Waiting
Login processing...

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

Environment

Rent Prøvetaking og analyse av elven og elvemunninger Waters for spormetall Studies

Published: July 1, 2016 doi: 10.3791/54073
Automatic Translation
*1, *2,3, 4
1Department of Oceanography, National Sun Yat-sen University, 2Institute of Oceanography, National Taiwan University, 3Taiwan Ocean Research Institute, National Research Laboratories, 4Department of Oceanography and Marine Sciences, Texas A&M University at Galveston
* These authors contributed equally

Introduction

Det har blitt allment anerkjent at noen spormetall resultater oppnådd for naturlig vann kan være unøyaktige på grunn av gjenstander som følge av utilstrekkelige teknikker brukes under prøvetaking, behandling og besluttsomhet 1,2. Den sanne konsentrasjoner (i under nM til NM utvalg i overflatevann 3) av oppløste spormetaller er nå opp til to størrelsesordener lavere enn tidligere publiserte verdier. Den samme situasjonen har blitt funnet i marin kjemi der de aksepterte oppløste spormetallkonsentrasjoner i oceanic farvann er redusert med størrelsesordener i løpet av de siste 40 årene eller så som forbedret prøvetaking og analysemetoder har blitt innført. Arbeidet er gjort for å forbedre datakvaliteten med utviklingen av "rene teknikker" med sikte på reduksjon eller eliminering av spormetallforurensning i alle faser av spormetallanalyse 4-8. For bestemmelse av spormetallkonsentrasjoner ved omgivelsesnivåer, er preconcentration ofte nødvendig. Ion-exchange teknikker 8-12 er vanligvis brukes for effektiv preconcentration.

Forurensning kan oppstå fra veggene i containere, rengjøring av containere, sampler, prøvehåndtering og lagring, og prøven bevaring og analyse 7,13. Alle studier med rene metoder utført nylig viser at spormetallkonsentrasjoner i naturlig vann er vanligvis godt under deteksjonsgrenser rutinemetoder 7. Siden anerkjennelse av mistenkelige spor metall data i begynnelsen av 1990, har rene metoder blitt innlemmet i US EPA (Environmental Protection Agency) Retningslinjer for spormetall besluttsomhet 14 og US Geological Survey har vedtatt rene metoder for sin vannkvalitet overvåking prosjekter 15. Rene metoder for spormetall studier må være ansatt i alle prosjekter for å skape en solid og nøyaktig data base.

Distribusjon og oppførsel av spormetaller i akvatiske miljøer som overflate- og grunnvann kan bli påvirket av naturlig (for eksempel forvitring) og menneskeskapte (f.eks avløpsvann utslipp) faktorer, samt andre miljøforhold, for eksempel reregional geologi, morfologi, arealbruk og vegetasjon, og klima 16-19. Dette kan så føre til forskjeller i fysiske og kjemiske parametre som konsentrasjoner av suspenderte partikler (SPM), oppløst organisk karbon (DOC), menneskeskapte ligander (for eksempel etylendiamintetraeddiksyre, EDTA), salt, redoks potensial og pH 17-20. Derfor, nøyaktige og relevante spormetall studier kreve egnet samling av prøver for analyse spormetall, så vel som for bestemmelse av beslektede faktorer og parametere.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Sampler Forberedelse

