الرواسب الأساسية باجتزاء واستخراج المسام المياه تحت ظروف نقص الأكسجين
Summary
A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.
Abstract
ونحن لشرح طريقة لباجتزاء قلوب الرسوبيات واستخراج المياه المسام مع الحفاظ على ظروف خالية من الأكسجين. هو مبني على نظام بسيطة وغير مكلفة ويمكن أن ينتقل إلى مساحة عمل مؤقت قريب من موقع لأخذ العينات الميدانية (ق) لتسهيل تحليل سريع. تنبثق النوى في كيس القفازات المحمولة، حيث مقطوع أنهم ومختومة كل قسم سميكة 1-3 سم (اعتمادا على قطر الأساسية) إلى 50 مل أنابيب الطرد المركزي. يتم فصل المياه المسام مع الطرد المركزي خارج كيس القفازات وبعد ذلك عاد إلى كيس القفازات لفصل من الرواسب. هذه عينات من المياه المستخرجة المسام يمكن تحليلها على الفور. تشير التحليلات الفورية من الأنواع الحساسة الأكسدة، مثل كبريتيد، أنواع جديدة من الحديد، وأنواع جديدة الزرنيخ أن أكسدة المياه المسام هو الحد الأدنى. وتشير بعض العينات ما يقرب من 100٪ من الأنواع مخفضة، على سبيل المثال 100٪ حديد (II) مع عدم وجود الحديد كشفها (III). كل من الرواسب والمسام عينات من المياه يمكن الحفاظ عليها إلى الرئيسيةتين الأنواع الكيميائية لمزيد من التحليل عند عودته إلى المختبر.
Introduction
غالبا ما يرغب الباحثون لدراسة حالة الأكسدة وgeomicrobiology نظام المياه الرواسب. هذا يستخدم بشكل مثالي البيانات من كل الرواسب والمياه المسام، والمياه المسام وغالبا ما تكون المراقبين الحساسة للنظام وهي مصدر مشترك، وإن لم يكن المصدر الوحيد، من التعرض البيئي لحساسية الأكسدة والمعادن الثقيلة 1 مثل الزرنيخ واليورانيوم. ويمكن الحصول على بيانات المياه المسام في الموقع باستخدام مرشحات نشر التوازن، المعروف أيضا باسم "مختلسو النظر،" تثبيت في الرواسب 2. وتستخدم مختلسو النظر الأكثر شيوعا في أماكن حيث يعرف الموقع الحقل قبل بداية العمل الميداني وحيث زيارات متعددة على مدى فترة طويلة من الزمن يمكن إدخالها على الموقع المجال، على سبيل المثال Shotyk 3. لذلك العديد من السياقات لا تسمح باستخدام مختلسو النظر، مثل مواقع يمكن الوصول إليها إلا لفترة قصيرة أو حيث يتم الحصول على عينات استطلاعية متعددة لتحديد المكان الذي يجب أن يحدث مزيد من التحقيقات 4.بالإضافة إلى ذلك مختلسو النظر لا أخذ عينات الرواسب في وقت واحد لأخذ العينات المائية.
عندما يكون من المرغوب فيه أخذ عينات الرواسب والماء معا، أو في المواقع الميدانية حيث التركيب مختلس النظر ليس ممكنا، والأسلوب الأكثر شيوعا للحصول على الرواسب والمياه جوفية الرواسب. الحصول على جوهر خالص خطوة تمهيدية حاسمة للإجراءات المنصوص عليها في هذا العمل 5. مرة واحدة يتم الحصول على نواة يمكن الحصول على المياه المسام عن طريق الضغط 6 أو الطرد المركزي. على حد سواء لديها مزايا وعيوب. يعتبر الطرد المركزي عموما الطريقة الأكثر موثوقية لاستخراج porewaters من قلوب الرسوبيات، 7 على الرغم من الرعاية التي يجب اتخاذها لمنع أكسدة الرواسب أو المياه المسام.
في هذه الطريقة وصفنا قذف الأساسية والطرد المركزي لاستخراج المياه المسام مع الحد الأدنى من الأكسدة. وقد استخدم الباحثون أن الطريقة الموصوفة هنا في مجموعة متنوعة من السياقات بما فيها البحرية 8، تلوث البحيرة <sup> 9، والأراضي الرطبة 10. البيانات التمثيلية يظهر توضح أن الظروف الحد يمكن الحفاظ عليها. مع استثناء من أجهزة الطرد المركزي، المواد المستخدمة هي غير مكلفة، ويمكن تطبيقها هذا الأسلوب لمجموعة واسعة من الأسئلة البحثية الجيوكيميائية وgeomicrobiological.
Protocol
Representative Results
Discussion
تقنية الموضحة في هذه الوثيقة هي واحدة المرنة التي يمكن تعديلها لمجموعة واسعة من المواقع والأحجام الأساسية، الأساسية سمك الباب، وما إلى ذلك هناك ثلاثة عناصر أساسية لهذا النظام.
أولا، وإعداد نظام البثق الأساسية للأبعاد المن?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا البحث جزئيا من قبل برنامج المؤسسة الوطنية للعلوم السريع (جبهة الخلاص الوطني 1048925، 1048919، 1048914 و) لأليسون Keimowitz، مينغ كو لي، بنديكت السادس عشر Okeke، وجيمس سوندرز.
Materials
| 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 3×3 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 |
Referenzen
- 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).
- Teasdale, P. R., Batley, G. E., Apte, S. C., Webster, I. T. Pore water sampling with sediment peepers. TrAC. 14, 250-256 (1995).
- 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).
- Bufflap, S. E., Allen, H. E. Sediment pore water collection methods for trace metal analysis: A review. Wat Res. 29, 165-177 (1995).
- Glew, J., Smol, J., Last, W., Last, W., Smol, J. Chapter 5, Sediment Core Collection and Extrusion. Developments in Paleoenvironmental Research. , 73-105 (2001).
- Jahnke, R. A. A simple, reliable, and inexpensive pore-water sampler. L&O. 33, 483-487 (1988).
- Bufflap, S. E., Allen, H. E. Comparison of pore water sampling techniques for trace metals. Wat Res. 29, 2051-2054 (1995).
- 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).
- Keimowitz, A. R., et al. Arsenic redistribution between sediments and water near a highly contaminated source. Env Sci & Tech. 39, 8606-8613 (2005).
- 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).
- Jackson, P. E. . Ion chromatography. , (1990).
- Stookey, L. L. Ferrozine – A New Spectrophotometric Reagent For Iron. Anal. Chem. 42, 779-781 (1970).
- 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).
- Cline, J. D. Spectrophotometric Determination of Hydrogen Sulfide in Natural Waters. L&O. 14, 454-458 (1969).
