) मैट्रिक्स हस्तक्षेप (स्वीकार्य सीमा से बाहर% आर) को कम करने के लिए, एक अनुपात को 1 गरीब% R के लिए नमूने पतला।
  1. अंशांकन मानकों विश्लेषण के एक ही दिन तैयार करें। एक 100 मिलीलीटर बड़ा फ्लास्क करने के लिए खरीदी पारा मानक समाधान के 1 मिलीलीटर जोड़कर खरीदी पारा मानक पतला और कदम 8.1 में तैयार समाधान के साथ भरें।
    1. (इस नए समाधान लेवल 7 पारा मानक है) एक 100 मिलीलीटर बड़ा फ्लास्क में इस समाधान के 2.5 मिलीलीटर जोड़ें और कदम 8.1 में तैयार समाधान के साथ भरें। बड़ा बोतल को पतला लेवल 7 पारा मानक जोड़ें और खाली से भरना (कदम 8.1 में तैयार समाधान।) टेबल 8 (सामग्री तालिका में खरीदा पारा मानक समाधान विवरण देखें) में वर्णित है।
पैरामीटर्स मान
आंतरिक मानकों 72 जीई, 115 में
आरएफ़ पावर 1,500 डब्ल्यू
प्लाज्मा गैस प्रवाह की दर 14.98
छिटकानेवाला गैस प्रवाह की दर 1.1 एल / मिनट (वाहक और कमजोर पड़ने गैस संयुक्त - 0.6 + 0.5 एल / मिनट)
सैम्पलिंग कोन एक्स लेंस के लिए निकल
पौना कोन निकल
नमूना तेज दर 0.3 आर पी एस
छिटकानेवाला पंप 0.1 आर पी एस
एस / सी तापमान 2 डिग्री सेल्सियस
स्कैनिंग हालत समय 1 सेकंड, दोहराने 3 की संख्या वास
एच 2 गैस का प्रवाह एन / ए
उन्होंने कहा कि गैस का प्रवाह 4.3 मिलीग्राम / मिनट
पैरामीटर स्तर 1 लेवल 2 स्तर 3 स्तर 4 स्तर 5 6 स्तर
एल 7 पारा मानक जोड़े जाने के लिए (माले) 0 1 2.5 5 20 25
अंतिम मात्रा * (माले) - 50 50 50 100 50
अंतिम एकाग्रता (g / एल) 0 0.5 1.25 2.5 5 12.5
* कदम 8.1 में तैयार समाधान जोड़कर इस मात्रा को प्राप्त

टेबल 8: पारा अंशांकन मानक की एकाग्रता से 6 स्तर 1।।

  1. अर गैस और हवा वाल्व खोलने, परमाणु absorp पर बारीtion के स्पेक्ट्रोफोटोमीटर और फ्लो इंजेक्शन परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी (FIAS)। , CVAAS Winlab सॉफ्टवेयर खोलें पारा दीपक पर बारी और सॉफ्टवेयर की ऊर्जा पैरामीटर 79. लोड तालिका 9 में मानकों के साथ पारा विश्लेषण के लिए कार्यक्रम तक पहुँच जाता है, जब तक यह गर्म करते हैं। अधिकतम संप्रेषण देने के लिए साधन में प्रकाश पथ समायोजित करें।
पैरामीटर्स मान
वाहक गैस आर्गन, 100 मिलीग्राम / मिनट
दीपक पारा electrodeless मुक्ति दीपक, 185 मा सेटअप
वेवलेंथ 253.7 एनएम
भट्ठा 0.7 एनएम
सेल तापमान 100 डिग्री सेल्सियस
नमूना मात्रा 500 μl
वाहक 3% एचसीएल, 9.23 मिलीग्राम / मिनट
Reductant 10% SnCl 2, 5.31 मिलीग्राम / मिनट
माप पीक ऊंचाई
प्रतिकृति पढ़ें 3

