Summary
Plankton ve askıya alınan parçacıklar okyanusta biyojeokimyasal döngüleri içinde önemli bir rol oynamaktadır. Burada, deniz suyu büyük miktarlarda işleme yeteneği ile parçacıklar ve plankton denizde irili ufaklı derlemesinin bir ultra temiz, düşük stres yöntemi sağlamak.
Abstract
Birçok eser elementler okyanusta dağılımları güçlü büyüme, ölüm ve re-mineralization deniz plankton ve bu parçacıkların askıya/batan ile ilişkilidir. Burada, bir bütün plastik (polipropilen ve Polikarbonat), çok katmanlı filtrasyon sistemi askıya alınmış Partiküler madde (SPM) denizde topluluğu için mevcut. Bu ultra temiz örnekleme aygıtı tasarlanmış ve özellikle trace öğe çalışmaları için geliştirilmiştir. Tüm metalik olmayan malzemelerin titiz seçimi ve akışı ile bir satır içi yordam kullanımı mümkün her türlü metal kirlilik örnekleme sırasında en aza indirir. Bu sistem başarıyla test ve izleme metaller (örneğin, Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) parçacıkları kadar değişen boyutlarda kıyı ve açık okyanus suları üzerinde belirlemek için tweaked. Güney Çin Denizi Güney Doğu Asya zaman serileri (koltuk) istasyonunda sonuçlarından diurnal varyasyonları ve plankton euphotic bölgedeki kayma dağılımını kolayca çözüldü tanınan ve olduğunu gösterir. Tayvan Boğazı yüzeydeki sularda boyutu şeker parçacıkların kimyasal analiz göstermektedir daha büyük partiküller (> 153 µm) daha küçük parçacıklar (10-63 µm) çoğunlukla inorganik madde oluşturuldu ise çoğunlukla biyolojik olarak, elde edilmiştir. Ayrı--dan CD, metaller (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) konsantrasyonları boyutunun artırılması ile azalmıştır.
Introduction
Okyanus parçacıklar deniz biyojeokimyasal döngüleri1' de önemli bir rol oynamaktadır. Parçacıkların boyutu, Mineraloji ve kompozisyon, gibi özelliklerin çoğu son derece başka bir2' ye bir jeolojik veya hidrografik ayarını değiştirebilirsiniz. Ayrıca, öğeleri okyanusta dağıtımları da Deniz fitoplankton yaşam döngüsü ile ilişkili: büyüme, ölüm, batan ve re-mineralization3,4. Deniz parçacıklar span en az 4 büyüklük Mikronaltı parçacıkları için büyük toplamları arasında değişen boyutunda (> 5 mm). En parçacıkları, viral lizis, reaksiyon, salgı, dışkı Pelet üretimigibi işlemlerden biyolojik olarak türetilir. Diğer parçacıklar hücreleri, hücresel enkaz veya lithogenic malzemeler1fiziksel koagülasyon oluşur. Çeşitli kimyasal ve biyolojik özellikleri parçacıkların jeokimyasal döngüleri ve biyolojik süreçler ve parçacıklar4,5,6içinde meydana gelen kontrol eder. Bu parçacıklar önemli alanlarından plankton veya saprotrophs gibi bazı organizmalar için gıda kaynakları şunlardır. Buna göre parçacıklar kaderi üzerinde ve çevresinde parçacıklar biyolojik işlemler tarafından değiştirilebilir büyüklükleri kez ilgilidir.
Deniz parçacıklar genellikle örnekleme filtrasyon gerektiriyor, ancak bu yaklaşım deniz parçacıklar kompozisyon ve boyut olarak homojen değildir beri parçacıklar, özelliklerinin belirlenmesinde belirli bir belirsizlik tanıttı. Askıya alınan parçacıklar, neredeyse kalıcı olarak süspansiyon, çoğu küçük ve düşük yoğunluklu parçacıkları çoğunlukla oluşan hidrodinamik şartlarına bağlı olarak kısa bir süre için sadece değişen miktarlarda süspansiyon daha büyük ve daha yoğun parçacıkları ile karıştırılır 7. plankton örnekleri izleme metal bileşimi ilk raporlar üzerinde bir araştırma gemisi8plankton römorkörler veya askıya almadan plankton ağlar tarafından toplanmıştır. Yazarlar genellikle metal parçacıklar buldum ve kirlenme kimyasal analiz için deniz parçacık örnekleme sırasında ciddi bir sorun düşündüren örnekleri, fiş boya. Net kauçuk sallar tarafından çekme veya Polivinil klorür (PVC) kullanarak diğer çabaları dahil-vinç3el. Parçacıkların güvenilir örnekleme zorluk ilerleme anlayışımız deniz parçacıklar kimyasal bileşimi, özellikle eser elementler zorlaştırır. Bu nedenle, fitoplankton eser elementler konsantrasyonu hakkında en önemli bilgi kültür çalışmaları9,10' dan geldi. Bu tanıma deniz bilim adamları parçacıklar denizin geçen otuz yıl11eğitim için yeni yöntemleri oluşturmak için motive vardır.
Oşinograflar gemi filtrasyon, in situ filtrasyon, dahil olmak üzere çeşitli örnekleme teknikleri kullandık ve tortu11yakalar. Sigara-kirlenmiş örnekleri toplamak için deniz suyu geniş hacimli işlenmesi, özellikle açık okyanus ve derin sularda parçacık konsantrasyonu çok düşük olduğu için zor olabilir (0,001 - 0.1 mg/L). Geniş hacimli parçacıkların izleme metal konsantrasyonları ölçmek için yeterli bir miktarı elde etmek için deniz suyu filtre uygulamak gereklidir. Bazı araştırmacılar parçacıklar--dan batmak askıya alınan parçacıklar ayırmak için boyut-ayırma yöntemi kullandık. Ancak, parçacık boyutu, gözeneklilik, yoğunluk ve şekli hızları batan bütün etkisi parçacık olabilir. Tortu tuzaklar bu parçacıklar batan için tasarlanmış bu yana asılı parçacıklar, toplamak için pratik araçlar değildir. Bu nedenle, yeterli miktarda en az kirlenme ile asılı parçacıkların toplayabilir örnekleme ve tedavi yöntemleri geliştirmek önemlidir. Bu nedenle, kritik bilgi deniz parçacık dinamiği ortaya çıkarabilir bu yana boyutu-ayırma situ filtrasyon sayesinde hala Deniz bilimci'nın örnekleme araç, umut verici bir araç olduğunu. Burada, izleme metal Temizleme başarıyla test edilmiş tarif, politetrafloroetilin (PTFE) üzerinden tek seferde gemide deniz suyu geniş hacimli (120-240 L) tedavi cihazları, örnekleme çok katmanlı yerçekimi filtrasyon kaplı su örnekleme şişelerde bir çok şişe örnekleme dizisi. Bu örnekleme cihaz sentetik naylon asit yıkanmış ağlar sırayla kullanır ve ağları yavaşça boyutu şeker askıya alınan madde ve fitoplankton12,13, toplamak için bir polikarbonat kapsayıcıda içine alınır 14,15 (şekil 1). Bu çalışmanın amacı, metal-parçacık dernekler ve onların tepki dynamics deniz ortamlarda çalışmak için daha iyi bir araç sağlamak ve çok çeşitli planktons, parçacıklar ve izleme metaller bu kaderi bizim anlayış geliştirmek etmektir ortamlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Aşağıdaki iletişim kuralı zararlı kimyasal madde ile çalışma gerektirir. Lütfen güvenlik veri sayfaları (SDS) dikkatle okuyun ve kurumsal kimyasal güvenlik yönergeleri izleyin.
1. çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici hazırlık
-
Temizlik örnekleyici
- Boru ve filtrasyon ünitesi % 1 ile (w/v) Anyonik proteaz enzimi deterjan solüsyonu doldurmak ve çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici Ters Ozmos Çift Kişilik distile su (RO-DDW) ile iyice 24 h floş için emmek o zaman %0,1 (v/v) ile doldurmak Hidroklorik asit (HCl, reaktif sınıf) ve 72 h ıslatmak.
- Çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici Çift Kişilik distile deiyonize su (RO-DD-DIW) üç beş kat, en az 20 litre her zaman ve montaj plastik torbalarda saklamak Ters Ozmos ile kanül.
-
Parçacık örnek konteyner temizlik/hazırlık
- Düşük yoğunluk polietilen (LDPE, 125 mL) veya Fluorlu etilen propilen (FEP, 125 mL) şişe kap olarak parçacıklar için kullanın. Onları ilk alkalin deterjan (mikro, %1), daha sonra da % 50 (v/v) nitrik asit (HNO3, reaktif sınıf), sonra en az 24, 48 ve 24 h, % 10 (v/v) HCl çözümleri içinde sırasıyla ıslatarak şişeleri temizle. Şişeleri de-iyonize su (RO-DD-DIW) iki iliklerine adımlar arasındaki ile yıkayın.
- İliklerine kadar bir son HCl sonra şişeleri de-iyonize su (RO-DD-DIW) ile iyice durulayın ve kuru bir temiz oda veya sınıf-100 temiz Bank şişelerde.
Çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici için temizlenmiş şişe takın veya temizlenmiş mühür PE fermuarlı çanta ve iki onları taşıma için şişe.
-
Çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici topluluğu
- Altı 4 m kadar kimyasal olarak dayanıklı Termoplastik elastomer tüpler (dış çap 0.635 cm) altı yön alıcılar örnekleyiciyi üstüne takın.
- Bir temiz Oda (onlar (aşağıya bakınız), dışarıdan konumlandırılmış 10 µm gözenekli filtre ile temizlenir sonra tezgah) sırayla üç farklı mesh naylon filtre düşük yoğunluklu polietilen örnek kapları (125 mL LDPE) ile monte 63 µm gözenekli filtre Orta ve 153 µm gözenekli filtre iç. Nakliye, polietilen (PE) torbalar iki kat çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici depolamak sonra polipropilen (PP) nakliye konteyner yerleştirin.
2. örnekleme
-
Örnek koleksiyonu
- Otele varışta örnekleme sitesinde araştırma gemisi güvertede bir nakliye konteyner çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici kaldırmak ve örnekleyici ile çantayı aç bir kişi var. O zaman, onları PE eldiven takmışım, yükseltilmiş çok şişe örnekleme dizi üzerinde altı 20 L PTFE kaplı örnekleme şişe su spigots altı 4 m Termoplastik elastomer borular bağlanmak ve deniz suyu bu filtrasyon ünitesi kılavuzu var. Deniz suyu yönlü giriş akacaktır ve parçacıklar/plankton hafifçe ayrılmış/ağlar şeker ve ağları tabanında güvenli LDPE şişe 125 mL yerleşmek.
- Deniz suyu (genellikle 120 L kıyı deniz suyu için ve açık okyanus su için 240 L) aracılığıyla aktı sonra sırayla her net kaldırın (ilk olarak, 153 µm sonra 63 µm ve nihayet 10 µm) bir sınıf-100 temiz Bank daha sonra net izleme-metal-temiz 0.4 µm f ile sprey. iltered deniz suyu herhangi bir plankton durulama için ağları iç yüzeyinde sıkışmış. Deniz suyu konsantre partiküller/125 mL polietilen şişelerde plankton ile toplamak.
- Nets bu şişe sökün ve konsantre partiküller/plankton tekrar bir vakum filtrasyon asit yıkanmış aparatı aracılığıyla çözümlerle filtre önceden tartılır, asit yıkanmış-47 mm, 10 µm gözenek boyutu polikarbonat filtreler yüksek vakum altında koşullar (< 5 kPa).
- Parçacıklar/plankton 10 µm küçük toplamak için en az 20 M deniz suyu sampler, o zaman bundan sonra akışı, 2-5 M su 5 L PE kapsayıcısında toplamak ve bu örnek sular bir vakum filtrasyon asit yıkanmış aparatı ile göre filtre uygulamak bekleyin önceden tartılır, asit yıkanmış, 47-mm, 0,4-µm gözenek boyutu polikarbonat filtreler.
- Vakum filtrasyonu sonra örnek filtreleri hemen yüksek saflıkta deniz suyu, Kuru Ağırlık parçacıklar/plankton belirleme deniz tuzları etkisini en aza indirerek artıklarını çıkarın DDW su ile durulayın. Durulama ses sadece birkaç mililitre kırılgan plankton zarar önlemek için tutun.
- O zaman, durulama bu adımdan sonra dikkatli bir şekilde vakum filtrasyon ünitesi filtreyi kaldırmak, asit yıkanmış, önceden ağırlığını akrilik plastik petri yemeklerinde örnek filtreler depolamak ve resealable plastik torbalarda mühür. Çanta onboard-20 ˚C dondurucuya geri daha fazla örnek tedavi öncesi ve kimyasal analiz için bir kara tabanlı laboratuvar için geri dönen kadar tutmak.
3. örnek tedavi
-
Donma kurutma ve sindirim parçacıkların
- Freeze-drying makine toplayıcı TMMOB parçacık örnekleri filtreleriyle yerleştirin ve makinede açın. Makine sıcaklığı-40 ° C ulaşır gibi üzerinde vakum pompası makine açın ve süreçlerinde donma başlatın.
Not: Vakum seviyesi sürekli 0,12 mBar sağlanmalıdır. Lütfen kullanım kılavuzunu dikkatle okuyun ve her adımı için üreticinin yönergeleri izleyin. - 72 h sonra freeze-drying makineyi kapatmak, kurutulmuş filtreleri çıkartın ve onları tartın. Sonra kurutulmuş örnek filtreleri önceden ağırlığını perfluoroalkoxy Alkan (PFA) gemiler (60 mL kapasiteli) yerleştirin ve gemi2,3,6,7ultrasaf nitrik asit 3 mL ekleyin.
- Gemi 2.5 kg-m sabit tork tork anahtarı ile sıkın ve damarları ilk sindirim sırası için 12 h için 130 ° C'de geleneksel fırında yerleştirin. Soğutma sonra gemilerin Kaldır fırın, açık ve 2 mL ultrasaf hidroflorik asit gemi2,3,6,7ekleyin.
- Gemi bir tork 2.5 kg-m ile sıkın ve damarlara 130 ° c ikinci sindirim sıra 12 h için geleneksel bir fırında yerleştirin. Soğutma sonra açık ve gemi2,3,6,716 mL % 4.5 ultra-saf Borik asit çözeltisi ekleyin.
- Gemileri 2.5 kg-metre bir sabit tork sıkın ve son sindirim sırası için 12 h için 130 ° C fırında örnekleri sindirmek. Soğutma sonra her araç tartmak ve son kütle ve belirli bir son digestant ses vermeye sindirilir her çözüm kütlesi belirlemek.
Not: Belirli kütle digestant tam olarak 1.00 mL ağırlığı ölçerek belirlenir. - Dikkatle digestant daha fazla izleme metal çözümleme için 30 mL asit temizlenmiş PE şişe içine dökün.
- Freeze-drying makine toplayıcı TMMOB parçacık örnekleri filtreleriyle yerleştirin ve makinede açın. Makine sıcaklığı-40 ° C ulaşır gibi üzerinde vakum pompası makine açın ve süreçlerinde donma başlatın.
-
İzleme Metal çözümlemesi
- İzleme metal konsantrasyonları (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni ve Al) sindirilir çözümlerinde parçacıklar bir grafit fırın atomik Absorpsiyon spektrometresi (GF-AAS)6kullanarak belirleyin.
- Sertifikalı referans malzeme (CRM), deniz tortu başvuru malzemeleri Ulusal Araştırma Konseyi Kanada, National Institute of Standards ve teknoloji, nehir ağzı tortu standart referans malzeme gibi bir doğruluğu test olarak kullanın ABD ve Avrupa Komisyonu'nun bilim ve bilgi Servisi plankton referans malzeme. CRM'de sağlanan izleme metaller için fatura değerinin % 95-107 kurtarma işlemi sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Modern Oşinografi gelişmesiyle birlikte, "temiz teknikleri" kullanmak için yaygın bir uygulama oldu doğru izleme deniz parçacıkları veya plankton metal konsantrasyonları elde etmek için. En parçacıkları doğal sularda düşük mg/L µg/L Aralık içinde olduğundan, çok sayıda deniz suyu tedavisi izleme metaller jeokimyasal ve biyolojik etkileri ortam ortamlarda çeşitli parçacıklar araştırmak gereklidir. Temiz, çok katmanlı yerçekimi filtrasyon ("CATNET") örnekleme teknikleri (şekil 1) kullanımı ile iyi anlaşma geleneksel basınçlı çıkmaz filtrasyon ve bu CATNET tarafından toplanan kullanarak kararlı parçacık konsantrasyonu arasında bulundu, Tayvan (Şekil 2) Batı kıyıları örneklemeyi kıyı deniz suyu bir veri kümesi kullanarak. Bu parçacıklar fazla % 90 küçük (0.4 - 10 µm). Ne zaman CATNET için karşılaştırılan ortam filtre uygulanmamış deniz suyu deniz suyu filtre (< 10 µm), bu iletişim kuralı kullanılarak üretilen çok düşük boşluklar ve hiçbir fark kirlenme (Tablo 1). Güney Çin Denizi klorofil-a maksimum derinlikte 3/26/2002 ve 2002/3/28, en parçacıkları arasında toplanan parçacıklar için (> %80) daha küçük ikamet (0.4 - 10 µm) parçacıklar. Daha büyük partiküller, Yani, plankton (> 153 µm), hemen hemen değişmeden (şekil 3) daha küçük parçacıklar konsantrasyonları kaldı diurnal dikey geçiş desenler, açıkça gösterdi. Örnekleme şişelerde gözlenen canlı plankton filtrasyon işlemi10nezaket göstermiştir. Tayvan Boğazı yüzey suya analitik ıslak kimya ve örnekleme teknikleri burada açıklanan deniz parçacık dağılımları ve besteleri ölçmek için kullanılır. Farklı boyut kesirler arasında askıya alınan parçacıklar (µg/g) ortalama metal konsantrasyonlarda histogramını çeşitli önemli ölçüde, beş büyüklük kapsayan toplanan. Konsantrasyonları çeşitli önemli ölçüde farklı parçacık boyut gruplarında: 0.4 - 10 µm, 10-63 µm, 63-153 µm, ve > 153 µm. Genellikle, en parçacıkları Fe ve Al zenginleştirilmiş ve konsantrasyonları azalma ile artan büyüklük, muhtemelen bir biyo-toplama işlemi3,10tarafından, neden arttı Cd dışında boyutunun artırılması ile 14 (şekil 4).
Şekil 1: Ultra temiz çok katmanlı yerçekimi filtrasyon örnekleyici boyutu toplamak için deniz plankton şeker ve askıya parçacıklar (CATNET). Bu parçacık koleksiyonu örnekleyici polikarbonat ve polipropilen malzeme yapılmış ve sırayla 153 µm, 63 µm ve 10 µm değiştirilebilir naylon fileler ile donatılmıştır. Su örnekleri altı 20 litrelik PTFE kaplı örnekleme şişe boyutu şeker filtrasyon cihazları Termoplastik elastomer asit yıkanmış tüpler yoluyla giriş akımı ucunun bağlı yükseltilmiş çok şişe örnekleme dizi üzerinde çizilir. Bu filtrasyon sistemi etkili onboard örnekleri toplarken olası bulaşma engeller ve parçacıklar hafifçe üzerinden sırayla ağlar her net dibinde LDPE şişe içine batıyor, farklı boyutlarda ayrılır. "CATNET" tarafından co-yazar takma oldu Bayan Wen-Huei Lee için kısa bir kısaltma "Dr kedinin Ultra temiz çok katmanlı toplama net", böylece kullanıcılar cihazı ve filtrasyon yönteminin Tasarımcısı/mucit, Dr Liang-testere ile ayırt edilebileceğini "Kedi" Wen. Bu cihaz 9 Mayıs kadar patentlith, 201512. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: karşılaştırma askıya alınan toplam malzemelerin (TSM) iki bağımsız filtrasyon yöntemleri tarafından kıyı sularında toplanan. Kıyı su örnekleri 5 metre derinlikte Nisan 2007 (OR2-1432, 2007/4/21-4/23) R/V okyanus araştırma II adlı gemide toplanmıştır. (bir) örnekleme istasyonları, (b) şematik örnekleme yordam, her örnek (c) farklı bir boyutunu parçacık konsantrasyonları siteleri CATNET yöntemi tarafından belirlenen ve (d) karşılaştırma parçacık konsantrasyonu tarafından belirlenen geleneksel filtrasyon yöntemi (TSM) ve CATNET yöntemi (TTSM). Hata çubukları TSM göre ölçülen yinelenen örnekleri standart sapmalar vardır. Çok iyi anlaşma aynı örnekleri ayrı aliquots içinde iki bağımsız yöntemlerle tespit askıya alınan parçacık konsantrasyonu arasında bulundu. 22 örnekleme siteleri vardı ve her site için iki örnek toplanmış ve doğrudan yaygın olarak kullanılan, basınçlı çıkmaz filtrasyon aygıt7,11,16 x (Toplam askıya alınan malzemeler, "TSM", filtre parçacık ağırlığını 0.4 µm daha büyük), ve başka bir örnek CATNET alçak basınç vakum filtrasyon tarafından takip tarafından denizden çıkarıldı (askıya alınan malzemeler, "TTSM", 0.4 - ağırlıkları toplamı toplam miktarı 10, 10-63, 63-153, ve > 153 µm parçacıklar; sadece bir kez nedeniyle yapılan Operasyon süresi). Bir büyük konsantrasyon aralığı anlamına gelir teknikleri ayrı ortam nerede konsantrasyonları önemli farklılıklar gösterir çalışmalarda parçacık için uygundur. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
| Analitlerin | Alan çift deiyonize su boşlukları | Ortam deniz suyu (< 0,4 µm) | CATNET Filtrate deniz suyu (< 10 µm) |
| Nitrit (µM) | ND | 0,23 | 0,22 |
| Nitrat (µM) | ND | 1.4 | 1,45 |
| Amonyum (µM) | ND | 0.081 | 0.088 |
| Fosfat (µM) | ND | 0,16 | 0,15 |
| Silikat (µM) | ND | 4.01 | 4.05 |
| DOKTOR (ΜM) | ND | 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 |
Tablo 1: besin ve izleme metal konsantrasyonları yordam boş sular, ortam deniz suyu ve CATNET suları süzülmüş. 3 alan boşlukları (yüksek saflık su alanı örnekleri olarak kabul) ve ortam su besin ve izleme metal konsantrasyonları gösterimi (115˚34'E, 18˚15'N; 80 metre derinlik) önce ve sonra CATNET filtrasyon da etkinliğini gösteriyor iletişim kuralı nitelendirdi. Doğumdan stres etkileri (doğal olmayan atılımı nedeniyle çarpışması, doğal olmayan ışık pozlama, sıcaklık şok, dinç karıştırma, hücre rüptürü, vb) veya kirlenme (izleme metaller nedeniyle artan konsantrasyonları kanıt yok yıkama ve koleksiyon şişeler, koleksiyon dişli, bağlantı parçaları ve teller, plastik kapaklar, vb). Düşük alan boşluklar da elde edildi. Değil tespit: ND
Şekil 3: (a) klorofil floresan euphotic bölge ve (b) farklı boyutta parçacıkların klorofil-a en yüksek derinliklerde toplanan zamansal varyasyonları. Örnekleri toplanan gemide R/V okyanus araştırma ben Mart 2002 (OR1-639, 2002/3/21-3/30)13. Üçgen içinde (bir) ile kesik çizgiler CTD alta dönüştürme ve hidrografik veri alma süreleri olduğunu gösterir; katı üçgenler klorofil maksimum derinliklerinde parçacıklar örnekleme süre CATNET dağıtımlar için göstermek. Süre biraz daha küçük parçacıklar plankton hemen hemen değişmemiştir konsantrasyonları (> 153 µm) gece dikey geçiş desen açıkça gösterdi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: kurutulmuş ortalama metal konsantrasyonda karşılaştırılması parçacıklar (µg/g) farklı boyutları arasında askıya. (bir) örnekleri 2007 (OR2-1444, 2007/5/31-6/6) yaz aylarında R/V okyanus araştırma II adlı gemide toplanmıştır. (b) ortalama metal konsantrasyonları standart sapmalar ile kurutulmuş parçacıklar (µg/g) tüm 35 örnekleri farklı boyutları arasında askıya. Genel olarak, izleme-metal besteleri önemli ölçüde, beş büyüklük kapsayan çeşitli. İzleme metal konsantrasyonları da çeşitli önemli ölçüde farklı ölçekli parçacıkları toplanan (0.4 - 10, 10-63, 63-153, ve > 153 µm) Tayvan Boğazı; yüzeydeki sularda Genel olarak, konsantrasyonu azaldı Cd. dışında boyutunun artırılması ile Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Güvenilir izleme plankton ve askıya alınan parçacıklar doğal sularda, çok düşük konsantrasyonlarda genellikle mevcut olan metal konsantrasyonları alma örnek toplama, işleme, pretreatments ve amacı ile analiz sırasında büyük dikkat gerektirir kirlenme azaltır. Bu nedenle, tasarım ve örnekleme dişli, örnek kapları ve malzemeleri hazırlamak için yordamları toplamak için kullanılan ve işlem örnekleri için izleme metaller deniz ortamlarda yüksek kaliteli veri alma doğru tüm önemli adımlardır. Yeni parçacık toplama yöntemleri son yıllarda avans ile de trace öğe biogeochemistry yanı sıra parçacık dinamiği ile ilgili bilgilerimizi genişletmektedir. Bu yazıda, dağıtım ve deniz plankton/parçacıklar bileşimi çalışma için kullanılan sıralı bir boyutu parçalanması tekniği Illustrated. Seawaters biz araştırdık, izleme-metal besteleri parçacıkları ile çeşitli ebat ve kökenleri, içinde önemli ölçüde değişik beş büyüklük kapsayan. Genel olarak, en küçük parçacıkları (0.4 - 10 µm) Fe ve Al, gibi iz metaller ile zenginleştirilmiş ve konsantrasyonları düşmüştür giderek artan bir boyut3,10,14. Geleneksel çıkmaz filtrasyon ile karşılaştırıldığında, kıyı seawaters toplam parçacık konsantrasyonlarda sonuçlarını iyi anlaşma vermiştir Seviyelendirilmiş protokolünü kullanan belirtti.
Burada açıklanan Protokolü deniz ortamlar, nehir ağzı ve kıyı suları, göl ve açık okyanuslar farklı türde koleksiyonda kolayca uygulanabilir. Parçacıklar daha fazla veya daha az miktarda gerekiyorsa örnek ses seviyesi ayarlanabilir. Son derece bulanık sularda örnekleri hala temiz bir şekilde toplanmalıdır ve büyük bir dikkatle sonraki su örneği işleme önce net naylon yapıştırma herhangi bir kalıntı parçacıkları kaldırmak için alınması gerekir. Temizlik ve Önkoşullanma adımları ve "izleme-metal örnekleme temiz teknikleri" bilincini tatmin edici kütle denge ve sürekli olarak iyi sonuçlar için kritik öneme sahiptir. Bu eser deniz plankton ve askıya alınan parçacıklar izleme metal dağıtım belirlenmesi "örnekleme ve ayırma dahil temiz teknikleri" gerektirir ve bu aygıt ve ilgili işleme sağlar geliştirilmiş sonuçlar gösterir.
Bu iletişim kuralı geçerli olduğu büyük hacimli deniz suyu aralığını parçacık dağılımları ve davranış da etkili bir şekilde çeşitli deniz ortamlarında yapılabilir olduğunu anlamına gelir. Koleksiyon ayrı örneklerinde kimyasal karakterizasyonu tarafından takip parçacıkların hala potansiyel olarak yorumlara parçacık alan bir potansiyel olarak eksik hesabı nedeniyle önyargı tanıtmak kayma ve temporal sınırlamaları vardır. Ancak, çeşitli parçacık toplama yöntemleri sonuçlarını karşılaştırarak, biz daha fazla parçacıklar/plankton araştırma kapsamında tepkiler ve farklı boyutlarda parçacıklar ve belirleme yöneten süreçleri ayrıntılarını sağlayarak genişletebilirsiniz onların karşılık gelen biyojeokimyasal dinamiği. Parçacıklar/plankton üzerinde devam eden araştırma rolleri okyanusta ışık tutacak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Co-yazar, Bay Alan Chuang patent eş sahibi ve genel müdürü, istekli kullanıcı için bu toplama aleti üretilen (Çin aletleri Co, Ltd) şirket var. Patent 9th, 201512Mayıs ayında sona erdi.
Acknowledgments
Yazarlar Pi-Fen Lin Hanım, Bay Wei-akciğer Tseng, Pei-Hsuan Lin Hanım ve Dr Jia-Lu Chuan alan örnekleme ve Laboratuar analizi için pratik geliştirme ve "CATNET." uygulanması sırasında onların yardım için teşekkür ederiz Yardım ekibi ve araştırma geminin okyanus araştırma teknisyeni-ı ve okyanus araştırma-II örnekleme seferleri sırasında büyük takdir etmek. Bu eser kısmen Tayvan Bilim Bakanlığı tarafından desteklenen ve teknoloji 91-2611-M-002-007, 95-2611-M-002-009, 96-2611-M-002-004, 97-3114-M-002-006, 104-2611-M-002-019 verir. Bu el yazması onun büyük özveri ve Tayvan deniz araştırmaları için katkı için Bayan Wen-Huei Lee anısına bulunmakta.
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 |
References
- Jeandel, C., et al. What did we learn about ocean particle dynamics in the GEOSECS-JGOFS era. Progr. Oceanogr. 133, 6-16 (2015).
- Lam, P., et al. Methods for analyzing the concentration and speciation of major and trace elements in marine particles. Progr. Oceanogr. 133, 32-42 (2015).
- Collier, R., Edmond, J. The trace element geochemistry of marine biogenic particulate matter. Progr. Oceanogr. 13, 113-199 (1984).
- Donat, J. R., Bruland, K. W. Trace elements in the oceans. Trace Elements in Natural Waters. Steinnes, E., Salbu, B. , CRC Press. Boca Raton, FL. 247-280 (1995).
- Wen, L. -S., Santschi, P., Tang, D. Interaction between radioactively labeled colloids and natural particles: evidence for colloidal pumping. Geochim. Cosmochim. Ac. 61, 2867-2878 (1997).
- Wen, L. -S., Warnken, K., Santschi, P. The role of organic carbon, iron, and aluminium oxyhydroxides as trace metal carriers: Comparison between the Trinity River and the Trinity River Estuary (Galveston Bay, Texas). Mar. Chem. 112, 20-37 (2008).
- Hurd, D., Spencer, D. Marine particles: analysis and characterization. American Geophysical Union. , (1991).
- Martin, J. H., Knauer, G. A. The elemental composition of plankton. Geochim. Cosmochim. Ac. 37, 1639-1653 (1973).
- Morel, F., Price, N. M. The biogeochemical cycles of trace metals in the oceans. Science. 300, 944-947 (2003).
- Ho, T. -Y., et al. The elemental composition of some marine phytoplankton. J. Phycol. 39, 1145-1159 (2003).
- McDonnell, A., et al. The oceanographic toolbox for the collection of sinking and suspended marine particles. Prog. Oceanogr. 133, 17-31 (2015).
- Wen, L. -S., Li, W. -H., Zhuang, G. -Z. Multiple layer filtering and collecting device. , Taiwan Patent No. M275880 (2005).
- Ho, T. -Y., Wen, L. -S., You, C. -F., Lee, D. -C. The trace-metal composition of size fractionated plankton in the South China Sea: biotic versus abiotic sources. Limnol. Oceanogr. 52, 1776-1788 (2007).
- Hsu, R., Liu, J. In-situ estimations of the density and porosity of flocs of varying sizes in a submarine canyon. Mar. Geol. 276, 105-109 (2010).
- Liao, W. -H., Yang, S. -C., Ho, T. -Y. Trace metal composition of size-fractionated plankton in the Western Philippine Sea: the impact of anthropogenic aerosol deposition. Limnol Oceanogr. , (2017).
- Grasshoff, K., Kremling, K., Ehrhardt, M. Methods of seawater analysis. , Wiley-VCH. (2007).
