Sédiments de base Sectionnement et extraction de Pore Waters dans des conditions anoxiques

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

Nous démontrons un procédé pour sectionner des noyaux de sédiments et d'extraction de l'eau interstitielle, tout en maintenant des conditions exemptes d'oxygène. Un système simple, peu coûteux est construit et peut être transporté vers un espace de travail temporaire à proximité du site (s) d'échantillonnage sur le terrain pour faciliter l'analyse rapide. Les noyaux sont extrudées dans un sac à gants mobile, où ils sont sectionnés et chaque section d'épaisseur 1-3 cm (en fonction du diamètre du noyau) est scellé dans 50 ml de tubes de centrifugeuse. les eaux interstitielles sont séparées par centrifugation à l'extérieur de la boîte à gants, puis retournés à la boîte à gants pour la séparation du sédiment. Ces échantillons d'eau des pores extraits peuvent être analysés immédiatement. Des analyses immédiates des espèces sensibles redox, tels que le sulfure de spéciation du fer et de l'arsenic spéciation indiquent que l'oxydation de l'eau interstitielle est minime; certains échantillons montrent à peu près 100% des espèces réduites, par exemple 100% de Fe (II) non détectable Fe (III). Les deux échantillons d'eau et de sédiments pores peuvent être conservés au principalnir des espèces chimiques pour une analyse plus approfondie lors du retour au laboratoire.

Introduction

Les chercheurs souhaitent souvent pour étudier l'état redox et géomicrobiologie d'un système eau-sédiments. Ceci utilise idéalement les données des deux sédiments et les eaux interstitielles, comme les eaux interstitielles sont souvent moniteurs sensibles du système et sont une source commune, mais pas la seule source, l' exposition écologique redox-sensibles métaux lourds 1 tels que l' arsenic et l' uranium. Données sur l' eau interstitielle peuvent être obtenus in situ en utilisant des filtres de diffusion d'équilibre, aussi connu comme "rainettes," installés dans les sédiments 2. Peepers sont les plus couramment utilisés dans les milieux où le site de champ est connu avant le début des travaux sur le terrain et où plusieurs visites sur une longue période de temps peuvent être faites sur le site de champ, par exemple Shotyk 3. Par conséquent , de nombreux contextes ne permettent pas l'utilisation de rainettes, tels que les sites ne sont accessibles que pour une courte période ou si on obtient de multiples échantillons exploratoires pour déterminer où une enquête plus approfondie devrait se produire 4.En outre peepers n'échantillonnent sédiments simultanément à l'échantillonnage de l'eau.

Quand il est souhaitable de prélever les sédiments et l'eau, ou dans des sites sur le terrain où l'installation de peeper est pas possible, la méthode la plus commune pour obtenir des sédiments et de l'eau est carottage de sédiments. L' obtention d' un noyau unmixed est un précurseur essentiel à la procédure décrite dans ce travail 5. Une fois que le noyau est obtenu eaux interstitielles peuvent être obtenus par pressage ou par centrifugation 6; à la fois des avantages et des inconvénients. La centrifugation est généralement considérée comme la méthode la plus fiable pour extraire les eaux interstitielles de carottes de sédiments, 7 , bien que des précautions doivent être prises pour empêcher l' oxydation des sédiments ou les eaux interstitielles.

Dans cette méthode, nous décrivons noyau d'extrusion et de centrifugation pour extraire les eaux interstitielles avec une oxydation minimale. Les auteurs ont utilisé le procédé décrit ici dans une variété de contextes , notamment marin 8, lac contaminé 10. Les données représentatives présentées démontrent que des conditions réductrices peuvent être préservées. A l'exception de la centrifugeuse, les matériaux utilisés sont peu coûteux, et cette méthode peut être appliquée à une grande variété de questions de recherche géochimiques et géomicrobiologique.