टेबल 9: CVAAS परिचालन की स्थिति।

  1. 3% का पता लगाने धातु ग्रेड हाइड्रोक्लोरिक एसिड से बना वाहक समाधान करने के लिए लाइन में प्लग करें।
  2. 3% का पता लगाने धातु ग्रेड हाइड्रोक्लोरिक एसिड में (पारा विश्लेषण के लिए उपयुक्त) 10% Stannous क्लोराइड का बना एजेंट को कम करने के समाधान के लिए लाइन में प्लग करें। यह वायुमंडलीय ऑक्सीकरण की संभावना है के रूप में इस समाधान के विश्लेषण के एक ही दिन तैयार करें (चेतावनी: Stannous क्लोराइड बहुत खतरनाक है, इसके साथ कार्य करते समय सुरक्षात्मक पहनने का उपयोग खतरनाक रोकथाम में CVAAS अपशिष्ट लीजिए और ठीक से निपटाने।)।
  3. CVAAS Winlab सॉफ्टवेयर में CVAAS रैक और इनपुट अनुक्रम में पारा मानकों, क्यूसी नमूने और प्रयोगात्मक नमूने रखें। मानकों को चलाने के लिए और अंशांकन समीकरण उत्पन्न करते हैं।
  4. भागो क्यूसी सैममंदिरों और प्रयोगात्मक नमूने हैं। CVAAS साधन में नमूने के लगभग 5 मिलीलीटर आ रही है, मौलिक पारा (पारा 0) गैस के लिए नमूने में पारा उपस्थित कम कर देता है और एक बंद व्यवस्था में एक वाहक गैस (AR) के साथ समाधान से गैस purges। पारा वाष्प पारा दीपक प्रकाश पथ में एक सेल के माध्यम से गुजरता है। एक डिटेक्टर 253.7 एनएम पर अवशोषित प्रकाश निर्धारित करता है और एकाग्रता के लिए यह संबद्ध करता है। (चेतावनी: पारा वाष्प विषैला होता है, साधन निकास हुड जगह में है सुनिश्चित)।
  5. विश्लेषण के दौरान कदम 9.7% में अनुसंधान,% d और RPD की गणना और परियोजना डेटा की गुणवत्ता मानदंडों के परिणामों की तुलना करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

बायोमास पैदावार

एन का उत्पादन सलीना इस अध्ययन में इस्तेमाल PBR प्रणाली में 8.5 करने के लिए 1 ग्राम / एल -1 से ± 0.19 ग्राम / एल -1 (एन = 12) नियंत्रण रिएक्टरों के लिए और 4.0 ± 0.3 ग्राम / एल -1 (एन = 12) बड़ा हुआ बहु धातु 7 दिनों में दूषित। प्रयोगों तीन प्रतियों रिएक्टरों और कई बैचों में से repeatable डेटा का उत्पादन किया। 2A चित्रा तीन स्वतंत्र PBRs से नमूने के आधार पर बहुत छोटे मानक त्रुटि के साथ औसत संस्कृति के घनत्व से पता चलता है। इस परिणाम को एक अलग परिणाम नहीं था सुनिश्चित करने के लिए तीन और बैचों इसी तरह के परिणाम के साथ बड़े हो रहे थे। सभी चार बैचों के लिए संयुक्त परिणाम चित्रा 2B में दिखाया जाता है। जैविक परिवर्तनशीलता मौजूद है, इस अध्ययन एन करने के लिए अकार्बनिक contaminants के अनुरूप एक नकारात्मक प्रभाव है कि वहाँ से पता चलता है सलीना उत्पादन। दूषित पदार्थों को उजागर PBRs में बायोमास पैदावार से नियंत्रण PBRs को सांख्यिकीय रूप से अलग थे2 दिन बाद (एनोवा, पी <0.05)।

