크기 분류 한 해양 플랑크톤과 중단된 한 입자를 수집 하기 위해 매우 깨끗 한 다층 기구
Summary
플랑크톤과 중단된 한 입자는 바다 생물 지구 화학적 순환에 중요 한 역할을 재생합니다. 여기, 우리 해 수의 큰 볼륨을 처리 하는 능력 입자와 바다에서 플랑크톤의 다양 한 크기의 컬렉션에 대 한 매우 깨끗 하 고 낮은 스트레스 방법을 제공 한다.
Abstract
바다에 많은 성분의 분포는 성장, 죽음, 그리고 해양 플랑크톤의 re-mineralization 및 정지/싱크 입자의 강하게 연관 된다. 여기, 우리는 모든 플라스틱 (폴 리 프로필 렌과 폴 리 카보 네이트), 다층 여과 시스템 바다에 일시 중단 된 미 립 자 물질 (SPM)의 컬렉션에 대 한 현재. 이 매우 깨끗 한 샘플링 장치 설계 되었고 추적 요소 연구를 위해 특별히 개발. 모든 비금속 재료의 세심 한 선택과 활용 절차 흐름을 통해 인라인 샘플링 하는 동안 가능한 금속 오염을 최소화합니다. 이 시스템은 성공적으로 테스트 되었고 해안 및 오픈 바다에서 다양 한 크기의 입자에 추적 금속 (예를 들어, Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) 결정을 위한 조정. 사우스 이스트 아시아 시간-시리즈 (석) 역에서 남지 나 해에서 결과 일주 변화와 euphotic 영역에서 플랑크톤의 공간 배급 수 쉽게 해결 하 고 인정을 나타냅니다. 대만 해협의 물 표면에 크기 분류 한 입자의 화학 분석 제안 하는 더 큰 입자 (> 153 µ m) 주로 생물학으로 파생 되었다, 작은 입자 (10-63 µ m)은 대부분 무기 물질의 구성 하는 동안. Cd, 떨어져 금속 (Fe, Al, Mn, Cu, Ni)의 농도 크기 증가 함께 감소.
Introduction
입자는 바다에 해양 생물 지구 화학적 순환1에서 중요 한 역할을 재생합니다. 대부분의 입자 크기, 광물 학, 구성, 등 속성은 또 다른2한 지질 또는 hydrographical 설정에서 뿌리깊은 변경할 수 있습니다. 또한, 요소는 바다에서의 배포판은 또한 해양 식물성 플랑크톤의 라이프 사이클에 연관: 성장, 죽음, 침 몰, 그리고 re-mineralization3,4. 해양 입자 크기, 큰 집계에서 마이크론 입자까지 최소 4 배나 스팬 (> 5 m m). 대부분 입자 등과 바이러스 성 세포, 나옴, 분 비, 배설물 펠 릿 생산프로세스에서 생물학으로 파생 됩니다. 다른 입자는 세포, 세포 파편, 또는 lithogenic 재료1의 실제 응고에서 형성 된다. 입자의 다양 한 화학 및 생물 학적 특성 지구 화학 주기 및 생물 학적 과정에 발생 하는 입자4,,56시간을 제어 합니다. 이 입자는 중요 한 서식 지 뿐만 아니라 동물성 플 랭크 톤 등 saprotrophs 일부 유기 체에 대 한 음식 소스입니다. 따라서, 그들의 크기, 입자 주위 생물 학적 과정에 의해 변경 될 수 있는 입자의 운명 관련 자주.
여과, 필요 일반적으로 해양 입자 샘플링 하지만이 방법은 입자의 속성을 식별 하는 해양 입자 조성과 크기에서 균질 하지 않기 때문에 특정 모호성을 소개. 주로 작고 낮은 밀도 입자에, 거의 영구적으로 구성 하는 중단된 한 입자, 유체 조건에 따라 시간의 짧은 기간에만 다양 한 양의 크고 밀도가 높은 입자 현 탁 액에 혼합 7. 플랑크톤 샘플의 추적 금속 구성의 첫 번째 보고서는 연구 배8에 플랑크톤 tows 또는 중단 플랑크톤 그물에 의해 수집 된. 저자는 자주 금속 입자를 발견 하 고 페인트 칩 샘플, 오염 화학 분석을 위한 해양 입자 샘플링 하는 동안 심각한 문제를 제안. 다른 노력 포함 그물 고무 보트 견인 또는 사용 하는 폴 리 염화 비닐 (PVC)-손 윈 치3. 입자의 신뢰할 수 있는 샘플링의 어려움 어려운 진행 해양 입자의 화학 성분에 대 한 우리의 이해에 더 많은, 특히 추적 요소에 대 한 있습니다. 따라서, 식물성 플랑크톤에 성분의 농도 대 한 가장 중요 한 정보 문화 연구9,10에서 왔다. 이 인식 해양 과학자11지난 30 년 동안 바다에 입자를 공부에 대 한 새 메서드를 만드는 동기가 있다.
