الرواسب الأساسية باجتزاء واستخراج المسام المياه تحت ظروف نقص الأكسجين

Environment

Your institution must subscribe to JoVE's Environment section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Keimowitz, A. R., Zheng, Y., Lee, M. K., Natter, M., Keevan, J. Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions. J. Vis. Exp. (109), e53393, doi:10.3791/53393 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

ونحن لشرح طريقة لباجتزاء قلوب الرسوبيات واستخراج المياه المسام مع الحفاظ على ظروف خالية من الأكسجين. هو مبني على نظام بسيطة وغير مكلفة ويمكن أن ينتقل إلى مساحة عمل مؤقت قريب من موقع لأخذ العينات الميدانية (ق) لتسهيل تحليل سريع. تنبثق النوى في كيس القفازات المحمولة، حيث مقطوع أنهم ومختومة كل قسم سميكة 1-3 سم (اعتمادا على قطر الأساسية) إلى 50 مل أنابيب الطرد المركزي. يتم فصل المياه المسام مع الطرد المركزي خارج كيس القفازات وبعد ذلك عاد إلى كيس القفازات لفصل من الرواسب. هذه عينات من المياه المستخرجة المسام يمكن تحليلها على الفور. تشير التحليلات الفورية من الأنواع الحساسة الأكسدة، مثل كبريتيد، أنواع جديدة من الحديد، وأنواع جديدة الزرنيخ أن أكسدة المياه المسام هو الحد الأدنى. وتشير بعض العينات ما يقرب من 100٪ من الأنواع مخفضة، على سبيل المثال 100٪ حديد (II) مع عدم وجود الحديد كشفها (III). كل من الرواسب والمسام عينات من المياه يمكن الحفاظ عليها إلى الرئيسيةتين الأنواع الكيميائية لمزيد من التحليل عند عودته إلى المختبر.

Introduction

غالبا ما يرغب الباحثون لدراسة حالة الأكسدة وgeomicrobiology نظام المياه الرواسب. هذا يستخدم بشكل مثالي البيانات من كل الرواسب والمياه المسام، والمياه المسام وغالبا ما تكون المراقبين الحساسة للنظام وهي مصدر مشترك، وإن لم يكن المصدر الوحيد، من التعرض البيئي لحساسية الأكسدة والمعادن الثقيلة 1 مثل الزرنيخ واليورانيوم. ويمكن الحصول على بيانات المياه المسام في الموقع باستخدام مرشحات نشر التوازن، المعروف أيضا باسم "مختلسو النظر،" تثبيت في الرواسب 2. وتستخدم مختلسو النظر الأكثر شيوعا في أماكن حيث يعرف الموقع الحقل قبل بداية العمل الميداني وحيث زيارات متعددة على مدى فترة طويلة من الزمن يمكن إدخالها على الموقع المجال، على سبيل المثال Shotyk 3. لذلك العديد من السياقات لا تسمح باستخدام مختلسو النظر، مثل مواقع يمكن الوصول إليها إلا لفترة قصيرة أو حيث يتم الحصول على عينات استطلاعية متعددة لتحديد المكان الذي يجب أن يحدث مزيد من التحقيقات 4.بالإضافة إلى ذلك مختلسو النظر لا أخذ عينات الرواسب في وقت واحد لأخذ العينات المائية.

عندما يكون من المرغوب فيه أخذ عينات الرواسب والماء معا، أو في المواقع الميدانية حيث التركيب مختلس النظر ليس ممكنا، والأسلوب الأكثر شيوعا للحصول على الرواسب والمياه جوفية الرواسب. الحصول على جوهر خالص خطوة تمهيدية حاسمة للإجراءات المنصوص عليها في هذا العمل 5. مرة واحدة يتم الحصول على نواة يمكن الحصول على المياه المسام عن طريق الضغط 6 أو الطرد المركزي. على حد سواء لديها مزايا وعيوب. يعتبر الطرد المركزي عموما الطريقة الأكثر موثوقية لاستخراج porewaters من قلوب الرسوبيات، 7 على الرغم من الرعاية التي يجب اتخاذها لمنع أكسدة الرواسب أو المياه المسام.

