तलछट कोर सेक्शनिंग और ताकना जल की निकासी anoxic शर्तों के तहत

1Department of Chemistry, Vassar College, 2Division of Geochemistry, Lamont-Doherty Earth Observatory, 3Department of Geosciences, Auburn University
Environment

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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).

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Abstract

हम तलछट कोर सेक्शनिंग और ताकना के पानी निकालने जबकि ऑक्सीजन मुक्त की स्थिति बनाए रखने के लिए एक विधि का प्रदर्शन। एक सरल, सस्ता प्रणाली का निर्माण किया जाता है और तेजी से विश्लेषण की सुविधा के लिए एक अस्थायी कार्य क्षेत्र नमूना साइट (ओं) के करीब अंतरिक्ष के लिए ले जाया जा सकता है। कोर एक पोर्टेबल बैग दस्ताने, जहां वे कर रहे हैं sectioned में चली जाती हैं और प्रत्येक 1-3 सेमी मोटी धारा (कोर व्यास के आधार पर) 50 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब में बंद है। ताकना पानी के दस्ताने बैग के बाहर centrifugation के साथ अलग कर दिया और उसके बाद तलछट से अलग होने के लिए दस्ताने बैग को लौट रहे हैं। ये निकाले ताकना पानी के नमूने तुरंत विश्लेषण किया जा सकता है। ऐसे सल्फाइड, लोहा स्पेशिएशन, और आर्सेनिक प्रजातीकरण के रूप में redox संवेदनशील प्रजातियों की तत्काल विश्लेषण से संकेत मिलता है कि ताकना जल के ऑक्सीकरण कम है; कुछ नमूने नहीं detectable फे (तृतीय) के साथ कम प्रजातियों में से लगभग 100%, उदाहरण के लिए 100% Fe (द्वितीय) दिखा। दोनों तलछट और ताकना पानी के नमूने मुख्य करने के लिए संरक्षित किया जा सकताप्रयोगशाला में लौटने पर आगे के विश्लेषण के लिए रासायनिक प्रजातियों टाइन।

Introduction

शोधकर्ताओं अक्सर redox राज्य और एक तलछट-पानी की व्यवस्था की geomicrobiology अध्ययन करना चाहते हैं। यह आदर्श दोनों तलछट और ताकना पानी से डेटा का इस्तेमाल करता है, के रूप में पानी के ध्यान में लीन होना अक्सर प्रणाली के संवेदनशील निगरानी कर रहे हैं और एक आम स्रोत हैं, हालांकि न केवल स्रोत, जैसे आर्सेनिक और यूरेनियम के रूप में redox के प्रति संवेदनशील भारी धातुओं 1 करने के लिए पारिस्थितिक जोखिम के। रोमकूप पानी डेटा प्रसार संतुलन फिल्टर, भी "peepers," तलछट 2 में स्थापित के रूप में जाना जाता है का उपयोग कर बगल में प्राप्त किया जा सकता है। Peepers सबसे अधिक सेटिंग्स जहां क्षेत्र साइट क्षेत्र का काम है और जहां समय की एक विस्तारित अवधि के दौरान कई यात्राओं क्षेत्र साइट के लिए बनाया जा सकता है, जैसे Shotyk 3 शुरू करने से पहले जाना जाता है में किया जाता है। इसलिए कई संदर्भों इतने कम समय के लिए ही सुलभ या जहां कई खोजपूर्ण नमूने निर्धारित करने के लिए जहां आगे की जांच 4 हो जाना चाहिए प्राप्त कर रहे हैं साइटों के रूप में peepers, के उपयोग की अनुमति नहीं है।इसके अतिरिक्त peepers पानी नमूना लेने के लिए एक साथ तलछट का नमूना नहीं है।

जब यह वांछनीय है तलछट और पानी के नमूने के लिए एक साथ, या क्षेत्र साइटों में जहां आईना स्थापना संभव नहीं है, सबसे आम तरीका तलछट प्राप्त करने के लिए और पानी तलछट coring है। एक अमिश्रित कोर प्राप्त करने की प्रक्रिया को इस काम 5 में वर्णित करने के लिए एक महत्वपूर्ण अग्रदूत है। एक बार एक कोर प्राप्त की है ताकना पानी के 6 या centrifugation फैलाएंगे द्वारा प्राप्त किया जा सकता है; दोनों के फायदे और नुकसान है। आम तौर पर centrifugation तलछट कोर, 7 से porewaters निकालने हालांकि देखभाल अवसादों या ताकना जल के ऑक्सीकरण रोकने के लिए लिया जाना चाहिए के लिए सबसे विश्वसनीय तरीका माना जाता है।

