Sediment Core Sectioning en extractie van Pore Waters onder anoxische omstandigheden

1Department of Chemistry, Vassar College, 2Division of Geochemistry, Lamont-Doherty Earth Observatory, 3Department of Geosciences, Auburn University
Published 3/07/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
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:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

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

We tonen een werkwijze voor het snijden sediment kernen en extraheren poriewater behoud zuurstofvrije omstandigheden. Een eenvoudige, goedkope systeem is gebouwd en kan worden getransporteerd naar een tijdelijke werkruimte nabij sampling terreinsite (en) om een ​​snelle analyse te vergemakkelijken. Kernen worden geëxtrudeerd in een draagbare handschoenenzak, waar ze worden doorgesneden en elk 1-3 cm dikke gedeelte (afhankelijk kerndiameter) afgedicht in 50 ml centrifugebuizen. Poriewater worden gescheiden door centrifugatie buiten de handschoenentas en terugkeren naar de handschoen zak voor scheiding van het sediment. Deze monsters onttrokken porie water kan direct worden geanalyseerd. Directe analyse van redox- gevoelige soorten, zoals sulfide, ijzer speciatie en arseen speciatie geven dat oxidatie van poriewater minimaal; enkele voorbeelden blijkt ongeveer 100% van het gereduceerde species, bijvoorbeeld 100% Fe (II) zonder detecteerbare Fe (III). Zowel sediment en porie monsters water kan worden bewaard tot de belangrijkstetain chemische stof voor verdere analyse bij terugkomst naar het laboratorium.

Introduction

Onderzoekers willen vaak de redox-staat en geomicrobiologie van een sediment-water-systeem te bestuderen. Deze maakt gebruik van gegevens van zowel ideaal sedimenten en poriewater, zoals poriewater zijn dikwijls gevoelig monitoren van het systeem en een gemeenschappelijke bron, maar niet de enige bron van ecologische blootstelling aan redox-gevoelige zware metalen 1 zoals arsenicum en uranium. Poriewater gegevens kunnen worden verkregen in situ door middel van diffusie evenwicht filters, ook bekend als "Peepers," in het sediment 2 geïnstalleerd. Kuikens worden meestal gebruikt in omgevingen waar het veld site bekend voor het begin veldwerk en waarbij meerdere bezoeken over een langere periode kan worden verwezen naar de terreinsite, bijv Shotyk 3. Daarom vele contexten niet toe het gebruik van kuikens, zoals sites alleen toegankelijk is voor een korte tijd of wanneer meerdere experimentele monsters worden verkregen om te bepalen waar verdere onderzoek 4 optreedt.Daarnaast kuikens niet sediment tegelijk proeven aan water bemonstering.

Wanneer het wenselijk is om sediment en water samen te proeven, of in het veld plaatsen waar Peeper installatie niet haalbaar is, de meest voorkomende methode voor het sediment te krijgen en het water is sediment uitboren. Het verkrijgen van een ongemengde kern is een belangrijke voorloper van de in dit werk 5 beschreven procedure. Zodra een kern wordt verkregen poriewater kunnen worden verkregen door persen of centrifugeren 6; beide hebben voor- en nadelen. Centrifugeren wordt algemeen beschouwd als de meest betrouwbare methode voor het extraheren van porewaters sediment kernen, 7 maar voorzichtigheid geboden om oxidatie van sedimenten of poriewater voorkomen.

In deze werkwijze beschrijven we kern extrusie en centrifugatie poriewater extraheer met minimale oxidatie. De auteurs hebben de hierin beschreven werkwijze in verschillende contexten met inbegrip van mariene 8 gebruikt, vervuild meer 10. De representatieve gegevens getoond toont aan dat het verminderen van omstandigheden kunnen worden bewaard. Met uitzondering van de centrifuge, materialen zijn goedkoop en deze werkwijze kan worden toegepast op diverse geochemische en geomicrobiological onderzoeksvragen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Voorbereiding van de apparatuur

