Een Ultra-Clean gelaagde apparaat voor het verzamelen van grootte gefractioneerde mariene Plankton en zwevende deeltjes

Deeltjes in de Oceaan spelen een belangrijke rol in mariene biogeochemische cycli¹. Allermeest naar de eigenschappen van deeltjes, zoals grootte, mineralogie en samenstelling, kunt diep van één geologische of hydrographical instelling naar een ander². Daarnaast, de verdelingen van elementen in de Oceaan zijn ook geassocieerd met de levenscyclus van mariene fytoplankton: groei, dood, zinken en re-mineralization^3,4. Mariene deeltjes omvatten ten minste 4 ordes van grootte in grootte, variërend van submicron deeltjes tot grote aggregaten (> 5 mm). De meeste deeltjes zijn biologisch ontleend, processen zoals lysis van de virale afscheiding secretie, fecale pellet productie, enz. Andere deeltjes worden gevormd door fysieke stolling van cellen, cellulaire puin of lithogenic materialen¹. Verschillende chemische en biologische eigenschappen van deeltjes controle van zowel de geochemische cycli en biologische processen die zich voordoen op en binnen de deeltjes^4,5,6. Deze deeltjes zijn belangrijke habitats evenals voedselbronnen voor sommige organismen, zoals zoöplankton of saprotrophs. Dienovereenkomstig, het lot van de deeltjes is vaak gerelateerd aan hun grootte, die kan worden gewijzigd door biologische processen op en rond deeltjes.

Filtratie bemonstering mariene deeltjes meestal vereist, maar deze benadering introduceert een zekere dubbelzinnigheid in het identificeren van de eigenschappen van deeltjes, aangezien mariene deeltjes niet homogene samenstelling en grootte. Zwevende deeltjes, hoofdzakelijk samengesteld uit kleine en lage dichtheid deeltjes die bijna permanent in suspensie, worden gemengd met wisselende hoeveelheden groter en dichtere deeltjes in suspensie slechts voor een korte periode van tijd, afhankelijk van de hydrodynamische voorwaarden ⁷. de eerste verslagen van de trace metalen samenstelling van plankton monsters werden verzameld door plankton geworden of opschorten plankton netten op een onderzoek vaartuig⁸. De auteurs vaak gevonden metaaldeeltjes en verf chips in monsters, suggereren een ernstig probleem voor besmetting tijdens het mariene deeltje bemonsteringsmethoden voor chemische analyse. Andere inspanningen omvatten netto slepen door rubber vlotten of met behulp van een PVC (polyvinylchloride)-hand Lier³. De moeilijkheid van betrouwbare bemonstering van de deeltjes maakt vooruitgang in ons begrip van de chemische samenstelling van mariene deeltjes moeilijker, vooral voor spoorelementen. Meest cruciale informatie over de concentratie van spoorelementen in fytoplankton vandaan als zodanig,^9,10van de studies van de cultuur. Deze erkenning heeft gemotiveerd mariene wetenschappers maken van nieuwe methoden voor het bestuderen van deeltjes in de zee over de afgelopen dertig jaar¹¹.

Oceanografen heb gebruikt verschillende bemonsteringstechnieken, met inbegrip van aan boord filtratie, in situ filtratie, en sediment traps¹¹. De verwerking van grote hoeveelheden zeewater niet-verontreinigde monsters te verzamelen kan lastig zijn, vooral voor de open oceaan en diepe wateren waarin de concentraties van de deeltjes zeer laag zijn (0,001 – 0.1 mg/L). Het is ook noodzakelijk voor het filteren van grote hoeveelheden zeewater te verkrijgen van een voldoende hoeveelheid deeltjes voor het meten van de concentraties van de metalen. Sommige onderzoekers hebben de grootte-fractionering-methode gebruikt om te scheiden van de zwevende deeltjes uit zinken deeltjes. Deeltjesgrootte, porositeit, dichtheid en vorm kunnen echter alle invloed deeltje zinken snelheden. Sediment traps zijn niet praktische hulpmiddelen voor het verzamelen van zwevende deeltjes, omdat die zijn ontworpen voor het zinken van de deeltjes. Daarom is het belangrijk te ontwikkelen van methoden voor bemonstering en behandeling die voldoende hoeveelheden van zwevende deeltjes met minimale besmetting kunnen verzamelen. Vandaar, grootte-fractionering door in situ filtratie is nog steeds een veelbelovend instrument in de de oceanograaf bemonstering werkset, omdat het belangrijke informatie opvragen over mariene deeltje dynamiek kan onthullen. Hier beschrijven we een geteste trace-metaal-clean, multi-layer zwaartekracht filtratie apparaat, dat kan de behandeling van grote volumes (120-240 L) bemonstering van zeewater aan boord in één keer van polytetrafluorethyleen (PTFE) gecoat flessen van de bemonstering van de water in een Multi fles bemonstering matrix. Deze bemonsteringsapparaten maakt gebruik van synthetische nylon zuur gewassen netten in volgorde, en de netten worden omsloten met een polycarbonaat container zachtjes verzamelen grootte-gefractioneerde zwevende deeltjes en fytoplankton^{12,13, 14,15} (Figuur 1). Het doel van dit werk is tot een beter instrument voor het bestuderen van de metal-deeltje verenigingen en hun reactie dynamiek in mariene milieus, en verbetering van ons inzicht in het lot van een breed scala aan planktons, deeltjes en metaalsporen in deze omgevingen.