  1. sampler
    1. Samling av sampler
      1. Koble en 4 m lang fluorert etylenpropylen (FEP) slange (ID 0,635 cm, OD 0,95 cm eller liknende) til et 1,5-m kjemikaliebestandig silikonpumpeslangen (OD 0,635 cm).
      2. Sett inn en polypropylen Y-kontakten inn i pumping røret, og koble en 50-cm pumping røret til en stikkontakt, og en 0,45 kapsel filter (av en 20-cm pumping tube) til den andre.
      3. Monter slangene i et rent rom (benk) etter at de er rengjort (se nedenfor), og lagre samling i to lag med polyetylen poser.
    2. sampler rengjøring
      1. Fill (ved å feste den 1,5-m pumping røret på en peristaltisk pumpe) slangen sett med lab vaskemiddel, og suge den i 24 timer. Skyll slangen satt med de-ionisert vann, deretter fylle den med 10% (v / v) HCl (Reagens Grade) og suge i 48 timer.
      2. Skyll grundig slangen satt med de-ionisert water flere ganger, og lagre samling i plastposer. Rengjør Y-kontakter og korte pumpe rør ved å dyppe dem i en 50% (v / v) HNO3 (Reagens Grade) løsning i 24 timer.
    3. kapsel filtre
      1. Rengjøre kapsel filtrene ved først å skylle dem med de-ionisert vann, og deretter 10% (v / v) HCl-oppløsning for en 48-timers bløtlegging trinn.
      2. Etter bløtlegging syre, spyle filtrene med de-ionisert vann og tilsett 1 ml av 21% (vekt) NH4OH (sub-kokt) løsning i hvert filter for å nøytralisere syren.
      3. Tett individuell filter med en løkke av 30-cm renset pumpende tube forbinder innløp og utløp, og lagre i polyetylen glidelås poser.
  2. prøvebeholdere
    1. Bruk polyetylen (PE, 1000-ml) og FEP (500 ml og 1000 ml) flasker for beholdere for spormetall besluttsomhet.
      1. Rengjør flaskene ved å dyppe dem først i vaskemiddel (1%), deretter i 50% (v / v) HNO3(Reagenskvalitet) og 10% (v / v) HCl (reagenskvalitet) løsninger for 24, 48 og 24 timer henholdsvis, og skyll flaskene med deionisert vann mellom de to soaking trinn.
      2. Etter en siste HCl soaking, skyll flaskene grundig med de-ionisert vann (DIW) og tørke flasker (med cap forseglet) i et rent rom eller klasse-100 ren benk.
      3. Seal rengjorte flasker i polyetylen glidelås poser og dobbel-bag dem i polyetylen poser for transport.
    2. Rengjør glassflasker for oppløst organisk karbon (DOC) bestemmelse
      1. Sug rav borsilikat glassflasker (40 ml), for analyse av oppløst organisk karbon (DOC), i 10% HCl i 48 timer. Skyll rengjorte glassflasker med de-ionisert vann, og forbrenne dem ved 480 ° C i 2 timer før bruk. Tett flaskene individuelt i glidelås polyetylen poser for transport.

2. Prøvetaking

  1. Vannprøve samling
    1. Upon ankomst på prøvetakingsstedet, merket prøveidentifikasjonsnummer på den ytre posen, og holde flaskene i sine originale poser.
    2. Ved elvebredden eller på en båt, har en person åpne posen med sampler og fest 4-m FEP slangen til en 3-m polypropylen polet (renset). Forlenge stangen så langt fra banken som mulig og holde innløpet av FEP røret omtrent 30 cm under overflaten av rennende elvevann før pumpen er slått på.
    3. Har en annen person feste pumpe røret til pumpehuset av en peristaltisk pumpe (prøvetakingspumpe med interne batterier). Starte pumpen og drenere vannet (nedstrøms side) minst 3 ganger i forhold til totalt volum sampler. Sett på pudderfrie hansker og åpne pose med flasker og caps for å begynne å fylle prøveflasker.
      1. Alternativt, hvis en annen person er tilgjengelig, har den tredje person ha ansvaret for å åpne innervesker og eksempel caps, og holde prøvetakingsrøret som drenerer prøven i bottle.
    4. Samle en ufiltrert prøve i en 125 ml plastflaske for målinger av konduktivitet, temperatur og pH-verdien i feltet.
    5. Samle ufiltrerte prøver (500 ml eller 1,000 ml for partikkelprøvetakings) første (gjennom utløpet uten filter), og deretter lukke utløpet med en plastklemme for å tvinge vannet til å gå gjennom patronfilter for å samle inn en filtrert vannprøve (1 -L for oppløst spormetallbestemmelse).
    6. Samle filtrerte prøver (gjennom utløpet med filteret) i 40 ml ravfarget glassflasker for DOC og EDTA målinger.
    7. Utlevering vannprøver ved en strømningshastighet på omtrent 500 ml / min til 1000 ml / min. Bytt kapsel filtre når trykket begynner å bygge seg opp (i henhold til filtrene 'spesifikasjon). For hver type av prøve, samle ekstra prøver, så vel som feltemner, på utvalgte steder for å fungere som kvalitetskontroll alikvoter.
    8. Plasser 40 ml glassflasker på tørris og lagret in en isen brystet, og plastflasker i isen kister.
  2. Innsamling av svevestøv (SPM)
    1. Samle SPM på 0,4 pm polykarbonat (PC) membranfiltere (syrevasket og på forhånd veiede) ved vakuumfiltrering ved bruk av en plast filtreringstrakt og fartøy.
    2. Fryse tørre membranfiltre i laboratoriet for å gi SPM konsentrasjoner og gi partikkelprøver for partikler spormetall besluttsomhet.

