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Environment

Un appareil ultra propre multicouche pour la collecte de plancton marin taille fractionné et particules en suspension

Published: April 19, 2018 doi: 10.3791/56811

Summary

Plancton et les particules en suspension jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques dans l’océan. Ici, nous fournissons une méthode ultra propre, faible contrainte pour la collecte de différentes tailles de particules et de planctons en mer avec la capacité de traiter des volumes importants d’eau de mer.

Abstract

Les distributions de nombreux oligo-éléments dans l’océan sont fortement associées à la croissance, la mort et la re-mineralization du plancton marin et celles des particules suspendues/naufrage. Nous présentons ici un tous les système de filtration multicouche (polypropylène et Polycarbonate), en plastique pour la collecte des particules en suspension (mes) en mer. Cet appareil ultra propre d’échantillonnage a été conçu et développé spécifiquement pour les études d’oligo-élément. Une sélection méticuleuse de tous les matériaux non métalliques et de l’utilisation d’une procédure de cheminement en ligne minimise toute possibilité de contamination métallique lors de l’échantillonnage. Ce système a été testé avec succès et tordu pour la détermination de métaux-traces (p. ex., Al, Mn, Cd, Cu, Fe, Ni) sur les particules de taille variable dans les eaux océaniques côtières et ouvert. Résultats de la mer de Chine méridionale à la station South East Asia chronologiques (sièges) indiquent que les variations diurnes et la répartition spatiale du plancton dans la zone euphotique peuvent être facilement résolus et reconnus. Analyse chimique des particules de taille-fractionné dans des eaux de surface du détroit de Taïwan suggère que les plus grosses particules (> 153 µm) proviennent pour la plupart sur le plan biologique, tandis que les particules plus petites (10 à 63 µm) étaient principalement composés de matières inorganiques. En dehors de la Cd, les concentrations de métaux (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) diminuent avec l’augmentation de taille.

Introduction

Particules dans l’océan jouent un rôle important dans les cycles biogéochimiques marins1. La plupart des propriétés des particules, comme la taille, la minéralogie et composition, peut changer profondément de géologique ou hydrographique d’un cran à un autre2. En outre, les distributions d’éléments dans l’océan sont également associées au cycle de vie du phytoplancton marin : croissance, mort, naufrage et re-mineralization3,4. Particules marines couvrent au moins 4 ordres de grandeur dans la taille, allant des particules submicroniques de grands agrégats (> 5 mm). Plupart des particules sont biologiquement dérivés, des procédés tels que lyse virale, exsudation, sécrétion, production de boulettes fécales. Autres particules sont formées de coagulation physique des cellules, des débris cellulaires ou lithogène matériaux1. Diverses caractéristiques chimiques et biologiques des particules contrôlent les processus biologiques qui se produisent sur et dans les particules4,5,6et cycles géochimiques. Ces particules sont des habitats importants ainsi que les sources de nourriture pour certains organismes, comme le zooplancton ou saprotrophes. En conséquence, le sort des particules est souvent lié à leur taille, qui peut être modifiée par des procédés biologiques sur et autour des particules.

D’échantillonnage de particules marines habituellement exige la filtration, mais cette approche introduit une certaine ambiguïté à identifier les propriétés des particules, car les particules marines ne sont pas homogènes dans la composition et la taille. Particules en suspension, composées principalement de particules de petites et de faible densité qui sont presque en permanence en suspension, sont mélangés avec des quantités variables de particules plus grandes et plus denses en suspension seulement pendant une courte période de temps, selon les conditions hydrodynamiques 7. les premiers rapports de la composition métallique de trace des échantillons de plancton ont été recueillies par les traits de plancton ou de suspension des filets de plancton sur un navire de recherche8. Les auteurs souvent trouvent des particules de métal et peignent puces dans les échantillons, ce qui suggère un problème grave de contamination pendant l’échantillonnage de particules marines pour l’analyse chimique. Autres initiatives incluent net remorquage par radeaux en caoutchouc ou en utilisant un chlorure de polyvinyle (PVC)-treuil3à la main. La difficulté de fiable d’échantillonnage de particules fait des progrès dans notre compréhension de la composition chimique des particules marines plus difficile, surtout pour les oligo-éléments. À ce titre, plus importante information sur la concentration des oligo-éléments dans le phytoplancton est venu de culture études9,10. Cette reconnaissance a motivé les scientifiques marins pour créer de nouvelles méthodes pour l’étude des particules dans la mer au cours des dernières trente ans11.

