Sedimenti Nucleo sezionamento ed estrazione di Pore acque sotto anossiche condizioni
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
Abbiamo dimostrato un metodo per il sezionamento campioni di sedimenti e l'estrazione di acque pori pur mantenendo condizioni di assenza di ossigeno. Un sistema semplice e poco costoso è costruito e può essere trasportato in uno spazio di lavoro temporaneo vicino al sito di campionamento campo (s) per facilitare l'analisi rapida. Nuclei sono estruse in una borsa a guanti portatile, dove vengono sezionati e ogni sezione di spessore 1-3 cm (a seconda del diametro del nucleo) è sigillato in 50 ml provette da centrifuga. acque Pore sono separate da centrifugazione esterno della borsa guanto e poi restituiti al sacchetto guanto per la separazione dal sedimento. Questi campioni di acqua estratta poro possono essere analizzati immediatamente. analisi immediati di specie sensibili redox, come il solfuro, speciazione ferro e arsenico speciazione indicano che l'ossidazione delle acque dei pori è minima; alcuni campioni mostrano circa il 100% delle specie ridotta, ad esempio, 100% Fe (II) senza rilevabile Fe (III). Entrambi i campioni di acqua di sedimento e pori possono essere conservati al principaletain specie chimiche per ulteriori analisi al ritorno al laboratorio.
Introduction
Ricercatori spesso vogliono studiare lo stato redox e geomicrobiology di un sistema acqua-sedimento. Questo utilizza idealmente dati di entrambi i sedimenti e acque pori, come acque pori sono spesso monitor sensibili del sistema e sono una fonte comune, anche se non l'unica fonte, di esposizione ecologico per redox sensibili metalli pesanti 1 come arsenico e uranio. Dati acqua interstiziale possono essere ottenuti in situ utilizzando filtri di diffusione di equilibrio, noto anche come "peepers", installati nel sedimento 2. Peepers sono più comunemente utilizzati in ambienti in cui il sito di campo è noto prima di iniziare il lavoro sul campo e dove visite multiple per un periodo prolungato di tempo possono essere apportate al sito campo, ad esempio Shotyk 3. Pertanto molti contesti non consentono l'utilizzo di peepers, come i siti accessibili solo per un breve periodo di tempo o in cui più campioni esplorativi sono ottenuti per determinare dove ulteriori indagini dovrebbe avvenire 4.Inoltre peepers non campione di sedimento contemporaneamente al campionamento di acqua.
Quando è desiderabile campione di sedimento e l'acqua, o in siti campo in cui l'installazione peeper non è fattibile, il metodo più comune per ottenere sedimenti e l'acqua è carotaggio sedimenti. Ottenere un nucleo non miscelato è un precursore fondamentale per la procedura descritta in questo lavoro 5. Una volta che un nucleo è ottenuta acque pori possono essere ottenuti mediante spremitura 6 o centrifugazione; entrambi hanno vantaggi e svantaggi. La centrifugazione è generalmente considerato il metodo più affidabile per l'estrazione porewaters da carote di sedimento, 7, anche se bisogna fare attenzione per prevenire l'ossidazione dei sedimenti o acque pori.
In questo metodo descriviamo estrusione core e centrifugazione per estrarre acque pori con ossidazione minimo. Gli autori hanno utilizzato il metodo descritto in una varietà di contesti compreso marine 8, lago contaminato <sup> 9, e delle zone umide 10. I dati rappresentativi riportati dimostrano che le condizioni riducenti possono essere conservati. Con l'eccezione della centrifuga, i materiali utilizzati sono economici, e questo metodo può essere applicato ad una grande varietà di domande di ricerca geochimiche e geomicrobiological.
Protocol
Representative Results
Discussion
La tecnica qui descritta è una flessibile che può essere regolato per una vasta gamma di posizioni, dimensioni principali, lo spessore della sezione di base, ecc Ci sono tre componenti essenziali a questo sistema.
Innanzitutto, preparare un sistema centrale di estrusione di dimensioni adeguate per il nucleo da analizzare. Le istruzioni qui sono dati assumendo un "nucleo di circa 30; molto nuclei più lunghi possono richiedere più pezzi extender PVC e raccordi in PVC per estr…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata in parte sostenuto dal programma della National Science Foundation RAPID (NSF-1.048.925, 1.048.919, e 1.048.914) per Alison Keimowitz, Ming-Kuo Lee, Benedetto Okeke, e James Saunders.
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
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