  1. Voorbereiding van de Core Liners
    1. Bereken de dikte van de kern slice die zullen worden verkregen met behulp van Volume = πr 2 x dikte; het eindvolume moet <50 cm 3 zijn. Met een 10 cm kerndiameter kan 2 cm dikke plakken te verkrijgen.
      Opmerking: Het is niet nodig om het volume volwaardig 50 ml, maar poriewater hoeveelheden in verhouding kleiner zijn.
    2. Met behulp van een decoupeerzaag (of vergelijkbaar) segment één ader voering, of een plastic buis gelijke diameter tot 2 cm ringen (of andere dikte of met een andere kerndiameter). Het verkrijgen van 3-5 ringen.
    3. Reinig alle plastisch materiaal dat in contact komt met sediment, zoals kern voeringen, kern caps, ringen, kern snijmachines, centrifuge buisjes, spuiten en disposable lepels. (Week kunststoffen in 10% HCl gedurende 24 uur, spoel kunststoffen 3x in nanozuiver (22 MQ) water en laat aan de lucht drogen materiaal, bij voorkeur in een laminairestromen kap, vóór verpakking.)
  2. Voorbereiding van de Laboratorium Jack
    1. Snijd een stuk triplex, met behulp van een decoupeerzaag, de 6 "x 6" grootte van de bovenplaat van het laboratorium aansluitklepje en boor een gat in het midden van het multiplex met een gatzaag bevestiging aan een boormachine.
      LET OP: Dit gat moet net iets groter dan de diameter van de PVC-extender stukken zijn; voor de hier gebruikte formaten, moet het gat zijn 2 ¾ ".
    2. Boor vier gaatjes in de randen van het triplex de gaten van de bovenste plaat van het laboratorium jack overeen met een gewone boorkop op een handboor of boormachine druk. Maak de multiplex naar het laboratorium jack met rits banden.
      NB: Er mag geen "wiebelen" in dit multiplex zijn.
  3. Boor een gat in het midden van een bij benadering 2 "x 1,5" plywood iets groter dan de buitendiameter van de kern voeringen met een gatenzaag. Voor 10 cm diameter kern liners, zal een 10,5-11,5 cm gat Aangepast decorte. Dit hout is de kern begeleiding plaat.
  4. Voorbereiding van de Core Extruder (Plunger)
    1. Het verkrijgen van een rubberen stop laboratorium die goed past in de kern liners. Als er geen beschikbaar is, scheren een op maat met behulp van een scheermes. Gebruik niet een te kleine stop.
    2. Schroef het laboratorium stopper tot een ongeveer 1'-1.5 "lang, 1" diameter pluggen of bezemsteel. Bedek de schroef hoofd op het gezicht van de stop met waterdichte elektrische tape.
      LET OP: De grotere kant van de stop uit de buurt van de plug worden geconfronteerd.
  5. Snij een ongeveer 1,5 "lengte van de PVC pijp in ~ 6" lange stukken.
    OPMERKING: De binnendiameter moet groter zijn dan de plug in stap 1.4.2, maar kleiner dan de stop in stap 1.4.1. Dit protocol veronderstelt het gebruik van standaard 2 "PVC met een ware buitendiameter van 2,375". Deze PVC stukken zijn de kern extenders.
  6. Verzamel alle andere benodigde apparatuur in de Materials opgesomd.
    LET OP: Deze should worden verzameld in het huis laboratorium en het veld laboratorium gebracht.

2. Instellen van de Field Laboratory Station

  1. Het opzetten van de Glove Bag
    1. Klem de kern begeleiding plaat aan het werkoppervlak (aanrecht, laboratorium oppervlakte, etc.). Zorg ervoor dat het gat voor de kern liner voorbij het werkoppervlak, maar staat open.
    2. Plaats de beschikbare handschoen zak over de kern leiding plaat, en voer de slang van de buis binnenkomst van de handschoen zak om de regulator van de N2 tank. Zorg ervoor dat de tank is veilig vastgezet met behulp van de cilinder bank klem.
    3. Tape de slang aan de handschoenentas Verzegel dit ingangspunt rond de zak rond de buitenkant van de buis met elektrische tape. Zorg ervoor dat ongeveer 8 "van de slang zich uitstrekt tot in het inwendige van de handschoen zak Schuif de slangklem op de slang in de handschoen zak;. Verlaat deze klem geopend.
    4. Snij een "X" in de bodem van de zak over de handschoengat in de kern begeleiding plaat met behulp van een doos mes of scheermes. Deze x moet kleiner zijn dan de kern liner diameter.
    5. Laad de handschoenentas met de items in tabel 1.
  2. Het opzetten van de Core
    1. Plaats de laboratorium-aansluiting op de vloer onder het werkgebied waar de handschoen zak wordt aangebracht. Plaats de kern door de "X" snede in de bodem van de handschoen zak in stap 2.1.4, hem rechtop.
      LET OP: Ongeveer 6/4 "van de kern moet zich boven de kern stabilisatie plaat.
    2. Houd de kern stabiel te laten onderzoeker 2 stappen uit te voeren 2.2.3 tot 2.2.6.
    3. Tape de kern van de plastic handschoen zak rond de "X", met behulp van tal van goede afdichting elektrische tape.
    4. De handgreep van de kern extruder in een 2 "diameter, ~ 6" lang PVC afstandhouder, gevolgd door een ~ 3 "lang koppeling, gevolgd door een spacer. Herhaal dit patroon totdat de PVC geheel covershet handvat; kan een korte afstand voorbij de einde van de handgreep. Plaats de kern extruder (PVC afstandhouders en koppelingen) onder de bodem van de kern.
    5. Steun de kern extruder met het laboratorium krik, zodat de extruder de kern kan ondersteunen. Op dit moment houdt de hefboom zo laag mogelijk en gebruik kern afstandhouders waar mogelijk.
    6. Gebruik een doos mes zorgvuldig te snijden rond de bodem kern cap. Deze snede moet resulteren in een ring van kern dop wordt gelaten rondom de buitenkant van de kern liner en een vlak cirkelvormig gedeelte van de kern kap stevig op de kernmaterialen.
    7. Steek de handen in de handschoen zak (onderzoeker 1). Houd de kern stabiel, zodat deze niet verder beweegt boven de kern stabilisatieplaat terwijl onderzoeker 2 begint het laboratorium jack langzaam draaien om de kern te verhogen. De kern extruder moet de kern liner in te voeren en beginnen om het sediment naar boven te duwen als een push-pop.
    8. Wiebelen de kern extruder kant aan iets als ne kanteded om deze te plaatsen in de kern liner (onderzoeker 2). Wees voorbereid op een lichte pop als het binnenkomt.
    9. Blijf de kern te verhogen tot de bovenkant van de kern voorziene materiaal bij of nabij de bovenkant van de kern voering (onderzoekers 1 en 2). Merk op dat de kern dop bovenop de kern tijdens deze procedure moet blijven.
  3. Het afdichten van de Glove Bag
    1. Dubbele controle dat alle benodigde materialen zijn in de handschoen zak; Schakel de draagbare zuurstofmeter.
    2. Open alle centrifuge buizen, flessen water, en andere items die bevatten ingesloten lucht. Als de kern bovenruimte boven het stilstaand water, open de bovenkap om deze vrije ruimte te zuiveren.
    3. Schakel de regelaar zodat de stroom van stikstof door de buis in de handschoen zak met een gemiddelde snelheid. Over het algemeen een druk van ~ 15 psi op het laatste regulator podium met alle kleppen geopend geschikt is.
      NB: Dit moet snel genoeg te voelen als een sterke wind op de huid, maar niet zo sterk dat het verstrooit handschoen zak sup zijnlagen.
    4. Richt de stikstof in alle gebieden van de handschoen zak, en duw de stikstof naar de opening om het beste van zijn vermogen. Schakel de stikstof.
    5. Spoel de handschoen zak drie keer door herhalen van de stappen 2.3.6 tot 2.3.9 drie keer.
      Opmerking: Een persoon kan dit doen, maar kan voor twee personen eenvoudiger zodat men zijn of haar handen in de handschoenen die een deel van de handschoen zijn zak kan houden.
    6. Sluit de belangrijkste opening van de handschoen zak door het wikkelen van 1-2 bungeekoorden rond het meerdere malen. Schakel de stikstof een soortgelijke flow in 2.3.3. Place onderzoeker 1's handen in de ingebouwde handschoenen van de handschoen zak.
    7. Verplaats de stikstof buis van het ene gebied van de zak naar de andere om de handschoenentas met stikstof te vullen. Richt de buis in elke spleten voorzien geopend centrifugebuis, boven het water in een spuitfles, etc.
    8. Schakel de stikstof door het sluiten van de slangklem. Merk op dat dit kan worden bereikt zonder het verwijderen researcher 1 handen uit de handschoen zak.
    9. Open de voorkant van de handschoen zak en met behulp van onderzoeker 1 lichaam, duw zo veel gas uit de zak mogelijk te maken.
      NB: De tas moet vlak in de buurt van de leveringen binnen is het op dit punt.
    10. Vul de handschoen zak om een ​​comfortabele druk en schakel de stikstof met behulp van de slangklem. Wat trial and error kan nodig zijn om een ​​comfortabele druk vinden als te vol en het is moeilijk om de armen te bewegen, terwijl ook leeg en is het moeilijk te zien en manipuleren. Open de stikstof slangklem voor een korte periode om de tas te vullen als het lijkt een langzame lek hebt of krijgt leger om welke reden. Open de voorkant van de tas te laten uit kleine hoeveelheden stikstof, indien het wordt onaangenaam vol.
    11. Controleer het niveau van opgeloste zuurstof op de draagbare zuurstof meter. Het moet onder 1%.
    12. Plaats de handschoen zak handschoenen in wegwerphandschoenen. Deze zullen behendigheid te verbeteren. Verander ze wanneer ze get vuil of gescheurd; gooi in de in-zak afvalcontainer.

