משקעי Core חתך וסחיטה הנקבובית ווטרס תחת תנאים אנוקסיים

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

אנו מדגימים שיטת חתך ליבות משקעות לחילוץ נקבובי מים תוך שמירה לתנאי חוץ ללא חמצן. מערכת פשוטה, זולה בנויה והוא יכול להיות מועבר למרחב עבודה זמנית בקרבת אתר דגימת שדה (ים) כדי להקל על ניתוח מהיר. Cores נמתח לתוך שקית כפפה ניידת, שם הם מחולקים וכל קטע עבה 1-3 סנטימטר (תלוי בקוטר ליבה) הוא חתום לתוך 50 מ"ל צינורות צנטריפוגות. מים נקבוביים מופרדים עם צנטריפוגה החיצוני של תיק הכפפה ולאחר מכן חזרו תיק הכפפה להפרדה מן המשקע. דגימות מים הנקבוביות חילוץ אלה ניתן לנתח מיד. ניתוחים מיידיים של מיני חיזור רגישים, כגון גופרי, התפצלות ברזל, התפצלות ארסן עולים כי חמצון של מים נקבוביים הוא מינימאלי; כמה דוגמאות להראות כ 100% מהמינים המופחתים, למשל 100% Fe (II) ללא Fe לגילוי (III). שני דגימות מים משקעים הנקבוביות ניתן לשמר to mainטיין לתרכובות כימיות לניתוח נוסף עם שובו למעבדה.

Introduction

חוקר לעתים קרובות רוצה ללמוד את מדינת חיזור geomicrobiology של מערכת משקעים-מים. זה אידיאלי מנצל נתונים משני משקעים ומים נקבוביים, כמים נקבוביים הם לעתים קרובות צגים רגישים של המערכת הם ממקור משותף, אם כי לא המקור היחיד, של חשיפה אקולוגית למתכות כבדות רגיש חיזור 1 כגון ארסן ואורניום. נתוני מים נקבוביים יכולים להתקבל כתוצאה באתרו באמצעות מסנני שיווי משקל דיפוזיה, הידוע גם בשם "מציצנים," מותקנים לתוך המשקעים 2. המציצן ביותר משמש בדרך כלל הגדרות היכן אתר השדה ידוע לפני עבודת שטח מתחילה והיכן ביקורים מרובים על פני תקופה ארוכה של זמן יכולים להתבצע לאתר השדה, למשל Shotyk 3. לכן בהקשרים רבים אינם מאפשרים את השימוש של מציצנים, כגון אתרים נגישים רק לזמן קצר או איפה דגימות גישוש מרובות מתקבלות כדי לקבוע היכן לחקירה נוספת אמורה להתרחש 4.בנוסף מציצנים לא לטעום משקעים במקביל דגימת מים.

כאשר רצוי לטעום משקעים ומים ביחד, או באתרי שדה שבו התקנת מציצן אינה ריאלית, השיטה הנפוצה ביותר להשיג משקעים ומים הם coring משקע. השיג ליבה צרופה הוא מבשר חיוני ההליך המתואר בעבודה זה 5. פעם ליבה מתקבלת מים נקבוביים ניתן להשיג על ידי כיווץ 6 או צנטריפוגה; לשניהם יש יתרונות וחסרונות. צנטריפוגה נחשבת בדרך כלל הדרך הבדוקה ביותר לחילוץ porewaters מן הליבות משקעות, 7 למרות טיפול יש לנקוט כדי למנוע התחמצנות של משקעים או מים נקבוביים.

בשיטה זו אנו מתארים ליבה שחול צנטריפוגה לחלץ מים נקבוביים עם חמצון מינימאלי. המחברים השתמשו בשיטה המתוארת במסמך זה במגוון בהקשרים כוללים ימי 8 מזוהמת אגם 10. הנתונים נציג לראות מוכיחים כי תנאים להפחתה יכולים להישמר. למעט בצנטריפוגה, חומרים המשמשים הם לא יקרים, שיטה זו יכולה להיות מיושמת על מגוון רחב של שאלות מחקר גיאוכימיים geomicrobiological.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הכנת הציוד