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Protocol

1. Préparation de l'équipement

  1. Préparation de base Liners
    1. Calculer l' épaisseur du noyau tranche qui sera obtenue en utilisant Volume = πr 2 x épaisseur; le volume final doit être <50 cm 3. Avec un diamètre de coeur de 10 cm, des tranches de 2 cm d'épaisseur peuvent être obtenues.
      NOTE: Il est pas nécessaire d'avoir le volume soit un plein de 50 ml, mais les volumes d'eau interstitielle obtenu sera proportionnellement plus faible.
    2. En utilisant une scie sauteuse (ou similaire) tranche une garniture de base, ou un tube en plastique de diamètre identique, en 2 cm anneaux (ou autre épaisseur si l'on utilise un noyau de diamètre différent). Obtenir 3-5 anneaux.
    3. Nettoyez toutes les matières plastiques qui entrent en contact avec les sédiments, y compris doublures de base, casquettes de base, anneaux, trancheuses de base, des tubes de centrifugation, des seringues et des cuillères jetables. (Faire tremper les matières plastiques dans HCl à 10% pendant 24 heures, rincer les matières plastiques 3x en nanopure (22 MQ) l'eau, et laisser sécher à l'air des matériaux, de préférence dans un laminairehotte à flux, avant l'emballage.)
  2. Préparation du laboratoire Jack
    1. Coupez un morceau de contreplaqué, en utilisant une scie sauteuse, pour couvrir les 6 "x 6" taille de la plaque supérieure du vérin de laboratoire et de percer un trou dans le centre de ce contreplaqué à l'aide d'un trou a vu l'attachement à une perceuse.
      NOTE: Ce trou doit être légèrement plus grand que le diamètre de PVC pièces d'extension; pour les tailles utilisées ici, le trou devrait être de 2 ¾ ".
    2. Percer quatre petits trous dans les bords de ce contreplaqué pour correspondre aux trous sur la plaque supérieure du vérin de laboratoire à l'aide d'un foret régulier sur une perceuse à main ou perceuse à colonne. Fixer le contreplaqué à la prise de laboratoire avec des attaches.
      REMARQUE: Il ne faut pas "tortiller" dans ce contre-plaqué.
  3. Percez un trou dans le centre d'un environ 2 'x 1,5' contreplaqué légèrement plus grand que le diamètre extérieur des garnitures de base à l'aide d'une scie à trou. Pour 10 cm liners de base de diamètre, un trou 10,5-11,5 cm sera appropriée.Boîtete. Ce bois est la plaque d'orientation de base.
  4. Préparation de la base Extrudeuse (plongeur)
    1. Obtenir un bouchon de laboratoire en caoutchouc qui convient parfaitement à l'intérieur des garnitures de base. Si aucun est disponible, raser un à la taille à l'aide d'un rasoir. Ne pas utiliser un trop petit bouchon.
    2. Vissez le bouchon de laboratoire à un environ 1'-1,5 'de long, 1 "cheville de diamètre ou manche à balai. Couvrir la tête de vis sur la face du bouchon avec du ruban électrique étanche à l'eau.
      NOTE: Le grand côté du bouchon doit faire face à l'écart de la cheville.
  5. Couper un 1,5 'longueur approximativement de tuyau en PVC dans ~ 6 "de longues sections.
    NOTE: Le diamètre intérieur doit être supérieure à la cheville à l'étape 1.4.2, mais plus petit que le bouchon à l'étape 1.4.1. Ce protocole suppose l'utilisation standard "PVC avec un vrai diamètre extérieur de 2,375" 2. Ces pièces en PVC sont les extendeurs de base.
  6. Assemblez tous les autres équipements nécessaires énumérés dans la liste des matériaux.
    NOTE: Ce should être recueillies dans le laboratoire de la maison et apporté au laboratoire de terrain.