في هذه الطريقة وصفنا قذف الأساسية والطرد المركزي لاستخراج المياه المسام مع الحد الأدنى من الأكسدة. وقد استخدم الباحثون أن الطريقة الموصوفة هنا في مجموعة متنوعة من السياقات بما فيها البحرية تلوث البحيرة 10. البيانات التمثيلية يظهر توضح أن الظروف الحد يمكن الحفاظ عليها. مع استثناء من أجهزة الطرد المركزي، المواد المستخدمة هي غير مكلفة، ويمكن تطبيقها هذا الأسلوب لمجموعة واسعة من الأسئلة البحثية الجيوكيميائية وgeomicrobiological.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد المعدات

  1. إعداد الأساسية بواخر الركاب
    1. حساب سمك شريحة الأساسية التي سيتم الحصول عليها باستخدام حجم = πr 2 × سماكة. يجب أن يكون الحجم النهائي <50 سم 3. التي يبلغ قطرها 10 سم الأساسية، ويمكن الحصول على شرائح 2 سم سميكة.
      ملاحظة: ليس من الضروري أن يكون حجم تكون كاملة 50 مل، لكن أحجام التداول porewater التي تم الحصول عليها سوف يكون أصغر نسبيا.
    2. باستخدام بانوراما (أو ما شابه) بطانة الأساسية شريحة واحدة، أو أنبوب بلاستيكي بقطر متطابقة، إلى 2 سم حلقات (أو سمك الآخرين في حالة استخدام الأساسية القطر المختلفة). الحصول على 3-5 حلقات.
    3. تنظيف جميع المواد البلاستيكية التي سوف تأتي في اتصال مع الرواسب، بما في ذلك الخطوط الأساسية، والقبعات الأساسية، وخواتم، تقطيع الأساسية، أنابيب الطرد المركزي، والمحاقن، والملاعق المتاح. (نقع المواد البلاستيكية في 10٪ حمض الهيدروكلوريك لمدة 24 ساعة، وشطف المواد البلاستيكية 3X في nanopure (22 MΩ) الماء، والسماح المواد إلى الهواء الجاف، ويفضل في الصفحيتدفق غطاء محرك السيارة، قبل التعبئة.)
  2. إعداد مختبر جاك
    1. قطع قطعة من الخشب الرقائقي، وذلك باستخدام بانوراما، لتغطية 6 "× 6" حجم اللوحة العليا من جاك مختبر وحفر حفرة في وسط هذا الخشب الرقائقي باستخدام ثقب رأى مرفق إلى الحفر.
      ملاحظة: يجب أن يكون هذا الثقب فقط أكبر قليلا من قطر من القطع الموسع PVC. للأحجام المستخدمة هنا، يجب أن تكون حفرة 2 ¾ ".
    2. حفر أربعة ثقوب صغيرة في أطراف هذا الخشب الرقائقي، لتتناسب مع الفتحات الموجودة على لوحة العليا من جاك المختبر باستخدام مثقاب منتظم على الحفر باليد أو الحفر الصحافة. ربط الخشب الرقائقي إلى جاك مختبر مع العلاقات البريدي.
      ملاحظة: يجب أن يكون هناك "تذبذب" في هذا الخشب الرقائقي.
  3. حفر حفرة في وسط ل"× 1.5" الخشب الرقائقي ما يقرب من 2 أكبر قليلا من القطر الخارجي للأنابيب الأساسية باستخدام منشار حفرة. لمدة 10 سم بطانات قطر الأساسية، وحفرة 10،5-11،5 سم يكون appropriaالشركة المصرية للاتصالات. هذا الخشب هو لوحة التوجيه الأساسية.
  4. إعداد الأساسية الطارد (الغطاس)
    1. الحصول على سدادة مطاطية المختبر الذي يناسب بشكل مريح داخل بطانات الأساسية. إذا لم يوجد أحد منهم، حلق إلى حجم باستخدام شفرة حلاقة. لا تستخدم سدادة جدا صغيرة.
    2. المسمار سدادة مختبر ل، 1 "قطر وتد أو مكنسة مقبض حوالي 1'1.5" طويل بتغطية رأس المسمار على وجه سدادة مع الشريط الكهربائي للماء.
      ملاحظة: الجانب الأكبر من سدادة يجب ان يواجه بعيدا عن وتد.
  5. قطع على ما يقرب من "طول 1.5 من الأنابيب البلاستيكية إلى ~ 6" مقاطع طويلة.
    ملاحظة: والقطر الداخلي يجب أن يكون أكبر من وتد في الخطوة 1.4.2، ولكن أصغر من سدادة في الخطوة 1.4.1. يفترض هذا البروتوكول باستخدام معيار 2 "PVC مع القطر الخارجي الحقيقي 2.375". هذه القطع PVC هي تمديدات الأساسية.
  6. تجميع جميع المعدات الأخرى اللازمة المدرجة في قائمة المواد.
    ملاحظة: هذا شولد أن تجمع في المختبر الداخل وجلبت إلى المختبر الميداني.