अकार्बनिक दूषित पदार्थों को गुणात्मक रूप से गुणवत्ता नियंत्रण मूल्यांकन

कोई नुकसान नहीं, कोई लाभ और पाचन (तालिका 10) के दौरान analytes की कोई पार संदूषण का संकेत है, 100% के पास% आर के साथ LFB% आर द्वारा दिखाए गए के रूप में विश्लेषण चौदह तत्वों के बारह पूरी तरह से पाचन के बाद वसूली योग्य थे। नमूने% विकास तथा RPD के मात्रात्मक विश्लेषण के सभी विश्लेषण और परिणामों की औसत के माध्यम से निगरानी की गई दौरान मेज 10 में दिखाए जाते हैं। के रूप में, सीडी, सह, सीआर, कॉपर, पारा, MN, नी, पंजाब, एस.बी., वी और Zn पारित किया पंजाब और एस.बी. के लिए हालांकि% d% विकास तथा RPD, धीरे-धीरे विश्लेषण के दौरान गिरा दिया। इन तत्वों के लिए% डी शंकु सफाई के बाद सुधार कर रहे हैं, हालांकि, निरंतर शंकु सफाई अव्यावहारिक है, और इसलिए पंजाब और एस.बी. के लिए डेटा की गुणवत्ता के उद्देश्यों को उतारा गया। सभी analytes के लिए सीसीबी MRL नीचे भी थे। मैट्रिक्स प्रभाव LFM नमूनों का विश्लेषण और% आर प्राप्त करने के द्वारा मूल्यांकन किया गया। डब्ल्यूhile सह, पारा, वी और एस.बी. यह क्यूसी उद्देश्यों नीचे% आर, जिसके परिणामस्वरूप पच बायोमास के नमूनों का विश्लेषण किया गया, जैसा कि जब सीडी, सीआर, कॉपर, MN, नी, पंजाब और Zn द्वारा पारित नहीं किया गया था, क्यूसी डेटा मापदंड पारित कर दिया। 3 (घुला हुआ पदार्थ: विलायक) 1 के अनुपात को DW में मैट्रिक्स कमजोर पड़ने के डेटा की गुणवत्ता के मापदंड बीत कि% अनुसंधान में हुई। मैट्रिक्स प्रभाव भी पचा सतह पर तैरनेवाला के विश्लेषण के दौरान मनाया गया और कमजोर पड़ने के साधन का पता लगाने सीमा समझौता नहीं किया था सुनिश्चित करते हुए एक ही कमजोर पड़ने अनुपात (तालिका 10) ने संबोधित कर रहे थे। एसई और एस.एन. का पता लगाने के साथ मुद्दे क्रमश: अस्थिर रीडिंग और एक संदूषण मुद्दे पर आधारित मनाया गया। एसई के लिए अस्थिर रीडिंग मैट्रिक्स 27 में लवण के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। एसएन संदूषण पाचन कदम में इस्तेमाल एक एसिड के लिए वापस पता लगाया गया था।

विश्लेष्य आर CCV LFB बायोमास के नमूने के लिए LFM सतह पर तैरनेवाला के नमूने के लिए LFM
% डी % आर कमजोर पड़ने अनुपात % आर RPD कमजोर पड़ने अनुपात % आर RPD
क्यूसी 25 की सीमा 0.9950 ± 10 70-130 - 75-125 ± 20 - 75-125 ± 20
जैसा 0.9998 1.8 101.0 1: 3 100.4 5.2 1: 3 92.5 -0.5
सीडी 1.0000 1.4 102.6 1: 3 103.5 4.6 कोई नहीं 92.3 0.6
सह 0.9997 1.7 98.8 कोई नहीं 95.2 -1.4 कोई नहीं 96.5 -1.5
सीआर 0.9999 1.5 99.8 1: 3 96.5 1.8 1: 3 90.1 -0.8
घन 0.9999 2.9 98.2 1: 3 101.4 4.8 1: 3 94.4 -0.5
पारा 0.9983 -1.7 103.0 कोई नहीं 98.7 1.5 कोई नहीं 98.0 0.3
करोड़ 0.9998 2.9 97.6 1: 3 83.2 1.8 1: 3 95.4 -1.7
नी 0.9999 103.5 1: 3 98.5 2.1 कोई नहीं 93.3 -0.9
वी 0.9998 2.5 97.2 कोई नहीं 95.5 -1.5 कोई नहीं 101.2 -1.9
पंजाब 0.9998 12.6 105.2 1: 3 88.9 0.0 कोई नहीं 93.5 -0.5
एस.बी. 0.9998 1 1 105.7 कोई नहीं 101.8 -9.6 कोई नहीं 90.8 -1.2
Zn 0.9997 5.2 120.8 1: 3 90.7 1.4 कोई नहीं 89.2 -1.9

तालिका 10: गुणवत्ता नियंत्रण के नमूने के परिणामों का सारांश। आर = सहrrelation गुणांक,% d: प्रतिशत का अंतर,% आर: विलायक अनुपात: प्रतिशत वसूली, RPD = सापेक्ष प्रतिशत का अंतर है, कमजोर पड़ने अनुपात घुला हुआ पदार्थ को दर्शाता है।

