Un apparato multistrato ultra-pulito per la raccolta di plancton marino dimensioni frazionato e particelle in sospensione

Le particelle nell’oceano giocano un ruolo importante nei cicli biogeochimici marini¹. La maggior parte delle proprietà delle particelle, quali dimensioni, mineralogia e composizione, può cambiare radicalmente da un contesto geologico o idrografico per un altro². Inoltre, le distribuzioni di elementi nell’oceano inoltre sono associate con il ciclo di vita del fitoplancton marino: crescita, morte, affondando e rimineralizzazione^3,4. Marine particelle estendono almeno 4 ordini di grandezza in dimensione, che vanno da particelle di submicron per grandi aggregati (> 5 mm). La maggior parte delle particelle biologicamente derivate, da processi quali virale Lisi, essudazione, secrezione, produzione di pellet fecali, ecc. Altre particelle sono formate da coagulazione fisica delle cellule, detriti cellulari o lithogenic materiali¹. Varie caratteristiche chimiche e biologiche delle particelle controllano sia i cicli geochimici e processi biologici che si verificano su e all’interno le particelle^4,5,6. Queste particelle sono habitat importanti così come le fonti di cibo per alcuni organismi, come zooplancton o saprotrophs. Di conseguenza, il destino delle particelle è spesso legato alla loro dimensione, che possa essere modificate da processi biologici su e intorno a particelle.

Campionamento marine particelle solitamente richiede filtrazione, ma questo approccio introduce una certa ambiguità nell’individuare le proprietà delle particelle, poiché le particelle marine non sono omogenee in composizione e dimensione. Particelle sospese, composte principalmente da particelle di piccola e bassa densità che sono quasi permanentemente in sospensione, sono mescolate con diverse quantità di particelle più grande e più dense in sospensione solo per un breve periodo di tempo, a seconda delle condizioni idrodinamiche ⁷. i primi rapporti della composizione dei campioni di plancton metallo traccia sono stati raccolti dalla risalita di plancton o sospensione plancton reti su una nave di ricerca⁸. Gli autori spesso trovano particelle di metallo e vernice chip nei campioni, suggerendo un grave problema di contaminazione durante il campionamento di particelle marine per l’analisi chimica. Altri sforzi includono netto traino di gommoni o utilizzando un cloruro di polivinile (PVC)-mano verricello³. La difficoltà di campionamento affidabile delle particelle fa progressi nella nostra comprensione della composizione chimica delle particelle marine più difficile, soprattutto per gli oligoelementi. Come tale, più cruciali informazioni sulla concentrazione di oligoelementi in fitoplancton sono venuto dalla cultura studi^9,10. Questo riconoscimento ha motivato gli scienziati marini per creare nuovi metodi per lo studio delle particelle nel mare negli ultimi trent’anni¹¹.

Gli oceanografi hanno usato varie tecniche di campionamento, compreso la fiancata della nave filtrazione, in situ , e sedimenti trappole¹¹. L’elaborazione di grandi volumi di acqua di mare per raccogliere campioni non contaminati può essere difficile, soprattutto per il mare aperto e acque profonde in cui la concentrazione di particelle sono molto bassa (0.001 – 0.1 mg/L). Inoltre è necessario filtrare grandi volumi di acqua di mare per ottenere un’adeguata quantità di particelle per misurare le concentrazioni di metallo traccia. Alcuni ricercatori hanno usato il metodo dimensione-frazionamento per separare particelle sospese dall’affondamento di particelle. Tuttavia, la forma, porosità, densità e dimensione delle particelle può tutte le particelle di influenza le velocità di affondamento. Trappole di sedimenti non sono strumenti pratici per raccogliere le particelle in sospensione, poiché quelli sono progettati per l’affondamento di particelle. Pertanto, è importante sviluppare metodi di campionamento e trattamento che possono raccogliere una quantità sufficiente di particelle in sospensione con contaminazione minima. Quindi, dimensione-frazionamento mediante filtrazione in situ è ancora un promettente strumento nel pannello strumenti di campionamento dell’oceanografo, poiché si possono rivelare informazioni critiche sulle dinamiche delle particelle marino. Qui, descriviamo una collaudata con successo traccia-metallo-pulire, filtrazione multistrato gravità campionamento apparato, che può trattare grandi volumi (120-240 L) di acqua di mare a bordo in una sola passata da politetrafluoroetilene (PTFE) rivestito bottiglie di campionamento di acqua in un matrice di campionamento multi-bottiglia. Questo apparato di campionamento utilizza reti di nylon sintetico acido lavato in sequenza, e le reti sono racchiusi all’interno di un contenitore in policarbonato per raccogliere delicatamente frazionati dimensione sospesa materia e fitoplancton^{12,13, 14,15} (Figura 1). Lo scopo di questo lavoro è quello di fornire uno strumento migliore per studiare le associazioni di particella di metallo e le loro dinamiche di reazione negli ambienti marini e migliorare la nostra comprensione del destino di una vasta gamma di plancton e particelle di metalli in traccia in questi ambienti.