2. إعداد محطة الميدان مختبر

  1. إعداد حقيبة القفاز
    1. المشبك لوحة التوجيه الأساسية لسطح العمل (كونترتوب، سطح مختبر، الخ). تأكد من أن ثقب لبطانة الأساسي هو على سطح العمل، ولكن مفتوح.
    2. ضع كيس القفازات القابل للتصرف على لوحة التوجيه الأساسية، وتشغيل أنابيب من دخول أنابيب من الحقيبة قفاز إلى منظم للدبابات N 2. تأكد من أن خزان يتم تأمين بأمان باستخدام المشبك اسطوانة مقاعد البدلاء.
    3. الشريط الأنبوب إلى كيس القفازات لختم هذه النقطة دخول بواسطة تطويق كيس حول الجزء الخارجي من الأنبوب بشريط كهربائي. تأكد من أن حوالي 8 "من أنابيب يمتد إلى داخل الحقيبة القفازات حرك المشبك أنابيب على أنابيب داخل كيس القفازات؛ ترك هذا المشبك مفتوحة.
    4. خفض علامة "X" في الجزء السفلي من الحقيبة القفازات علىثقب في لوحة التوجيه الأساسية باستخدام القاطع مربع أو أسلاك شائكة على التوالي. وينبغي أن يكون هذا س أصغر من قطر بطانة الأساسية.
    5. تحميل كيس القفازات مع العناصر الموجودة في الجدول 1.
  2. إنشاء الأساسية
    1. وضع جاك المختبر في الطابق تحت منطقة العمل حيث يتم تثبيتها في كيس القفازات. وضع الأساسية من خلال قطع "X" في الجزء السفلي من الحقيبة القفازات في الخطوة 2.1.4، مع أنها في وضع مستقيم.
      ملاحظة: حوالي 4-6 "من جوهر ينبغي أن تمتد فوق لوحة الأساسي لتحقيق الاستقرار.
    2. عقد جوهر ثابت للسماح للباحث 2 إلى تنفيذ الخطوات 2.2.3 خلال 2.2.6.
    3. الشريط الأساسية للكيس القفازات البلاستيكية حول "X"، وذلك باستخدام الكثير من جيد ختم الشريط الكهربائي.
    4. إدراج مقبض الطارد الأساسية إلى "القطر، ~ 6" 2 هل PVC طويل، تليها اقتران ~ 3 "لفترة طويلة، تليها فاصل آخر. يستمر هذا النمط حتى بولي كلوريد الفينيل يغطي تماماالمقبض؛ فقد يمتد على مسافة قصيرة بعد نهاية المقبض. وضع الطارد الأساسية (مع الفواصل البلاستيكية والوصلات) تحت الجزء السفلي من القلب.
    5. دعم الطارد الأساسية مع جاك المختبر بحيث الطارد يمكن أن تدعم الأساسية. في هذا الوقت، والحفاظ على جاك منخفضة قدر الإمكان واستخدام الفواصل الأساسية حيثما كان ذلك ممكنا.
    6. استخدام القاطع مربع لقطع بعناية حول الغطاء الأساسية السفلي. هذا الخفض ينبغي أن يؤدي إلى حلقة من سقف الأساسية التي خلفت نحو الخارج من الأنابيب الرئيسية وجزء دائري مسطح من سقف الأساسية في مكان ضد المواد الأساسية.
    7. أدخل يدي في كيس القفازات (باحث 1). عقد جوهر ثابت بحيث لا مزيد من التحرك فوق لوحة الأساسي لتحقيق الاستقرار في حين باحث 2 يبدأ بدوره جاك مختبر ببطء لرفع الأساسية. الطارد الأساسية لا بد أن يدخل في بطانة الأساسية والبدء في دفع صعودا الرواسب مثل البوب ​​دفع.
    8. تذبذب الجانب الطارد الأساسية إلى جانب قليلا إذا نيeded إلى أدخله في بطانة الأساسية (باحث 2). تكون على استعداد لموسيقى البوب ​​طفيف عندما تدخل.