선상 여과, 현장에서 여과를 포함 하 여 다양 한 샘플링 기법을 사용 하는 따옴표 그리고 침전 물 트랩11. 대량의 바닷물 오염 되지 않은 샘플을 수집을 처리, 특히 바다와 입자 농도 매우 낮은 깊은 물에 대 한 도전 수 (0.001-0.1 mg/L). 그것은 또한 추적 금속 농도 측정 하는 입자의 충분 한 수량을 얻기 위해 바닷물의 큰 볼륨을 필터링 하는 데 필요한. 일부 연구 자들은 부유 입자 입자를 침 몰 하는 것을 구분 크기 분류 방법 사용. 그러나, 입자 크기, 다공성, 밀도, 그리고 모양 모든 영향 입자를 속도 침 몰 수 있습니다. 퇴적 물 트랩 실용적인 도구를 이후 그 입자를 침 몰을 위한 설계는 부유 입자를 수집 하지 않습니다. 따라서, 그것은 최소한의 오염으로 부유 입자의 충분 한 수량을 수집할 수 있는 샘플링 및 치료 방법을 개발 하는 것이 중요입니다. 따라서, 현장에 여과 의해 크기 분류 이후 해양 입자 역학에 중요 한 정보를 계시 할 수 있다 해양학의 샘플링 도구 상자에서 유망한 도구 여전히입니다. 여기, 우리가 성공적으로 테스트 추적 금속 청소, 다층 중력 여과 장치, 대용량 (120-240 L)를 치료할 수 소계 (PTFE)에서 한 번에 보드에 바닷물의 샘플링 코팅 물 샘플링 병에는 다 병 샘플링 배열입니다. 이 샘플링 장치 순서로, 산 세척 합성 나일론 그물을 사용 하 고 그물 부드럽게 크기 분류 한 정지 문제 및 플랑크톤12,13, 를 수집 하는 폴 리 카보 네이트 컨테이너 14,15 (그림 1). 이 작품의 목표는 금속 입자 협회 및 해양 환경에 그들의 반응 역학 공부에 대 한 더 나은 도구를 제공 하 고 다양 한 플랑크톤의 입자, 및 이러한 추적 금속의 운명에 대 한 우리의 이해를 향상 환경입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
샘플 수집, 처리, 전처리, 및 분석의 목적으로 하는 동안 큰 배려를 요구 한다 얻는 신뢰할 수 있는 추적 플랑크톤과 매우 낮은 농도에서 일반적으로 존재 하는 자연 물에서 부유 입자에 금속 농도 오염을 줄일 수 있습니다. 따라서, 디자인 및 샘플링 장비, 샘플 컨테이너 및 재료를 준비 하는 절차를 수집 하는 데 사용 되며 프로세스 샘플 추적 금속 해양 환경에 대 한 높은-품질 데이터 취득을 향해…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 미스 Pi-펜 린, 씨 웨이 폐 Tseng, 미스 페이 헌 린, 및 박사 루 Jia Chuan 필드 샘플링 및 실험실 분석을 위한 실용적인 개발 및 응용 프로그램 “CATNET”의 그들의 지원에 대 한 감사 승무원 및 연구 선박 해양 연구 보드 기술자의 도움-I 및 바다 연구-II 샘플링 탐험 하는 동안은 크게 감사 하고있다. 이 작품은 과학의 대만 정부에 의해 분할 지원 하 고 기술 91-2611-M-002-007, 95-2611-M-002-009, 96-2611-M-002-004, 97-3114-M-002-006, 104-2611-M-002-019 부여 합니다. 이 원고는 그녀의 엄청난 헌신과 대만 해양 연구에 기여에 대 한 미스 원 Huei이 메모리에 기록 됩니다.
Materials
| thermoplastic elastomer (C-Flex) Tubings | Cole Palmer | EW-06424-67 | O.D. 0.635 cm, Opaque White 1/8"ID x 1/4"OD, 25 ft/pack |
| LDPE Bottle (Nalgene) | ThermoFisher Scientific | 2103-0004 | 125 mL, Nalgene Wide-Mouth LDPE Bottles with Closure |
| anionic protease enzyme detergent detergent (Tergazyme) | Alconox | 1104-1 | 1×4 lb box (1.8 kg) |
| Hydrochloric Acid | Sigma-Aldrich | 258148 | Reagent grade |
| Nitric acid | Sigma-Aldrich | 695025 | Reagent grade |
| alkaline detergnet (Micro) | Cole Palmer | EW-99999-14 | Micro-90 Cleaning Solution |
| polycarbonate filter, 47 mm, 0.4 µm | Sigma-Aldrich | WHA111107 | Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 0.4 μm, polycarbonate |
| polycarbonate filter, 47 mm, 10 µm | Sigma-Aldrich | WHA111115 | Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 10 μm, polycarbonate |
| PFA vessel, 60 ml capacity | Savillex | 300-060-03 | 60 mL Digestion Vessel, Flat Interior, Flat Exterior, Buttress Threaded Top |
| Nitric acid, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Nitric Acid |
| HF, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Hydrofluoric Acid |
| Boric acid, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Hydrobromic Acid |
| polyethylene (PE) gloves | Safty Zone | GDPL-MD-5 | Clear Powder Free Polyethylene Gloves |
| Multiple layer filtering and collecting device | Sino Instrumnets Co. Ltd | not available | Multiple layer filtering and collecting device, CATNET |
| 10 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 10 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| 60 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 60 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| 150 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 150 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| torque wrench | Halfords | 200238 | Halfords Professional Torque Wrench 8-60Nm |
| multi-bottle sampling array, Rosette | General Oceanics | Model 1018 | Rosette Sampler |
| PTFE-coated sampling bottles, GO-Flo | General Oceanics | 108020T | GO-Flo water sampler teflon coated |
| Marine sediment reference materials | National Research Council Canada | MESS-3 | |
| Estuarine sediment standard reference material | National Institute of Standards and Technology | 1646a | |
| Plankton reference material | The European Commission's science and knowledge service | CRM414 |
References
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