2. Mise en place de la station Field Laboratory

  1. Mise en place du sac Glove
    1. Fixer la direction plaque de base à la surface de travail (comptoir, surface de laboratoire, etc.). Assurez-vous que le trou pour le revêtement de base est sur la surface de travail, mais elle est ouverte.
    2. Placez le sac de gant jetable sur la plaque d'orientation de base, et exécuter le tube de l'entrée du tube de la poche de gant pour le régulateur du réservoir N 2. Assurez-vous que le réservoir est fixé en toute sécurité à l'aide de la pince cylindre banc.
    3. Tape le tuyau à la boîte à gants pour sceller ce point d'entrée en encerclant le sac autour de l'extérieur du tube avec du ruban électrique. Veiller à ce que environ 8 "de tube se prolonge à l'intérieur du sac à gants Faites glisser la pince de tube sur le tube à l'intérieur du sac à gants;. Laisser cette pince ouverte.
    4. Couper un "X" dans le fond du sac à gants surtrou dans la plaque d'orientation de base en utilisant un cutter ou rasoir. Cette x doit être plus petit que le diamètre de base du revêtement.
    5. Chargez le sac à gants avec les objets trouvés dans le tableau 1.
  2. Configuration du noyau
    1. Placez le cric de laboratoire sur le sol en dessous de la zone de travail où le sac à gants est apposé. Placez le noyau à travers la découpe "X" dans le fond du sac à gants à l'étape 2.1.4, en le maintenant en position verticale.
      NOTE: A propos de 4-6 "du noyau devrait étendre au-dessus de la plaque de stabilisation de base.
    2. Tenir le noyau stable pour permettre le chercheur 2 pour effectuer les étapes 2.2.3 à travers 2.2.6.
    3. Tape le coeur à la poche de gant en plastique autour du "X", en utilisant beaucoup de bonne étanchéité du ruban électrique.
    4. Insérez la poignée de l'extrudeuse de base dans un "diamètre, ~ 6" 2 à long PVC entretoise, suivi d'un long couplage ~ 3 ", suivie d'une autre entretoise. Continuer ainsi jusqu'à ce que le PVC entièrement couverturesla poignée; elle peut s'étendre sur une courte distance après la fin de la poignée. Placer l'extrudeuse de coeur (avec des entretoises en PVC et les raccords) au-dessous du fond du coeur.
    5. Soutenir l'extrudeuse de base avec le vérin de laboratoire de sorte que l'extrudeuse peut supporter le noyau. A ce moment, garder la prise aussi faible que possible et utiliser des entretoises de base autant que possible.
    6. Utilisez un cutter pour couper soigneusement autour du bouchon de noyau inférieur. Cette coupe devrait se traduire par un anneau de coeur du bouchon étant laissé à l'extérieur de la chemise de noyau et une partie plate circulaire du coeur du bouchon en place contre les matériaux de base.
    7. Insérez les mains dans le sac à gants (chercheur 1). Maintenez le noyau stable de sorte qu'il ne se déplace pas plus dessus de la plaque de stabilisation de base tout chercheur 2 commence à tourner la prise de laboratoire lentement à soulever le cœur. Le noyau extrudeuse doit entrer dans le revêtement de base et de commencer à pousser les haut de sédiments comme un pop-poussoir.
    8. Remuez le côté noyau de l'extrudeuse à l'autre légèrement si neEDED pour l'insérer dans la chemise de noyau (chercheur 2). Soyez prêt pour une légère pop quand il entre.
    9. Continuer de soulever le noyau jusqu'à ce que le dessus du matériau évidées est à ou près du haut de la chemise de base (chercheurs 1 et 2). A noter que le capuchon de base doit rester au-dessus du noyau au cours de cette procédure.
  3. Sceller le sac Glove
    1. Double vérifier que toutes les fournitures nécessaires sont dans le sac à gants; tourner sur le compteur d'oxygène portatif.
    2. Ouvert tous les tubes de centrifugation, des bouteilles d'eau, et d'autres articles qui contiennent l'air emprisonné. Si le noyau a vide au-dessus de l'eau debout, ouvrez le capot supérieur pour purger cette headspace.
    3. Mettre en marche le régulateur de telle sorte que l'écoulement d'azote à travers le tube dans la boîte à gants est à une vitesse modérée. En général, une pression de ~ 15 psi à la dernière étape du régulateur avec toutes les vannes ouvertes est appropriée.
      NOTE: Ce devrait être assez rapide pour se sentir comme une forte brise sur la peau, mais pas si forte qu'elle éparpille sac à gants supplis.
    4. Pointez l'azote dans tous les domaines de la boîte à gants, et pousser l'azote sur l'ouverture principale au mieux de la capacité de chacun. Éteignez l'azote.
    5. Purger le sac à gants trois fois en répétant les étapes 2.3.6 à travers 2.3.9 trois fois.
      NOTE: Une personne peut accomplir cela, mais il peut être plus facile pour deux personnes afin que l'on peut garder ses mains dans les gants qui sont une partie de la boîte à gants.
    6. Sceller l'ouverture principale du sac à gants en enveloppant 1-2 cordons élastiques autour d'elle plusieurs fois. Allumez l'azote à un débit similaire à 2.3.3. Les mains de place chercheur 1 dans les gants intégrés de la boîte à gants.
    7. Déplacer le tube d'azote d'une zone du sac à l'autre pour remplir le sac à gants avec de l'azote. Pointez le tube dans des crevasses, comme tube de centrifugeuse ouvert, au- dessus de l'eau dans une bouteille d'injection, etc.
    8. Eteignez l'azote par la fermeture de la pince de tube. A noter que ceci peut être accompli sans retirer researcher mains de 1 à partir de la boîte à gants.
    9. Ouvrez le devant du sac à gants et en utilisant le corps de chercheur 1, pousser autant de gaz hors du sac que possible.
      NOTE: Le sac doit être plat autour des fournitures à l'intérieur à ce point.
    10. Remplir le sac à gants à une pression confortable et éteindre l'azote en utilisant la pince de tube. Certains essais et erreurs peuvent être nécessaires pour trouver une pression confortable, trop plein et il est difficile de déplacer les bras, tandis que trop vide et il est difficile de voir et de manipuler des objets. Ouvrez la pince de tube d'azote pour de courtes périodes pour remplir le sac si elle semble avoir une fuite lente ou est obtenir plus vide pour une raison quelconque. Ouvrez le devant du sac pour laisser sortir de petites quantités d'azote si elle devient mal à l'aise.
    11. Vérifier le niveau d'oxygène dissous sur le compteur d'oxygène portatif. Elle doit être inférieure à 1%.
    12. Insérez le sac à gants gants dans des gants jetables. Ceux-ci permettront d'améliorer la dextérité. Changez-les quand ils get sale ou déchiré; jeter dans le conteneur de déchets dans le sac.