  1. הכנת ספינות Core
    1. חישוב עובי פרוסת ליבה שתתקבל באמצעות Volume = πr עובי x 2; הנפח הסופי חייב להיות <50 סנטימטרים 3. עם קוטר הליבה 10 ס"מ, פרוסות בעובי 2 ס"מ ניתן לקבל.
      הערה: אין זה הכרחי כדי לקבל את עוצמת הקול להיות מלא 50 מ"ל, אבל porewater כרכים המתקבל יהיה יחסי קטן.
    2. שימוש פאזל (או דומה) אנייה ליבה פרוסה אחת, או צינור פלסטיק בעלי קוטר זהה, ל -2 סנטימטרי טבעות (או עובי אחר אם באמצעות ליבת קוטר שונה). השג 3-5 טבעות.
    3. יש לנקות את כל חומר פלסטי אשר באים במגע עם משקעים, כולל ספינות הליבה, כובעים הליבה, טבעות, slicers הליבה, צינורות צנטריפוגה, מזרקים, וכפות הפנויה. (משרים וחומרים פלסטיים ב 10% HCl למשך 24 שעות, לשטוף חומרים פלסטיים 3x ב nanopure (22 MΩ) במים, ולאפשר חומרים לייבוש באוויר, רצוי למינריתלזרום למכסה המנוע, לפני האריזה.)
  2. הכנת המעבדה ג'ק
    1. חותכים חתיכת דיקט, באמצעות פאזל, כדי לכסות את גודל 6 "x 6" של הלוח העליון של שקע מעבדה לקדוח חור במרכז דיקט זה באמצעות חור ראה מצורף תרגיל.
      הערה: חור זה צריך להיות רק מעט גדול יותר מאשר הקוטר של חתיכות מאריכות PVC; עבור הגדלים משמשים כאן, החור צריך להיות 2 ¾ ".
    2. מקדחת ארבעה חורים קטנים בקצוות של דיקט זה כדי להתאים את החורים על הצלחת העליונה של שקע המעבדה באמצעות מקדח קבוע על מקדחה ידנית או מקדחה. הדק את הדיקט לשקע מעבדה עם קשרי zip.
      הערה: לא צריך להיות שום "לכשכש" דיקט זה.
  3. לקדוח חור במרכזו של כ -2 מ 'X 1.5' דיקט מעט גדול יותר בקוטר החיצוני של ספינות הליבה בעזרת מסור חור. במשך 10 ס"מ ספינות הליבה קוטר, חור 10.5-11.5 ס"מ יהיה appropriaטה. עץ זה הוא הצלחה הדרכת הליבה.
  4. הכנת Extruder Core (טובלן)
    1. השג פקק מעבדת גומי שמתאים בנוחות בתוך ספינות הליבה. אם אף זמין, לגלח אחד לגודל באמצעות תער. אין להשתמש פקק קטן מדי.
    2. הברג את פקק המעבדה של כ 1'-1.5 'ארוכה, 1 "ידית מסמרת או מטאטא קוטר. מכסה את ראש הבורג על הפנים של הפקק עם הקלטת חשמל עמידה למים.
      הערה: הצד הגדול יותר של פקק צריך לפנות הרחק מן מסמרת.
  5. חותכים של כ 1.5 'אורך צינור PVC לתוך ~ 6 "קטעים ארוכים.
    הערה: הקוטר הפנימי צריך להיות גדול יותר מאשר מסמרת בשלב 1.4.2, אבל קטן יותר בסימפטומים ולא במחלה עצמה בשלב 1.4.1. פרוטוקול זה מבוסס על ההנחה באמצעות "PVC בקוטר חיצוני אמיתי של 2.375" 2 הסטנדרטי. חתיכות PVC אלו הם מרחיבי הליבה.
  6. הרכב את כל הציוד הדרוש האחר המפורטים חומרי הרשימה.
    הערה: sh זהולד ייאסף במעבדה הביתה והביא אל מעבדת השדה.