इस विधि में हम कोर बाहर निकालना और centrifugation न्यूनतम ऑक्सीकरण के साथ ताकना के पानी को निकालने के लिए का वर्णन है। लेखकों, विधि समुद्री 8 सहित संदर्भों की एक किस्म में वर्णित का इस्तेमाल किया है दूषित झील 10 और झीलों। दिखाए प्रतिनिधि डेटा दर्शाता कम करने की स्थिति संरक्षित किया जा सकता है। सेंट्रीफ्यूज के अपवाद के साथ, प्रयुक्त सामग्री सस्ती कर रहे हैं, और इस विधि geochemical और geomicrobiological अनुसंधान सवालों की एक विस्तृत विविधता के लिए लागू किया जा सकता है।

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Protocol

1. उपकरण की तैयारी

  1. कोर लाइनर की तैयारी
    1. कोर टुकड़ा है कि मात्रा का उपयोग प्राप्त किया जाएगा = πr 2 एक्स मोटाई की मोटाई की गणना; अंतिम मात्रा <50 सेमी 3 होना चाहिए। एक 10 सेमी व्यास के साथ कोर, 2 सेमी मोटी स्लाइस प्राप्त किया जा सकता है।
      नोट: यह मात्रा एक पूर्ण 50 मिलीलीटर होना जरूरी नहीं है, लेकिन porewater मात्रा में प्राप्त अनुपात में छोटा होगा।
    2. 2 सेमी छल्ले में एक आरा (या समान) टुकड़ा एक कोर लाइनर, या समान व्यास का एक प्लास्टिक ट्यूब, का उपयोग (या अन्य मोटाई यदि एक अलग व्यास कोर का उपयोग)। 3-5 के छल्ले प्राप्त करते हैं।
    3. स्वच्छ सभी प्लास्टिक सामग्री है कि तलछट के साथ संपर्क में आ जाएगा कोर लाइनर्स, कोर टोपियां, अंगूठियां, कोर slicers, अपकेंद्रित्र ट्यूब, सीरिंज, और डिस्पोजेबल चम्मच भी शामिल है। (एक लामिना में 24 घंटे के लिए 10% एचसीएल में प्लास्टिक सामग्री लेना, कुल्ला प्लास्टिक सामग्री nanopure (22 MΩ) पानी में 3x, और अनुमति शुष्क हवा के लिए सामग्री, अधिमानतःप्रवाह हुड, पैकिंग से पहले।)
  2. प्रयोगशाला जैक की तैयारी
    1. प्लाईवुड का एक टुकड़ा काट, एक पहेली का उपयोग कर, 6 "एक्स 6" प्रयोगशाला जैक के ऊपर थाली के आकार को कवर किया और इस प्लाईवुड एक छेद का उपयोग कर के बीच में एक छेद ड्रिल करने के लिए एक ड्रिल करने के लिए लगाव देखा।
      नोट: इस छेद बस थोड़ा पीवीसी भरनेवाला टुकड़े के व्यास से बड़ा होना चाहिए; आकार यहां इस्तेमाल के लिए, 2 छेद होना चाहिए ¾ "।
    2. ड्रिल चार इस प्लाईवुड के किनारों में छोटे छेद एक हाथ ड्रिल या ड्रिल प्रेस पर एक नियमित रूप से ड्रिल बिट का उपयोग कर प्रयोगशाला जैक के शीर्ष प्लेट पर छेद मैच के लिए। ज़िप संबंधों के साथ प्रयोगशाला जैक करने के लिए प्लाईवुड जकड़ना।
      नोट: कोई "wiggle" इस प्लाईवुड में नहीं होना चाहिए।
  3. एक लगभग 2 'एक्स 1.5' प्लाईवुड एक छेद देखा कोर का उपयोग कर लाइनर्स के बाहरी व्यास की तुलना में थोड़ा बड़ा है के बीच में एक छेद ड्रिल। 10 सेमी व्यास कोर लाइनर्स के लिए, एक 10.5-11.5 सेमी के छेद appropria होगीते। इस लकड़ी कोर मार्गदर्शन थाली है।
  4. कोर बाहर निकालना की तैयारी (सवार)
    1. एक रबर डाट प्रयोगशाला कि कोर लाइनर्स के अंदर फिट बैठता प्राप्त करते हैं। अगर कोई भी उपलब्ध है, एक रेजर का उपयोग करने के लिए एक आकार दाढ़ी। एक बहुत छोटे डाट का प्रयोग न करें।
    2. एक लगभग 1'-1.5 'लंबी, 1 "व्यास dowel या झाड़ू संभाल करने के लिए प्रयोगशाला डाट भाड़ में। निविड़ अंधकार बिजली के टेप के साथ डाट के चेहरे पर पेंच सिर को कवर किया।
      नोट: डाट की थोड़ी और भारी dowel से दूर का सामना करना चाहिए।
  5. 6 "लंबा वर्गों ~ में एक लगभग 1.5 'पीवीसी पाइप की लंबाई में कटौती।
    ध्यान दें: आंतरिक व्यास कदम 1.4.2 में dowel से भी बड़ा होना चाहिए, लेकिन कदम 1.4.1 में डाट से छोटा है। इस प्रोटोकॉल "2.375 के एक सच्चे बाहरी व्यास के साथ पीवीसी" मानक 2 का उपयोग हो जाती है। ये पीवीसी टुकड़े कोर extenders रहे हैं।
  6. माल की सूची में सूचीबद्ध अन्य सभी आवश्यक उपकरण इकट्ठे।
    नोट: यह शघर प्रयोगशाला में एकत्र हुए और क्षेत्र प्रयोगशाला के लिए लाया जा ould।