3. Sectionnement Core

NOTE: cette partie de la procédure est beaucoup plus facile à réaliser avec deux chercheurs.

  1. Retirer l'eau stagnante à l'aide d'une seringue. filtre Seringue cette eau et placer dans 50 ml tubes de centrifugation.
  2. Supprimer un article de base
    1. Placer un anneau de découpe de base au-dessus du haut de la chemise de base. Soulever le noyau vers le haut (section 3.3) jusqu'à ce que la partie supérieure du sédiment est au sommet de l'anneau.
    2. Insérez la trancheuse de base entre le haut de la chemise de base et la bague. La section des sédiments est maintenant assis au sommet de la trancheuse de base.
    3. Déplacer le sédiment à un tube de 50 ml en utilisant les cuillères jetables. Scellez le tube hermétiquement une fois qu'il est plein.
    4. Rincer la trancheuse de base et la bague de découpe de base avec l'eau nanopure; gicler les déchets sale dans le conteneur de déchets à l'intérieur du sac à gants. cuillères jetables peuvent également être rincés,ou mis au rebut, en fonction du nombre nécessaire. Sécher le trancheur de base et le noyau annulaire sectionner avec des serviettes en papier.
    5. Répétez l'étape 3.2 jusqu'à ce qu'aucun matériau d'âme plus encore.
  3. Élever le Core
    1. Tout au long de 3.2, il est nécessaire d'augmenter le noyau. Pour ce faire, par petits incréments à l'aide de la prise de laboratoire. Effectuez les trois étapes suivantes, une fois la prise de laboratoire est complètement étendu.
    2. Tenir le noyau en place dans le sac à gants (chercheur 1).
    3. Abaisser le cric de laboratoire à son réglage le plus bas, quand il est complètement comprimé (chercheur 2). Assurez-vous que le noyau est maintenu en place avec les mains de chercheur 1 dans le sac à gants et les mains de chercheur 2 appui de dessous.
    4. Remplir l'espace entre l'extrémité inférieure de l'extrudeuse principale et la prise avec les entretoises et les raccords en PVC. Assurez-vous que le noyau est correctement pris en charge par l'extension de base avant de lâcher le haut du noyau.

4. Extractantes eaux interstitielles

  1. Ouvrez le sac à gants et enlever la grille des tubes de centrifugeuse.
  2. Nettoyer le sac à gants au besoin en supprimant tous les sols, liquide, ou de la condensation en effaçant l'intérieur avec des serviettes en papier, eau, etc. conteneur de déchets vide.
  3. Refermer le sac à gants sans serrer avec des cordons élastiques.
  4. Peser tubes de centrifugation qui contiennent maintenant sectionnés sédiments (si désiré).
  5. Envelopper les sommets des tubes de centrifugeuse avec du ruban électrique pour sceller la jonction bouchon / tube.
  6. Équilibrer les tubes pour centrifugation en les pesant après taping. Ajouter ou supprimer du ruban électrique pour obtenir des poids de 0,5 g.
    NOTE: En général, les tubes de la partie supérieure du noyau sera plus léger que ceux du fond.
  7. Placer les tubes dans la centrifugeuse et centrifuger à une accélération maximale (1100 xg est recommandé) pendant 20 min.
    NOTE: Les taux de centrifugation plus élevées permettront une plus grande séparation des eaux interstitielles.
  8. Retirer le ruban électrique du centrifutubes ge soit par unpeeling ou par tranchage avec un rasoir avant de retourner les tubes à la boîte à gants. Retour tubes de centrifugation à accumuler après centrifugation et revenir à la boîte à gants.
  9. Ajouter une autre série de tubes de centrifugation, des seringues et des filtres de seringue dans le sac à gants. Ces nouveaux tubes tiendront les eaux interstitielles et peuvent être pré-étiquetés.
  10. Purger à nouveau le sac à gants comme à l'étape 2.3.5. Si le sac à gants a été seulement ouvert brièvement pour enlever les tubes, et n'a pas été nettoyée, il sera acceptable pour purger seulement deux fois. Si un moniteur d'oxygène est utilisé, faire en sorte que l'atmosphère dans le sac à gants est <1% de O 2. Ne pas oublier d'ouvrir les tubes de centrifugeuse nouvellement ajoutés et les purger.
  11. Insérez les mains à gants dans le sac à gants; comme avant, couvrir avec des gants jetables.
  12. Ouvrez un tube. Retirer les eaux interstitielles au-dessus du sédiment à l'aide d'une seringue, puis fixer un filtre de seringue à la pointe de la seringue. Si les eaux interstitielles et les sédiments sont bien séparés, porewatSRE peut être versé directement dans une seringue avec le canon retiré et un filtre à seringue sur l'embout.
  13. Pousser l'eau à travers le filtre de la seringue dans le tube de centrifugation approprié.
    NOTE: Une force sera nécessaire; plus d'un filtre seringue par échantillon peut être nécessaire.
  14. Remplacer les bouchons sur le tube de centrifugeuse contenant des sédiments et le tube contenant les eaux interstitielles.
  15. Répétez les étapes 4.13 par 4.15 pour chaque échantillon.
  16. sac à gants ouverte et prélever des échantillons. Les deux tubes de sédiments et de l'eau interstitielle peuvent être re-pesés.
  17. Analyser les eaux interstitielles immédiatement si on le souhaite. Les analyses peuvent inclure (mais ne sont pas limités à) chromatographie ionique pour les principaux ions 11, ferrozine pour la spéciation de fer 12, spéciation de l' arsenic par voltampérométrie 13, et le sulfure spéciation 14.
  18. Congeler les eaux interstitielles et des sédiments dans le chargeur sec (environ -80 ° C) pour préserver la spéciation des analyses plus tard, le cas échéant pour les analyses planifiées. Il may être aussi approprié de conserver les échantillons au frais dans des contenants hermétiques ou en azote purgé aluminium sacs.
  19. Re-utiliser le sac à gants pour un second noyau (à partir de 2.2.2) si on le souhaite. Au bout de deux noyaux, le sac à gants doit généralement être changé.

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Representative Results

Le type de résultats obtenus dépend des analyses effectuées et sur le réglage géochimique à partir de laquelle on a obtenu le noyau. L'oxygène dissous peut être mesurée dans les eaux interstitielles extraites, mais dans de nombreux contextes, ce sera zéro ci-dessous les premiers cm du noyau. Les analyses qui fournissent généralement des informations plus significatives comprennent la spéciation de fer (Fe II / Fe III) 12, spéciation arsenic (As III / As V) 13, et le sulfure 14. La présence d'espèces réduites tels que le sulfure indique à la fois un environnement réducteur et que l'anoxie suffisante a été maintenue pendant noyau tronçonnage et élimination de l'eau interstitielle. Détermination des autres concentrations telles que le carbone organique dissous, les principaux ions, ou des traces de métaux est souvent effectuée sur des échantillons conservés lors du retour au laboratoire de la maison. gradients géochimiques peuvent généralement être observés dans les eaux interstitielles et maxima ou minima d'espèces particulières peuvent être vues en profondeur.

tente. "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Un noyau a été prise dans la baie Batiste, un de sud-est des zones humides de la Nouvelle-Orléans, environ neuf mois après le début de la marée noire Deepwater Horizon Cette zone humide a été fortement huilées, et les données obtenues à partir de la carotte de sédiments indiquent des concentrations de sulfure élevées dans les eaux interstitielles en utilisant une méthode Hach (http://hach.com) sur la base de 14;. voir Figure 1 les concentrations maximales de sulfure de 49,2 mg / LS 2- sont observés dans la section de base obtenus entre 24-27 cm de profondeur. les concentrations de fer total dans ces eaux interstitielles ont toujours été faible (<0,2 ppm) et pas de Fe (III) a été détectée.

Figure 1
. Figure 1: les eaux interstitielles de la baie Batiste, Louisiane Les données présentées est d'eaux interstitielles extraites d'une carotte de sédiments en utilisant les procédés décrits ici; le noyau a été obtenu à partir de Bayou Batiste, en Louisiane, dans l'année following le déversement de pétrole de Deepwater Horizon dans le golfe du Mexique. Concentrations de sulfure dissous dans les eaux interstitielles en fonction de la profondeur sous l'interface eau-sédiment. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Articles à charger dans un sac à gants à l' étape 2.1.7
Les conteneurs de déchets
Boîte de gants jetables
Kimwipes et serviettes en papier
rasoirs droits
Bouteille Squirt (s) de dd H 2 O
Marqueur permanent
cuillères en plastique jetables
50 ml Tubes à centrifuger un dans un rack; un par section de base, plus assez pour recouvrir l'eau. filtres en nombre suffisant pour filtrer l'eau recouvrant Seringue.
anneaux de ligne de base
trancheuses de base
Compteur d'oxygène portable
un matériel en plastique tels que des tubes de centrifugation doivent être nettoyés à l' acide selon les instructions.

Tableau 1: Matériaux pour sceller dans un sac à gants.

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Discussion

La technique décrite ici est un flexible qui peut être ajustée pour un large éventail d'emplacements, tailles de base, l' épaisseur de la section de base, etc. Il y a trois éléments essentiels à ce système.

Tout d'abord, préparer un système central d'extrusion des bonnes dimensions pour le noyau à analyser. Instructions ici sont donnés en supposant une participation d'environ 30 "noyau; beaucoup plus longs noyaux peuvent nécessiter plusieurs pièces d'extension de PVC et raccords en PVC pour extruder entièrement Planifier le système d'extrusion et de l'emballage avec précaution, car les corrections dans le domaine sont beaucoup plus difficiles à gérer..

Deuxièmement, veiller à ce que le sac à gants est bien purgé et exempt de fuites ou de larmes. Le but de ce protocole est d'obtenir les eaux interstitielles dans le même état redox dans lequel ils existaient sous-sol. Si une oxydation se produit pendant pores sectionner ou l'extraction de l'eau interstitielle, les données obtenues ne seront pas utilisables.

En troisième lieu, la centrifugationpermet immédiatement la séparation des eaux interstitielles des sédiments. Si les eaux interstitielles et les sédiments restent en contact après le retrait de l'environnement, les réactions peuvent continuer et changer. Par exemple, si l'eau qui coule à travers le noyau fournissait le nitrate, ce qui empêcherait la communauté microbienne existante de l'utilisation du fer comme accepteur d'électrons terminal; après le retrait du noyau à partir du site, les concentrations de nitrates commenceront à diminuer et la spéciation de fer pourraient commencer à changer. tronçonnage de base donc rapide et centrifugation permettent le meilleur «instantané» à prendre.

Selon les analyses souhaitées, il peut être souhaitable de peser les tubes de centrifugation avant de les remplir de sédiments et l'eau interstitielle. Cela permettra le calcul des masses exactes de l'eau interstitielle et de sédiments prélevés dans chaque section. Si cela est nécessaire, une masse moyenne des tubes de 50 ml de centrifugeuse peut supposer pour chaque tube. Ce qui est généralement suffisant. En général, une subséction des sédiments peut être prélevé, pesé, et on le sèche à nouveau pour obtenir une valeur de masse sèche pour cent. Quand vous faites cela, assurez-vous d'inclure le poids de eaux interstitielles enlevées dans le cadre du calcul. sédiments séché peut également être brûlé pour obtenir une perte sur la mesure d'allumage.

Il peut être conseillé de pratiquer cette procédure une ou deux fois sur un noyau d'échantillon avant d'effectuer sur des échantillons de terrain précieux. Une fois qu'il est maîtrisé, cependant, cette technique permet la collecte des eaux interstitielles et les sédiments à partir d'un large éventail d'environnements de manière simple et rentable. La capacité de maintenir le dans des conditions redox in situ permet une gamme de géochimiques et géomicrobiologique analyses sur les échantillons prélevés.

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Disclosures

Les auteurs ont rien à révéler.

Acknowledgements

Cette recherche a été en partie soutenue par RAPID programme de la National Science Foundation (NSF-1048925, 1048919 et 1048914) à Alison Keimowitz, Ming-Kuo Lee, Benoît Okeke, et James Saunders.

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).
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