2. הקמת תחנת שדה המעבדה

  1. הגדרת תיק הכפפה
    1. הצמד את צלחת הדרכת הליבה אל משטח העבודה (שיש, משטח מעבדה, וכו '). ודא כי החור עבור אוניית הליבה הוא מעל משטח העבודה, אך הוא פתוח.
    2. מניחים את שקית כפפה חד פעמיות על צלחת הדרכה הליבה, ולהפעיל את צינורות מכניסת צינורות מן השק כפפה הרגולטור של הטנק N 2. ודא הטנק מאובטח בבטחה באמצעות מהדק ספסל גליל.
    3. קלט את הצינורות אל שקית הכפפה כדי לאטום את נקודת כניסה זו על ידי הקיף את התיק סביב החלק החיצוני של הצינור עם הקלטת חשמל. ודא כי על 8 "של צינורות מרחיבים לתוך הפנים של תיק כפפת חלק את מהדק הצינור אל הצינור בתוך שקית הכפפה;. לעזוב מהדק זה פתוח.
    4. חותכים "X" בחלק התחתון של תיק הכפפה עלחור בצלחת הדרכת הליבה באמצעות סכין חיתוך או סכין גילוח. x זה אמור להיות קטן יותר מאשר קוטר אוניית ליבה.
    5. טען את תיק הכפפה עם הפריטים שמצאו בטבלת 1.
  2. הגדרת Core
    1. מניחים את שקע מעבדה בקומה מתחת לאזור העבודה שבהם התיק כפפה מודבקת. מניח את הליבה דרך החתך "X" בחלק התחתון של תיק הכפפה בשלב 2.1.4, שמירה על אותה בתנוחה זקופה.
      הערה: על 4-6 "של הליבה צריכה להאריך מעל צלחת ייצוב ליבה.
    2. החזק את הליבה היציבה לאפשר חוקר 2 כדי לבצע שלבים 2.2.3 דרך 2.2.6.
    3. סרט ליבת תיק כפפת הניילון סביב "X", באמצעות שפע של הקלטת חשמל איטום טובה.
    4. הכנס את הידית של מכבש הליבה לתוך "קוטר, ~ 6" 2 spacer PVC ארוך, ואחריו צימוד ארוך ~ 3 ", ואחריו spacer אחר. המשך הדפוס הזה עד PVC לגמרי מכסההידית; זה עשוי להרחיק למרחק קצר עבר את קצה הידית. מניחים את מכבש הליבה (עם מפרידי PVC וזיווגים) מתחת לחלק התחתון של הליבה.
    5. תמיכת מכבש הליבה עם שקע המעבדה כך המכבש יכול לתמוך הליבה. בשלב זה, לשמור על שקע נמוך ככל האפשר ולהשתמש מפרידי הליבה בכל מקום אפשרי.
    6. השתמש חותך תיבה לחתוך בזהירות סביב פקק הליבה התחתון. קיצוץ זה אמור לגרום טבעת של כובע ליבה להישאר סביב החלק החיצוני של אוניית הליבה וחלקה עגולים שטוחה של כובע הליבה במקום נגד חומרי הליבה.
    7. הכנס את הידיים לתוך שקית כפפה (חוקר 1). החזק את הליבה יציבה כך שהוא לא זז עוד מעל צלחת ייצוב הליבה תוך חוקר 2 מתחיל להפוך לשקע המעבדה לאט להעלות את הליבה. מכבש הליבה יש להזין את אוניית הליבה ולהתחיל לדחוף את מעלה משקע כמו פופ דחיפה.
    8. לכשכש בצד מכבש הליבה לצד מעט אם needed כדי להכניס אותו לתוך אוניית הליבה (חוקר 2). להיות מוכן פופ קל כאשר הוא נכנס.
    9. המשך להעלות את הליבה עד שהחלק העליון של החומר cored נמצא או בסמוך לחלקו העליון של אוניית הליבה (חוקרי 1 ו -2). ראוי לציין, כי כובע הליבה צריך להישאר על גבי הליבה במהלך הליך זה.
  3. איטום תיק הכפפה
    1. בדוק היטב כי כל הציוד הדרוש נמצא תיק הכפפות; להפעיל מונה חמצן הנייד.
    2. הצינורות פתוחים כל צנטריפוגות, בקבוקי מים, ופריטים אחרים המכילים לכוד אוויר. אם הליבה יש אמיץ מעל מים עומדים, פתח את המכסה העליון לטהר אמיץ זה.
    3. הפעל הרגולטור כך זרימת החנקן דרך הצינור לתוך שקית הכפפה היא בשיעור מתון. באופן כללי בלחץ של ~ 15 psi בשלב הרגולטור האחרון עם כל השסתומים פתוחים מתאים.
      הערה: זה צריך להיות מהיר מספיק כדי להרגיש כמו רוח חזקה על עור, אבל לא כל כך חזק שהוא מפזר שקית כפפת supplies.
    4. כוון את החנקן לתוך בכל תחומי תיק הכפפה, ולדחוף את החנקן את הפתיחה ראשית כמיטב יכולתה של אחד. כבה את החנקן.
    5. טהר את תיק הכפפה שלוש פעמים על ידי חזרה על שלבי 2.3.6 דרך 2.3.9 שלוש פעמים.
      הערה: אדם אחד יכול להשיג את זה, אבל זה עשוי להיות קל יותר עבור שני אנשים כדי שתהיה אפשר לשמור את הידות שלו או שלה הכפפות כי הם חלק מן צק הכפפה.
    6. לאטום את החור העיקרי של התיק כפפה על ידי לפפה 1-2 חבלי בנג'י סביבו כמה פעמים. הפעל את החנקן זרימה דומה כמו 2.3.3. הנח את הידות של חוקר 1 הכפפות המובנהיות מן צק הכפפה.
    7. הזז את צינור החנקן מאזור אחד של התיק לאחרת כדי למלא את תיק הכפפה עם חנקן. כוון את הצינור לתוך כל סדקים כגון צינור צנטריפוגות נפתח, מעל המים בבקבוק שפריץ, וכו '
    8. כבה את החנקן על ידי סגירת מהדק צינורות. שימו לב שזה יכול להיות מושלם מבלי להסיר מילearcher של 1 ידיים מהשקית כפפה.
    9. פתח בחזית תיק הכפפה ושימוש בגוף של חוקר 1, לדחוף כמה שיותר החוצה גז מן השק ככל האפשר.
      הערה: התיק צריך להיות שטוח סביב האספקה ​​בתוך אותו בשלב זה.
    10. מלא את תיק הכפפה ללחץ נוח לכבות את החנקן באמצעות מהדק הצינורות. קצת ניסוי וטעייה עשויים להידרש למצוא הלחץ נוח, כמו מלא מדי וקשה להזיז את הידיים של אחד, תוך ריק מדי וקשה לראות ולתפעל חפצים. פתח את מהדק צינורות חנקן לתקופות קצרות כדי למלא את התיק אם נראה שיש דליפה איטית או יותר ויותר ריק מכל סיבה שהיא. פתח בחזית תיק פלטת כמויות קטנות של חנקן אם הוא הופך להיות מלא באי נוחות.
    11. בדוק את רמת החמצן המומס על מד חמצן נייד. זה צריך להיות מתחת ל -1%.
    12. הכנס את כפפות שק כפפה לתוך כפפות חד פעמיות. אלה ישפרו כישרון. לשנות אותם בכל פעם שהם get מלוכלך או קרועים; להשליך את המכולה-השקית.