    9. الاستمرار في رفع الأساسية حتى الجزء العلوي من المواد محفور في أو بالقرب من أعلى بطانة الأساسية (الباحثون 1 و 2). لاحظ أن الغطاء الأساسية ينبغي أن تظل على قمة الأساسية خلال هذا الإجراء.
  3. وختم حقيبة القفاز
    1. الاختيار المزدوج أن جميع المستلزمات الضرورية في كيس القفازات. بدوره على متر الأكسجين المحمولة.
    2. فتح جميع أنابيب الطرد المركزي، وزجاجات المياه، وغيرها من المواد التي تحتوي على المحاصرين الهواء. إذا كان جوهر ديه فراغ الرأس فوق المياه الراكدة، فتح الغطاء العلوي لتطهير هذا فراغ الرأس.
    3. بدوره على منظم بحيث تدفق النيتروجين من خلال أنبوب في كيس القفازات بمعدل معتدل. عموما ضغط ~ 15 رطل في مرحلة منظم مشاركة مع جميع الصمامات مفتوحة المناسب.
      ملاحظة: يجب أن تكون سريعة بما فيه الكفاية ليشعر وكأنه نسيم قوي على الجلد، ولكن ليست قوية بحيث ينثر كيس القفازات سوبتبحر.
    4. نشير النيتروجين في جميع مناطق كيس القفازات، ودفع النيتروجين في الافتتاح الكبير لما أوتيت من قدرة واحد. إيقاف النيتروجين.
    5. تطهير كيس القفازات ثلاث مرات عن طريق تكرار الخطوات 2.3.6 خلال 2.3.9 ثلاث مرات.
      ملاحظة: يمكن للمرء أن الشخص إنجاز هذا، ولكن قد يكون من الأسهل لشخصين بحيث يمكن للمرء أن تبقي له أو لها يد في القفازات التي هي جزء من حقيبة القفازات.
    6. ختم الافتتاح الكبير للكيس القفازات التفاف 1-2 الحبال بنجي حوله عدة مرات. بدوره على النيتروجين إلى تدفق مماثل كما في 2.3.3. مكان الباحث 1 اليدين في قفازات المدمج في الحقيبة القفازات.
    7. نقل أنبوب النيتروجين من منطقة واحدة من كيس إلى آخر لشغل حقيبة قفاز مع النيتروجين. نشير الأنبوب في أي الشقوق مثل أنبوب الطرد المركزي فتح، فوق الماء في زجاجة بخ، الخ
    8. إيقاف النيتروجين عن طريق إغلاق المشبك الأنابيب. لاحظ أن هذا يمكن أن يتحقق دون إزالة الدقةearcher 1 اليدين من كيس القفازات.
    9. فتح الأمامي من كيس القفازات واستخدام الجسم الباحث 1، ودفع الكثير من الغاز للخروج من الحقيبة ممكن.
      ملاحظة: الحقيبة يجب أن تكون مسطحة في جميع أنحاء إمدادات داخله في هذه المرحلة.
    10. شغل حقيبة قفاز لضغط مريحة وإيقاف النيتروجين باستخدام المشبك الأنابيب. قد يلزم بعض التجربة والخطأ لإيجاد الضغط مريح، كما الكامل للغاية وأنه من الصعب للتحرك المرء الأسلحة، في حين فارغة جدا، ومن الصعب أن نرى والتعامل مع الأشياء. فتح المشبك النيتروجين أنابيب لفترات قصيرة لإعادة ملء كيس إذا كان يبدو أن يكون تسرب بطيء أو الحصول على تفريغ لأي سبب من الأسباب. فتح الجبهة من الحقيبة لترك كميات صغيرة من النيتروجين إذا كان ممتلئا بشكل غير مريح.
    11. فحص مستوى الأكسجين الذائب على العداد الأكسجين المحمولة. وينبغي أن يكون أقل من 1٪.
    12. إدراج قفازات حقيبة قفاز إلى القفازات القابل للتصرف. وهذه تحسين البراعة. تغييرها كلما كانت شركة جنرال الكتريكر قذرة أو ممزقة. تجاهل في حاوية النفايات في كيس.