2. क्षेत्र प्रयोगशाला स्टेशन की स्थापना

  1. दस्ताने बैग की स्थापना
    1. काम की सतह (countertop, प्रयोगशाला सतह, आदि) के लिए कोर मार्गदर्शन प्लेट दबाना। सुनिश्चित करें कि कोर लाइनर के लिए छेद काम की सतह खत्म हो गया है, लेकिन खुला है।
    2. कोर मार्गदर्शन प्लेट पर डिस्पोजेबल दस्ताने बैग प्लेस, और एन 2 टैंक के नियामक को दस्ताने बैग की ट्यूबिंग प्रविष्टि से ट्यूबिंग चलाते हैं। यकीन है कि टैंक को सुरक्षित रूप से सिलेंडर बेंच दबाना का उपयोग कर सुरक्षित है सुनिश्चित करें।
    3. दस्ताने बैग के लिए ट्यूबिंग टेप बिजली के टेप के साथ ट्यूबिंग के बाहर चारों ओर बैग को घेरने के द्वारा इस प्रवेश बिंदु को सील करने के लिए। सुनिश्चित करें के बारे में ट्यूबिंग का 8 "दस्ताने बैग के भीतरी इलाकों में फैली हुई है कि दस्ताने बैग के अंदर ट्यूबिंग पर स्लाइड ट्यूबिंग दबाना;। इस दबाना खुला छोड़ दें।
    4. एक "एक्स" कटौती पर दस्ताने बैग के तल मेंकोर मार्गदर्शन प्लेट एक बॉक्स कटर या सीधी रेजर का प्रयोग करने में छेद। यह एक्स कोर लाइनर व्यास से कम होना चाहिए।
    5. तालिका 1 में पाया आइटम के साथ दस्ताने बैग लोड।
  2. कोर की स्थापना
    1. कार्य क्षेत्र जहां दस्ताने बैग चिपका है नीचे फर्श पर प्रयोगशाला जैक रखें। "एक्स" कदम 2.1.4 में दस्ताने बैग के तल में कटौती के माध्यम से कोर की जगह, एक ईमानदार स्थिति में रखते हुए।
      नोट: के बारे में 4-6 "कोर के कोर स्थिरीकरण प्लेट के ऊपर का विस्तार करना चाहिए।
    2. कोर शोधकर्ता 2 2.2.6 के माध्यम से कदम 2.2.3 प्रदर्शन करने के लिए अनुमति देने के लिए स्थिर पकड़ो।
    3. टेप "एक्स" के आसपास प्लास्टिक बैग दस्ताने करने के लिए कोर, अच्छा सील बिजली के टेप का खूब इस्तेमाल करते हैं।
    4. एक 2 "व्यास, ~ 6" लंबे पीवीसी स्पेसर, एक ~ 3 "लंबे युग्मन द्वारा पीछा किया, एक और स्पेसर के द्वारा पीछा में कोर बाहर निकालना की संभाल डालें। पूरी तरह से कवर परमवीर चक्र तक इस पैटर्न जारीहत्था; इसे संभाल के अंत में पिछले एक छोटी दूरी बढ़ा सकता है। कोर बाहर निकालना कोर के तल के नीचे (पीवीसी स्पेसर और कपलिंग के साथ) रखें।
    5. प्रयोगशाला जैक के साथ कोर बाहर निकालना समर्थन इसलिए है कि बाहर निकालना कोर समर्थन कर सकते हैं। इस समय, के रूप में के रूप में कम संभव जैक रखने के लिए और कोर स्पेसर का उपयोग जहां भी संभव।
    6. एक बॉक्स कटर का प्रयोग करें नीचे कोर टोपी के आसपास सावधानी से कटौती करने के लिए। इस कटौती कोर टोपी की एक अंगूठी में परिणाम चाहिए कोर लाइनर के बाहर और एक फ्लैट परिपत्र कोर सामग्री के खिलाफ जगह में कोर टोपी के हिस्से के चारों ओर छोड़ा जा रहा है।
    7. दस्ताने बैग (शोधकर्ता 1) में हाथ डालें। कोर स्थिर रखने इतना है कि यह मूल स्थिरीकरण प्लेट के ऊपर आगे कदम नहीं करता है, जबकि शोधकर्ता 2 प्रयोगशाला जैक चालू करने के लिए धीरे-धीरे कोर बढ़ाने के लिए शुरू होता है। कोर बाहर निकालना कोर लाइनर दर्ज करें और एक धक्का पॉप की तरह ऊपर की तरफ धक्का तलछट के लिए शुरू करना चाहिए।
    8. कोर बाहर निकालना पक्ष wiggle थोड़ा यदि ne पक्ष कीकोर लाइनर (शोधकर्ता 2) में डालने के लिए eded। एक मामूली पॉप के लिए तैयार हो सकता है जब यह प्रवेश करती है।