3. חתך את הליבה

הערה: חלק זה של ההליך הרבה יותר להשיג בקלות עם שני חוקרים.

  1. סר מים עומדים באמצעות מזרק. מזרק מסנן זה מים ומקום לתוך 50 מ"ל צינורות צנטריפוגות.
  2. הסרת סעיף Core
    1. מניח טבעת חתך ליבה מעל החלק העליון של אוניית הליבה. הרם את עד הליבה (סעיף 3.3) עד שהחלק העליון של המשקעים הוא בחלק העליון של הטבעת.
    2. הכנס את מבצעה הליבה בין החלק העליון של אוניית הליבה ואת הטבעת. הסעיף משקע יושב עכשיו על גבי מבצעה הליבה.
    3. הזז את המשקע לצינור 50 מ"ל באמצעות כפות חד פעמיות. כיסוי או הצינור בחוזקה פעם הוא מלא.
    4. שוטף את מבצעה ליבת טבעת חתך ליבה עם מי nanopure; להשפריץ הפסולת המלוכלכת לתוך מיכל פסולת בתוך תיק הכפפה. כפות חד פעמיות ניתן לשטוף גם,או מושלך, בהתאם למספר הצורך. ייבש את מבצעה ליבת טבעת חתך ליבה עם מגבות נייר.
    5. חזור על שלב 3.2 עד אין חומר ליבה נוסף נשאר.
  3. העלאת Core
    1. לאורך 3.2 יש צורך להעלות את הליבה. האם זה במרווחים קטנים באמצעות שקע המעבדה. בצע את שלושת השלבים הבאים פעם לשקע מעבדה פתוחה לגמרי.
    2. החזק את הליבה במקום בשקית הכפפה (חוקר 1).
    3. מנמיכים את שקע מעבדה להגדרה הנמוכה ביותר, כשהוא נדחס באופן מלא (חוקר 2). ודא כי הליבה מוחזק במקומו בידיים של חוקר 1 בתוך שקית כפפה והידיים של חוקר 2 תומכת מלמטה.
    4. למלא את החלל בין הקצה התחתון של מכבש הליבה ואת שקע עם מפרידי PVC, ואביזרים. ודא כי הליבה נתמכת באופן מאובטח דרך מאריך הליבה לפני להרפות העליונה של הליבה.

4. Extracting Porewaters

  1. פתח את תיק הכפפה ולהסיר המדף של צינורות צנטריפוגה.
  2. לנקות את שקית הכפפה לפי צורך על ידי הסרת כל אדמה, נוזל, או עיבוי על ידי מנגב את החלק הפנימי עם מגבות נייר, מים, וכו 'מיכל פסולת ריק.
  3. יש לחתום מחדש את תיק הכפפה רופף עם חבלים בנג'י.
  4. לשקול צינורות צנטריפוגה אשר כעת מכילות מחולק משקעים (אם רוצים).
  5. לעטוף את החלק העליון של הצינורות צנטריפוגה עם הקלטת חשמל לאטום את צומת כובע / צינור.
  6. לאזן את צינורות עבור צנטריפוגה בשקילה אותם לאחר מקליטה. הוספה או הסרה של סרט בידוד כדי לקבל משקולות בתוך 0.5 גרם.
    הערה: באופן כללי, צינורות מהחלק העליון של הליבה תהיה בהירה יותר מאלו מלמטה.
  7. מקום צינורות בצנטריפוגה צנטריפוגות בהאצה מקסימלי (1,100 XG מומלץ) במשך 20 דקות.
    הערה: שיעורי צנטריפוגה גבוהים ייאפשרו הפרדה גדולה יותר של porewaters.
  8. סר הקלטת חשמל מן centrifuge צינורות באמצעות בקילוף או על ידי חיתוך בסכין גילוח לפני החזרת הצינורות אל שקית הכפפה. חזור צינורות צנטריפוגות כדי לצבור לאחר צנטריפוגה ולחזור שקית הכפפה.
  9. להוסיף קבוצה נוספת של צינורות צנטריפוגה, מזרקים, ומסנני מזרק שקית הכפפה. צינורות החדשים אלה יקיימו porewaters וניתן שכותרתו מראש.
  10. טהר את תיק הכפפה שוב כמו בשלב 2.3.5. אם תיק הכפפות נפתח רק בקצרה כדי להסיר את הצינורות, ולא היה לנקות, זה יהיה מקובל כדי להיטהר ממנה רק שתי פעמים. אם צג חמצן נמצא בשימוש, להבטיח כי האווירה בשקית הכפפה היא <1% O 2. אל תשכחו לפתוח את הצינורות צנטריפוגה חדש שנוספו ולטהר אותם.
  11. הכנס ידיים אל כפפות בשקית הכפפות; כמו קודם, לכסות עם כפפות חד פעמיות.
  12. פתח צינור אחד. הסר את porewaters מלמעלה המשקע באמצעות מזרק, ולאחר מכן לצרף מסנן מזרק קצה המזרק. אם porewaters ומשקעים מופרדים היטב, porewatERS עשוי להיות שפכו ישירות לתוך מזרק עם קנה סיר ומסנן מזרק על הקצה.
  13. לדחוף את המים דרך מסנן המזרק לתוך צינור צנטריפוגות המתאים.
    הערה: איזה כוח יהיה צורך; יותר מ מסנן מזרק אחד לדגימה ייתכן שיידרש.
  14. התקן את הפקקים על צינור צנטריפוגות המכיל משקע ואת השפופרת המכילה porewaters.
  15. חזור על שלבים 4.13 דרך 4.15 עבור כל דגימה.
  16. שקית כפפה להרחיב ולהסיר דגימות. שני צינורות משקעים porewater ניתן מחדש שקל.
  17. לנתח porewaters מיד אם תרצה בכך. ניתוחים יכולים לכלול (אבל לא רק) יון כרומטוגרפיה עבור יונים גדולים 11, ferrozine עבור התפצלות ברזל 12, התפצלות ארסן ידי voltammetry 13, גופרי התפצלות 14.
  18. להקפיא porewaters ומשקעים של השולח היבש (כ -80 ° C) כדי לשמר התפצלות לאחר כך המנתח אם מתאים הניתוחים המתוכננים. זה מאיים גם ראוי לשמור דגימות מגניבות במיכלים אטום או בשקיות אלומיניום מטוהר חנקן.
  19. שימוש חוזר בשקית הכפפה עבור גרעין שני (החל מ 2.2.2) אם תרצה בכך. לאחר שתי ליבות, תיק הכפפה בדרך כלל צריך להיות שונה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הסוג של תוצאות שהתקבלו תלוי ניתוחים שבוצעו על ההגדרה גיאוכימיים שממנו הליבה הושגה. חמצן מומס ניתן למדוד את porewaters החילוץ, אך במצבים רבים זה יהיה אפס מתחת הסנטימטר הראשון של הליבה. ניתוח שבדרך כלל לספק מידע משמעותי יותר כוללים התפצלות ברזל (Fe II / III Fe) 12, התפצלות ארסן (כפי III / כפי V) 13, ו -14 גופרי. נוכחות של מינים מופחתים כגון גופרי מציינת הן בסביבת צמצום וכי אנוקסיה מספיק נשמרה במהלך חתך ליבה נקבובית סילוק מים. קביעת ריכוזיים אחרים כגון פחמן אורגני מומס, יונים גדולים, או עקבות מתכות בד"כ מבוצעת על דגימות נשמרו עם שיבה במעבדה הביתה. הדרגתי גיאוכימיות ניתן להבחין בדרך כלל במים נקבוביים, ואת המקסימום או ומינימום של מינים מסוימים ניתן לראות בעומק.

אוהל. "FO: keep-together.within-page =" 1 "> גרעין צולם מפרץ בטיסט, מדרום מזרח מלחות של ניו אורלינס, כתשעה חודשים לאחר התחילה לשפוך אופק Deepwater זה ביצה הייתה משומנת בכבדות, הנתונים המתקבלים ליבת המשקעים מצביעים ריכוזים גופרי גבוהים porewaters באמצעות שיטת HACH (http://hach.com) מבוססת על 14;. ראו איור 1 ריכוזי גופרי מרביים של 49.2 מ"ג / LS 2- הם נצפו בחלק הליבה שהושג בין עומק 24-27 ס"מ. ריכוזי ברזל סך porewaters אלה היו נמוכות באופן עקבי (<0.2 ppm) ואין פה (III) זוהה.

איור 1
. איור 1: Porewaters מהמפרץ בטיסט, לואיזיאנה נתונים שמוצג הוא מן porewaters שחולץ מתוך ליבה משקע באמצעות השיטות שתוארו לעיל; הליבה התקבלה באיו בטיסט, לואיזיאנה, בשינה FOllowing דליפת הנפט Deepwater אופק אל מפרץ מקסיקו. ריכוזים גופרי מומסים porewaters כפונקציה של עומק מתחת הממשק המשקע-מים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

פריטים להיות טעון לתוך שקית כפפה ליד שלב 2.1.7
מכולות פסולת
קופסת כפפות חד פעמיות
Kimwipes ומגבות נייר
סכיני גילוח ישר
בקבוק Squirt (ים) של dd H 2 O
טוש לא מחיק
כפיות פלסטיק חד פעמיים
50 מ"ל צינורות צנטריפוגות במעמד; אחד לכל סעיף ליבה בתוספת מספיק שמעל המים. מסנני מזרק במספר מספיק לסינון מים שמעל.
טבעות אוניית Core
slicers Core
מד חמצן נייד
חומרים פלסטיים כגון צינורות צנטריפוגות צריכים להיות חומצה לניקוי על פי הוראות.