3. Prøve Forbehandling (Oppløst spormetaller)

  1. For oppløst spormetall besluttsomhet, tilsett 2 ml konsentrert underkokt HNO 3 (per 1-L sample) i prøveflasker. Overfør oppløst spormetallprøver (syrnet) i FEP flasker. Alternativt kan prøvene hentes direkte inn FEP flasker. UV-bestråle prøvene i FEP flasker for 24 timer (8 15-watts UV-lamper).

4. Preconcentration og behandlinger for Trace Metal analyse

  1. Vei 2 g av kation-utvekslingsharpiks inn i en liten (10-30 ml kapasitet) plastkopp og tilsette en liten mengde av 2-N HNO3 oppløsning i koppen. Hell harpiks inn i et 10-ml kapasitet kromatografikolonne. Rens harpiks ved vasking av kolonnen med 5 ml 2 N HNO3 (sub-kokt) to ganger, og skylles med vann av høy renhet (HPW) 3 ganger.
  2. Tilsett 10 ml av 1 M NH4OH (sub-kokte) inn i kolonnen for å omdanne harpiksen til NH4 + -form.
  • Buffer-løsning (1 M ammoniumacetat)
    1. Legg 57 ml iseddik (sub-kokt) i ca 800 ml HPW. Legg ~ 60 ml ammoniumhydroksyd (21%, under kokt) og bland med eddiksyre. Juster endelige pH til 5,5 og sluttvolumet til 1000 ml.
  • Preconcentration prosedyre (oppløst spormetaller)
    1. Juster pH på den surgjorte, UV-bestrålte prøvene til 5,5 ± 0,3 ved tilsetning av 30 ml 1 M ammonium-acetatspiste bufferoppløsning og noen (~ 2,8 ml) NH4OH (sub-kokt) i prøvene.
    2. Plasser prøveflasken ~ 30 cm over kolonne pakket med kationebytterharpiks (punkt 4.1) og koble prøveflasken og preconcentration kolonne av en ~ 60 cm FEP tube og kromatografi cap og kontakt (hunn Luer).
    3. Styre strømningshastigheten på 3-5 ml / min ved hjelp av en to-veis stoppekran, som er forbundet over kolonnen. La prøvene å passere gjennom preconcentration kolonner. Etter at prøvene har passert kolonnen, må du koble rørene og caps fra kolonnene.
    4. Behandle kolonnene med 2 x 5 ml HPW og 4 x 5 ml 1 M ammoniumacetat (pH 5,5), og 2 x 5 ml HPW for å separere de store kationer fra andre spormetaller.
    5. Plasser en 30-ml syrevasket PE-flaske rett under kolonne og vask av kolonnen med 7 x 1 ml 2 N HNO3 (sub-kokt) inn i PE-flaske.
    6. Bestemme volumet av 2 N HNO 3 effluent (~ 8,0 ml) ved å skaffe en vektnd spesifikk vekt av 2 N HNO 3 avløpet.
  • Fordøyelse av svevestøv
    1. Fryse tørre PC filtre med svevestøvsprøvene og veie dem etter tørking. Plasser svevestøvsprøvene, med filtre, i pre-veid perfluoralkoksy alkaner (PFA) skip (60 ml kapasitet), og tilsett 3 ml konsentrert HNO 3 i skipene.
    2. Stram skipene til en konstant dreiemoment på 2,5 kg-meter, og fordøyd i en konvensjonell ovn ved 130 ° C i 12 timer. Etter avkjøling åpne skipene og tilsett 2 ml HF i skipene.
    3. Stram skipene til en konstant dreiemoment på 2,5 kg-meter, og fordøyd i en konvensjonell ovn ved 130 ° C i 12 timer. Etter avkjøling, åpne fartøy og legge til 16 ml 4,5% borsyre løsning i skipene.
    4. Stram skipene til en konstant dreiemoment på 2,5 kg-meter, og fordøye i en konvensjonell ovn ved 130 ° C i 12 timer. Vei hvert fartøy og bestemme egenvekt av hver fordøye løsningfor å gi endelig fordøye volum.
    5. Beregne en fortynningsfaktor for hver fordøye fra det endelige volum og vekt av SPM på filter (slutt fordøye volum dividert med prøvevekt på filter).

    • 5. Prøveanalyse

    1. spormetaller
      1. Bestemme spormetaller (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb og Zn) konsentrasjoner i pre-konsentrerte oppløste prøven og løsning fra partikler ved hjelp av flamme atomabsorpsjonspektrometri, grafittovn atomabsorpsjonspektrometri, og / eller induktivt koblet plasma massespektrometer.
      2. Bestem store ioner konsentrasjoner og noen spormetaller, i under prøver tatt før preconcentration og oppsummeringer av svevestøv, etter en induktivt koplet plasma-atom emisjonsspektrometri.
    2. Hjelpe parametere
      1. Bestem prøvens temperatur, pH, salinitet og konduktivitet i felt, ved hjelp av bærbart utstyr.
      2. Bestem oppløst ellerløse karbon (DOC) konsentrasjoner med totalt organisk karbon Analyzer, basert på våt oksidasjon med karbondioksid deteksjon av infrarød spektrometri 21. Bestemme total EDTA-konsentrasjon av et høyytelses-væskekromatografi (med en SPD-M10AV Diodearray detektor) i henhold til etablerte prosedyrer 22,23.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Med utvikling og bruk av "rene teknikker", er det nå velkjent at for å oppnå nøyaktige spormetallkonsentrasjoner i omgivende vann, preconcentration av spormetaller i farvann prøvene er en vanlig praksis. Mens de fleste vann kvalitetskriterier for spormetaller i naturlig vann er i den lave ug / L-serien, er lavere deteksjonsgrenser er nødvendig for å etterforske geokjemiske og biologiske effekter på spormetaller ved normale konsentrasjoner i vannmiljøet.

    Med forbedret deteksjonsgrenser etter bruk av "rene teknikker", ble det klart vist fra et datasett av 141 tilfeldig innsamlede elven vannprøver fra Texas elver, som preconcentration er nødvendig (figur 1). Histogrammet av spormetall data for Cd, Cu, Ni, Pb og viser at mens noen konsentrasjoner av spesifikke elementer kan være forholdsvis lett determined (f.eks Cu), noen elementer (f.eks Cd og Pb) har konsentrasjoner i omgivelses farvann godt under deteksjonsgrenser av rutinemessige analysemetoder. Sammenligningen ble gjort med Texas elva datasettet mot USEPA Metoder 1637, 1638, 1639, og 1640. Metoder 1637 og 1640 er teknikker for spormetallbestemmelse med preconcentration og oppdaget av grafitt ovn atomabsorpsjonspektrometri eller induktivt koplet plasma-massespektrometri henholdsvis. Metoder 1639 og 1638 er for bestemmelse av spormetaller i omgivende vann for de ovennevnte apparater, uten preconcentration.

    Figur 1
    Figur 1. Histogram av data samlet inn fra Texas, USA elver, og sammenligning med USEPA metoden deteksjonsgrenser for Cd (a), Cu (b), Ni (c), og Pb (d). Totalt 141 prøver, tilfeldig samlet fra forskjellige steder,ble behandlet ved hjelp prøvetaking og analyse protokoll beskrevet her. Sammenligning av fordelinger av data og deteksjonsgrensene EPA viser at en stor andel av prøver fra Texas elver må preconcentrated for å oppnå best mulig datakvalitet. Deteksjonsgrenser (ML) som vises i grafene er de som er nevnt i USEPA Metoder 1637, 1638, 1639 og 1640 (metode informasjon se tekst). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Resultater av deteksjonsgrenser, inngang for et referansemateriale (SRM), og tomme konsentrasjoner av feltemner, høyrent vann bringes til feltet og behandlet og bearbeidet som eksempler, viser effektiviteten av "rene teknikker" (tabell 1). Redusere forurensning fører til lavere deteksjonsgrenser, gode SRM inngang, og svært lav feltet tomt konsentrasjons. Resultatene er vist i tabell 1 ble oppnådd basert på behandling av en L tomme prøver. De lave deteksjonsgrenser innebærer at spormetallkonsentrasjoner kan oppnås med god data oppløsning, noe som er viktig når spormetall distribusjoner er å bli sammenlignet med miljøforhold (parametre) som påvirker spormetall geokjemi 20. Sammenligning av resultatene våre (metode deteksjonsgrenser) med de av EPA metoder nevnt ovenfor, som imidlertid ikke inkludere felt prøvetaking, tilsvarende eller bedre (lavere) deteksjonsgrenser ble oppnådd ved å bruke protokollen gitt her. God presisjon ble også oppnådd, noe som gjenspeiles av lignende resultater av felt mellomrom. Parallellprøver ble oppsamlet og behandlet separat for noen feltprøver og forskjellene i spormetallkonsentrasjoner var generelt mindre enn 10%.

    cd Co </ Td> Cu Fe Mn Ni Pb Zn
    ng / L mg / l mg / l mg / l mg / l mg / l ng / L mg / l
    MDL 1 0,01 0,06 0.3 0.1 0.1 10 0.1
    Speilrefleks-3 (N = 11)
    sertifisert 1. 3 0.027 1,35 100 3.9 0,83 68 1,04 Målt (avg) 12.6 0,026 1,29 97,2 3,86 0,77 71 1.13
    standard~~POS=TRUNC avvik~~POS=HEADCOMP 0.9 0,008 0,09 4.2 0,20 0,06 9 0,12
    Gjenoppretting(%) 97 97 96 97 99 93 105 109
    Feltet stå tomt 1 0.2 0.000 0.003 0,03 0,00 0,01 2,5 0,02
    Feltet blank 2 0.2 0.000 0,011 0,02 0,01 0,00 2.9 0,03 Feltet blank 3 0.1 0.000 0,011 0,03 0,00 0,00 2,5 0,01

    Tabell 1. Resultater av datakvalitet oppnås ved hjelp av prøvetaking og analyse protokoll beskrevet her. Deteksjonsgrenser, statistiske resultater for en trace metal standard referansemateriale (speilrefleks-3) og illustrasjon av spormetallkonsentrasjoner i 3 arkivert blanks (høy renhet vann behandles som prøver i felten) viser effektiviteten av den beskrevne protokoll. Konsentrasjonsenheter blir ng / l Cd og Pb, og ug / l for de andre elementene. Lav deteksjonsgrenser, gode inngang for en standard referansemateriale, og lav felt tomme konsentrasjoner ble oppnådd.

    Resultatene oppnådd ved anvendelse av prøvetaking og analyse protokoll beskrevet her demonstrerer at det ikke erbare produserer spore metall data med lave deteksjonsgrenser, det gir også et stort utvalg for søknad. Som vist i figur 2 med sammenligningen av spormetallkonsentrasjoner bestemt ved to uavhengige metoder, god korrelasjon (R2> 0,994) med en lineær regresjon skråning nær 1 indikerer at disse teknikkene kan anvendes i akvatiske miljøer. Siden en ionebytter preconcentration teknikk ble brukt til å generere disse resultatene, det lineære området indikerer at den beskrevne protokoll kan anvendes i distinkt forskjellige akvatiske miljøer hvor spormetallkonsentrasjoner variere over et stort område.

    Figur 2
    Figur 2. Sammenligning av spormetallkonsentrasjoner innhentet fra to uavhengige metoder. Meget god avtale ble funnet mellom spormetallkonsentrasjoner retningslinjer i to independent metoder i separate porsjoner av de samme prøver. En prøve ble analysert direkte ved induktivt koblet plasma-atom-emisjonsspektroskopi og den andre ble preconcentrated ved ionebytte-teknikk etter bestemmelse ved induktivt par plasma massespektrometri. Store konsentrasjonsområdet innebærer at teknikkene er egnet for spormetall studier i forsjellige miljøer der spormetallkonsentrasjoner viser signifikante forskjeller. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Innhenting pålitelige spor metall data i naturlig vann krever stor forsiktighet som understreket under prøvetakingen, bearbeiding, forbehandling og analyse som tar sikte på å redusere forurensning. Trace metallkonsentrasjoner i naturlig vann oppnås ved hjelp av "rene teknikker" i de to siste tiårene funnet at konsentrasjonene kan være størrelsesordener lavere enn tidligere rapportert. Vann kvalitetskriterier for spormetaller i vann er nå lettere vurderes når spormetaller er nøyaktig målt som resulterer i bedre vurdering av skadelige effekter på mennesker og høyere organismer. Biotilgjengelighet og toksisitet av spormetaller i akvatiske miljøer krever strengere undersøkelser i de lavere konsentrasjonsområder. Dette er ikke en lett oppgave, som fordeling og opptreden av spormetaller er kontrollert av mange andre fysisk-kjemiske parametere i miljøet, og på grunn av at pålitelig vurdering av biotilgjengelighet og toksisitet av spormetallerer utfordrende. Prøvetaking og analyse av supplerende parametere knyttet til spormetaller trenger å være inkludert i slike vurderinger.

    Eliminere forurensning og til slutt senke deteksjonsgrenser for spormetallkonsentrasjoner i omgivelses farvann, derfor krever vitenskapelige partene betaler spesiell oppmerksomhet til alle faser av spormetallanalyse. Fra lab ware, prøvetaking tannhjul, prøvebeholdere, apparater og materialer som brukes under prøven forbehandlinger, kjemikalier og reagenser, til instrumental innstilling, blir forurensning additiv og alle disse faktorene nevnt ovenfor må spesifiseres ved rapportering av resultater fra spormetallanalyse. Derfor prosedyrer for å forberede prøvetaking utstyr, prøvebeholdere, og materialer som brukes til å behandle og analysere prøvene er alle viktige skritt mot å oppnå høy datakvalitet for spormetaller i vannmiljøet. Sammenlignet med eksisterende metoder (f.eks USEPA metoder), data erholdt ved anvendelse av protokollen outlined ovenfor resultat i bedre eller sammenligndeteksjonsgrenser og svært lave mellomrom. En stor pakke med sporstoffer (8, tabell 1) kan vurderes.

    Protokollen er beskrevet her enkelt kan brukes til innsamling av ulike typer akvatiske prøver, i tillegg til elven og elvemunninger farvann, for eksempel, hav, innsjøer og grunnvann. Siden utvalget preconcentration kan være tidkrevende, kan protokollen gitt her endres i henhold til bestemte egenskaper hos forskjellige akvatiske miljøer. I sterkt påvirket farvann, må prøvene likevel samles renslig, men de kan bli bestemt direkte ved hjelp av egnede instrumenter dersom man støter ikke matrise forstyrrelser. Prøvevolumet kan justeres hvis større eller mindre preconcentration faktorer er påkrevd. I de tilfeller hvor det ionebytterkapasitet må økes, kan større mengder harpiks anvendes.

    Dette arbeidet viser at, bestemmelse av spormetaller ossing "rene teknikker" som inkluderer prøvetaking og pre-konsentrasjon, i forbindelse med fastsettelse relaterte miljøparametere, kan fordelingen av spormetaller i vannmiljø bli bedre vurderes, tar hensyn til spesifikke miljøforhold og omfanget av naturlige og menneskeskapte påvirkninger 20. Den store konsentrasjonen varierer at denne protokollen er i stand til å bruke for å antyde at undersøkelser av spormetall distribusjoner og atferd kan også bli gjennomført i miljøer som endrer seg over tid og rom.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Nitric Acid Seastar Chemicals Baseline grade
    Ammonium hydroxide Seastar Chemicals Baseline grade
    Acetic Acid Seastar Chemicals Baseline grade
    Nitric Acid J. T. Baker 9601-05 Reagent grade
    Hydrochloric acid J. T. Baker 9530-33 Reagent grade
    Chromatographic columns Bio-Rad 7311550  Poly-Prep
    Column stack caps Bio-Rad 7311555
    Cap connectors (female Luers) Bio-Rad 7318223
    2-way stopcocks Bio-Rad 7328102
    Cation exchange resin Bio-Rad 1422832  Chelex-100
    Portable sampler (sampling pump) Cole Palmer EW-07571-00
    FEP tube Cole Palmer EW-06450-07 6.4 mm I.D., 9.5 mm O.D.
    Pumping tube Cole Palmer EW-06424-24 6.4 mm I.D. C-Flex
    Capsule filter (0.4 mm) Fisher Scientific WP4HY410F0 polypropylene casing
    1 L low density polyethylene bottle NALGE NUNC INTERNATIONAL 312088-0032
    1 L (or 500 ml) FEP bottle NALGE NUNC INTERNATIONAL 381600-0032

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Taylor, H. E., Shiller, A. M. Mississippi River Methods Comparison Study: Implications for water quality monitoring of dissolved trace elements. Environmental Science and Technology. 29, 1313-1317 (1995).
    2. Windom, H. L., Byrd, J. T., Smith, R. G., Huan, F. Inadequacy of NASQAN data for assessing metal trends in the nation's rivers. Environmental Science and Technology. 25 (6), 1137-1142 (1991).
    3. Mason, R. P. Trace Metals in Aquatic Systems. , Wiley-Blackwell. (2013).
    4. Wen, L. -S., Santschi, P., Gill, G., Paternostro, C. Estuarine trace metal distributions in Galveston Bay: importance of colloidal forms in the speciation of the dissolved phase. Marine Chemistry. 63, 185-212 (1999).
    5. Wen, L. -S., Stordal, M. C., Tang, D., Gill, G. A., Santschi, P. H. An ultraclean cross-flow ultrafiltration technique for the study of trace metal phase speciation in seawater. Marine Chemistry. 55, 129-152 (1996).
    6. Benoit, G. Clean technique measurement of Pb, Ag, and Cd in freshwater: A redefinition of metal pollution. Environmental Science and Technology. 28, 1987-1991 (1994).
    7. Benoit, G., Hunter, K. S., Rozan, T. F. Sources of trace metal contamination artifacts during collection, handling, and analysis of freshwater. Analytical Chemistry. 69 (6), 1006-1011 (1997).
    8. Jiann, K. -T., Presley, B. J. Preservation and determination of trace metal partitioning in river water by a two-column ion exchange method. Analytical Chemistry. 74 (18), 4716-4724 (2002).
    9. Fardy, J. J. Preconcentration Techniques for Trace Elements. Alfassi, Z. B., Wai, C. M. , CRC Press. 181-210 (1992).
    10. Pai, S. -C. Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 2. Distribution of heavy metals on a Chelex-100 column and optimization of the column efficiency by a plate simulation method. Analytica Chimica Acta. 211, 271-280 (1988).
    11. Pai, S. -C., Fang, T. -H., Chen, C. -T. A., Jeng, K. -L. A low contamination Chelex-100 technique for shipboard pre-concentration of heavy metals in seawater. Marine Chemistry. 29, 295-306 (1990).
    12. Pai, S. -C., Whung, P. -Y., Lai, R. -L. Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 1. Effects of pH and salts on the distribution ratios of heavy metals. Analytica Chimica Acta. 211, 257-270 (1988).
    13. Salbu, B., Oughton, D. H. Trace Elements in Natural Waters. Salbu, B., Steinnes, E. , CRC Press. 41-69 (1995).
    14. U.S. Environmental Protection Agency. Method 1669. Sampling ambient water for trace metals at EPA Water Quality criteria levels. , 30 U.S. Environmental Protection Agency. Washington, D.C. Available from: https://www3.epa.gov/caddis/pdf/Metals_Sampling_EPA_method_1669.pdf (1996).
    15. Horowitz, A. J., et al. Problems associated with using filtration to define dissolved trace metal concentrations in natural water samples. Environmental Science and Technology. 30, 954-963 (1996).
    16. Cortecci, G., et al. Geochemistry of trace elements in surface waters of the Arno River Basin, northern Tuscany, Italy. Applied Geochemistry. 24 (5), 1005-1022 (2009).
    17. Markich, S. J., Brown, P. L. Relative importance of natural and anthropogenic influences on the fresh surface water chemistry of the Hawkesbury-Nepean River, south-eastern Australia. The Science of the Total Environment. 217, 201-230 (1998).
    18. Shafer, M. M., Overdier, J. T., Hurley, J. P., Armstrong, D., Webb, D. The influence of dissolved organic carbon, suspended particles, and hydrology on the concentration, partitioning and variability of trace metals in two contrasting Wisconsin watersheds (U.S.A.). Chemical Geology. 136, 71-97 (1997).
    19. Warren, L. A., Haack, E. A. Biogeochemical controls on metal behaviour in freshwater environments. Earth-Science Reviews. 54, 261-320 (2001).
    20. Jiann, K. -T., Santschi, P. H., Presley, B. J. Relationships between geochemical parameters (pH, DOC, SPM, EDTA Concentrations) and trace metal (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) concentrations in river waters of Texas (USA). Aquatic Geochemistry. 19 (2), 173-193 (2013).
    21. Peltzer, E. T., et al. A comparison of methods for the measurement of dissolved organic carbon in natural waters. Marine Chemistry. 54, 85-96 (1996).
    22. Nowack, B., Kari, F., Hilger, S. U., Sigg, L. Determination of dissolved and adsorbed EDTA species in water and sediments by HPLC. Analytical Chemistry. 68 (3), 561-566 (1996).
    23. Bergers, P. J. M., de Groot, A. C. The analysis of EDTA in water by HPLC. Water Research. 28 (3), 639-642 (1994).

    Tags

    Environmental Sciences elvevann estuarine vann spor av metall filtrering preconcentration vannkjemi sample samling
    Rent Prøvetaking og analyse av elven og elvemunninger Waters for spormetall Studies
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Jiann, K. T., Wen, L. S., Santschi,… More

    Jiann, K. T., Wen, L. S., Santschi, P. H. Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies. J. Vis. Exp. (113), e54073, doi:10.3791/54073 (2016).

    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