3. باجتزاء كور

ملاحظة: يتم إنجاز هذا الجزء من الإجراء بسهولة أكبر مع اثنين من الباحثين.

  1. إزالة المياه الراكدة باستخدام حقنة. حقنة تصفية هذه المياه والمكان إلى 50 مل أنابيب الطرد المركزي.
  2. إزالة القسم الأساسية
    1. ضع حلقة باجتزاء الأساسية فوق الجزء العلوي من بطانة الأساسية. رفع يصل الأساسية (القسم 3.3) حتى الجزء العلوي من الرواسب في الجزء العلوي من الحلقة.
    2. إدراج تقطيع اللحم الأساسية بين الجزء العلوي من بطانة الأساسية والحلبة. قسم الرواسب يجلس الآن على قمة تقطيع اللحم الأساسية.
    3. نقل الرواسب إلى أنبوب 50 مل باستخدام الملاعق المتاح. غطاء الأنبوب بإحكام مرة واحدة هو كامل.
    4. شطف تقطيع اللحم الأساسية وخاتم باجتزاء الأساسية مع الماء nanopure. بخ النفايات القذرة في حاوية النفايات داخل كيس القفازات. ويمكن أيضا الملاعق المتاح أن تشطف،أو التخلص منها، اعتمادا على العدد المطلوب. تجفيف تقطيع اللحم الأساسية والجوهرية باجتزاء حلقة مع المناشف الورقية.
    5. كرر الخطوة 3.2 حتى أية مواد أخرى أساسية لا تزال قائمة.
  3. رفع الأساسية
    1. طوال 3.2 من الضروري رفع الأساسية. هل هذا بزيادات صغيرة باستخدام جاك المختبر. نفذ الخطوات الثلاث التالية مرة واحدة تم تمديد جاك مختبر بالكامل.
    2. عقد الأساسية المعمول بها في كيس القفازات (باحث 1).
    3. خفض جاك المختبر إلى وضع أدنى مستوياته، عندما يتم ضغطها بشكل كامل (باحث 2). ضمان أن جوهر الذي عقد في مكان مع يد الباحث 1 داخل كيس القفازات واليدين باحث 2 على دعم من تحت.
    4. ملء الفراغ بين نهاية الجزء السفلي من الطارد الأساسية وجاك مع الفواصل البلاستيكية ولوازمها. تأكد من أن جوهر ويدعم بشكل آمن عن طريق الموسع الأساسية قبل استغنائه عن الجزء العلوي من جوهر.

4. السابقtracting Porewaters

  1. فتح كيس القفازات وإزالة الرف أنابيب الطرد المركزي.
  2. تنظيف كيس القفازات حسب الحاجة عن طريق إزالة أي تربة، السائل، أو التكثيف عن طريق محو الداخل مع المناشف الورقية، والمياه، الخ حاوية النفايات فارغة.
  3. إعادة ختم كيس القفازات فضفاضة مع الحبال بنجي.
  4. وزن أنابيب الطرد المركزي التي تحتوي الآن مقطوع الرواسب (إذا رغبت في ذلك).
  5. التفاف قمم أنابيب الطرد المركزي مع الشريط الكهربائي لاغلاق تقاطع غطاء / أنبوب.
  6. موازنة أنابيب الطرد المركزي التي كتبها يزن لهم بعد ربط الشرائط. إضافة أو إزالة الشريط الكهربائي للحصول على أوزان تقع ضمن نطاق 0.5 غرام.
    ملاحظة: عموما، وأنابيب من أعلى الأساسية سوف تكون أخف وزنا من تلك التي من القاع.
  7. أنابيب مكان في أجهزة الطرد المركزي وأجهزة الطرد المركزي في أقصى تسارع (يوصى 1100 x ج) لمدة 20 دقيقة.
    ملاحظة: ارتفاع أسعار الفائدة الطرد المركزي تسمح بمزيد من فصل porewaters.
  8. إزالة الشريط الكهربائي من centrifuأنابيب جنرال الكتريك إما عن طريق unpeeling أو تشريح بشفرة الحلاقة قبل عودته الأنابيب إلى كيس القفازات من قبل. العودة أنابيب الطرد المركزي على الرف بعد الطرد المركزي والعودة إلى كيس القفازات.
  9. إضافة مجموعة أخرى من أنابيب الطرد المركزي، والمحاقن، والمرشحات المحقنة إلى كيس القفازات. وهذه الأنابيب الجديدة تعقد porewaters ويمكن قبل صفت.
  10. تطهير كيس القفازات مرة أخرى كما في الخطوة 2.3.5. إذا تم فتح الحقيبة القفازات فقط لفترة وجيزة لإزالة الأنابيب، وكان لم تنظف، وسوف يكون مقبولا لتخليصها مرتين فقط. إذا كان يتم استخدام شاشة الأكسجين، تأكد من أن الجو في كيس القفازات هو <1٪ O 2. لا تنسى أن فتح أنابيب الطرد المركزي المضافة حديثا ويصفيهم.
  11. أدخل يديه لالقفازات في كيس القفازات. كما كان من قبل، مع تغطية القفازات القابل للتصرف.
  12. فتح أنبوب واحد. إزالة porewaters من فوق الرواسب باستخدام حقنة، ثم نعلق مرشح حقنة لطرف الحقنة. إذا تم عزل porewaters والرواسب بشكل جيد، porewatقد يكون سكب المتطلبات البيئية مباشرة إلى حقنة مع برميل إزالة وتصفية حقنة على الحافة.
  13. دفع المياه من خلال مرشح حقنة في أنبوب الطرد المركزي المناسب.
    ملاحظة: سوف تكون هناك حاجة إلى بعض القوة. قد تكون هناك حاجة أكثر من مرشح حقنة لكل عينة.
  14. استبدال أغطية على أنبوب الطرد المركزي التي تحتوي الرواسب والأنبوب الذي يحتوي porewaters.
  15. كرر الخطوات من 4.13 خلال 4.15 لكل عينة.
  16. فتح كيس القفازات وإزالة العينات. يمكن كل من الرواسب وporewater أنابيب إعادة زنه.
  17. تحليل porewaters فورا إذا رغبت في ذلك. ويمكن أن تشمل تحليلات (ولكن لا تقتصر على) اللوني ايون الأيونات الرئيسية 11، ferrozine لأنواع جديدة من الحديد 12، أنواع جديدة من الزرنيخ عن طريق القياس الفولطي 13، وأنواع جديدة كبريتيد 14.
  18. تجميد porewaters والرواسب في الشاحن الجافة (حوالي -80 درجة مئوية) للحفاظ على أنواع جديدة للتحليل في وقت لاحق إذا كان ذلك مناسبا لتحليل المخطط لها. أنه معبد المنعم يوسف أن تكون مناسبة أيضا للحفاظ على عينات بارد في حاويات محكمة الغلق أو في النيتروجين تطهير أكياس الألومنيوم.
  19. إعادة استخدام الحقيبة القفازات لالأساسية الثانية (ابتداء من الساعة 2.2.2) إذا رغبت في ذلك. بعد اثنين من النوى، تحتاج كيس القفازات عادة إلى تغيير.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

نوع النتائج التي تم الحصول عليها يعتمد على تحليلات المنجز وعلى الإعداد الجيوكيميائية التي تم الحصول عليها الأساسية. ويمكن قياس الأوكسجين المذاب في porewaters المستخرج، ولكن في كثير من البيئات هذا سوف يكون صفرا دون سم القليلة الأولى من جوهر. وتشمل التحليلات التي تقدم عادة معلومات أكثر وضوحا أنواع جديدة من الحديد (الحديد II / III الحديد) 12، أنواع جديدة من الزرنيخ (كما III / وV) 13، وكبريتيد 14. وجود انخفاض الأنواع مثل كبريتيد يشير تم الحفاظ عليها في بيئة الحد وأن نقص الأكسجين الكافي خلال باجتزاء الأساسية والمسام إزالة المياه. وكثيرا ما تتم تحديد التركيزات أخرى مثل الكربون المذاب العضوية، والأيونات الرئيسية، أو المعادن النزرة على عينات محفوظة لدى عودته إلى المختبر المنزل. عموما يمكن التدرجات الجيوكيميائية أن تراعى في مياه المسام، ويمكن أن ينظر إليها ماكسيما أو الحدود الدنيا من نوع معين في العمق.

خيمة. "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 "> أجري الأساسية في خليج باتيست، وجنوب شرق الأراضي الرطبة نيو أورليانز، بعد نحو تسعة أشهر من بداية تسرب المياه العميقة الأفق ويتأهل هذه الأراضي الرطبة بشكل كبير، و البيانات التي تم الحصول عليها من صلب الرواسب تشير تركيزات كبريتيد عالية في porewaters باستخدام أسلوب HACH (http://hach.com) على أساس 14؛ انظر الشكل 1 تركيزات كبريتيد القصوى من 49.2 ملغ / لوحظ LS 2- في القسم الأساسية حصلت بين 24-27 سم عمق، وكانت تركيزات الحديد في هذه porewaters منخفضة باستمرار (<0.2 جزء في المليون)، والكشف عن أي الحديد (III).

الشكل 1
. الشكل 1: Porewaters من خليج باتيست، لويزيانا البيانات المعروضة هي من porewaters المستخرج من نواة الرواسب باستخدام الأساليب المذكورة في هذه الوثيقة. تم الحصول على جوهر من بايو باتيست، لويزيانا، في العام FOالنماذج التالية التسرب النفطي في المياه العميقة الأفق إلى خليج المكسيك. حل تركيزات كبريتيد في porewaters بوصفها وظيفة من عمق أقل من الكوامن والمياه. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

البنود التي يتم تحميلها في كيس القفازات في الخطوة 2.1.7
حاويات النفايات
علبة من القفازات القابل للتصرف
Kimwipes والمناشف الورقية
شفرات الحلاقة على التوالي
زجاجة بخ (ق) من دد H 2 O
علامة دائمة
الملاعق البلاستيكية
50 مل أنابيب الطرد المركزي لفي رفوف. واحد لكل قسم الأساسية بالإضافة إلى ما يكفي لتغمر المياه. مرشحات حقنة كافية من حيث العدد لتصفية المياه التي تغمر.
حلقات بطانة الأساسية
تقطيع الأساسية
متر الأوكسجين المحمولة
والمواد البلاستيكية مثل أنابيب الطرد المركزي يجب أن يكون حمض تنظيفها وفقا للتعليمات.