अकार्बनिक संदूषक सांद्रता

भारी धातु और अकार्बनिक contaminants दोनों बायोमास और सतह पर तैरनेवाला मध्यम में पाए गए। विश्लेषण किया 12 तत्वों के लिए बायोमास में पाया सांद्रता में 3 चित्र में दिखाया गया है। तीन प्रतियों PBRs से काटा बायोमास में सांद्रता (एन = 3) # 1 एक बहुत छोटे से मानक त्रुटि (चित्रा 3) से पता चलता है बैच में। 4 बैचों से तीन प्रतियों PBRs से डेटा संयोजन लगातार अकार्बनिक contaminants बायोमास (एन = 12) में मौजूद हैं कि पता चलता है। सतह पर तैरनेवाला मध्यम में पाया सांद्रता 4 चित्र में दिखाए जाते हैं। परिणाम तीन प्रतियों PBRs शो (एन = 3) 1 भी छोटे मानक त्रुटि (चित्रा -4 ए) है और सबसे अधिक दूषित पदार्थों को प्राथमिकता के आधार बायोमास एल में स्थित थे कि दिखाने के बैच के लिए #eading साधन के MRL के करीब कई नमूना सांद्रता के साथ सतह पर तैरनेवाला में बहुत कम सांद्रता के लिए। सभी चार बैचों से परिणाम 4B चित्रा में प्रस्तुत कर रहे हैं।

चित्र 2
चित्रा 2। दूषित और नियंत्रण PBRs के लिए खेती की अवधि खत्म हो ग ulture एकाग्रता। बैच # 1 (क) में संस्कृति घनत्व, एन = 3 PBRs से परिणाम है। 4 बैचों में (बी) संस्कृति घनत्व, एन से परिणाम 12 PBRs =। खाली हलकों बायोमास दूषित प्रतिनिधित्व करते हैं, भरा हलकों नियंत्रण प्रतिनिधित्व करते हैं।

चित्र तीन
बायोमास में अकार्बनिक contaminants के चित्रा 3. एकाग्रता। (ए) बैच # में एकाग्रता1, एन = 1 से PBR Zn और एन = अन्य सभी analytes के लिए 3 PBRs के लिए परिणाम, 4 बैचों से (बी) एकाग्रता, एन = 4 Zn के लिए PBRs और एन = अन्य सभी analytes के लिए 12 PBRs से परिणाम है। मीन सांद्रता काला भरा हलकों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं, अलग-अलग डेटा अंक ग्रे भरा हलकों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। त्रुटि सलाखों के माध्य से ± एक मानक त्रुटि का प्रतिनिधित्व करते हैं।

चित्रा 4
सतह पर तैरनेवाला में अकार्बनिक contaminants के चित्रा 4. एकाग्रता। बैच # 1 (क) में एकाग्रता, एन = 3 PBRs, 4 बैचों से (बी) एकाग्रता, एन = 12 PBRs से परिणामों से परिणाम है। मीन सांद्रता काला भरा हलकों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं, अलग-अलग डेटा अंक ग्रे भरा हलकों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। त्रुटि सलाखों के माध्य से ± एक मानक त्रुटि का प्रतिनिधित्व करते हैं।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

खारा सूक्ष्म शैवाल एन सलीना सफलतापूर्वक repeatable परिणाम और उच्च बायोमास पैदावार के साथ डिजाइन विकास प्रणाली में उगाया जा सकता है। एयरलिफ्ट 7 दिन वृद्धि अवधि में कम से कम निपटाने या जैव अवरोध के साथ एक अच्छी तरह से मिश्रित निलंबित संस्कृति के लिए अनुमति दी मिश्रण। फ्लोरोसेंट रोशनी बैंक भर में कम से कम प्रकाश परिवर्तनशीलता भी विकास में उल्लेखनीय मतभेद का उत्पादन नहीं करने के लिए दिखाया गया है।

अध्ययन भारी धातु कोयला ग्रिप गैस नकारात्मक प्रभावों बायोमास की वृद्धि के साथ एकीकरण की सांद्रता प्रतिनिधि पर मीडिया दूषित पता चलता है। अध्ययन में Repeatability बहु धातु प्रणाली उत्पादकता पर असर डाला गया है। प्रक्रिया के विभिन्न चरणों को नकारात्मक रूप से विकास को प्रभावित और मेहनती प्रयोगात्मक तैयारी की आवश्यकता होती है प्रणाली को दूषित करने की क्षमता है। प्रयोग शुरू करने से पहले मध्यम के पीएच का निर्धारण मध्यम अम्लीय नहीं है कि सत्यापन (जैसे, resu के लिए अनुमति देता है कि एक QC कदम है) एसिड भिगोने के बाद rinsing अनुचित PBR से lting। अम्लीय मध्यम पोषक तत्व जैव उपलब्धता शैवाल विकास को प्रभावित और बदल जाएगा (जैसे, अकार्बनिक कार्बन प्रजातीकरण और धातु प्रजातीकरण में परिवर्तन) इस प्रकार काई बाध्यकारी साइटों, पोषक तत्वों और धातुओं के बीच बातचीत को प्रभावित। इन अध्ययनों के लिए प्रयोगशाला के उपकरण के सावधानीपूर्वक तैयारी शुरू की धातुओं का सही जन संतुलन प्रदर्शन किया जा सकता है कि इस तरह के आवश्यक था। इस प्रक्रिया में अन्य चरणों उचित ग्रेड सॉल्वैंट्स और रसायनों के उपयोग के लिए की जरूरत पर प्रकाश डाला धातुओं के लिए बेहिसाब शुरू करने की क्षमता है। प्रक्रिया के माध्यम से उचित क्यूसी प्रभावी रूप से भारी धातु contaminants की शुरूआत की पहचान कर सकते हैं।

