Un aparato de múltiples capas ultra limpio para recoger plancton marino tamaño fraccionado y partículas en suspensión

Partículas en el océano juegan un papel importante en los ciclos biogeoquímicos marinos¹. La mayoría de las propiedades de partículas, tales como tamaño, mineralogía y composición, puede cambiar profundamente de una configuración geológica o hidrográfica a otros². Además, las distribuciones de elementos en el océano también están asociadas con el ciclo de vida del fitoplancton marino: crecimiento, muerte, hundimiento y remineralización^3,4. Partículas marinas abarcan por lo menos 4 órdenes de magnitud de tamaño, que van desde partículas de submicron para agregados grandes (> 5 mm). Mayoría de las partículas se deriva biológicamente, de procesos como la lisis viral, exudación, secreción, producción de pellets fecales, etcetera. Otras partículas se forman por coagulación física de células, detritos celulares o litogénico materiales¹. Diversas características químicas y biológicas de las partículas de controlan los ciclos geoquímicos y procesos biológicos que ocurren en y dentro de las partículas^4,5,6. Estas partículas son hábitats importantes como fuentes de alimento para algunos organismos, como el zooplancton o safrofitos. Por consiguiente, el destino de las partículas a menudo relaciona con su tamaño, lo cual puede ser modificada por procesos biológicos en y alrededor de las partículas.

Muestreo de partículas marinas generalmente requiere filtración, pero este enfoque presenta una cierta ambigüedad en la identificación de las propiedades de las partículas, ya que partículas marinas no son homogéneas en composición y tamaño. Las partículas suspendidas, principalmente compuestas de partículas pequeñas y de baja densidad que están casi permanentemente en suspensión, se mezclan con cantidades variables de mayor tamaño y densidad de las partículas en suspensión sólo por un corto período de tiempo, dependiendo de las condiciones hidrodinámicas ⁷. los primeros informes de la composición del metal de rastro de las muestras de plancton fueron recogidos por arrastres de plancton o suspender redes de plancton en un buque de investigación⁸. Los autores a menudo encontraron partículas de metal y pintan chips en muestras, lo que sugiere un problema grave de contaminación durante el muestreo de partículas marinas para el análisis químico. Otros esfuerzos incluyen la red remolque de balsas de goma o con un cloruro de polivinilo (PVC)-mano cabrestante³. La dificultad de muestreo confiable de partículas avanza en la comprensión de la composición química de partículas marinas más difícil, especialmente para elementos traza. Así, información más crucial en la concentración de elementos traza en fitoplancton proviene de cultura estudios^9,10. Este reconocimiento ha motivado a los científicos marinos para crear nuevos métodos para el estudio de las partículas en el mar durante los últimos treinta años¹¹.

Oceanógrafos han utilizado varias técnicas de muestreo, incluyendo filtración a bordo, filtración en situ , y trampas de sedimento¹¹. El procesamiento de grandes volúmenes de agua de mar para obtener muestras no contaminadas puede ser difícil, especialmente para mar abierto y aguas profundas, en el que las concentraciones de partículas son muy bajas (0.001 – 0.1 mg/L). También es necesario filtrar grandes volúmenes de agua de mar para obtener una cantidad adecuada de partículas para medir concentraciones de metales traza. Algunos investigadores han utilizado el método de fraccionamiento de tamaño para separar las partículas suspendidas se depositen las partículas. Sin embargo, forma, porosidad, densidad y tamaño de partícula pueden toda partícula de influencia velocidades de hundimiento. Trampas de sedimentos no son herramientas prácticas para recoger las partículas en suspensión, ya que aquellos están diseñados para hundir las partículas. Por lo tanto, es importante desarrollar métodos de muestreo y el tratamiento que pueden recoger suficientes cantidades de partículas en suspensión con la mínima contaminación. Por lo tanto, tamaño-fraccionamiento por filtración de situ todavía es una herramienta prometedora en la caja de herramientas de muestreo de oceanógrafo, ya que puede revelar información crítica sobre la dinámica de la partícula Marina. Aquí, describimos una prueba con éxito limpieza de metales traza, filtración de múltiples capas gravedad muestreo aparato, que puede tratar grandes volúmenes (120-240 L) de agua de mar a bordo en una sola pasada de politetrafluoroetileno (PTFE) recubierto de botellas de muestreo de agua en un matriz multi-botella de muestreo. Este aparato de muestreo utiliza redes de nylon sintético ácido lavado en secuencia, y las redes son incluidas dentro de un contenedor de policarbonato para recoger suavemente fraccionado tamaño suspendidas materia y fitoplancton^{12,13, 14,15} (figura 1). El objetivo de este trabajo es proporcionar una mejor herramienta para el estudio de las asociaciones de partículas de metal y su dinámica de reacción en el medio marino y mejorar nuestra comprensión del destino de una amplia variedad de plancton, las partículas y metales traza en estos ambientes.