3. Snijden de Core

LET OP: dit deel van de procedure is veel gemakkelijker bereikt met twee onderzoekers.

  1. Verwijder stilstaand water met behulp van een injectiespuit. Spuitfilter dit water en plaats in 50 ml centrifugebuizen.
  2. Verwijder een Core Section
    1. Plaats een kern snijden ring boven de bovenzijde van de kern liner. Breng de kern omhoog (sectie 3.3) tot de bovenkant van het sediment is bovenaan van de ring.
    2. Plaats de kern snijmachine tussen de bovenzijde van de kern en de bekleding ring. Het sediment sectie is nu zit bovenop de kern snijmachine.
    3. Beweeg het neerslag een 50 ml buis met de disposable lepels. Sluit het buisje stevig zodra deze vol is.
    4. Spoel de kern snijmachine en de kern snijden ring met de nanozuiver water; spuiten de vuile afval in de afvalbak in de handschoen zak. Wegwerp lepels kan ook worden gespoeld,of verworpen, afhankelijk van het aantal benodigde. Droog de kern snijmachine en de kern snijden ring met keukenpapier.
    5. Herhaal stap 3.2 tot er geen kernmateriaal blijft.
  3. Het verhogen van de Core
    1. Gedurende 3,2 is noodzakelijk om de kern te verhogen. Doe dit in kleine stappen met behulp van het laboratorium aansluiting. Voer de volgende drie stappen zodra het laboratorium jack volledig uitgetrokken.
    2. Houd de kern in plaats in de handschoen zak (onderzoeker 1).
    3. Verlaag het laboratorium jack naar de laagste stand, wanneer het volledig wordt samengedrukt (onderzoeker 2). Zorg ervoor dat de kern wordt op zijn plaats gehouden met de onderzoeker 1 handen binnen de handschoen zak en onderzoeker 2 handen het ondersteunen van onder.
    4. Vult de ruimte tussen de onderkant van de kern extruder en de krik met PVC tussenschotten en fittingen. Controleer of de kern stevig ondersteund door de kern extender voor het loslaten van de top van de kern.