परिणाम पेश किया contaminants को बायोमास (चित्रा 3), मीडिया (चित्रा 4) और पर्यावरण के बीच वितरित कर रहे हैं दिखा। काटा एन में पाया अकार्बनिक contaminants सलीना इस सूक्ष्म शैवाल incorporat पता चलता है किई ग्रिप गैस में मौजूद अकार्बनिक contaminants के कई। इस आत्मसात होने के कारण आरोप लगाया बाध्यकारी साइटों, अवशोषण सेल के अंदर होने के कारण चयापचय गतिविधि करने के लिए, और मध्यम 28 में मौजूद तत्वों के साथ बनाई परिसरों की वर्षा करने के लिए सेल दीवारों पर सोखना का परिणाम हो सकता है। कुछ दिनों के बाद अकार्बनिक contaminants के साथ दिखने में रिएक्टरों नियंत्रण रिएक्टरों के गहरे हरे रंग की तुलना में पीले रंग में दिखाई दिया। दूषित काटा बायोमास centrifugation द्वारा कटाई के बाद गोली गठन के बाद प्रदूषण मुक्त बायोमास से नेत्रहीन अलग नहीं था। फसल से पहले दृश्य रंग अंतर एक कम घनत्व बायोमास के लिए जिम्मेदार ठहराया और सूक्ष्म शैवाल पर जोर दिया है। चित्रा 4 में सचित्र के रूप में बायोमास में नहीं हटाया Contaminants मीडिया में जमा करने की क्षमता है। मीडिया में संचय मीडिया रीसाइक्लिंग आर्थिक व्यवहार्यता के लिए एक आवश्यकता के रूप में प्रतिनिधित्व करता है पैमाने सीमित करने के लिए एक संभावित प्रतिनिधित्व करता है। सीमा निर्धारित की जाएगीप्रजातियों विशिष्ट होगा जो भारी धातु contaminants के लिए सहिष्णुता से। इस अध्ययन के परिणाम बेहतर अपशिष्ट कार्बन स्रोतों के साथ सूक्ष्म शैवाल विकास सिस्टम एकीकरण पर संभावित नकारात्मक प्रभावों को समझने की जरूरत है, विशेष रूप से कोयला आधारित ग्रिप गैस पर प्रकाश डाला। इस अध्ययन के परिणामों से इस तरह के पॉलीक्लोरीनेटेड dibenzo डाइअॉॉक्सिन जैसे सल्फर और नाइट्रोजन, ठीक धूल, और जैविक प्रदूषक के आक्साइड के रूप में फ्लू गैस में उपस्थित होने की उम्मीद अन्य contaminants की उत्पादकता निहितार्थ को समझने की जरूरत पर प्रकाश डाला और furans dibenzo। पिछले चाय और एलसीए आकलन इस तरह के भारी धातुओं और उत्पादकता पर अकार्बनिक contaminants के रूप में contaminants के प्रभावों पर विचार किए बिना एक सहज एकीकरण ग्रहण किया है। सामान्य तौर पर इस काम से परिणाम उत्पादकता पर एक बहु-धातु प्रणाली के प्रभाव पर प्रकाश डाला और contaminants bioremediate करने के लिए सूक्ष्म शैवाल की क्षमता को समझने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

कार्यप्रणाली वीं के लिए अनुमति दी प्रस्तुतसूक्ष्म शैवाल के लिए repeatable परिणाम के साथ अकार्बनिक contaminants के ई अध्ययन। इस प्रयोग में प्रयुक्त कुछ अकार्बनिक दूषित पदार्थों को पारंपरिक रूप से कम मात्रा में वृद्धि प्रणालियों में पाए जाते हैं, लेकिन दूसरों को सेल में एक समारोह में जाना जाता नहीं है। एक परिणाम के रूप में एकाग्रता में के रूप में, सीडी, सह, सीआर, कॉपर, पारा, MN, नी, पंजाब, एस.बी., एसई, एस.एन., वी और Zn की बहु-तत्व मिश्रण तालिका 4 हिचकते विकास में दिखाया गया है। बायोमास में contaminants की राशि बढ़ाता बहु धातु प्रणालियों में चुनौतीपूर्ण साबित हो सकता है। अक्सर, ऑर्गेनिक्स और लवण की उच्च सामग्री के साथ नमूने अंत में गलत रीडिंग और विश्लेषणात्मक सटीकता 29,30 के नुकसान की ओर जाता है कि शंकु में निर्माण मैट्रिक्स हस्तक्षेप, polyatomic हस्तक्षेप, शारीरिक हस्तक्षेप और नमक उत्पादन कर सकते हैं। गुणवत्ता नियंत्रण के नमूने रीडिंग की सटीकता और परिशुद्धता निर्धारित करने के लिए मदद की प्रयोगात्मक नमूनों के साथ एक साथ चला रहे हैं। इस अध्ययन के लिए विकसित प्रोटोकॉल का उपयोग analytes की माप एक होना दिखाया गया हैअध्ययन 25,29 के इस प्रकार के लिए स्वीकार्य प्रदर्शन के भीतर हैं कि स्वीकार्य वसूलियां उत्पादन ccurate और सटीक। माइक्रोवेव ओवन द्वारा नमूनों की पाचन एन के लिए प्रभावी होना दिखाया गया था सलीना के रूप में पचा नमूने सेल मलबे या अमिश्रणीय अंश का कोई उपस्थिति के साथ स्पष्ट किया गया। इस प्रयोगों (शैवाल बायोमास और कृत्रिम समुद्री जल) में इस्तेमाल किया मैट्रिक्स मैट्रिक्स कमजोर पड़ने से उबरने थे कि मैट्रिक्स हस्तक्षेप का उत्पादन किया। हालांकि, इस प्रयोग में इस्तेमाल लोगों की तुलना में अधिक बायोमास नमूना आकार मैट्रिक्स interferences के लिए ले जा सकता है, और इसलिए क्यूसी प्रत्येक विशिष्ट परिदृश्य के लिए विश्लेषण किया जाना चाहिए।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chemicals
Sodium chloride Fisher Scientific S271-3
Calcium chloride dihydrate Fisher Scientific C79-500
Potassium chloride Fisher Scientific P217-500
Sodium meta silicate nonahydrate  Fisher Scientific S408-500
Magnesium sulfate heptahydrate  Fisher Scientific M63-500
Potassium nitrate EMD Chemical PX1520-5
Potassium phosphate monobasic  Fisher Scientific P285-500
Ammonium ferric citrate Fisher Scientific I72-500
Boric acid Fisher Scientific A73-500
Sodium molybdate, dihydrate EMD Chemical SX0650-2
Manganese chloride tetrahydrate Fisher Scientific M87-500
Zinc sulfate heptahydrate Fisher Scientific Z68-500
Cupric sulfate pentahydrate Fisher Scientific C489-500
Biotin  Acros Organics 230090010
Thiamine  Acros Organics 148990100
Vitamin B12  Acros Organics 405920010
Copper (II) chloride dihydrate  Sigma-Aldrich 221783-100G Irritant, Dangerous to the Environment
Lead (II) chloride  Sigma-Aldrich 268690-250G Toxic, Dangerous to the Environment
Sodium dichromate dihydrate  Sigma-Aldrich 398063-100G Oxidizing, Highly Toxic, Dangerous to the Environment
Cobalt (II) chloride hexahydrate  Sigma-Aldrich 255599-100G Toxic, Dangerous to the Environment
Nickel (II) chloride hexahydrate  Sigma-Aldrich 223387-500G Toxic, Dangerous to the Environment
Sodium (meta) arsenite  Sigma-Aldrich 71287 Toxic, Dangerous to the Environment
Cadmium chloride  Sigma-Aldrich 202908-10G Highly Toxic, Dangerous to the Environment
Mercury (II) chloride  Sigma-Aldrich 215465-100G Toxic, Dangerous to the Environment
Tin (II) chloride dihydrate Fisher Scientific T142-500 Corrosive. Suitable for Hg analysis. Very hazardous.
Manganese chloride tetrahydrate Fisher Scientific M87-500
Vanadium (V) oxide Acros Organics 206422500 Dangerous to the Environment
Carbon dioxide  Air Liquide I2301S-1 Compressed
Hydrogen peroxide H325-500 Fisher Scientific 30% in water
ICP-MS standard ICP-MS-6020 High Purity Standards
Mercury standard CGHG1-1 Inorganic Ventures 1000±6 µg/mL in 5% nitric acid