    9. कोर जुटाने के लिए जब तक cored सामग्री के शीर्ष पर या कोर जहाज के ऊपर (शोधकर्ताओं 1 और 2) के पास है जारी रखें। ध्यान दें कि कोर टोपी इस प्रक्रिया के दौरान कोर के ऊपर रहना चाहिए।
  3. दस्ताने बैग सील
    1. डबल जाँच लें कि सभी आवश्यक आपूर्ति दस्ताने बैग में कर रहे हैं; पोर्टेबल ऑक्सीजन मीटर पर बारी।
    2. सभी सेंट्रीफ्यूज ट्यूब, पानी की बोतलें, और अन्य मदों है कि हवा फंसे होते हैं। कोर खड़े पानी के ऊपर headspace है, तो इस दौर से गुजर शुद्ध करने के लिए शीर्ष टोपी खुला।
    3. नियामक चालू करें ताकि ट्यूब के माध्यम से नाइट्रोजन के प्रवाह दस्ताने बैग में एक उदारवादी दर पर है। सभी वाल्व खुला उचित है के साथ पिछले नियामक स्तर पर ~ 15 साई की आम तौर पर एक दबाव।
      नोट: यह तेजी से त्वचा पर एक मजबूत हवा की तरह महसूस करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन ऐसा नहीं है कि यह मजबूत scatters दस्ताने बैग समर्थन होना चाहिएचलती है।
    4. दस्ताने बैग के सभी क्षेत्रों में नाइट्रोजन का कहना है, और एक की क्षमता का सबसे अच्छा करने के लिए मुख्य उद्घाटन बाहर नाइट्रोजन धक्का। नाइट्रोजन बंद कर दें।
    5. 2.3.9 तीन बार के माध्यम से कदम 2.3.6 दोहरा द्वारा दस्ताने बैग में तीन बार पर्ज।
      नोट: यह एक व्यक्ति को पूरा कर सकते हैं, लेकिन यह दो लोगों के लिए आसान हो सकता है इतना है कि एक दस्ताने है कि दस्ताने बैग का एक हिस्सा हैं में अपने या अपने हाथ रख सकते हैं।
    6. यह चारों ओर कई बार 1-2 बंजी डोरियों लपेटकर द्वारा दस्ताने बैग के मुख्य उद्घाटन सील। 2.3.3 के रूप में एक समान प्रवाह करने के लिए नाइट्रोजन चालू करें। दस्ताने के बैग में निर्मित दस्ताने में रखें शोधकर्ता 1 के हाथ।
    7. नाइट्रोजन के साथ दस्ताना बैग को भरने के लिए एक दूसरे के लिए बैग के एक क्षेत्र से नाइट्रोजन ट्यूब ले जाएँ। ऐसे खोला अपकेंद्रित्र ट्यूब के रूप में किसी भी दरारों में ट्यूब बिंदु एक धार बोतल में पानी के ऊपर, आदि
    8. ट्यूबिंग दबाना बंद करके नाइट्रोजन बंद कर दें। ध्यान दें कि यह संसाधन और अन्य विभागों को हटाने के बिना पूरा किया जा सकतादस्ताने बैग से earcher 1 के हाथ।
    9. दस्ताने बैग के सामने खोलें और शोधकर्ता 1 के शरीर का उपयोग कर, संभव के रूप में बैग से बाहर के रूप में ज्यादा गैस धक्का।
      नोट: इस बिंदु पर यह बैग के अंदर आपूर्ति के आसपास फ्लैट होना चाहिए।
    10. एक आरामदायक दबाव के दस्ताने बैग भरें और ट्यूबिंग दबाना का उपयोग नाइट्रोजन बंद कर देते हैं। कुछ परीक्षण और त्रुटि के रूप में भी भरा, एक आरामदायक दबाव खोजने के लिए आवश्यक हो सकता है और यह एक हथियार ले जाने के लिए जब भी खाली मुश्किल है और यह देखने के लिए और वस्तुओं में हेरफेर करने के लिए मुश्किल है। संक्षिप्त अवधि के बैग से भरना करने के लिए अगर यह एक धीमी गति से रिसाव के लिए लगता है या किसी भी कारण के लिए emptier हो रही है के लिए नाइट्रोजन ट्यूबिंग दबाना खोलें। बैग के सामने खोलें नाइट्रोजन की छोटी मात्रा में बाहर जाने के लिए अगर यह असुविधाजनक पूर्ण हो जाता है।
    11. पोर्टेबल ऑक्सीजन मीटर पर घुलित ऑक्सीजन के स्तर की जांच। यह 1% से नीचे होना चाहिए।
    12. डिस्पोजेबल दस्ताने में दस्ताना दस्ताने बैग डालें। ये निपुणता में सुधार होगा। उन्हें बदलने के लिए जब भी वे जीईगंदे या फटे टी; बैग में कचरे के कंटेनर में त्यागें।