Les océanographes ont utilisé diverses techniques d’échantillonnage, y compris les bord filtration, filtration sur in situ , et11pièges à sédiments. Le traitement de grands volumes d’eau de mer pour prélever des échantillons non contaminé peut être difficile, surtout pour la haute mer et les eaux profondes, dans lesquelles les concentrations de particules sont très faibles (0,001 - 0,1 mg/L). Il est également nécessaire filtrer de grandes quantités d’eau de mer pour obtenir une quantité suffisante de particules pour mesurer les concentrations en métaux traces. Certains chercheurs ont utilisé la méthode de taille-fractionnement pour séparer des particules en suspension de particules de naufrage. Cependant, forme, la porosité, la densité et la taille des particules peuvent toutes les particules influence naufrage des vitesses. Des pièges à sédiments ne sont pas des outils pratiques pour recueillir les particules en suspension, puisque ceux qui sont conçus pour couler les particules. Par conséquent, il est important de développer des méthodes d’échantillonnage et de traitement qui peuvent recueillir des quantités suffisantes de particules en suspension avec contamination minime. Taille-fractionnement par in situ de filtration est donc toujours un outil prometteur dans la boîte à outils de l’océanographe d’échantillonnage, car elle peut révéler des informations critiques sur la dynamique des particules marines. Ici, nous décrivons une testée avec succès trace-métal-propre, filtration multicouche gravité d’échantillonnage des appareils, qui peut traiter de grands volumes (120-240 L) d’eau de mer à bord en un seul passage de polytétrafluoroéthylène (PTFE) enduit bouteilles d’échantillonnage d’eau dans un tableau multi-bouteille d’échantillonnage. Cet appareil d’échantillonnage utilise des filets en nylon synthétique lavé à l’acide dans l’ordre, et les filets sont enfermés dans un conteneur en polycarbonate pour recueillir délicatement fractionnés taille suspension matière et phytoplancton12,13, 14,15 (figure 1). Le but de ce travail consiste à fournir un meilleur outil pour étudier les associations de particules métalliques et leur dynamique de réaction dans les milieux marins et d’améliorer nos connaissances sur le devenir d’une grande variété de planctons, particules et métaux traces dans ces environnements.

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Protocol

Le protocole suivant implique l’utilisation de produits chimiques nocifs. S’il vous plaît lire les fiches de données sécurité (FDS) et suivez les directives de sûreté chimique institutionnels.