الجدول 1: مواد لختم في كيس القفازات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تقنية الموضحة في هذه الوثيقة هي واحدة المرنة التي يمكن تعديلها لمجموعة واسعة من المواقع والأحجام الأساسية، الأساسية سمك الباب، وما إلى ذلك هناك ثلاثة عناصر أساسية لهذا النظام.

أولا، وإعداد نظام البثق الأساسية للأبعاد المناسبة للالأساسية التي يتعين تحليلها. وأعطيت تعليمات هنا افتراض ما يقرب من 30 "الأساسية؛ من ذلك بكثير النوى أطول قد تتطلب المزيد من القطع البلاستيكية الموسع والتجهيزات البلاستيكية لبثق بالكامل خطة نظام البثق والتعبئة والتغليف بعناية، والتصحيحات في مجال أكثر صعوبة لإدارة.

ثانيا، ضمان أن كيس القفازات يتم إزالة جيدا وخالية من الثقوب أو الدموع. والغرض من هذا البروتوكول هو الحصول على porewaters في نفس الدولة الأكسدة التي كانت موجودة تحت سطح الأرض. في حالة حدوث الأكسدة خلال المسام باجتزاء أو استخراج المياه المسام، فإن البيانات التي تم الحصول عليها لا تكون صالحة للاستعمال.

الثالث، والطرد المركزييسمح فورا فصل porewaters من الرواسب. إذا بقيت porewaters والرواسب في الاتصال بعد إزالة من البيئة، قد ردود الفعل تستمر وتتغير. على سبيل المثال، إذا كان الماء يتدفق عبر قلب وتوريد نترات، وهذا من شأنه أن يمنع المجتمع الميكروبي الموجود من استخدام الحديد باعتباره متقبل الإلكترون المحطة. بعد إزالة النواة من موقع، فإن تركيز النترات تبدأ في الانخفاض وأنواع جديدة من الحديد يمكن أن تبدأ في تغيير. باجتزاء الأساسية السريع لذلك والطرد المركزي تسمح للأفضل "لقطة" التي يجب اتخاذها.

اعتمادا على تحليلات المطلوب، قد يكون مطلوبا لوزن أنابيب الطرد المركزي قبل تعبئتها مع الرواسب وporewater. وهذا سوف يسمح حساب الجماهير بالضبط porewater والرواسب التي تم جمعها من كل قسم. إذا كان هذا ليس من الضروري، في المتوسط ​​كتلة 50 مل أنابيب الطرد المركزي يمكن افتراض لكل أنبوب. هذا هو عادة ما تكون كافية. في العام، وهو subseقد تتم إزالة ction من الرواسب، وزنه، وجفت مرة أخرى للحصول المئة في قيمة الكتلة الجافة. عند القيام بذلك، تأكد من تضمين وزن porewaters إزالة كجزء من العملية الحسابية. ويمكن أيضا حرقها الرواسب المجففة للحصول على خسارة على قياس الاشتعال.

قد يكون من المستحسن لممارسة هذا الإجراء مرة واحدة أو مرتين على نواة عينة قبل تنفيذ ذلك على العينات الميدانية قيمة. بمجرد يتقن ذلك، ولكن هذا الأسلوب يسمح بجمع مياه المسام والرواسب من مجموعة واسعة من البيئات بطريقة واضحة وفعالة من حيث التكلفة. القدرة على الحفاظ على وضعها الطبيعي الأكسدة تسمح مجموعة من الجيوكيميائية وgeomicrobiological التحليلات بشأن العينات التي تم جمعها.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgements

وأيد هذا البحث جزئيا من قبل برنامج المؤسسة الوطنية للعلوم السريع (جبهة الخلاص الوطني 1048925، 1048919، 1048914 و) لأليسون Keimowitz، مينغ كو لي، بنديكت السادس عشر Okeke، وجيمس سوندرز.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Disposable glove bag(s) Sigma-Aldrich Z106089-1EA One per two cores to be processed is usually sufficient.
N2 tank Praxair Often gas supply companies can deliver these directly to the field laboratory.
Nitrogen gas regulator VWR 55850-478 Or similar
Several feet of tubing that fits the regulator VWR 89403-862 Or similar
Safety equipment to secure the tank VWR 60142-006
Adjustable tubing clamp VWR 62849-112
Waterproof, good sealing electrical tape Scotch Super 33+ Widely available
2-4 short bungee cords Widely available
Squirt bottles of nanopure water VWR 16650-082 Any similar bottle is fine; pack an additional supply of nanopure water to refill these.
Large supply of paper towels and Kimwipes Widely available
50 ml centrifuge tubes VWR 21008-951 Acid cleaned as described in protocol. At least 2/core section needed.
Several permanent in markers. Widely available
Several straight razor blades and box cutters. Widely available
Centrifuge Beckman-Coulter Allegra X-22 Faster rotor allows greater separation.
Rotor to accommodate 50 ml tubes Beckman-Coulter SX-4250
50 ml plastic syringes without black rubber tip on the barrel VWR 66064-764  Acid cleaned as described in protocol. At least 1/core section needed, plus 1 for overlying water.
Syringe filters compatible with aqueous solutions. VWR 28143-310  Either 0.45 μm or 0.20 μm poresizes may be used. Plan on five filters per core section processed.
Plastic (disposable) spoons. Widely available; Acid cleaned as described in protocol.
Several boxes of disposable gloves. Widely available
Large plastic beakers or other waste containers to place in the glove bag. VWR 13890-148
Laboratory balance VWR 10205-008 An available balance will be fine; high precision not required
Dry shipper, pre-charged with liquid nitrogen VWR 82005-416 Needed only if samples are being returned to the home laboratory for sensitive analyses.
Laboratory notebooks Water repellent can be useful
Core liners Watermark 77280 Available from Forrestry Suppliers
Core caps Ben Meadows 218105
Core slicers McMaster Carr 8707K111 Cut this into 9 3 x 3 squares
PVC spacers McMaster Carr 48925K96 Cut this into short lengths
PVC couplings McMaster Carr 4880K76 Approximately 12 needed
Dowel Widely available
Lab stopper VWR 59580-400 Check to ensure the correct size to fit snugly within the core liners
Plywood for core guidance plate and top of lab jack Widely available
Lab jack VWR 89260-826
Clamps Widely available
Portable oxygen monitor RKI instruments OX-07

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chapman, P. M., Wang, F., Germano, J. D., Batley, G. Pore water testing and analysis: the good, the bad, and the ugly. Mar Poll Bull. 44, 359-366 (2002).
  2. Teasdale, P. R., Batley, G. E., Apte, S. C., Webster, I. T. Pore water sampling with sediment peepers. TrAC. 14, 250-256 (1995).
  3. Steinmann, P., Shotyk, W. Chemical composition, pH, and redox state of sulfur and iron in complete vertical porewater profiles from two Sphagnum peat bogs, Jura Mountains, Switzerland. Geochim Cosmochim Acta. 61, 1143-1163 (1997).
  4. Bufflap, S. E., Allen, H. E. Sediment pore water collection methods for trace metal analysis: A review. Wat Res. 29, 165-177 (1995).
  5. Glew, J., Smol, J., Last, W. Chapter 5, Sediment Core Collection and Extrusion. Developments in Paleoenvironmental Research. Last, W., Smol, J. Tracking Environmental Change Using Lake Sediments; 1. Springer. Netherlands. 73-105 (2001).
  6. Jahnke, R. A. A simple, reliable, and inexpensive pore-water sampler. L&O. 33, 483-487 (1988).
  7. Bufflap, S. E., Allen, H. E. Comparison of pore water sampling techniques for trace metals. Wat Res. 29, 2051-2054 (1995).
  8. Zheng, Y., Anderson, R. F., van Geen, A., Kuwabara, J. Authigenic molybdenum formation in marine sediments: a link to pore water sulfide in the Santa Barbara Basin. Geochim Cosmochim Acta. 64, 4165-4178 (2000).
  9. Keimowitz, A. R., et al. Arsenic redistribution between sediments and water near a highly contaminated source. Env Sci & Tech. 39, 8606-8613 (2005).
  10. Natter, M., et al. Level and Degradation of Deepwater Horizon Spilled Oil in Coastal Marsh Sediments and Pore-Water. Env Sci & Tech. 46, 5744-5755 (2012).
  11. Jackson, P. E. Ion chromatography. Journal of Chromatography Library; 46. Elsevier. (1990).
  12. Stookey, L. L. Ferrozine - A New Spectrophotometric Reagent For Iron. Anal. Chem. 42, 779-781 (1970).
  13. He, Y., Zheng, Y., Ramnaraine, M., Locke, D. C. Differential pulse cathodic stripping voltammetric speciation of trace level inorganic arsenic compounds in natural water samples. Anal. Chim. Acta. 511, 55-61 (2004).
  14. Cline, J. D. Spectrophotometric Determination of Hydrogen Sulfide in Natural Waters. L&O. 14, 454-458 (1969).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics