Pulire campionamento e analisi del fiume e di estuario Acque per Trace Studi di metallo

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Jiann, K. T., Wen, L. S., Santschi, P. H. Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies. J. Vis. Exp. (113), e54073, doi:10.3791/54073 (2016).

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Abstract

Introduction

E 'stato comunemente riconosciuto che alcuni risultati traccia di metallo ottenuti per le acque naturali possono essere imprecisi a causa di manufatti derivanti dalle tecniche inadeguate applicate durante la raccolta del campione, i trattamenti e la determinazione 1,2. Le concentrazioni (in sub-nm gamma nm in acque superficiali 3) di metalli in tracce disciolti sono ora fino a due ordini di grandezza inferiore rispetto ai valori precedentemente pubblicati. La stessa situazione è stata trovata in chimica marina in cui le concentrazioni di metalli disciolti accettati in tracce in acque oceaniche sono diminuite di ordini di grandezza nel corso degli ultimi 40 anni o giù di lì, come sono state introdotte migliorati metodi di campionamento e di analisi. Sono stati compiuti sforzi per migliorare la qualità dei dati con gli sviluppi della "tecniche pulite" finalizzati alla riduzione o l'eliminazione della contaminazione dei metalli in tracce in tutte le fasi di analisi dei metalli traccia 4-8. Per la determinazione delle concentrazioni di metalli in tracce a temperatura ambientelivelli, preconcentrazione è spesso richiesto. Tecniche di scambio ionico 8-12 sono state comunemente applicato per preconcentrazione efficiente.

La contaminazione può derivare dalle pareti del contenitore, la pulizia dei contenitori, il campionatore, manipolazione del campione e di stoccaggio e conservazione del campione di analisi e 7,13. Tutti gli studi che utilizzano metodi di pulizia condotti di recente indicano che le concentrazioni di metalli in tracce nelle acque naturali sono in genere ben al di sotto dei limiti di rilevazione dei metodi di routine 7. Dal momento che il riconoscimento dei dati di traccia di metallo sospetti nei primi anni 1990, metodi di pulizia sono stati incorporati in US EPA (Environmental Protection Agency) Linee guida per la determinazione dei metalli in tracce 14 e la US Geological Survey ha adottato metodi di pulizia per il loro monitoraggio della qualità dell'acqua progetti 15. Metodi di bonifica e per gli studi di metalli in tracce devono essere impiegato in tutti i progetti, al fine di creare una banca dati delle aziende e preciso.

Distribuzione e comportamento dei metalli in tracce in ambienti acquatici come le acque superficiali e sotterranee possono essere influenzati da naturale (ad esempio, agli agenti atmosferici) e di origine antropica (ad esempio, effluenti delle acque reflue) fattori, così come altre condizioni ambientali, come regeologia regionale, la morfologia, uso del suolo e la vegetazione, e clima 16-19. Questo può portare a differenze nei parametri fisico-chimici, quali le concentrazioni di particolato in sospensione (SPM), carbonio organico disciolto (DOC), ligandi di origine antropica (ad esempio, l'acido etilendiamminotetraacetico, EDTA), sale, potenziale redox e pH 17-20. Pertanto, studi tracce metalliche accurati e rilevanti richiedono appropriata raccolta di campioni per analisi metalli tracce nonché per la determinazione dei fattori correlati e parametri.

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Protocol

1. Preparazione Sampler

  1. Sampler
    1. Assemblaggio di campionatore
      1. Collegare un tubo di 4 m di lunghezza fluorurati etilene propilene (FEP) (ID 0,635 cm, OD 0,95 cm o simile) per un 1,5 m di tubo di pompaggio di silicone resistente agli agenti chimici (OD 0,635 centimetri).
      2. Inserire un polipropilene connettore a Y nel tubo di pompaggio, e collegare un tubo di pompaggio 50 cm ad una sola presa, ed un filtro capsule 0,45 micron (con un tubo di pompaggio 20 cm) all'altro.
      3. Montare i tubi in una stanza pulita (panchina) dopo averli puliti (vedi sotto), e memorizzare il montaggio in due strati di sacchetti in polietilene.
    2. pulizia Sampler
      1. Riempire (collegando il tubo di pompaggio 1,5 m su una pompa peristaltica) il set di tubi con una soluzione detergente e laboratorio immergerlo per 24 ore. Lavare il set di tubi con acqua deionizzata, quindi riempirlo con il 10% (v / v) HCl (grado reagente) e ammollo per 48 ore.
      2. Lavare accuratamente il set di tubi con deionizzata water diverse volte, e memorizzare il montaggio in sacchetti di plastica. Pulire i Y-connettori e tubi di pompaggio brevi, mettetelo a bagno in un HNO 50% (v / v) 3 (grado reagente) per 24 ore.
    3. filtri capsule
      1. Pulire i filtri capsula dapprima loro lavaggio con acqua deionizzata, quindi 10% (v / v) una soluzione di HCl in una fase di ammollo 48 hr.
      2. Dopo ammollo l'acido, lavare i filtri con acqua deionizzata e aggiungere 1 ml di soluzione di NH 4 OH (sub-boiled) 21% (peso) in ciascun filtro per neutralizzare l'acido.
      3. Sigillare singolo filtro con un ciclo di 30 cm tubo pulito pompaggio collegamento ingresso e uscita, e conservare in sacchetti di polietilene cerniera.
  2. I contenitori
    1. Utilizzare polietilene (PE, 1.000 ml) e FEP (500 ml e 1000 ml) bottiglie per contenitori per la determinazione dei metalli in tracce.
      1. Pulire le bottiglie immergendo dapprima in detergente (1%), poi a 50% (v / v) HNO 3(Grado reagente) e (v / v) le soluzioni HCl (grado reagente) 10% per il 24, 48 e 24 ore, rispettivamente, e risciacquare le bottiglie con acqua deionizzata tra le due fasi ammollo.
      2. Dopo un ammollo finale HCl, lavare le bottiglie a fondo con acqua deionizzata (DIW) e asciugare le bottiglie (con tappo a tenuta) in una stanza pulita o di classe-100 banco pulito.
      3. Seal bottiglie pulite in sacchetti di polietilene con zip e li doppio sacchetto in sacchetti di polietilene per il trasporto.
    2. bottiglie di vetro puliti per carbonio organico disciolto (DOC) determinazione
      1. Mettere a bagno bottiglie di vetro ambrato borosilicato (40 ml), per l'analisi del carbonio organico disciolto (DOC), nel 10% HCl per 48 ore. Risciacquare bottiglie di vetro pulite con acqua deionizzata, e la combustione a 480 ° C per 2 ore prima dell'uso. Sigillare le bottiglie singolarmente in sacchetti di polietilene con cerniera per il trasporto.

2. campionamento

  1. raccolta di campioni di acqua
    1. Upon arrivo al sito di campionamento, marchio numero di identificazione del campione sul sacchetto esterno, e mantenere le bottiglie nelle loro buste originali.
    2. Alla riva del fiume o su una barca, avere una persona aprire la borsa con il campionatore e collegare il tubo di FEP a 4 m ad un palo in polipropilene a 3 m (pulito). Estrarre il palo come lontano dalla riva possibile e mantenere l'ingresso del tubo FEP circa 30 cm sotto la superficie di acqua corrente fiume prima la pompa è accesa.
    3. Avere un'altra persona collegare il tubo di pompaggio per la testa della pompa di una pompa peristaltica (pompa di campionamento con batterie interne). Avviare la pompa e drenare l'acqua (lato valle) almeno 3 volte del volume totale del campionatore. Indossare guanti senza polvere e aprire la borsa di bottiglie e tappi per iniziare a riempire le bottiglie di campionamento.
      1. In alternativa, se un altro utente è disponibile, disponibile una terza persona sia responsabile di aprire il sacchetto interno e tappi di esempio, e tenendo il tubo di campionamento che drena il campione nella bottle.
    4. Raccogliere un campione non filtrato in una bottiglia di plastica da 125 ml per misure di conduttività, temperatura e pH nel campo.
    5. Raccogliere campioni non filtrati (500 ml o 1.000 ml per la raccolta del campione di particolato) prima (attraverso l'uscita senza filtro) e chiudere la presa con una fascetta in plastica per costringere l'acqua a passare attraverso il filtro capsula per raccogliere un campione di acqua filtrata (1 -L per la determinazione di metallo traccia disciolto).
    6. Raccogliere campioni filtrati (tramite la presa con il filtro) in bottiglie di vetro ambrato da 40 ml per misure DOC e EDTA.
    7. Raccogliere campioni di acqua ad una portata di approssimativa 500 ml / min a 1.000 ml / min. Sostituire i filtri capsula quando la pressione inizia a costruire (in base alle specifiche dei filtri). Per ciascun tipo di campione, raccogliere campioni supplementari, nonché sbozzati di campo, in luoghi selezionati per servire come aliquote di controllo di qualità.
    8. Collocare le bottiglie di vetro da 40 ml su ghiaccio secco e conservatin una ghiacciaia, e le bottiglie in polietilene in casse di ghiaccio.
  2. Raccolta delle particelle in sospensione (SPM)
    1. Raccogliere SPM su filtri a membrana 0,4 micron in policarbonato (PC) (acido lavato e pre-pesato) per filtrazione sotto vuoto, usando un imbuto filtrante in plastica e vaso.
    2. Congelare filtri a membrana a secco in laboratorio per produrre concentrazioni SPM e fornire campioni di particelle per la determinazione di metallo traccia particolato.

3. Il campione pretrattamento (disciolto Trace Metalli)

  1. Per la determinazione di metallo traccia sciolto, aggiungere 2 ml concentrato HNO sub-boiled 3 (per 1-L campione) in contenitori. campioni di tracce di metalli di trasferimento disciolto (acidificato) in bottiglie FEP. In alternativa, i campioni possono essere raccolti direttamente in bottiglie FEP. UV-irradiare campioni in bottiglie FEP per 24 ore (8 15-watt lampade UV).

4. preconcentrazione e trattamenti per l'analisi dei metalli in tracce

  1. Pesare 2 g di resina a scambio cationico in una piccola (capacità 10-30 ml) tazza di plastica e aggiungere una piccola quantità di 2 N HNO 3 soluzione nella tazza. Versare la resina in una colonna cromatografica capacità di 10 ml. Pulire la resina lavando la colonna con 5 ml 2 N HNO 3 (sub-boiled) due volte, e risciacquare con acqua ad elevata purezza (HPW) 3 volte.
  2. Aggiungere 10 ml di 1 M NH 4 OH (sub-bollite) nella colonna per convertire la resina NH 4 + -form.
  • Soluzione tampone (1 M di acetato di ammonio)
    1. Aggiungere 57 ml di acido acetico glaciale (sub-bollite) in circa 800 ml di HPW. Aggiungere ~ 60 ml di idrossido di ammonio (21%, sub-bollito) e mescolare con acido acetico. Regolare il pH finale 5.5 e il volume finale a 1000 ml.
  • Procedura preconcentrazione (sciolto metalli in tracce)
    1. Regolare il pH dei campioni, UV-irradiati acidificata a 5,5 ± 0,3 con l'aggiunta di 30 ml di 1 M di ammonio acetmangiato soluzione tampone e alcuni (~ 2,8 ml) NH 4 OH (sub-bollito) nei campioni.
    2. Posizionare la bottiglia di campionamento ~ 30 cm sopra la colonna riempita con resina a scambio cationico (paragrafo 4.1) e collegare la bottiglia di campionamento e la colonna preconcentrazione da 60 cm tubo ~ FEP e cappuccio cromatografia e connettore (femmina Luer).
    3. Controllare la portata a 3-5 ml / min usando un rubinetto 2 vie, collegata sopra la colonna. Lasciare i campioni di passare attraverso le colonne di preconcentrazione. Dopo che i campioni hanno superato la colonna, scollegare i tubi e tappi dalle colonne.
    4. Trattare le colonne con 2 HPW x 5 ml e 4 x 5 ml di 1 M di ammonio acetato (pH 5,5), e 2 x 5 ml di HPW separare principali cationi di altri metalli in tracce.
    5. Posizionare una bottiglia in PE lavata con acido 30-ml appena sotto la colonna e lavare la colonna con 7 x 1 ml 2 N HNO 3 (sub-boiled) nella bottiglia PE.
    6. Determinare il volume di 2 N HNO 3 effluente (~ 8,0 ml) ottenendo un pesond peso specifico del 2 N HNO 3 effluenti.
  • Digestione di particelle in sospensione
    1. Congelare filtri PC a secco con i campioni SPM e pesare dopo l'essiccazione. Campioni SPM posto, con filtri, in alcani perfluoroalkoxy pre-pesato (PFA) vasi (capacità di 60 ml) e aggiungere 3 ml di concentrato HNO 3 nei vasi.
    2. Serrare i vasi ad una coppia costante di 2,5 kg metri, e digerito in un forno convenzionale a 130 ° C per 12 ore. Dopo il raffreddamento, aprire i vasi e aggiungere 2 ml di HF nei vasi.
    3. Serrare i vasi ad una coppia costante di 2,5 kg metri, e digerito in un forno convenzionale a 130 ° C per 12 ore. Dopo raffreddamento, aprire i vasi e aggiungere 16 ml di soluzione di acido borico 4,5% nei vasi.
    4. Serrare i vasi ad una coppia costante di 2,5 kg metri, e digerire in un forno convenzionale a 130 ° C per 12 ore. Pesare ogni nave e determinare il peso specifico di ogni soluzione di analisiper produrre volume finale digest.
    5. Calcolare un fattore di diluizione per ogni digest dal volume finale e peso di SPM sul filtro (finale digerire il volume diviso per il peso del campione sul filtro).
  • Analisi 5. Campione

    1. metalli in tracce
      1. Determinare metalli in tracce (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) concentrazioni nel plasma pre-concentrata campione e soluzione di particelle utilizzando fiamma spettrometria di assorbimento atomico, fornace di grafite spettrometria di assorbimento atomico disciolto e / o accoppiamento induttivo spettrometro di massa.
      2. Determinare le principali concentrazioni di ioni e di alcuni metalli in tracce, in sub-campioni prelevati prima di preconcentrazione e compendi di particolato in sospensione, da una spettrometria di emissione al plasma ad accoppiamento induttivo atomica.
    2. parametri ausiliari
      1. Determinare temperatura del campione, pH, salinità e conducibilità in campo, utilizzando dispositivi portatili.
      2. Determinare disciolta ocarbonio Ganic (DOC) le concentrazioni di un Analizzatore per carbonio organico totale, sulla base di ossidazione ad umido con il rilevamento di anidride carbonica mediante spettrometria ad infrarossi 21. Determinare la concentrazione totale EDTA da una cromatografia liquida ad alta prestazione (con rivelatore SPD-M10AV Diodearray) seguendo le procedure stabilite 22,23.

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    Representative Results

    Con lo sviluppo e l'uso di "tecniche pulite", è ormai ben noto che al fine di ottenere le concentrazioni di metalli in tracce accurate in acque ambientali, preconcentrazione di metalli in tracce in acque campioni è una pratica comune. Mentre la maggior parte dei criteri di qualità delle acque per i metalli in tracce nelle acque naturali sono nella gamma bassa mg / L, sono necessari limiti di rilevazione più bassi per indagare gli effetti geochimici e biologici su metalli in tracce a concentrazioni ambientali in ambienti acquatici.

    Con i limiti di rilevazione migliorate dopo l'uso di "tecniche pulite", è stato chiaramente dimostrato da una serie di dati di 141 raccolti in modo casuale campioni di acqua del fiume dai fiumi del Texas, che preconcentrazione è necessaria (Figura 1). L'istogramma dei dati di traccia metallo Cd, Cu, Ni, Pb e mostra che, mentre alcune concentrazioni di elementi specifici possono essere relativamente facilmente determiNed (ad esempio, Cu), alcuni elementi (ad esempio, Cd e Pb) ha concentrazioni in acque ambiente ben al di sotto dei limiti di rilevazione dei metodi analitici di routine. Il confronto è stato effettuato con il set di dati di fiume del Texas contro USEPA Metodi 1637, 1638, 1639, e 1640. Metodi 1637 e 1640 sono le tecniche per la determinazione di metallo traccia con preconcentrazione e rilevato dal fornetto di grafite spettrometria di assorbimento atomico o accoppiato induttivamente spettrometria di massa al plasma, rispettivamente. Metodi 1639 e 1638 sono per la determinazione dei metalli in tracce nelle acque ambientali per gli strumenti di cui sopra, senza preconcentrazione.

    Figura 1
    Figura 1. Istogramma dei dati raccolti dal Texas, Stati Uniti d'America i fiumi, e confronto con limiti di rilevabilità metodo USEPA per CD (a), Cu (b), Ni (c), e Pb (d). Un totale di 141 campioni, raccolti in modo casuale da luoghi diversi,sono stati elaborati usando il protocollo di campionamento e di analisi descritto qui. Confrontando le distribuzioni di dati ei limiti di rivelazione EPA dimostra che una grande frazione di campioni provenienti da fiumi Texas dovrà essere preconcentrato per ottenere migliore qualità dei dati. I limiti di rilevabilità (ML) indicati nel grafico sono quelli elencati in USEPA Metodi 1637, 1638, 1639, e il 1640 (dettagli metodo vedi testo). Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

    Risultati di limiti di rilevazione, recuperi per un materiale di riferimento (SRM), e le concentrazioni in bianco di sbozzati di campo, acqua ad elevata purezza portato al campo e trattati e trasformati come campioni, dimostrano l'efficacia delle "tecniche puliti" (Tabella 1). Ridurre i risultati di contaminazione in limiti di rilevazione più bassi, buoni recuperi SRM, e molto bassa campo di concentramento vuotoS. I risultati mostrati nella Tabella 1 sono stati ottenuti basano sul trattamento 1 L di campioni bianchi. I limiti di rilevabilità bassi implicano che le concentrazioni di tracce di metalli possono essere ottenuti con una buona risoluzione dei dati, che è fondamentale quando le distribuzioni traccia di metallo devono essere confrontati alle condizioni ambientali (parametri) che l'influenza dei metalli in tracce geochimica 20. Confrontando i nostri risultati (limiti di rivelazione metodo) con quelli dei metodi EPA di cui sopra, che, tuttavia, non comprendono il campionamento campo, paragonabile o migliore (inferiore) limiti di rilevamento sono stati ottenuti utilizzando il protocollo qui fornite. Buona precisione è stato raggiunto anche, come evidenziato dai risultati simili di sbozzati campo. Replicare i campioni sono stati raccolti e trattati separatamente per alcuni campioni di campo e le differenze di concentrazione di metalli in tracce erano generalmente inferiore al 10%.

    CD co </ Td> Cu Fe Mn Ni Pb Zn
    ng / L mg / L mg / L mg / L mg / L mg / L ng / L mg / L
    MDL 1 0.01 0.06 0.3 0.1 0.1 10 0.1
    SLRS-3 (N = 11)
    Certificato 13 0,027 1.35 100 3.9 0.83 68 1.04 Misurata (media) 12.6 0.026 1.29 97,2 3.86 0.77 71 1.13
    Deviazione standard 0.9 0,008 0.09 4.2 0.20 0.06 9 0,12
    Recupero(%) 97 97 96 97 99 93 105 109
    Campo vuoto 1 0.2 0.000 0.003 0.03 0.00 0.01 2.5 0.02
    Campo vuoto 2 0.2 0.000 0,011 0.02 0.01 0.00 2.9 0.03 Campo vuoto 3 0.1 0.000 0,011 0.03 0.00 0.00 2.5 0.01

    Tabella 1. Risultati di qualità dei dati ottenuti utilizzando il protocollo di campionamento e di analisi descritto qui. Limiti di rilevazione, i risultati statistici per un materiale metalli in tracce standard di riferimento (SLRS-3) e l'illustrazione delle concentrazioni di metalli in tracce in 3 spazi vuoti depositati (alta purezza dell'acqua trattata come campioni nel campo) indicano l'efficacia del protocollo descritto. Unità di concentrazione sono ng / L per Cd e Pb e mg / L per gli altri elementi. sono stati raggiunti i limiti di riconoscimento basso, buoni recuperi per un materiale di riferimento standard e basso campo concentrazioni vuote.