1. multicouche gravité Filtration Sampler préparation

  1. Échantillonneur de nettoyage
    1. Remplir l’unité tube et filtration avec 1 % (p/v) de la solution de détergent anionique protease enzyme tremper pendant 24 h. chasse l’échantillonneur de filtration multicouche gravité avec eau bidistillée osmose inverse (RO-DDW) soigneusement, puis remplissez-le de 0,1 % (v/v) acide chlorhydrique (HCl, réactif) et laisser tremper pendant 72 h.
    2. Rincer abondamment l’échantillonneur de filtration multicouche gravité avec osmose inverse eau désionisée bidistillée (RO-DD-DIW) trois à cinq fois, au moins 20 litres chaque fois et stocker l’assemblage dans des sacs en plastique.
  2. Particule conteneur nettoyage/préparation des échantillons
    1. Utilisez polyéthylène basse densité (PEBD, 125 mL) ou bouteilles de fluoré éthylène propylène (FEP, 125 mL) en tant que conteneurs pour les particules. Nettoyer les bouteilles en les trempant tout d’abord en détergent alcalin (Micro, 1 %), puis à 50 % (v/v) d’acide nitrique (HNO3, réactif), puis des solutions de HCl 10 % (v/v) pour au moins 24, 48 et 24 h, respectivement. Rincer les bouteilles avec de l’eau déminéralisée (RO-DD-DIW) entre les deux étapes de trempage.
    2. Après une finale HCl trempage, rincer les bouteilles avec de l’eau déminéralisée (RO-DD-DIW) et sécher les bouteilles dans un banc propre salle blanche ou classe-100.
      Fixez la bouteille nettoyée à l’échantillonneur de filtration multicouche gravité ou joint nettoyé en bouteilles PE sacs à fermeture à glissière et double-sac leur transport.
  3. Assemblage de l’échantillonneur de filtration multicouche gravité
    1. Raccorder les six tubes d’élastomère thermoplastique longtemps chimiquement résistant de 4 m (diamètre extérieur de 0,635 cm) aux six entrées directionnelles sur le dessus de l’échantillonneur.
    2. Assembler les trois différents en nylon filtres avec contenants d’échantillons de polyéthylène basse densité (LDPE de 125 mL) dans l’ordre dans une salle blanche (banc), après ils sont nettoyés (voir ci-dessous), avec le filtre à tamis 10 µm situé à l’extérieur, le filtre à tamis 63 µm dans le moyen et le filtre à tamis 153 µm à l’intérieur. Pour le transport, stocker l’échantillonneur de filtration multicouche gravité en deux couches de sacs en polyéthylène (PE), puis placez-le dans le contenant d’expédition en polypropylène (PP).

2. prélèvement d’échantillons

  1. Prélèvement d’échantillons
    1. À l’arrivée sur le site d’échantillonnage, avoir une personne retirer un conteneur d’expédition sur le pont du navire de recherche de l’échantillonneur de filtration multicouche gravité et ouvrir le sac avec l’échantillonneur. Faites-les ensuite, enfilez les gants de PE, connecter les six tubes d’élastomère thermoplastique de 4 m pour les robinets d’eau de bouteilles six 20 revêtu PTFE L d’échantillonnage sur le tableau élevées plusieurs bouteille d’échantillonnage et d’orienter l’eau de mer dans cette unité de filtration. L’eau de mer s’écoule à travers les entrées directionnelles, et le particules/plancton seront séparés/fractionné doucement à travers les filets et s’installent dans les 125 mL bouteilles PEBD qui sont fixés à la base des filets.
    2. Après l’eau de mer a coulé à travers (généralement 120 L pour l’eau de mer côtière et 240 L d’eau de l’océan), retirez chaque filet dans l’ordre (tout d’abord, les 153 µm, puis la 63 µm et enfin les 10 µm) dans un banc propre de classe-100, puis pulvériser le filet avec trace-métal-propre 0,4 µm f iltered l’eau de mer pour rincer tout plancton collé sur la surface intérieure des filets. Recueillir l’eau de mer concentrée particules/plancton dans des bouteilles en polyéthylène de 125 mL.
    3. Dévisser ces bouteilles des filets et filtrer les solutions concentrées de particules/plancton à travers un appareil de filtration sous vide lavé à l’acide avec préalablement pesé, lavé à l’acide 47 mm, 10 µm filtres de pores en polycarbonate sous sous vide conditions (< 5 kPa).
    4. Pour collecter les particules/plancton inférieur à 10 µm, attendre au moins 20 litres d’eau de mer traversent l’échantillonneur, puis après cela, percevoir de 2 à 5 L d’eau dans le récipient de 5 L PE, et filtrer ces eaux de l’échantillon par un appareil de filtration sous vide lavé à l’acide avec filtres de polycarbonate de taille de pore de pré-pesés, lavé à l’acide, 47mm, 0,4 µm.
    5. Après filtration sous vide, rincer les filtres de prélèvement à haute pureté de l’eau pour enlever les résidus d’eau de mer, minimisant l’influence des sels de la mer relatif à la détermination de la masse sèche des particules/plancton DDW. Garder le volume de rinçage à seulement quelques millilitres pour éviter d’endommager le plancton fragile.
    6. Puis, après cette étape de rinçage, retirer soigneusement le filtre de l’appareil de filtration sous vide, stocker les filtres de prélèvement en pré-pesés, lavé à l’acide acrylique en plastique Pétri et scelle dans des sacs en plastique refermables. Gardez les sacs dans un congélateur à-20 ° c à bord jusqu’au retour à un laboratoire terrestres pour échantillon prétraitement et chimiques une analyse ultérieure.

3. exemple de traitement

  1. Congeler le séchage et la digestion des particules
    1. Placer les filtres avec des échantillons de particules dans la chambre de collecteur de l’appareil de lyophilisation et tourner sur la machine. Comme la température de la machine atteint-40 ° C, mettre en marche la pompe à vide de la machine et démarrer la processus de lyophilisation.
      Remarque : Le niveau de vide devrait être maintenu constamment inférieure à 0,12 mBar. Veuillez lire attentivement le manuel de l’utilisateur et suivez les directives du fabricant pour chaque étape.
    2. Après 72 h, éteindre la machine lyophilisation, enlever les filtres secs et pesez-les. Ensuite, placer les filtres de l’échantillon séché dans des vaisseaux alcane (PFA) pré-pesés perfluoroalkoxy (contenance de 60 mL) et ajouter 3 mL d’acide nitrique ultrapure concentré dans les navires2,3,6,7.
    3. Resserrer les vaisseaux avec une clé dynamométrique avec un couple constant de 2,5 kg-m et placez les récipients dans un four traditionnel à 130 ° C pendant 12 h pour la première séquence de digestion. Après refroidissement, retirez du four les navires, les bateaux ouverts et ajouter 2 mL de l’acide fluorhydrique ultrapure dans les navires2,3,6,7.
    4. Resserrer les vaisseaux avec un couple de 2,5 kg-m et placez les récipients dans un four traditionnel à 130 ° C pendant 12 h, qui est la deuxième séquence de digestion. Après refroidissement, les bateaux ouverts et ajouter 16 mL de solution d’acide borique ultra pur de 4,5 % dans les vaisseaux2,3,6,7.
    5. Resserrer les vaisseaux à un couple constant de 2,5 kg-mètres et de digérer les échantillons au four à 130 ° C pendant 12 h pour la séquence finale de la digestion. Après refroidissement, peser chaque navire et la messe finale et la masse spécifique de chacune des solutions pour obtenir un volume final digestant digérée.
      NOTE : Masse spécifique est déterminée en mesurant le poids de 1,00 mL exactement de digestant.
    6. Verser délicatement le digestant dans acide nettoyé PE flacon 30 mL pour une analyse plus poussée des métaux traces.
  2. Analyse des métaux traces
    1. Déterminer les concentrations en métaux traces (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni et Al) dans les solutions digérées des particules à l’aide d’un graphite furnace absorption atomique spectromètre (GF-AAS)6.
    2. Comme un essai de précision, utiliser le matériau de référence certifié (CRM), tels que les matériaux de référence de sédiments marins du Conseil National de recherches du Canada, matériau de référence de sédiments estuariens de la National Institute of Standards and Technology de la É.-u. et documents de référence de plancton du service de science et de la connaissance de la Commission européenne. Le processus donne 95 à 107 % de récupération de la valeur certifiée pour les métaux-traces fournies dans le CRM.

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Representative Results

Avec le développement de l’océanographie moderne, c’est maintenant une pratique courante d’utiliser des techniques « propres » pour obtenir la trace exacte des concentrations de métaux dans les particules marines ou plancton. Étant donné que la plupart des particules dans les eaux naturelles sont en le mg/L bas de gamme µg/L, le traitement de grands volumes d’eau de mer est nécessaire pour étudier les effets géochimiques et biologiques d’oligoéléments sur diverses particules en milieu ambiant. Avec l’utilisation des techniques d’échantillonnage de gravité propre et multicouche filtration (« CATNET ») (Figure 1), bon accord a été trouvé entre les concentrations de particules déterminées en utilisant la filtration impasse sous pression conventionnelle et ceux recueillis par CATNET, à l’aide d’un ensemble de données d’eau de mer côtière de la côte ouest au large de Taiwan (Figure 2). Plus de 90 % de ces particules étaient faibles (0,4 - 10 µm). Quelle comparaison eau de mer non filtrée ambiante à CATNET filtré l’eau de mer (< 10 µm), utilisant ce protocole produit des blancs très faibles et aucune contamination notable (tableau 1). Pour les particules recueillies à la profondeur de la chlorophylle a maximale dans la mer de Chine méridionale entre 26/03/2002 et 28/03/2002, la plupart des particules (> 80 %) résidaient dans plus petits (0,4 - 10 µm) des particules. Particules plus grosses, c'est-à-dire, zooplancton (> 153 µm), a clairement montré migratoires verticaux diurnes, alors que les concentrations de particules plus petites est restée presque inchangée (Figure 3). Le zooplancton vivant observé dans les bouteilles de prélèvement indiqué la douceur de la processus de filtration10. Dans les eaux de surface du détroit de Taiwan, la chimie analytique par voie humide et les techniques d’échantillonnage décrites ici sont utilisés pour mesurer les compositions et la distribution des particules marines. L’histogramme des moyennes des concentrations de métaux dans les particules en suspension (µg/g) parmi les fractions de taille différente recueillis varié considérablement, s’étendant sur plus de cinq ordres de grandeur. Les concentrations varient significativement en groupes de taille de particules différentes : 0,4 - 10 µm, 10 à 63 µm, 63-153 µm, et > 153 µm. Généralement, la plupart des particules étaient riches en Fe et Al, et les concentrations diminuent avec l’augmentation de taille, à l’exception des Cd, qui augmente en fonction de la taille, peut-être provoquée par un processus bio-concentration3,10, 14 (figure 4).

Figure 1
Figure 1 : échantillonneur de filtration ultra propre gravité multicouches pour la collecte de taille fractionnés plancton marin et suspension de particules (CATNET). Ce marquoir de collecte des particules est en polycarbonate ou polypropylène matériaux et est monté, en séquence, avec 153 µm et 63 µm 10 µm en nylon interchangeables filets. Échantillons d’eau sont tirés de six bouteilles de 20 litres revêtu PTFE d’échantillonnage sur la baie d’élevée multi-bouteille sampling, reliée à l’extrémité de l’afflux de l’appareil de filtration taille-fractionné par des tubes élastomère thermoplastique lavé à l’acide. Ce système de filtration empêche efficacement la contamination possible tout en collectant des échantillons à bord et les particules sont séparées doucement dans différentes tailles séquentiellement à travers les filets, s’enfonçant dans les bouteilles LDPE au bas de chaque filet. Le « CATNET » a été surnommé par le co-auteur Mlle Lee Wen-Huei pour une courte abréviation de « Du Dr Cat ultra-propre multicouche collection nette », afin que les utilisateurs pouvaient permettre de distinguer la méthode appareil et filtration en ce qui concerne le créateur/inventeur, Dr Liang-scie « CAT » Wen. Ce dispositif a été breveté jusqu’au 9 maith, 201512. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : comparaison des matières en suspension totales (MST) récoltées dans les eaux côtières par deux méthodes de filtration indépendant. Eaux côtières à une profondeur de 5 mètres ont été échantillonnés à bord à la R/V Ocean Research II en avril 2007 (OR2-1432, 2007/4/21-4/23). (un) stations d’échantillonnage, (b), schéma de la procédure d’échantillonnage, (c), particules de tailles différentes concentrations de chaque échantillon endroits déterminés par la méthode CATNET et (d) Comparaison des particules concentration déterminée par méthode de filtration conventionnelle (TSM) et la méthode CATNET (TTSM). Les barres d’erreur sont les écarts-types d’échantillons dupliqués telle que mesurée par le TSM. Très bon accord a été trouvé entre les concentrations de particules suspendues déterminées en utilisant les deux méthodes indépendantes en aliquotes distinctes des mêmes échantillons. Il y avait 22 sites d’échantillonnage, et deux échantillons pour chaque site ont été recueillies et filtrées directement par la filtration impasse couramment utilisés et sous pression dispositif7,11,16 (matières en suspension totales, « TSM », poids de la particule de plus de 0,4 µm), et un autre échantillon a été recueilli par CATNET suivie d’une filtration sous vide à basse pression (quantité totale de matières en suspension, « TTSM », la somme des poids de 0.4 - 10, 10-63, 63-153, et > 153 µm particules ; seulement fait une fois dû à temps de fonctionnement). Une gamme de concentration importante implique que les techniques sont adaptés pour des études de particules dans des contextes distincts où les concentrations montrent des différences significatives. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Analytes Eau désionisée Double témoins Eau de mer ambiante (< 0,4 µm) Eau de mer CATNET filtrat (< 10 µm)
Nitrites (µM) n.d. 0,23 0,22
Nitrate (µM) n.d. 1.4 1.45
Ammonium (µM) n.d. 0,081 0,088
Phosphate (µM) n.d. 0,16 0,15
Silicate (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