טבלה 1: חומרים לאטום לתוך שקית כפפה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הטכניקה המתוארת במסמך זה היא אחד גמיש שיכול להיות מותאם למגוון רחב של מקומות, גדל ליבה, עובי סעיף ליבה, וכו 'ישנם שלושה מרכיבים עיקריים למערכת זו.

ראשית, להכין מערכת שחול ליבה של הממדים הנכונים עבור להיות מנותח הליבה. הוראות כאן ניתנות בהנחה של כ 30 "ליבה; הרבה ליבות כבר עשויות לדרוש חתיכות מאריכות PVC יותר PVC, ואבזרים כדי למתוח מלא מתכננות מערכת שחול ואת האריזה בזהירות, כתיקון בתחום הם הרבה יותר קשים לנהל..

שנית, להבטיח כי תיק הכפפה הוא גם מטוהר וחופשי דליפות או דמעות. מטרת פרוטוקול זה היא להשיג porewaters באותה מדינה חיזור שבה הם קיימים מתחת לפני הקרקע. אם חמצון מתרחש במהלך הנקבוביות חתך או נקבובי מיצוי במים, הנתונים שהתקבלו לא יהיו שמישים.

צנטריפוגה שלישית,מיד מאפשרת הפרדה של porewaters מן המשקעים. אם porewaters ומשקע להישאר בקשר לאחר הסרה מהסביבה, תגובות עשויות להמשיך ולשנות. לדוגמא, אם מים זורמים דרך הליבה ספקו חנקו, זה ימנע קהילת החיידקים הקיימת משימוש ברזל כמו acceptor אלקטרון מסוף; לאחר הרחקת הגרעין מהאתר, ריכוזי החנקה יתחילו לרדת, התפצלות ברזל יכולה להתחיל לשנות. לכן חתך ליבה מהיר צנטריפוגה לאפשר את הטוב ביותר "תמונת המצב" שיש לנקוט.

בהתאם הניתוחים הרצויים, זה עשוי להיות רצוי לשקול את הצינורות צנטריפוגות לפני המילוי אותם עם משקעי porewater. זה יאפשר חישוב של ההמונים המדויקים של porewater ומשקעים שנאספו כל קטע. אם זה לא הכרחי, מסה ממוצעת של 50 מ"ל צינורות צנטריפוגות ניתן להניח עבור כל צינור. זה בדרך כלל מספיק. באופן כללי, subsection של משקעים ניתן להסיר, שקל, מיובשים שוב על מנת להשיג ערך מסה יבשה אחוזים. בעת ביצוע פעולה זו, הקפד לכלול את משקל porewaters סיר במסגרת החישוב. משקעים יבשים ניתן combusted גם לקבל הפסד על מדידת הצתה.

זה עשוי להיות כדאי לתרגל הליך זה פעם או פעמיים על ליבה מדגם לפני ביצוע אותו על דגימות שדה בעל ערך. ברגע שזה נעשה במיומנות, לעומת זאת, טכניקה זו מאפשרת איסוף של מים נקבוביים ומשקע ממגוון רחב של סביבות בצורה פשוטה, חסכונית. היכולת לשמור על בתנאים חמזור באתרו מאפשרת מגוון של גיאוכימיים geomicrobiological ניתוח הדגימות שנאספו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

החוקרים אין לי מה לחשוף.

Acknowledgements

מחקר זה מומן בחלקו על ידי תוכנית RAPID של הקרן הלאומית למדע (NSF-1,048,925, 1,048,919, 1,048,914 ו) לאליסון Keimowitz, מינג-קואו לי, בנדיקטוס Okeke, וג'יימס סונדרס.

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