4. Exsluitende Porewaters

  1. Open de handschoen zak en verwijder het rek van centrifuge buizen.
  2. Het schoonmaken van de handschoen zak als dat nodig is door het verwijderen van elke grondsoort, vloeistof of condensatie wordt afgezworen de binnenkant met papieren handdoeken, water, enz. Lege afvalcontainer.
  3. Verzegelt de handschoen zak losjes met bungee koorden.
  4. Weeg centrifugebuizen die nu doorgesneden bevatten sediment (indien gewenst).
  5. Wikkel de toppen van de centrifuge buizen met elektrische tape om de dop / tube kruising af te dichten.
  6. De balans van de buizen voor het centrifugeren door weging na taping. Toevoegen of verwijderen van elektrische tape om gewichten te krijgen binnen 0,5 g.
    OPMERKING: algemeen, buizen vanaf de bovenkant van de kern zal lichter dan die van de bodem zijn.
  7. Plaats buisjes in centrifuge en centrifugeer bij maximale acceleratie (1100 xg wordt aanbevolen) gedurende 20 min.
    OPMERKING: Hogere centrifugeren tarieven zullen grotere scheiding van porewaters mogelijk te maken.
  8. Verwijder elektrische tape van de centrifugalege buizen hetzij unpeeling of door snijden met een scheermes voorafgaand aan het terugkeren van de buizen naar de handschoenenzak. Terug centrifugebuizen rack na centrifugeren en terug te keren naar de handschoen zak.
  9. Voeg een andere set van centrifuge buizen, spuiten en spuit filters om de handschoen zak. Deze nieuwe eileiders porewaters houden en kan vooraf worden gemerkt.
  10. Spoel de handschoen zak weer zoals in stap 2.3.5. Als de handschoen zak slechts kort werd geopend om de buizen te verwijderen, en het was niet schoongemaakt, zal het aanvaardbaar om het te zuiveren maar twee keer zijn. Als een zuurstof-monitor wordt gebruikt, ervoor te zorgen dat de sfeer in de handschoen tas is <1% O 2. Vergeet niet om de nieuw toegevoegde centrifugebuizen openen en te zuiveren hen.
  11. Steek handen om de handschoenen in het dashboardkastje zak; als voorheen, dek af met wegwerphandschoenen.
  12. Open één buis. Verwijder de porewaters van boven het sediment met een injectiespuit en bevestig een spuitfilter de punt van de spuit. Als porewaters en sedimenten goed gescheiden zijn, porewaters kunnen direct worden gegoten in een spuit met het vat verwijderd en een injectiespuit filter op het puntje.
  13. Duw het water door de spuit filter in de geschikte centrifugebuis.
    OPMERKING: Sommige kracht nodig zal zijn; meerdere spuitfilter per monster nodig.
  14. Plaats de doppen op de centrifuge buis met sediment en de buis met porewaters.
  15. Herhaal stap 4,13 tot 4,15 voor elk monster.
  16. Open handschoen zak en verwijder de monsters. Zowel sediment en poriewater buizen worden opnieuw gewogen.
  17. Analyseer porewaters onmiddellijk indien gewenst. Analyses kunnen omvatten (maar zijn niet beperkt tot) ionenchromatografie voor grote ionen 11, Ferrozine ijzer speciatie 12, arseen speciatie door voltammetrie 13 en 14 sulfide soortvorming.
  18. Freeze porewaters en sedimenten in droge verzender (ongeveer -80 ° C) tot soortvorming bewaren voor latere analyses eventueel de voorgeschreven analyses. Het may ook geschikt te houden monsters te koelen in luchtdichte containers of in stikstof gespoelde aluminium zakken zijn.
  19. Hergebruik de handschoen zak voor een tweede kern (vanaf 2.2.2), indien gewenst. Na twee kernen, de handschoenentas meestal moet worden veranderd.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Het soort resultaten verkregen afhankelijk analyses uitgevoerd en de geochemische instelling waarvan de kern werd verkregen. Opgeloste zuurstof kan worden gemeten in de geëxtraheerde porewaters, maar in veel instellingen deze nul onder het eerste paar cm van de kern. Analyses die meestal geven meer zinvolle informatie bevatten ijzer soortvorming (Fe II / Fe III) 12, arseen speciatie (As III / Als V) 13, en sulfide 14. Aanwezigheid van verminderde soorten zoals sulfide geeft zowel een reducerende omgeving en dat er voldoende zuurstofgebrek werd tijdens kern snijden onderhouden en porie water te verwijderen. Bepaling van andere concentraties zoals opgelost organisch koolstof, de belangrijkste ionen, of spoormetalen wordt vaak verricht op de bewaarde monsters bij terugkeer naar het huis laboratorium. Geochemische gradiënten kunnen in het algemeen waargenomen in poriewater en maxima of minima van bepaalde soorten kan worden gezien op diepte.

tent. "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Een kern werd genomen in de Baai van Batiste, een wetland ten zuidoosten van New Orleans, ongeveer negen maanden na het begin van de Deepwater Horizon spill Dit wetland was zwaar geolied, en gegevens van het sediment geven hoge sulfide concentraties in de porewaters met een Hach methode (http://hach.com) op basis van 14,. zie figuur 1 maximum sulfide concentraties van 49,2 mg / LS 2- waargenomen in de kernsectie verkregen tussen 24-27 cm diep. Totale ijzerconcentraties in dit porewaters waren constant laag (<0,2 ppm) en geen Fe (III) werd gedetecteerd.

Figuur 1
. Figuur 1: Porewaters van Bay Batiste, Louisiana getoonde gegevens zijn van porewaters geëxtraheerd uit meersedimenten toepassing van de hierin beschreven werkwijzen; de kern werd verkregen van Bayou Batiste, Louisiana, in het jaar following de Deepwater Horizon olieramp naar de Golf van Mexico. Opgelost sulfide concentraties in porewaters als functie van de diepte onder het sediment-water interface. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Artikelen worden geladen in handschoenentas in stap 2.1.7
afvalcontainers
Box of wegwerphandschoenen
Kimwipes en papieren handdoekjes
scheermessen
Squirt fles (sen) van dd H 2 O
Markeerstift
Wegwerp plastic lepels
50 ml centrifugebuizen een in een rack; één per core sectie plus genoeg voor bovenliggende water. Spuit filters voldoende in aantal voor het filteren van bovenliggende water.
Core liner ringen
Core snijmachines
Portable Oxygen Meter
Plastic materialen zoals centrifugebuizen dient zuur gereinigd volgens de instructies zijn.

Tabel 1: Te afdichting in handschoenenzak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De hierin beschreven techniek is ook flexibel kan worden aangepast voor een groot aantal locaties, kerngrootte, kerngedeelte dikte, etc. Er zijn drie essentiële componenten aan het systeem.

Maak eerst een kern extrusiesysteem van de juiste afmetingen van de kern te analyseren. Instructies krijgen uitgaande van een ongeveer 30 "kern; veel langer kernen vereisen meer PVC extender en stukken van PVC volledig extruderen Plan het extrusiesysteem en de pakking voorzichtig zoals correcties in het gebied zijn veel moeilijker te beheren..

Ten tweede, ervoor te zorgen dat de handschoen tas is goed uitgezuiverd en vrij van lekken of scheuren. Het doel van dit protocol is porewaters in dezelfde redox toestand waarin het bestond ondergronds verkrijgen. Als roestvorming optreedt tijdens het snijden poriën of porie waterwinning, zal de verkregen gegevens niet bruikbaar.

Ten derde, het centrifugerendirect laat scheiden van de porewaters van de sedimenten. Als porewaters en sedimenten na verwijdering uit de omgeving in contact te blijven, mag reacties voort te zetten en te veranderen. Als bijvoorbeeld water dat door de kern bevoorrade nitraat, zou verhinderen dat de bestaande microbiële gebruiken ijzer als terminale elektronenacceptor; na verwijdering van de kern van de site, zou nitraatconcentratie beginnen af ​​te nemen en ijzer speciatie kan beginnen te veranderen. Daarom snelle kern snijden en centrifugeren kan de beste "snapshot" te nemen.

Afhankelijk van de gewenste analyses, kan het wenselijk zijn om de centrifugebuizen wegen alvorens ze te vullen met sediment en waterspanning. Dit zal berekening van de exacte massa van poriewater en sediment verzameld uit elke sectie mogelijk te maken. Als dit niet noodzakelijk kan een gemiddelde massa van 50 ml centrifugebuizen worden aangenomen voor elke buis. Dit is meestal voldoende. In het algemeen, een vervolgpaginactie van sediment kunnen worden verwijderd, gewogen, en opnieuw gedroogd tot een procent droge massa waarde te verkrijgen. Wanneer dit te doen, zorg ervoor dat het gewicht van porewaters verwijderd als onderdeel van de berekening op te nemen. Gedroogde sediment kan ook worden verbrand om een ​​gloeiverlies meting te verkrijgen.

Het is misschien raadzaam om deze procedure één of twee keer oefenen op een steekproef kern voordat u het op waardevolle veldmonsters zijn. Als het eenmaal onder de knie, maar deze techniek maakt het mogelijk collectie van porie wateren en sedimenten uit een breed scala aan omgevingen in een eenvoudige, kosteneffectieve manier. De mogelijkheid om het in situ redox te handhaven wordt een reeks geochemische en geomicrobiological analyse van de verzamelde monsters.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

Dit onderzoek werd mede ondersteund door RAPID-programma van de National Science Foundation (NSF-1.048.925, 1.048.919 en 1.048.914) naar Alison Keimowitz, Ming-Kuo Lee, Benedict Okeke en 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).
  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.

    Video Stats