Tableau 1 : nutriment et trace les concentrations de métaux dans les eaux vierges de procédure, l’eau de mer ambiante et CATNET filtré eaux. Illustration des éléments nutritifs et trace des concentrations de métaux dans les 3 témoins (eau ultra-pure traité sous forme d’échantillons dans le domaine) et de l’eau ambiante (115˚34'E, 18˚15 ' n ; 80 m profondeur) avant et après filtration CATNET, qui indiquent l’efficacité de la décrit le protocole. Il n’y avait aucune évidence d’une augmentation des concentrations en raison des effets de stress de confinement (excrétion anormale en raison de la collision, exposition à la lumière artificielle, choc thermique, mélange vigoureux, rupture de cellules, etc.) ou de contamination (traces de métaux dans lavages et bouteilles de collection, engin de collection, raccords et fils, fermetures en plastique, etc.). Flans de champ faible ont été également atteints. N’est pas détectable : n.d.

Figure 3
Figure 3 : les variations temporelles de la fluorescence de la chlorophylle b dans la zone euphotique et des particules de taille (b) différents prélevés à une profondeur maximum de chlorophylle a. Échantillons ont été recueillis à bord du R/V océan recherche j’en mars 2002 (ou 1-639, 2002/3/21-3/30)13. Les lignes pointillées avec des triangles (un) indiquent les temps de récupération de données baissés et hydrographiques CTD ; les triangles solides indiquent le temps d’échantillonnage des particules à des profondeurs maximales de chlorophylle pour les déploiements CATNET. Alors que certaines concentrations de particules plus petites est demeurés quasiment inchangées, le zooplancton (> 153 µm) montre clairement les modèles de migration verticale nocturne. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : comparaison des moyennes des concentrations de métaux dans les séché suspendu parmi les différentes tailles des particules (µg/g). (un) échantillons ont été recueillis à bord à la R/V Ocean Research II au cours de l’été 2007 (OR2-1444, 2007/5/31-6/6). les concentrations de métaux (b) moyenne avec des écarts types de la séché suspendu particules (µg/g) pour toutes les 35 échantillons parmi les différentes tailles. Dans l’ensemble, les compositions de métaux traces varient considérablement, s’étendant sur plus de cinq ordres de grandeur. Les concentrations de métaux trace aussi varient significativement dans les particules de tailles différente recueillis (0,4 - 10, 10-63, 63-153, et > 153 µm) dans les eaux de surface du détroit de Taiwan ; en règle générale, les concentrations diminuent avec l’augmentation de taille, à l’exception des CD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

Obtenir trace fiable sur le plancton et les particules en suspension dans les eaux naturelles, qui sont généralement présents à des concentrations très faibles, les concentrations de métaux nécessite beaucoup de soin pendant le prélèvement, transformation, prétraitements et analyse, dans le but de réduction de la contamination. Par conséquent, les procédures pour concevoir et préparer l’engin d’échantillonnage, contenants et matériaux utilisés pour collecter et échantillons de processus sont des étapes toutes critiques vers l’obtention de données de haute qualité pour les métaux traces dans les milieux marins. Avec l’avance de nouvelles méthodes de collecte des particules dans les dernières décennies, notre connaissance de la dynamique des particules comme oligo-élément biogéochimie élargit également. Dans cet article, nous avons illustré une technique de taille-fractionnement séquentielle qui peut être utilisée pour étudier la répartition et la composition du plancton marins/particules. Dans l’eau de mer nous avons étudié, les compositions de métaux traces variées considérablement dans les particules avec différentes tailles et origines, s’étendant sur plus de cinq ordres de grandeur. Généralement, la plupart de petites particules (0,4 - 10 µm) ont été enrichis avec des métaux-traces tels que Fe et Al, et les concentrations diminuent avec l’augmentation de taille3,10,14. Comparé à conventionnelle filtration sans issue, les résultats des concentrations de particules totales en eau de mer côtière a indiqué qu’en utilisant le protocole indiqué a eu bonne concordance.

Le protocole décrit ici peut être facilement appliqué à la collection dans différents types de milieux marins, eaux estuariennes et côtières, lacs ou des Océans ouverts. Volume de l’échantillon peut être réglé si plues ou moins grande quantité de particules est nécessaires. Dans des eaux très troubles, devrait toujours être prélevés proprement, et grand soin doit être pris pour éliminer les particules résiduelles respectant le filet avant de traiter l’échantillon suivant de l’eau en Nylon. Les étapes de nettoyage et préconditionnement et la conscience de « techniques propres métaux traces d’échantillonnage » sont essentiels pour le bilan massique satisfaisante et toujours de bons résultats. Ce travail démontre que la détermination de la distribution de métaux trace dans le plancton marin et les particules en suspension exige « techniques propres » qui incluent l’échantillonnage et la séparation, et ce dispositif et traitement connexes donne une amélioration des résultats.

La gamme d’eau de mer de gros volume pour lequel le présent protocole est applicable implique que les enquêtes de comportement et de la distribution des particules peuvent également être mises efficacement dans divers environnements marins. Collecte de particules dans les échantillons discrets suivies de caractérisation chimique a encore des limites spatiales et temporelles qui potentiellement introduisent un biais dans les interprétations en raison d’un compte potentiellement incomplète du champ particule. Cependant, en comparant les résultats des diverses méthodes de collecte des particules, nous pouvons étendre la portée de la recherche de particules/plancton en fournissant les détails des réactions et des processus qui régissent les différentes tailles de particules et de déterminer leur dynamique biogéochimique correspondante. La recherche continue de particules/plancton jettera la lumière sur leur rôle dans l’océan.

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Disclosures

Le co-auteur, M. Alan Chuang est le brevet co-propriétaire et le directeur général de la société (Sino Instruments Co., Ltd.) qui a fabriqué cet appareil de collection pour les utilisateurs intéressés. Le brevet a pris fin en mai, 9ème, 201512.

Acknowledgments

Les auteurs remercient Miss Pi-Fen Lin, M. Tseng Wei-Lung, Miss Pei-Hsuan Lin et Dr Jia-Lu Chuan pour leur aide lors de l’échantillonnage sur le terrain et les analyses de laboratoire pour le développement de pratique et l’application de « CATNET. » L’aide des membres d’équipage et techniciens à bord du navire de recherche Ocean Research-I et Ocean Research-II au cours des expéditions d’échantillonnage est grandement appréciée. Ce travail a été soutenu en partie par Taiwan Ministère de la Science et technologie de subventions 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. Ce manuscrit est écrit en mémoire de Mlle Wen-Huei Lee pour son immense dévouement et la contribution aux recherches marines à Taïwan.

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

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References

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Sciences de l’environnement numéro 134 ultra-propre particules plancton Filtration plancton Net Sample Collection
Un appareil ultra propre multicouche pour la collecte de plancton marin taille fractionné et particules en suspension
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Wen, L. S., Lee, C. P., Lee, W. H.,More

Wen, L. S., Lee, C. P., Lee, W. H., Chuang, A. An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles. J. Vis. Exp. (134), e56811, doi:10.3791/56811 (2018).

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