    I risultati ottenuti utilizzando il protocollo di campionamento e di analisi descritto qui dimostra che nonproduce solo tracciare dati in metallo con limiti di rilevabilità bassi, ma fornisce anche una vasta gamma di applicazioni. Come mostrato in figura 2 con il confronto delle concentrazioni di metalli in tracce determinate da due metodi indipendenti, buona correlazione (R 2> 0,994) con una pendenza di regressione lineare vicino 1 indicare che queste tecniche possono essere applicate in ambienti acquatici. Poiché una tecnica preconcentrazione scambio ionico è stato utilizzato per generare tali risultati, il range lineare indica che il protocollo descritto può essere applicato in nettamente diversi ambienti acquatici in cui concentrazioni tracce metalliche variare entro un ampio intervallo.

    figura 2
    Figura 2. Confronto di concentrazioni di metalli in tracce provenienti da due metodi indipendenti. Molto è stato trovato un buon accordo tra le concentrazioni di metalli in tracce determinato con due independenMetodi t in aliquote separate degli stessi campioni. Un campione è stato analizzato direttamente dal plasma accoppiato induttivamente spettrometria ad emissione atomica e l'altro è stato preconcentrato mediante tecniche di scambio ionico a seguito della valutazione da parte paio induttivamente spettrometria di massa a plasma. Grande range di concentrazione implica che le tecniche sono adatte per gli studi di traccia di metallo in nettamente diversi ambienti in cui le concentrazioni di metalli in tracce mostrano differenze significative. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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    Discussion

    Ottenere dati di traccia di metallo affidabili nelle acque naturali richiede grande attenzione, come sottolineato durante la raccolta del campione, l'elaborazione, pretrattamenti, e l'analisi che mirano a ridurre la contaminazione. Tracciare le concentrazioni di metalli nelle acque naturali ottenuti utilizzando "tecniche pulite" negli ultimi due decenni hanno trovato che le concentrazioni possono essere ordini di grandezza inferiore a quello riportato in precedenza. criteri di qualità dell'acqua per i metalli in tracce in acque sono ora più facilmente valutate quando i livelli di metalli in tracce sono accuratamente misurati con conseguente migliore valutazione degli effetti dannosi per l'uomo e gli organismi superiori. La biodisponibilità e la tossicità dei metalli in tracce in ambienti acquatici richiedono indagini più rigorose nelle gamme di concentrazione inferiori. Questo non è un compito facile, come la distribuzione e il comportamento dei metalli in tracce sono controllati da molti altri parametri fisico-chimiche nell'ambiente, e per questo, valutazioni affidabili di biodisponibilità e tossicità dei metalli in traccesono impegnativi. Il campionamento e l'analisi dei parametri relativi accessori per rintracciare i metalli devono essere inclusi in tali valutazioni.

    Eliminare la contaminazione e, infine, la riduzione dei limiti di rilevazione per le concentrazioni di metalli in tracce in acque ambientali, quindi, prevede che le parti scientifiche di prestare particolare attenzione a tutte le fasi di analisi dei metalli in tracce. Da ware laboratorio, ingranaggi di campionamento, i contenitori dei campioni, le apparecchiature ei materiali utilizzati durante pretrattamenti del campione, prodotti chimici e reagenti, per impostazione strumentale, la contaminazione diventa additivi e tutti quei fattori di cui sopra devono essere specificati nella relazione dei risultati di analisi di metalli in tracce. Pertanto, le procedure per la preparazione del cambio di campionamento, i contenitori dei campioni e materiali utilizzati per elaborare e analizzare i campioni sono tutti i passaggi critici verso l'ottenimento di alta qualità dei dati per i metalli in tracce in ambienti acquatici. Quando confrontato con i metodi esistenti (ad esempio, metodi US EPA), i dati ottenuti utilizzando il protocollo outlinEd sopra risultato limiti di rilevazione migliori o comparabili e molto bassi spazi vuoti. Una grande serie di oligoelementi (8, tabella 1) può essere valutata.

    Il protocollo qui descritto può essere facilmente applicato alla raccolta di diversi tipi di campioni acquatici, oltre alle acque fluviali e estuari, ad esempio, oceani, laghi e sotterranee. Dal campione preconcentrazione può richiedere molto tempo, il protocollo fornito qui può essere modificata in base alle caratteristiche specifiche in diversi ambienti acquatici. Nelle acque fortemente influenzato, i campioni devono ancora essere raccolti in modo pulito, ma possono essere determinati direttamente con strumenti adeguati se si verifica alcuna interferenza della matrice. Volume del campione può essere regolato se sono necessari fattori di preconcentrazione maggiori o minori. Nei casi in cui la capacità di scambio ionico deve essere aumentata, grandi quantità di resina possono essere usati.

    Questo lavoro dimostra che, la determinazione di tracce di metalli noiing "tecniche pulite" che includono il campionamento e pre-concentrazione, in collaborazione con la determinazione dei parametri ambientali correlati, la distribuzione dei metalli in tracce in ambienti acquatici può essere meglio valutato, tenendo conto delle condizioni ambientali specifiche e l'estensione delle influenze naturali e antropici 20. La grande concentrazione varia che questo protocollo è in grado di applicare implicare che le indagini di distribuzioni di metalli in tracce e il comportamento possono essere condotti in ambienti che cambiano nel tempo e nello spazio.

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    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Nitric Acid Seastar Chemicals Baseline grade
    Ammonium hydroxide Seastar Chemicals Baseline grade
    Acetic Acid Seastar Chemicals Baseline grade
    Nitric Acid J. T. Baker 9601-05 Reagent grade
    Hydrochloric acid J. T. Baker 9530-33 Reagent grade
    Chromatographic columns Bio-Rad 7311550  Poly-Prep
    Column stack caps Bio-Rad 7311555
    Cap connectors (female Luers) Bio-Rad 7318223
    2-way stopcocks Bio-Rad 7328102
    Cation exchange resin Bio-Rad 1422832  Chelex-100
    Portable sampler (sampling pump) Cole Palmer EW-07571-00
    FEP tube Cole Palmer EW-06450-07 6.4 mm I.D., 9.5 mm O.D.
    Pumping tube Cole Palmer EW-06424-24 6.4 mm I.D. C-Flex
    Capsule filter (0.4 mm) Fisher Scientific WP4HY410F0 polypropylene casing
    1 L low density polyethylene bottle NALGE NUNC INTERNATIONAL 312088-0032
    1 L (or 500 ml) FEP bottle NALGE NUNC INTERNATIONAL 381600-0032

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Taylor, H. E., Shiller, A. M. Mississippi River Methods Comparison Study: Implications for water quality monitoring of dissolved trace elements. Environmental Science and Technology. 29, 1313-1317 (1995).
    2. Windom, H. L., Byrd, J. T., Smith, R. G., Huan, F. Inadequacy of NASQAN data for assessing metal trends in the nation's rivers. Environmental Science and Technology. 25, (6), 1137-1142 (1991).
    3. Mason, R. P. Trace Metals in Aquatic Systems. Wiley-Blackwell. (2013).
    4. Wen, L. -S., Santschi, P., Gill, G., Paternostro, C. Estuarine trace metal distributions in Galveston Bay: importance of colloidal forms in the speciation of the dissolved phase. Marine Chemistry. 63, 185-212 (1999).
    5. Wen, L. -S., Stordal, M. C., Tang, D., Gill, G. A., Santschi, P. H. An ultraclean cross-flow ultrafiltration technique for the study of trace metal phase speciation in seawater. Marine Chemistry. 55, 129-152 (1996).
    6. Benoit, G. Clean technique measurement of Pb, Ag, and Cd in freshwater: A redefinition of metal pollution. Environmental Science and Technology. 28, 1987-1991 (1994).
    7. Benoit, G., Hunter, K. S., Rozan, T. F. Sources of trace metal contamination artifacts during collection, handling, and analysis of freshwater. Analytical Chemistry. 69, (6), 1006-1011 (1997).
    8. Jiann, K. -T., Presley, B. J. Preservation and determination of trace metal partitioning in river water by a two-column ion exchange method. Analytical Chemistry. 74, (18), 4716-4724 (2002).
    9. Fardy, J. J. Preconcentration Techniques for Trace Elements. Alfassi, Z. B., Wai, C. M. CRC Press. 181-210 (1992).
    10. Pai, S. -C. Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 2. Distribution of heavy metals on a Chelex-100 column and optimization of the column efficiency by a plate simulation method. Analytica Chimica Acta. 211, 271-280 (1988).
    11. Pai, S. -C., Fang, T. -H., Chen, C. -T. A., Jeng, K. -L. A low contamination Chelex-100 technique for shipboard pre-concentration of heavy metals in seawater. Marine Chemistry. 29, 295-306 (1990).
    12. Pai, S. -C., Whung, P. -Y., Lai, R. -L. Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 1. Effects of pH and salts on the distribution ratios of heavy metals. Analytica Chimica Acta. 211, 257-270 (1988).
    13. Salbu, B., Oughton, D. H. Trace Elements in Natural Waters. Salbu, B., Steinnes, E. CRC Press. 41-69 (1995).
    14. U.S. Environmental Protection Agency. Method 1669. Sampling ambient water for trace metals at EPA Water Quality criteria levels. 30 U.S. Environmental Protection Agency. Washington, D.C. Available from: https://www3.epa.gov/caddis/pdf/Metals_Sampling_EPA_method_1669.pdf (1996).
    15. Horowitz, A. J., et al. Problems associated with using filtration to define dissolved trace metal concentrations in natural water samples. Environmental Science and Technology. 30, 954-963 (1996).
    16. Cortecci, G., et al. Geochemistry of trace elements in surface waters of the Arno River Basin, northern Tuscany, Italy. Applied Geochemistry. 24, (5), 1005-1022 (2009).
    17. Markich, S. J., Brown, P. L. Relative importance of natural and anthropogenic influences on the fresh surface water chemistry of the Hawkesbury-Nepean River, south-eastern Australia. The Science of the Total Environment. 217, 201-230 (1998).
    18. Shafer, M. M., Overdier, J. T., Hurley, J. P., Armstrong, D., Webb, D. The influence of dissolved organic carbon, suspended particles, and hydrology on the concentration, partitioning and variability of trace metals in two contrasting Wisconsin watersheds (U.S.A.). Chemical Geology. 136, 71-97 (1997).
    19. Warren, L. A., Haack, E. A. Biogeochemical controls on metal behaviour in freshwater environments. Earth-Science Reviews. 54, 261-320 (2001).
    20. Jiann, K. -T., Santschi, P. H., Presley, B. J. Relationships between geochemical parameters (pH, DOC, SPM, EDTA Concentrations) and trace metal (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) concentrations in river waters of Texas (USA). Aquatic Geochemistry. 19, (2), 173-193 (2013).
    21. Peltzer, E. T., et al. A comparison of methods for the measurement of dissolved organic carbon in natural waters. Marine Chemistry. 54, 85-96 (1996).
    22. Nowack, B., Kari, F., Hilger, S. U., Sigg, L. Determination of dissolved and adsorbed EDTA species in water and sediments by HPLC. Analytical Chemistry. 68, (3), 561-566 (1996).
    23. Bergers, P. J. M., de Groot, A. C. The analysis of EDTA in water by HPLC. Water Research. 28, (3), 639-642 (1994).

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