Argon Air Liquide Compressed
Helium Air Liquide Compressed, ultra high purity
Hydrogen Air Liquide Compressed, ultra high purity
Nitric acid Fisher Scientific A509-P212 67-70% nitric acid, trace metal grade. Caution: manipulate under fume hood.
Hydrochloric acid Fisher Scientific A508-P212 35% hydrochloric acid, trace metal grade. Caution: manipulate under fume hood.
Equipment
Scientific prevacuum sterilizer Steris 31626A SV-120
Centrifuge Thermo Fisher 46910 RC-6 Plus
Spectrophotometer Shimadzu 1867 UV-1800
pH controller Hanna BL981411 X4
Rotometer, X5 Dwyer RMA-151-SSV T31Y
Rotometer, X5 Dwyer RMA-26-SSV T35Y
Water bath circulator Fisher Scientific 13-873-45A
Compact chiller VWR 13270-120
Freeze dryer Labconco 7752020
Stir plate Fisher Scientific 11-100-49S
pH lab electrode Phidgets Inc 3550
Inductively coupled plasma mass spectrometer Agilent Technologies 7700 Series ICP-MS Attached to autosampler CETAC ASX-520
FIAS 100 Perkin Elmer Instruments B0506520
Atomic absorption spectrometer Perkin Elmer Instruments AAnalyst 800
Cell heater (quartz) Perkin Elmer Instruments B3120397
Microwave Milestone Programmable, maximum power 1,200 W
Microwave rotor Milestone Rotor with 24-75 ml Teflon vessels for closed-vessel microwave assisted digestion.
Materials
0.2 μm syringe filter Whatman 6713-0425
0.2 μm syringe filter Whatman 6713-1650
0.45 μm syringe filter Thermo Fisher F2500-3
Polystyrene tubes Evergreen 222-2094-050 17 x 100 mm w/cap, 16 ml, polysteryne
Octogonal magnetic stir bars Fisher scientific 14-513-60 Magnets encased in PTFE fluoropolymer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Dismukes, G. C., Carrieri, D., Bennette, N., Ananyev, G. M., Posewitz, M. C. Aquatic phototrophs: efficient alternatives to land-based crops for biofuels. Curr Opin Biotechnol. 19 (3), 235-240 (2008).
  2. Moody, J. W., McGinty, C. M., Quinn, J. C. Global evaluation of biofuel potential from microalgae. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (23), 8691-8696 (2014).
  3. Pinto, E., et al. Heavy metal-induced oxidative stress in algae. J Phycol. 39 (6), 1008-1018 (2003).
  4. Gupta, A., Lutsenko, S. Evolution of copper transporting ATPases in eukaryotic organisms. Curr Genomics. 13 (2), 124-133 (2012).
  5. Perales-Vela, H. V., Peña-Castro, J. M., Cañizares-Villanueva, R. O. Heavy metal detoxification in eukaryotic microalgae. Chemosphere. 64 (1), 1-10 (2006).
  6. Sandau, E., Sandau, P., Pulz, O. Heavy metal sorption by microalgae. Acta Biotechnol. 16 (4), 227-235 (1996).
  7. Amer, L., Adhikari, B., Pellegrino, J. Technoeconomic analysis of five microalgae-to-biofuels processes of varying complexity. Bioresour Technol. 102 (20), 9350-9359 (2011).
  8. Benemann, J. R., Goebel, R. P., Weissman, J. C., Augenstein, D. C. Microalgae as a source of liquid fuels. Final Technical Report, US Department of Energy, Office of Research. , (1982).
  9. Benemann, J. R., Oswald, W. J. Report No. DOE/PC/93204--T5 Other: ON: DE97052880; TRN: TRN. Systems and economic analysis of microalgae ponds for conversion of CO2 to biomass. , (1996).
  10. Chisti, Y. Biodiesel from microalgae. Biotechnol Adv. 25 (3), 294-306 (2007).
  11. Davis, R., Aden, A., Pienkos, P. T. Techno-economic analysis of autotrophic microalgae for fuel production. Applied Energy. 88 (10), 3524-3531 (2011).
  12. Jones, S., et al. Process design and economics for the conversion of algal biomass to hydrocarbons: whole algae hydrothermal liquefaction and upgrading. U.S. Department of Energy Bioenergy Technologies Office. , (2014).
  13. Lundquist, T. J., Woertz, I. C., Quinn, N. W. T., Benemann, J. R. A realistic technology and engineering assessment of algae biofuel production. Energy Biosciences Institute. , Berkeley, CA. (2010).
  14. Nagarajan, S., Chou, S. K., Cao, S., Wu, C., Zhou, Z. An updated comprehensive techno-economic analysis of algae biodiesel. Bioresour Technol. 145, 150-156 (2011).
  15. Pienkos, P. T., Darzins, A. The promise and challenges of microalgal-derived biofuels. Biofuels Bioproducts & Biorefining-Biofpr. 3, 431-440 (2009).
  16. Richardson, J. W., Johnson, M. D., Outlaw, J. L. Economic comparison of open pond raceways to photo bio-reactors for profitable production of algae for transportation fuels in the Southwest. Algal Research. 1 (1), 93-100 (2012).
  17. Rogers, J. N., et al. A critical analysis of paddlewheel-driven raceway ponds for algal biofuel production at commercial scales. Algal Research. 4, 76-88 (1016).
  18. Sun, A., et al. Comparative cost analysis of algal oil production for biofuels. Energy. 36 (8), 5169-5179 (2011).
  19. Thilakaratne, R., Wright, M. M., Brown, R. C. A techno-economic analysis of microalgae remnant catalytic pyrolysis and upgrading to fuels. Fuel. 128, 104-112 (2014).
  20. Quinn, J. C., et al. Nannochloropsis production metrics in a scalable outdoor photobioreactor for commercial applications. Bioresour Technol. 117, 164-171 (2012).
  21. Borkenstein, C., Knoblechner, J., Frühwirth, H., Schagerl, M. Cultivation of Chlorella emersonii with flue gas derived from a cement plant. J Appl Phycol. 23 (1), 131-135 (2010).
  22. Douskova, I., et al. Simultaneous flue gas bioremediation and reduction of microalgal biomass production costs. Appl Microbiol Biotechnol. 82 (1), 179-185 (2009).
  23. Israel, A., Gavrieli, J., Glazer, A., Friedlander, M. Utilization of flue gas from a power plant for tank cultivation of the red seaweed Gracilaria cornea. Aquaculture. 249 (1-4), 311-316 (2012).
  24. Napan, K., Teng, L., Quinn, J. C., Wood, B. Impact of Heavy Metals from Flue Gas Integration with Microalgae Production. , Algal Research. (2015).
  25. Eaton, A. D., Clesceri, L. S., Rice, E. W., Greenberg, A. E. 3125B. Inductively coupled plasma/mass spectrometry (ICP/MS) method. Standard methods for the examination of water and wastewater. , (2005).
  26. Eaton, A. D., Clesceri, L. S., Rice, E. W., Greenberg, A. E. Standard methods for the examination of water and wastewater. , APHA-AWWA-WEF. (2005).
  27. Matrix effects in the ICP-MS analysis of selenium in saline water samples. Smith, M., Compton, J. S. Proceedings of the 2004 Water Institute of Southern Africa Biennial Conference, Cape Town, South Africa, , (2004).
  28. Mehta, S. K., Gaur, J. P. Use of algae for removing heavy metal ions from wastewater: progress and prospects. Crit Rev Biotechnol. 25 (3), 113-152 (2005).
  29. EPA, U. Method: 200.8: Determination of trace elements in waters and wastes by inductively coupled plasma - mass spectrometry. , (1994).
  30. Eaton, A. D., Clesceri, L. S., Rice, E. W., Greenberg, A. E. 3120B. Inductively coupled plasma (ICP) method. Standard methods for the examination of water and wastewater. , (2005).

Tags

पर्यावरण विज्ञान अंक 101 शैवाल भारी धातु, Photobioreactor ग्रिप गैस उपपादन द्वारा मिलकर प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री ICPMS ठंड वाष्प परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोमेट्री CVAAS
भारी धातुओं और सूक्ष्म शैवाल की उत्पादकता पर अन्य अकार्बनिक contaminants की मात्रा का ठहराव
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Napan, K., Hess, D., McNeil, B.,… More

Napan, K., Hess, D., McNeil, B., Quinn, J. C. Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae. J. Vis. Exp. (101), e52936, doi:10.3791/52936 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter