Een Ultra-Clean gelaagde apparaat voor het verzamelen van grootte gefractioneerde mariene Plankton en zwevende deeltjes

Summary

Plankton en zwevende deeltjes een belangrijke rol spelen in de biogeochemische cycli in de Oceaan. Hier bieden we een Ultra-Clean, lage stress-methode voor het verzamelen van verschillende maten van deeltjes en plankton op zee met de mogelijkheid van het verwerken van grote hoeveelheden zeewater.

Abstract

De distributies van veel sporenelementen in de Oceaan zijn sterk geassocieerd met de groei, de dood en de re-mineralization van mariene plankton en die van deeltjes geschorst/zinken. Hier presenteren we een alle plastic (polypropyleen en polycarbonaat), multi-layer filtratie-systeem voor de verzameling van zwevende deeltjes (SPM) op zee. Deze ultra schoon bemonsteringsapparatuur is ontworpen en speciaal ontwikkeld voor spoorelement studies. Zorgvuldige selectie van alle niet-metalen materialen en het gebruik van een in-line doorstroomtest procedure minimaliseert alle mogelijke metalen verontreiniging gedurende de bemonstering. Dit systeem is met succes getest en getweaked voor de bepaling van metaalsporen (bv, Al, Fe, Mn, Cd, Cu, Ni) op deeltjes van wisselende grootte in kust- en open oceanen. Resultaten van de Zuid-Chinese Zee in het station van Zuid-Oost-Azië Time-Series (zitplaatsen) wijzen erop dat dagverloop variaties en ruimtelijke verdeling van plankton in de eufotische zone gemakkelijk kunnen worden opgelost en erkend. Chemische analyse van grootte-gefractioneerde deeltjes in oppervlaktewateren van de straat van Taiwan suggereert dat de grotere deeltjes (> 153 µm) zijn meestal biologisch afgeleid, terwijl de kleinere deeltjes (10-63 µm) waren meestal samengesteld uit anorganische materie. Naast Cd daalde de concentraties van metalen (Al, Mn, Fe, Cu, Ni) met vergroten.

Introduction

Deeltjes in de Oceaan spelen een belangrijke rol in mariene biogeochemische cycli¹. Allermeest naar de eigenschappen van deeltjes, zoals grootte, mineralogie en samenstelling, kunt diep van één geologische of hydrographical instelling naar een ander². Daarnaast, de verdelingen van elementen in de Oceaan zijn ook geassocieerd met de levenscyclus van mariene fytoplankton: groei, dood, zinken en re-mineralization^3,4. Mariene deeltjes omvatten ten minste 4 ordes van grootte in grootte, variërend van submicron deeltjes tot grote aggregaten (> 5 mm). De meeste deeltjes zijn biologisch ontleend, processen zoals lysis van de virale afscheiding secretie, fecale pellet productie, enz. Andere deeltjes worden gevormd door fysieke stolling van cellen, cellulaire puin of lithogenic materialen¹. Verschillende chemische en biologische eigenschappen van deeltjes controle van zowel de geochemische cycli en biologische processen die zich voordoen op en binnen de deeltjes^4,5,6. Deze deeltjes zijn belangrijke habitats evenals voedselbronnen voor sommige organismen, zoals zoöplankton of saprotrophs. Dienovereenkomstig, het lot van de deeltjes is vaak gerelateerd aan hun grootte, die kan worden gewijzigd door biologische processen op en rond deeltjes.

Filtratie bemonstering mariene deeltjes meestal vereist, maar deze benadering introduceert een zekere dubbelzinnigheid in het identificeren van de eigenschappen van deeltjes, aangezien mariene deeltjes niet homogene samenstelling en grootte. Zwevende deeltjes, hoofdzakelijk samengesteld uit kleine en lage dichtheid deeltjes die bijna permanent in suspensie, worden gemengd met wisselende hoeveelheden groter en dichtere deeltjes in suspensie slechts voor een korte periode van tijd, afhankelijk van de hydrodynamische voorwaarden ⁷. de eerste verslagen van de trace metalen samenstelling van plankton monsters werden verzameld door plankton geworden of opschorten plankton netten op een onderzoek vaartuig⁸. De auteurs vaak gevonden metaaldeeltjes en verf chips in monsters, suggereren een ernstig probleem voor besmetting tijdens het mariene deeltje bemonsteringsmethoden voor chemische analyse. Andere inspanningen omvatten netto slepen door rubber vlotten of met behulp van een PVC (polyvinylchloride)-hand Lier³. De moeilijkheid van betrouwbare bemonstering van de deeltjes maakt vooruitgang in ons begrip van de chemische samenstelling van mariene deeltjes moeilijker, vooral voor spoorelementen. Meest cruciale informatie over de concentratie van spoorelementen in fytoplankton vandaan als zodanig,^9,10van de studies van de cultuur. Deze erkenning heeft gemotiveerd mariene wetenschappers maken van nieuwe methoden voor het bestuderen van deeltjes in de zee over de afgelopen dertig jaar¹¹.

Oceanografen heb gebruikt verschillende bemonsteringstechnieken, met inbegrip van aan boord filtratie, in situ filtratie, en sediment traps¹¹. De verwerking van grote hoeveelheden zeewater niet-verontreinigde monsters te verzamelen kan lastig zijn, vooral voor de open oceaan en diepe wateren waarin de concentraties van de deeltjes zeer laag zijn (0,001 - 0.1 mg/L). Het is ook noodzakelijk voor het filteren van grote hoeveelheden zeewater te verkrijgen van een voldoende hoeveelheid deeltjes voor het meten van de concentraties van de metalen. Sommige onderzoekers hebben de grootte-fractionering-methode gebruikt om te scheiden van de zwevende deeltjes uit zinken deeltjes. Deeltjesgrootte, porositeit, dichtheid en vorm kunnen echter alle invloed deeltje zinken snelheden. Sediment traps zijn niet praktische hulpmiddelen voor het verzamelen van zwevende deeltjes, omdat die zijn ontworpen voor het zinken van de deeltjes. Daarom is het belangrijk te ontwikkelen van methoden voor bemonstering en behandeling die voldoende hoeveelheden van zwevende deeltjes met minimale besmetting kunnen verzamelen. Vandaar, grootte-fractionering door in situ filtratie is nog steeds een veelbelovend instrument in de de oceanograaf bemonstering werkset, omdat het belangrijke informatie opvragen over mariene deeltje dynamiek kan onthullen. Hier beschrijven we een geteste trace-metaal-clean, multi-layer zwaartekracht filtratie apparaat, dat kan de behandeling van grote volumes (120-240 L) bemonstering van zeewater aan boord in één keer van polytetrafluorethyleen (PTFE) gecoat flessen van de bemonstering van de water in een Multi fles bemonstering matrix. Deze bemonsteringsapparaten maakt gebruik van synthetische nylon zuur gewassen netten in volgorde, en de netten worden omsloten met een polycarbonaat container zachtjes verzamelen grootte-gefractioneerde zwevende deeltjes en fytoplankton^{12,13, 14,15} (Figuur 1). Het doel van dit werk is tot een beter instrument voor het bestuderen van de metal-deeltje verenigingen en hun reactie dynamiek in mariene milieus, en verbetering van ons inzicht in het lot van een breed scala aan planktons, deeltjes en metaalsporen in deze omgevingen.

Protocol

Het volgende protocol omvat werken met schadelijke chemicaliën. Lees aandachtig de Safety Data Sheets (SDS), en volg institutionele chemische veiligheidsrichtlijnen.

1. Multi-Layer zwaartekracht filtratie Sampler voorbereiding

1. Sampler schoonmaken
   1. Vul de slang en filtratie unit met 1% (m/v) voor anionogene protease enzym schoonmaakmiddel en geniet het voor 24 h. Flush de multi-layer zwaartekracht filtratie sampler met omgekeerde osmose dubbel gedestilleerd water (RO-DDW) grondig, dan vullen met 0,1% (v/v) zoutzuur (HCl, reagens Grade) en weken voor 72 uur.
   2. Spoel de multi-layer zwaartekracht filtratie sampler met omgekeerde osmose dubbel gedestilleerd gedeïoniseerd water (RO-DD-DIW) drie tot vijf keer, ten minste 20 liter elke tijd, en de assemblage in plastic zakken worden opgeslagen.
2. Deeltje container reiniging/monstervoorbereiding
   1. Lage dichtheid polyetheen (LDPE, 125 mL) of gefluoreerde ethyleen propyleen (FEP, 125 mL) flessen gebruiken als containers voor deeltjes. Het schoonmaken van de flessen door inweken hen eerst in alkalisch wasmiddel (Micro, 1%), daarna in 50% (v/v) salpeterzuur (HNO₃, reagens Grade) en 10% (v/v) HCl-oplossingen voor ten minste 24, 48 en 24 h, respectievelijk. Spoel de flessen met de geïoniseerd water (RO-DD-DIW) tussen de twee inweken stappen.
   2. Na een laatste HCl inweken, spoel de flessen grondig met de geïoniseerd water (RO-DD-DIW) en droog de flessen in een cleanroom of klasse-100 schone bankje.
      De schoongemaakte fles hechten aan de gelaagde zwaartekracht filtratie sampler, of zegel gereinigd als flessen in PE met rits zakken en dubbel-zak hen voor vervoer.
3. Assemblage van multi-layer zwaartekracht filtratie sampler
   1. Zes 4 m lang chemisch resistente thermoplastisch elastomeer buizen (buitendiameter van 0.635 cm) verbinden met de zes directionele inhammen bovenop de sampler.
   2. Monteren van de drie verschillende mesh nylon filters met lage dichtheid polyetheen monster containers (125 mL LDPE) in volgorde in een cleanroom (Bank) nadat zij zijn schoongemaakt (zie hieronder), met de 10 µm mesh filter geplaatst op de buitenkant, het 63 µm mesh filter in de Midden en de 153 µm fijnmazige filter aan de binnenkant. Voor transport, slaan de multi-layer zwaartekracht filtratie sampler in twee lagen van zakken van polyethyleen (PE), dan plaatst u deze in de polypropyleen (PP) verschepende container.

2. de monstername

1. Sample collectie
   1. Bij aankomst op de plaats van bemonstering, hebben één persoon de multi-layer zwaartekracht filtratie sampler verwijderen uit een verschepende container op het dek van het onderzoeksschip en open de zak met de sampler. Vervolgens hebben ze zetten op de PE-handschoenen, de zes 4 m thermoplastisch elastomeer buizen verbinden met de water-nokken van zes 20 L PTFE-coating bemonstering flessen op de verhoogde multi fles bemonstering array en begeleiden van het zeewater in deze filtratie unit. Het zeewater zal stromen door de directionele inhammen, en de deeltjes/plankton zal worden zachtjes gescheiden/gefractioneerde via de netten en vestigen in de 125 mL LDPE flessen die aan de basis van de netten worden beveiligd.
   2. Nadat het zeewater is gestroomd via (meestal 120 L voor kust zeewater en 240 L voor open oceaanwater), verwijdert u elke net in volgorde (in de eerste plaats de 153 µm, dan de 63 µm, en ten slotte de 10 µm) in een klasse 100 schone bankje, spray dan het net met trace-metaal-clean 0.4 µm f iltered zeewater te spoelen elke plankton vast te zitten aan de binnenzijde van de netten. Het zeewater met geconcentreerde deeltjes/plankton in 125 mL polyethyleen flessen te verzamelen.
   3. Schroef deze flessen van de netten, en filteren de oplossingen met geconcentreerde deeltjes/plankton weer door een zuur gewassen vacuüm filtratie apparaat met gewogen, zuur gewassen 47 mm, 10 µm poriegrootte polycarbonaat filters onder lage-vacuüm voorwaarden (< 5 kPa).
   4. Het verzamelen van deeltjes/plankton kleiner dan 10 µm, wachten voor ten minste 20 liter zeewater doorstromen van de sampler, vervolgens na die, verzamelen van twee tot vijf L water in de container 5 L-PE en filteren deze wateren van het monster door een zuur gewassen vacuüm filtratie apparaat met vooraf gewogen, zuur gewassen, 47mm, 0,4-µm porie grootte polycarbonaat filters.
   5. Spoel de filters van het monster na vacuüm filtratie, onmiddellijk met hoge zuiverheid DDW water te verwijderen het residu van zeewater, minimaliseren de invloed van zee zouten op het bepalen van het droge gewicht van deeltjes/plankton. Houd het spoeldouche volume tot slechts een paar milliliter Voorkom beschadiging van de fragiele plankton.
   6. Na deze spoeldouche stap, verwijder daarna voorzichtig de filter van de Vacuüm filtratie-eenheid, de steekproef-filters opslaan in zuur gewassen, vooraf gewogen acryl plastic petrischaaltjes en zegel in hersluitbare plastic zakken. Houd de zakken in een vriezer-20 ˚C aan boord tot terugkeer terug naar een land gestationeerde laboratorium voor verdere voorbehandeling en chemische analyse van monster.

3. voorbeeld behandeling

1. Bevriezen van drogen en vertering van deeltjes
   1. Plaats de filters met deeltje monsters in de kamer van de collector van de freeze-drying machine en inschakelen van de machine. Als de temperatuur van de machine-40 ° C bereikt, zet de vacuümpomp voor de machine en start de bevriezing droogprocessen.
      Opmerking: Het vacuüm niveau moet worden gehandhaafd gestaag hieronder 0,12 mBar. Lees aandachtig de handleiding en volg de richtlijnen van de fabrikant voor elke stap.
   2. Na 72 uur de freeze-drying machine uitschakelen, de gedroogde filters verwijdert en wegen. Vervolgens plaats gedroogde monster filters in de vooraf gewogen perfluoroalkoxy alkane (PFA) schepen (60 mL capaciteit) en voeg 3 mL geconcentreerd ultrazuiver salpeterzuur in de schepen^2,3,6,7.
   3. Draai de schepen met een momentsleutel om een constant koppel van 2,5 kg-m, en de schepen in een conventionele oven bij 130 ° C gedurende 12 uur voor de eerste reeks van de spijsvertering plaats. Na afkoelen, verwijder de vaartuigen uit de oven open vaartuigen en voeg toe 2 mL ultrazuiver fluorwaterstofzuur in de schepen^2,3,6,7.
   4. Draai de schepen met een koppel van 2,5 kg-m, en de schepen in een conventionele oven bij 130 ° C gedurende 12 h, oftewel de tweede reeks van de spijsvertering plaats. Na afkoeling open vaartuigen en voeg 16 mL van 4,5% Ultra zuivere boorzuuroplossing in de schepen^2,3,6,7.
   5. Draai de schepen om een constant koppel van 2,5 kg-meter en verteren de monsters in de oven bij 130 ° C gedurende 12 uur voor de laatste spijsvertering-reeks. Na afkoeling wegen elk vaartuig en bepaal de definitieve massa en de specifieke massa van elke verteerd oplossing opleveren een definitieve digestant volume.
      Opmerking: Bepaalde massa wordt bepaald door het meten van het gewicht precies 1,00 ml digestant.
   6. Giet zorgvuldig de digestant in 30 mL zure schoongemaakte PE fles voor verdere trace metalen analyse.
2. Trace metalen analyse
   1. Bepalen van metalen concentraties (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni en Al) in verteerd oplossingen van deeltjes met een grafiet oven atomaire absorptie spectrometer (GF-AAS)⁶.
   2. Als een nauwkeurigheid test, gebruik maken van gecertificeerd referentiemateriaal (CRM), zoals marien sediment referentiematerialen van de National Research Council of Canada, estuarien sediment standaard referentiemateriaal uit het National Institute of Standards and Technology van de Verenigde Staten, en plankton referentiemateriaal van de wetenschap en kennis dienst van de Europese Commissie. Het proces geeft 95 tot 107% herstel van de gecertificeerde waarde voor de metaalsporen geboden in het venster CRM.

Representative Results

Met de ontwikkeling van moderne oceanografie, is het nu een gangbare praktijk om "schone technieken" te gebruiken om nauwkeurige trace metalen concentraties in het mariene deeltjes of plankton. Aangezien de meeste deeltjes in natuurlijke wateren in de lage mg/L naar µg/L bereik, moet de behandeling van grote hoeveelheden zeewater onderzoeken van geochemische en biologische effecten van metaalsporen op verschillende deeltjes in ambient omgevingen. Met het gebruik van schone, multi-layer zwaartekracht filtratie ("CATNET") bemonsteringstechnieken (Figuur 1), werd goede overeenkomst gevonden tussen deeltje concentraties bepaald met behulp van conventionele hydrofoor doodlopende filtratie en degenen die zijn verzameld door CATNET, met behulp van een gegevensset van kust zeewater bemonsterd van de westkust uit Taiwan (Figuur 2). Meer dan 90% van die deeltjes klein waren (0.4 - 10 µm). Wanneer ten opzichte van ambient ongefilterde zeewater te CATNET gefiltreerd zeewater (< 10 µm), met behulp van dit protocol die zeer lage spaties en geen merkbare besmetting (tabel 1). Voor deeltjes verzameld op de diepte van het chlorofyl-a maximum in de Zuid-Chinese Zee tussen 3/26/2002 en 3/28/2002, de meeste deeltjes (> 80%) verbleven kleinere (0.4 - 10 µm) deeltjes. Grotere deeltjes, dat wil zeggen, zoöplankton (> 153 µm), toonde duidelijk aan dagverloop verticale migratiepatronen, terwijl de concentraties van kleinere deeltjes bleef nagenoeg onveranderd (Figuur 3). De levende zoöplankton waargenomen in de bemonstering flessen aangegeven de zachtheid van de filtratie proces¹⁰. In het oppervlaktewater van de straat van Taiwan, worden de analytische natte chemie en bemonsteringstechnieken die hier beschreven gebruikt als eenheid van mariene deeltje distributies en composities. Het histogram van de gemiddelde metalen concentraties van de zwevende deeltjes (µg/g) onder de grootte van verschillende breuken verzameld gevarieerde dramatisch, verspreid over meer dan vijf Ordes van grootte. De concentraties varieerden aanzienlijk in verschillende deeltje grootte groepen: 0.4 - 10 µm, 10-63 µm, 63-153 µm, en > 153 µm. In het algemeen, de meeste deeltjes werden verrijkt met Fe en Al, en de concentraties verlaagd met te vergroten, met uitzondering van de Cd, die verhoogd met vergroten, mogelijk veroorzaakt door een bio-concentratie proces^{3,10, 14} (Figuur 4).

Figuur 1: Ultra-Clean gelaagde zwaartekracht filtratie sampler voor het verzamelen van grootte gefractioneerde mariene plankton en geschorst deeltjes (CATNET). Dit deeltje collectie sampler is gemaakt van polycarbonaat en polypropyleen materialen, en is uitgerust, in volgorde, met 153 µm, 63 µm en 10 µm veranderlijk nylon netten. Watermonsters zijn uit zes PTFE-coating bemonstering van 20-liter flessen op de verhoogde multi fles bemonstering array, verbonden aan de uiteinden van de instroom van de grootte-gefractioneerde filtratie-apparatuur via buizen van thermoplastische elastomeer zuur gewassen getrokken. Dit filtersysteem voorkomt effectief mogelijke besmetting tijdens het verzamelen van de monsters aan boord, en deeltjes zijn voorzichtig gescheiden in verschillende maten opeenvolgend door middel van de netten, zinken in de LDPE-flessen aan de onderkant van elk net. De "CATNET" door de co-auteur was bijgenaamd Miss Wen-Huei Lee voor een korte afkorting van "Dr. Cat's Ultra-Clean Multi-Layer collection netto", zodat gebruikers onderscheid maken de apparatuur en filtratie methode met betrekking tot de ontwerper/uitvinder, Dr. Liang-Saw tussen kunnen "CAT" Wen. Dit apparaat werd gepatenteerd tot 9 mei^th, 2015¹². Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Afbeelding 2: vergelijking van de totale geschorste materialen (TSM) verzameld van kustwateren door twee onafhankelijke filtratie methoden. Kustwateren monsters op een diepte van 5 meter werden verzameld aan boord bij de R/V Oceaan onderzoek II in April 2007 (en2-1432, 2007/4/21-4/23). (een) meetstations, (b) Schematische voorstelling van de bemonsteringsprocedure, (c) de grootte van de verschillende deeltjes concentraties van elk monster sites bepaald door CATNET methode en (d) vergelijking van deeltje concentratie bepaald door conventionele filtratie methode (TSM) en CATNET methode (TTSM). De foutbalken worden de standaarddeviaties van de gedupliceerde monsters zoals gemeten door de TSM. Zeer goede overeenkomst werd gevonden tussen de concentraties van zwevende deeltjes bepaald met behulp van de twee onafhankelijke methoden in aparte porties van de dezelfde monsters. Er waren 22 bemonsteringsplaatsen, en twee monsters voor elke site werden verzameld en gefilterd rechtstreeks door de gebruikte, hydrofoor doodlopende filtratie apparaat^7,11,16 (totale geschorste materialen, "TSM", deeltje gewicht van groter dan 0,4 µm), en een ander monster was verzameld door CATNET gevolgd door lagedruk vacuüm filtratie (totale hoeveelheid gesuspendeerde stoffen, "TTSM", de som van de gewichten van 0.4 - 10, 10-63, 63-153, en > 153 µm deeltjes; slechts eenmaal gedaan moet bewerkingstijd). Een grote concentratiebereik impliceert dat de technieken zijn geschikt voor deeltje studies in verschillende omgevingen waar concentraties aanzienlijke verschillen tonen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Analyten	Veld Double-gedeïoniseerd Water Blanks	Ambient zeewater (< 0.4 µm)	CATNET filtraat zeewater (< 10 µm)
Nitriet (µM)	n.d.	0.23	0.22
Nitraat (µM)	n.d.	1.4	1.45
Ammoniumnitraat (µM)	n.d.	0.081	0.088
Fosfaat (µM)	n.d.	0.16	0,15
Silicaat (µM)	n.d.	4.01	4.05
DOC (ΜM)	n.d.	83	81
Cu (nM)	0.08	0.91	0,85
Fe (nM)	0.005	0.34	0.35
Ni (nM)	0,01	2.45	2.35

Tabel 1: nutriënt- and -trace metalen concentraties in procedure leeg wateren, ambient zeewater en CATNET gefilterd water. Illustratie van voedingsstoffen en trace metalen concentraties in 3 veld spaties (zuiver water behandeld als monsters in het veld) en ambient water (115˚34'E, 18˚15'N; 80 meter diepte) voor en na CATNET filtratie, waaruit blijkt dat de doeltreffendheid van de protocol beschreven. Er was geen bewijs voor verhoogde concentraties als gevolg van opsluiting stress effecten (onnatuurlijke uitscheiding wegens aanvaring, onnatuurlijke blootstelling aan licht, temperatuurschok, krachtig mengen, cel breuk, etc.) en verontreiniging (metaalsporen in wast en collectie flessen, collectie vistuig, hulpstukken en draden, kunststof sluitingen, enz.). Lage veld leeg werden ook bereikt. Niet aantoonbaar: n.d.

Figuur 3: temporele variaties van (a) de chlorofyl fluorescentie in de eufotische zone, en (b) de verschillende grootte deeltjes verzameld op een diepte van chlorofyl-a maximaal. Monsters werden genomen aan boord bij de R/V Ocean Research ik in maart 2002 (OR1-639, 2002/3/21-3/30)¹³. De stippellijnen met driehoekjes in (een) de CTD neergeslagen en hydrografische gegevens ophalen tijden; de solide driehoeken duiden de bemonsteringstijd voor deeltjes op een diepte van chlorofyl maximale voor CATNET implementaties. Terwijl sommige concentraties van kleinere deeltjes bleef nagenoeg onveranderd, het zoöplankton (> 153 µm) toonde duidelijk aan nachtelijke verticale migratiepatronen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 4: vergelijking van de gemiddelde metalen concentraties in de gedroogde geschorst deeltjes (µg/g) onder de verschillende maten. (een) monsters werden genomen aan boord bij de R/V Oceaan onderzoek II tijdens de zomer van 2007 (en2-1444, 2007/5/31-6/6). (b) gemiddelde metalen concentraties met de standaarddeviaties van de gedroogde geschorst deeltjes (µg/g) voor alle 35 monsters onder de verschillende maten. Over het geheel genomen de trace-metal composities gevarieerd dramatisch, verspreid over meer dan vijf Ordes van grootte. De metalen concentraties ook aanzienlijk varieerde in de anders grote deeltjes verzameld (0.4 - 10, 10-63, 63-153, en > 153 µm) in oppervlaktewateren van de straat van Taiwan; in het algemeen de concentraties daalde met te vergroten, met uitzondering van Cd. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

Verkrijgen van betrouwbare trace metalen concentraties op plankton en zwevende deeltjes in natuurlijke wateren, die over het algemeen aanwezig in zeer lage concentraties zijn, vereist grote zorgvuldigheid tijdens de sample collectie, verwerking, voorbehandelingen en analyse, met als doel vermindering van de verontreiniging. Dus, de procedures voor het ontwerpen en voorbereiden van bemonstering vistuig, monster verpakkingen en materialen gebruikt voor het verzamelen en proces monsters zijn alle essentiële stappen op weg naar het verkrijgen van kwalitatief hoogwaardige gegevens voor metaalsporen in mariene milieus. Met de opmars van nieuwe deeltje-verzamelen methoden in de afgelopen decennia, is ook onze kennis van deeltje dynamiek alsmede spoorelement biogeochemie verbreden. In dit document, hebben we een sequentiële formaat-van techniek die kan worden gebruikt voor het bestuderen van de distributie en de samenstelling van mariene plankton/deeltjes geïllustreerd. In het zeewater onderzochten we, trace-metal composities gevarieerd dramatisch in deeltjes met verschillende maten en origines, verspreid over meer dan vijf Ordes van grootte. In het algemeen, de meeste kleine deeltjes (0.4 - 10 µm) werden verrijkt met metaalsporen zoals Fe en Al, en de concentraties daalde met toenemende grootte^3,10,14. Vergeleken met conventionele doodlopende filtratie, de resultaten van totale deeltje concentraties in kustgebieden zeewater aangegeven waarop het overzicht protocol leverde goed akkoord gebruikt.

Het protocol beschreven hier kan gemakkelijk worden toegepast op de collectie in verschillende soorten mariene milieus, estuariene en kustwateren, meren of open oceanen. Monstervolume kan worden aangepast als meer of mindere hoeveelheid deeltjes vereist zijn. In zeer troebele wateren, monsters moeten nog netjes worden verzameld en grote zorg moet worden genomen om het verwijderen van eventuele resterende deeltjes vast te houden aan het Nylon net voordat het volgende watermonster wordt verwerkt. De schoonmaak- en conditioneringscycli stappen, en het bewustzijn van "trace-metal schone bemonsteringstechnieken" zijn kritisch voor bevredigend massabalans en consequent goede resultaten. Dit werk toont aan dat de vaststelling van de metalen distributie trace in mariene plankton en zwevende deeltjes "schone technieken", waarin de bemonsterings- en scheiding vereist, en dit apparaat en de daarmee verband houdende verwerking geeft betere resultaten.

Het bereik van grote hoeveelheden zeewater waarvoor dit protocol is van toepassing impliceert dat onderzoeken van deeltje distributies en gedrag ook effectief kunnen worden uitgevoerd in verschillende mariene milieus. Verzameling van deeltjes in discrete monsters gevolgd door chemische karakterisering heeft nog steeds de ruimtelijke en temporele beperkingen, die potentieel bias in de interpretaties als gevolg van een potentieel onvolledig account van het veld van het deeltje te introduceren. Echter door het vergelijken van resultaten van verschillende deeltjes vergaringsmethoden, we kan verder uit te breiden de reikwijdte van het onderzoek van de deeltjes/plankton door het verstrekken van details van de reacties en processen die verschillende grootte van de deeltjes, en het bepalen van hun overeenkomstige biogeochemische dynamiek. Het voortdurende onderzoek naar deeltjes/plankton zal licht werpen op hun rol in de Oceaan.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
thermoplastic elastomer (C-Flex) Tubings	Cole Palmer	EW-06424-67	O.D. 0.635 cm, Opaque White 1/8"ID x 1/4"OD, 25 ft/pack
LDPE Bottle (Nalgene)	ThermoFisher Scientific	2103-0004	125 mL, Nalgene Wide-Mouth LDPE Bottles with Closure
anionic protease enzyme detergent detergent (Tergazyme)	Alconox	1104-1	1×4 lb box (1.8 kg)
Hydrochloric Acid	Sigma-Aldrich	258148	Reagent grade
Nitric acid	Sigma-Aldrich	695025	Reagent grade
alkaline detergnet (Micro)	Cole Palmer	EW-99999-14	Micro-90 Cleaning Solution
polycarbonate filter, 47 mm, 0.4 µm	Sigma-Aldrich	WHA111107	Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 0.4 μm, polycarbonate
polycarbonate filter, 47 mm, 10 µm	Sigma-Aldrich	WHA111115	Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 10 μm, polycarbonate
PFA vessel, 60 ml capacity	Savillex	300-060-03	60 mL Digestion Vessel, Flat Interior, Flat Exterior, Buttress Threaded Top
Nitric acid, ultrapure	Seastar Chemicals	N/A	BASELINE Nitric Acid
HF, ultrapure	Seastar Chemicals	N/A	BASELINE Hydrofluoric Acid
Boric acid, ultrapure	Seastar Chemicals	N/A	BASELINE Hydrobromic Acid
polyethylene (PE) gloves	Safty Zone	GDPL-MD-5	Clear Powder Free Polyethylene Gloves
Multiple layer filtering and collecting device	Sino Instrumnets Co. Ltd	not available	Multiple layer filtering and collecting device, CATNET
10 um Nylon filters, Nitex	Dynamic Aqua-Supply Ltd.	NTX 10	Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)
60 um Nylon filters, Nitex	Dynamic Aqua-Supply Ltd.	NTX 60	Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)
150 um Nylon filters, Nitex	Dynamic Aqua-Supply Ltd.	NTX 150	Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)
torque wrench	Halfords	200238	Halfords Professional Torque Wrench 8-60Nm
multi-bottle sampling array, Rosette	General Oceanics	Model 1018	Rosette Sampler
PTFE-coated sampling bottles, GO-Flo	General Oceanics	108020T	GO-Flo water sampler teflon coated
Marine sediment reference materials	National Research Council Canada	MESS-3
Estuarine sediment standard reference material	National Institute of Standards and Technology	1646a
Plankton reference material	The European Commission's science and knowledge service	CRM414