3. कोर सेक्शनिंग

नोट: प्रक्रिया के इस हिस्से को और अधिक आसानी से दो शोधकर्ताओं के साथ पूरा किया है।

  1. एक सिरिंज का उपयोग कर खड़े पानी निकालें। इस सिरिंज फिल्टर पानी और 50 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब में जगह।
  2. एक कोर निकालें धारा
    1. कोर लाइनर के ऊपर से ऊपर एक कोर सेक्शनिंग अंगूठी रखें। कोर (धारा 3.3) जुटाने तक तलछट के शीर्ष अंगूठी के शीर्ष पर है।
    2. कोर लाइनर और अंगूठी के शीर्ष के बीच कोर स्लाइसर डालें। तलछट अनुभाग अब कोर स्लाइसर के ऊपर बैठा है।
    3. डिस्पोजेबल चम्मच का उपयोग कर एक 50 मिलीलीटर ट्यूब तलछट ले जाएँ। ट्यूब टोपी कसकर एक बार यह भरा हुआ है।
    4. कोर स्लाइसर और nanopure पानी के साथ कोर सेक्शनिंग अंगूठी कुल्ला; दस्ताने बैग के अंदर कचरे के कंटेनर में गंदे कचरे धार। डिस्पोजेबल चम्मच भी rinsed जा सकता है,या त्याग, संख्या की जरूरत पर निर्भर करता है। कोर स्लाइसर और कागज तौलिये के साथ कोर सेक्शनिंग अंगूठी सूखी।
    5. आगे कोई कोर सामग्री जब तक दोहराएँ कदम 3.2 बनी हुई है।
  3. कोर का स्थापना
    1. 3.2 के दौरान यह कोर बढ़ाने के लिए आवश्यक है। प्रयोगशाला जैक का उपयोग छोटे वेतन वृद्धि में यह मत करो। एक बार प्रयोगशाला जैक पूरी तरह से बढ़ा है निम्नलिखित तीन चरणों का प्रदर्शन।
    2. दस्ताने बैग (शोधकर्ता 1) में जगह में कोर पकड़ो।
    3. , अपने न्यूनतम स्थापित करने के लिए प्रयोगशाला जैक कम है जब यह पूरी तरह से (शोधकर्ता 2) संकुचित है। सुनिश्चित करें कि कोर दस्ताने बैग और शोधकर्ता 2 के हाथ के नीचे से समर्थन के भीतर शोधकर्ता 1 के हाथ के साथ जगह में आयोजित किया जाता है।
    4. कोर बाहर निकालना के नीचे अंत और पीवीसी स्पेसर और फिटिंग के साथ जैक के बीच अंतरिक्ष भरें। सुनिश्चित करें कि कोर सुरक्षित रूप से कोर के शीर्ष के चलते पहले मुख्य भरनेवाला द्वारा समर्थित है।

4. पूर्वtracting Porewaters

  1. दस्ताने बैग खुला और अपकेंद्रित्र ट्यूब की रैक को हटा दें।
  2. दस्ताने बैग साफ रूप में कागज तौलिये, पानी, आदि खाली अपशिष्ट कंटेनर के साथ अंदर बाहर पोंछते द्वारा किसी भी मिट्टी, तरल, या संक्षेपण को हटाने के द्वारा की जरूरत है।
  3. बंजी तार के साथ शिथिल दस्ताने बैग reseal।
  4. अपकेंद्रित्र ट्यूब जो अब तलछट sectioned होते हैं (यदि वांछित) वजन।
  5. बिजली के टेप के साथ लपेटें अपकेंद्रित्र ट्यूबों के सबसे ऊपर टोपी / ट्यूब जंक्शन सील करने के लिए।
  6. टेप के बाद उन्हें वजन द्वारा centrifugation के लिए ट्यूबों संतुलन। जोड़ें या बिजली के टेप को हटाने 0.5 ग्राम वजन के भीतर पाने के लिए।
    नोट: आम तौर पर, कोर के शीर्ष से ट्यूबों नीचे से उन लोगों की तुलना में हल्का हो जाएगा।
  7. अधिकतम त्वरण में सेंट्रीफ्यूज और सेंट्रीफ्यूज में रखें ट्यूब (1100 XG सिफारिश की है) 20 मिनट के लिए।
    नोट: माध्यमिक centrifugation दरों porewaters का अधिक से अधिक जुदाई की अनुमति होगी।
  8. Centrifu से बिजली के टेप निकालेंजीई या तो unpeeling द्वारा या एक रेजर दस्ताने बैग को नलियों लौटने से पहले साथ टुकड़ा करने की क्रिया द्वारा ट्यूबों। अपकेंद्रित्र ट्यूब लौटें centrifugation के बाद रैक और दस्ताने बैग पर लौटने के लिए।
  9. दस्ताने बैग के लिए अपकेंद्रित्र ट्यूब, सीरिंज, और सिरिंज फिल्टर का एक और सेट जोड़ें। इन नए नलियों porewaters पकड़ और पूर्व लेबल किया जा सकता है।
  10. कदम 2.3.5 के रूप में फिर से दस्ताने बैग पर्ज। तो दस्ताने बैग केवल नलियों दूर करने के लिए संक्षेप में खोला गया था, और साफ नहीं किया गया था, यह केवल दो बार यह शुद्ध करने के लिए स्वीकार्य होगा। एक ऑक्सीजन की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है, यह सुनिश्चित करें कि दस्ताने बैग में माहौल <1% 2 हे है। नए जोड़े अपकेंद्रित्र ट्यूब खोलने के लिए और उन्हें शुद्ध करने के लिए मत भूलना।
  11. दस्ताने के बैग में दस्ताने को हाथ डालें; के रूप में पहले, डिस्पोजेबल दस्ताने के साथ कवर किया।
  12. एक ट्यूब खोलें। तलछट एक सिरिंज का उपयोग कर ऊपर से porewaters निकालें, तो सिरिंज की नोक पर एक सिरिंज फिल्टर देते हैं। porewaters और अवसादों में अच्छी तरह से अलग हो रहे हैं, तो porewatनेताओं बैरल हटा दिया है और नोक पर एक सिरिंज फिल्टर के साथ एक सिरिंज में सीधे डाला जा सकता है।
  13. उचित अपकेंद्रित्र ट्यूब में सिरिंज फिल्टर के माध्यम से पानी पुश।
    नोट: कुछ बल की जरूरत होगी; नमूना प्रति एक से अधिक सिरिंज फिल्टर की आवश्यकता हो सकती है।
  14. तलछट और ट्यूब porewaters युक्त अपकेंद्रित्र ट्यूब पर टोपी की जगह।
  15. दोहराएँ प्रत्येक नमूना के लिए 4.15 के माध्यम से 4.13 कदम।
  16. ओपन दस्ताने बैग और नमूने को हटा दें। दोनों तलछट और porewater नलियों फिर से तौला जा सकता है।
  17. तुरंत porewaters विश्लेषण अगर वांछित। विश्लेषण प्रमुख आयनों 11 के लिए आयन क्रोमैटोग्राफी, voltammetry 13 से लोहा स्पेशिएशन 12, आर्सेनिक प्रजातीकरण के लिए ferrozine, और सल्फाइड स्पेशिएशन 14 शामिल कर सकते हैं (लेकिन सीमित नहीं हैं)।
  18. सूखी shipper में porewaters और अवसादों रुक (लगभग -80 डिग्री सेल्सियस) स्पेशिएशन संरक्षित करने के लिए बाद में विश्लेषण के लिए योजना बनाई है, तो उचित विश्लेषण के लिए। यह मीटरप्र भी नमूने कंटेनर में या नाइट्रोजन पर्ज एल्यूमीनियम बैग में शांत रखने के लिए उपयुक्त हो।
  19. एक दूसरी कोर के लिए दस्ताने बैग फिर से उपयोग (2.2.2 पर शुरू) अगर वांछित। दो कोर के बाद, दस्ताने बैग आम तौर पर बदलने की जरूरत है।

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Representative Results

प्राप्त परिणामों के प्रकार के प्रदर्शन का विश्लेषण करती है पर और geochemical सेटिंग से कोर प्राप्त किया गया था पर निर्भर करता है। घुलित ऑक्सीजन निकाले porewaters में मापा जा सकता है, लेकिन कई सेटिंग्स में इस शून्य कोर के पहले कुछ सेमी नीचे हो जाएगा। विश्लेषण है कि आमतौर पर अधिक सार्थक जानकारी प्रदान करते लोहे स्पेशिएशन (फे द्वितीय / तृतीय फे) 12, आर्सेनिक स्पेशिएशन शामिल 13, सल्फाइड और 14 (III / वी के रूप में रूप में)। ऐसे सल्फाइड के रूप में कम प्रजातियों की उपस्थिति का संकेत है एक कम करने के लिए पर्यावरण और है कि पर्याप्त अनॉक्सिता दोनों कोर सेक्शनिंग के दौरान बनाए रखा और पानी निकालने के ध्यान में लीन होना था। इस तरह भंग कार्बनिक कार्बन, प्रमुख आयनों, या धातु का पता लगा रूप में अन्य सांद्रता का निर्धारण अक्सर घर प्रयोगशाला में लौटने पर संरक्षित नमूनों पर किया जाता है। Geochemical ढ़ाल आम तौर पर ताकना पानी में मनाया जा सकता है, और Maxima या विशेष प्रजाति की न्यूनतम गहराई में देखा जा सकता है।

तम्बू। "fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> एक कोर बे Batiste, न्यू ऑरलियन्स की एक आर्द्रभूमि दक्षिण में लिया गया था, के बारे में नौ महीनों के क्षितिज गहरे पानी फैल की शुरुआत के बाद यह आर्द्र भूमि भारी तेल से सना हुआ था, और तलछट कोर से प्राप्त आंकड़ों एक Hach विधि (http://hach.com) पर आधारित 14 का उपयोग कर porewaters में उच्च सांद्रता सल्फाइड से संकेत मिलता है;। चित्रा 1 देखें 49.2 मिलीग्राम की अधिकतम सल्फाइड सांद्रता / LS 2- कोर खंड में मनाया जाता है 24-27 सेमी गहराई के बीच प्राप्त की। इन porewaters में कुल लौह सांद्रता लगातार कम थे (<0.2 पीपीएम) और कोई फे (तृतीय) का पता चला था।

आकृति 1
। चित्रा 1: बे Batiste, लुइसियाना डेटा से Porewaters दिखाए गए तरीकों के साथ साथ वर्णित का उपयोग कर एक तलछट कोर से निकाले porewaters से है; कोर Bayou Batiste, लुइसियाना से प्राप्त हुई थी, इस वर्ष के लिए मेंllowing मैक्सिको की खाड़ी के गहरे पानी होरिजन तेल रिसाव। तलछट-पानी इंटरफेस नीचे गहराई के एक समारोह के रूप में porewaters में भंग सल्फाइड सांद्रता। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आइटम चरण 2.1.7 में दस्ताने बैग में लोड करने के लिए
कचरे के कंटेनर
डिस्पोजेबल दस्ताने का पिटारा
Kimwipes और कागज तौलिए
सीधे छुरा
डीडी एच 2 ओ की धार की बोतल (s)
स्थायी मार्कर
डिस्पोजेबल प्लास्टिक के चम्मच
50 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब एक रैक में एक; कोर खंड प्रति एक से अधिक पानी overlying के लिए पर्याप्त है। overlying पानी को छानने के लिए पर्याप्त संख्या में सिरिंज फिल्टर।
कोर लाइनर के छल्ले
कोर स्लाइसर
पोर्टेबल ऑक्सीजन मीटर
ऐसे अपकेंद्रित्र ट्यूब के रूप में एक प्लास्टिक सामग्री एसिड-साफ निर्देश के अनुसार होना चाहिए।

तालिका 1: सामग्री दस्ताने बैग में सील करने के लिए।

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Discussion

तकनीक के साथ साथ वर्णित एक लचीला है कि एक स्थानों, कोर आकार, मोटाई कोर खंड, आदि इस सिस्टम के लिए तीन आवश्यक घटक हैं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए समायोजित किया जा सकता है।

सबसे पहले, सही आयाम का एक कोर बाहर निकालना प्रणाली के लिए कोर विश्लेषण किया जा करने के लिए तैयार। निर्देश यहाँ एक लगभग 30 "कोर संभालने दिया जाता है; बहुत लंबे समय तक कोर पूरी तरह से बाहर करने के लिए और अधिक पीवीसी भरनेवाला टुकड़े और पीवीसी फिटिंग की आवश्यकता हो सकती योजना बाहर निकालना प्रणाली और पैकिंग ध्यान से, के रूप में क्षेत्र में सुधार और अधिक कठिन प्रबंधन करने के लिए कर रहे हैं।।

दूसरा, यह सुनिश्चित करें कि दस्ताने बैग में अच्छी तरह से पर्ज और लीक या आँसू की नि: शुल्क है। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य एक ही redox राज्य में जो वे जमीन के नीचे से ही अस्तित्व में porewaters प्राप्त करने के लिए है। ऑक्सीकरण ताकना सेक्शनिंग या ताकना पानी निकासी के दौरान होता है, तो डेटा प्राप्त प्रयोग करने योग्य नहीं होगा।

तीसरा, centrifugationतुरंत अवसादों से porewaters की जुदाई की अनुमति देता है। porewaters और अवसादों के माहौल से हटाने के बाद संपर्क में रहते हैं, प्रतिक्रियाओं को जारी रखने और बदल सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोर के माध्यम से पानी बहने नाइट्रेट की आपूर्ति की गई थी, इस मौजूदा माइक्रोबियल समुदाय एक टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में लोहे का उपयोग करने से रोका जा सके; साइट से कोर को हटाने के बाद, नाइट्रेट सांद्रता कम करने के लिए शुरू होगा और लोहे स्पेशिएशन बदलने के लिए शुरू हो सकता है। इसलिए तेजी से कोर सेक्शनिंग और centrifugation सर्वश्रेष्ठ "स्नैपशॉट" उठाए जाने की अनुमति देते हैं।

विश्लेषण के आधार पर वांछित है, यह उन्हें तलछट और porewater साथ भरने से पहले अपकेंद्रित्र ट्यूब वजन करने के लिए वांछनीय हो सकता है। इस porewater और तलछट की सटीक जनता प्रत्येक खंड से एकत्र की गणना के लिए अनुमति देगा। यदि यह आवश्यक नहीं है, 50 मिलीलीटर अपकेंद्रित्र ट्यूब के एक औसत बड़े पैमाने पर प्रत्येक ट्यूब के लिए ग्रहण किया जा सकता है। यह आमतौर पर पर्याप्त है। सामान्य, एक subse मेंतलछट की ction, हटाया जा सकता है वजन है, और एक प्रतिशत शुष्क जन मूल्य प्राप्त करने के लिए फिर से सूख गया। जब यह कर परिकलन के भाग के रूप में हटा दिया porewaters का वजन शामिल करने के लिए सुनिश्चित करें। सूखे तलछट भी प्रज्वलन माप पर एक नुकसान प्राप्त करने के लिए combusted जा सकता है।

यह बहुमूल्य क्षेत्र नमूनों पर यह प्रदर्शन से पहले एक नमूना कोर पर एक या दो बार इस प्रक्रिया का अभ्यास करने की सलाह दी जा सकती है। एक बार जब यह महारत हासिल है, हालांकि, इस तकनीक ताकना पानी और अवसादों के संग्रह के लिए एक सरल, लागत प्रभावी तरीके से वातावरण की एक विस्तृत श्रृंखला से अनुमति देता है। सीटू redox की स्थिति में बनाए रखने की क्षमता geochemical की एक श्रृंखला की अनुमति देता है और geomicrobiological एकत्र नमूनों पर विश्लेषण करती है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgements

इस शोध आंशिक रूप से राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के तेजी से कार्यक्रम (NSF-1,048,925, 1,048,919, और 1,048,914) एलिसन Keimowitz, मिंग-कू ली, बेनेडिक्ट Okeke, और जेम्स सॉन्डर्स द्वारा समर्थित किया गया।

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

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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).

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