Отложения Ядро секционирования и Добыча поровых вод в бескислородных условиях
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
Мы демонстрируем метод секционирования осадочных кернов и извлечения пор воды, сохраняя при этом бескислородные условия. Простая, недорогая система построена и может транспортироваться на временное рабочее место близко к месту (ам) выборки поля для облегчения быстрого анализа. Сердечники выдавливается в портативный перчаточном боксе, где они секционного и каждый толстый раздел 1-3 см (в зависимости от диаметра жилы) запечатывается в 50 мл центрифужные пробирки. Поры воды отделяют центрифугированием вне перчаточного мешка, а затем вернулся к сумке с перчатками для отделения от осадка. Эти образцы экстрагируют поровой воды могут быть проанализированы немедленно. Немедленный анализ окислительно-восстановительных чувствительных видов, таких как сульфид железа, видообразования и мышьяком видообразования показывают, что окисление поровых вод минимальна; некоторые образцы показывают примерно 100% от восстановленного вида, например 100% Fe (II) и не оказывает детектируемого Fe (III). Оба осадка и поры проб воды могут быть сохранены на главнуюTAIN химические вещества для дальнейшего анализа после возвращения в лабораторию.
Introduction
Исследователи часто хотят изучить состояние окислительно-восстановительного и geomicrobiology системы воды и осадков. Это в идеале использует данные из обоих отложений и поровых вод, а поры вод часто являются чувствительными мониторы системы и являются общим источником, хотя и не является единственным источником, экологического воздействия на окислительно – восстановительных чувствительных тяжелых металлов , таких как 1 мышьяка и урана. Данные поровой воды могут быть получены на месте с помощью диффузионного равновесия фильтров, также известный как "гляделки" , установленных в осадок 2. Peepers наиболее часто используются в тех местах , где сайт поле известно до начала полевых работ и где многократные посещения в течение длительного периода времени может быть сделано на месте поля, например , Shotyk 3. Поэтому многие контексты не позволяют использовать каунасца, например, сайтов , доступных только в течение короткого времени , или где несколько разведочных образцов , полученных чтобы определить , где дальнейшее исследование должно произойти 4.Дополнительно гляделки не образец осадка одновременно отбора проб воды.
Когда желательно образец осадка и воды вместе, или в полевых местах, где установка соглядатай не представляется возможным, наиболее распространенный метод для получения осадка и воды осадка отбора керна. Получение замешанный ядро является ключевым предшественником с процедурой , описанной в данной работе 5. После того, как ядро получается поровые воды могут быть получены путем выдавливания 6 или центрифугирование; оба имеют свои преимущества и недостатки. Центрифугирование обычно считается наиболее надежным методом экстракции из поровых водах осадка ядер, 7 , хотя необходимо соблюдать осторожность , чтобы предотвратить окисление отложений или поровых вод.
В этом методе мы опишем основную выдавливание и центрифугирование для извлечения поровых вод с минимальным окислением. Авторы использовали метод , описанный здесь , в различных контекстах , включая морские 8, загрязненный озеро <sup> 9, и водно – болотные угодья 10. Представительные данные, показанные показывает, что восстановительные условия могут быть сохранены. За исключением центрифуги, используемые материалы недороги, и этот метод может быть применен к широкому разнообразию геохимических и geomicrobiological вопросов исследования.
Protocol
Representative Results
Discussion
Техника , описанная здесь , представляет собой гибкий, который может быть настроен для широкого диапазона мест, основных размеров, основной толщины сечения и т.д. Существуют три основных компонента этой системы.
Во-первых, подготовить ядро экструзионного систему…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было частично поддержана RAPID программы Национального научного фонда (NSF-1048925, 1048919, 1048914 и) к Alison Keimowitz, Мин-Куо Ли, Бенедикт Okeke, и Джеймс Сондерс.
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).
