Bir Kalibre, Dişli-çubuk kullanarak Milimetre çözünürlükte Tortu Çekirdek Ekstrüzyon Yöntemi
Summary
kalibre dişli-çubuk kullanarak bir ekstrüzyon yöntemi su sediment çekirdeklerinden mm çaplı subsampling için izin veren sunulmuştur. Milimetre ölçekli örnekleme tamamen sediment kayıtlarında son olay stratigrafi karakterize etmek gereklidir.
Abstract
Sucul sediment çekirdek subsampling yaygın cm veya yarım cm çözünürlükte yapılır. sedimantasyon hızı ve çökelme ortamına bağlı olarak, bu çözünürlük en iyi, ölçek decadal yıllık olarak kayıt sağlar. Bir kalibre edilmiş yivli-çubuk ile bir çekme yöntemi olup, değişen çaplarda suda tortu çekirdeklerinin milimetre çaplı alt örnekleme olanak sağlayan, sunulmuştur. Milimetre ölçekli alt örnekleme alt-yıllık tortul kayıt, tipik örnek planlar daha yüksek büyüklükte bir sipariş aylık analiz için izin verir. Ekstruder 2 m alüminyum çerçeve ve bazın, iki temel boru kelepçeleri, dişli bir çubuk-ve yaklaşık 1 m'lik bir piston içerir. sediment çekirdek piston üzerine yerleştirilen ve çerçeveye sıkıştırılır. Akrilik örnekleme yaka çekirdek borusunun üst 5 cm yapıştırılmış ve alt örnekleri elde etmek için bir platform sağlar. Piston kalibre aralıklarla dişli-çubuk etrafında döndürülür ve yavaşça dışarı tortu iterÇekirdek tüp s. Sediman sonra örnekleme yaka içine izole edilmiş ve uygun bir örnekleme kabına (örneğin, kavanoz ya da torba) yerleştirilir. Bu yöntem, aynı zamanda bir örneklem hacim sağlayan, yüzeyde konsolide olmayan örnekleri (yani, yüksek bir gözenek su içeriği) korur. Bu mm çaplı ekstrüzyon yöntemi Deepwater Horizon denizaltı petrol sürümü aşağıdaki Meksika'nın kuzey Körfezi'nde toplanan çekirdek uygulandı. Kanıt tamamen kıta yamacı sedimanlar için aylık zaman ölçeğinde meydana gelen olayları karakterize etmek mm ölçeğinde örnek için gerekli olduğunu göstermektedir.
Introduction
Göl, haliç ve deniz (kıta sahanlığı ve yamaç) ortamları gelen sediment karot numuneleri bin yıllık zaman ölçeklerinde 1-3,6,8,13 için decadal üzerinde tuzluluk, sıcaklık, organik ve inorganik kirleticiler ve diğer birçok çevresel parametrelerin kayıtları sağladı 17. Çoğu durumda, standart uygulamalar yarı santimetre ya da santimetre aralıklarla 5,15 olarak bu çekirdekler bölümüne bulunmaktadır. Bu çözünürlük çoğu durumda çok yıllık, on yıllık veya daha yüksek ölçekli çözümü için uygundur. Artan ekstrüzyon çözümü için ihtiyaç son zamanlarda sediment çekirdek 11,16 dikey profil boyunca ince bir ölçekte tortul biyomarkerlar / vekiller değişkenliğini tespit bazı raporlarda ortaya konmuştur. Bir yıl aylık zaman ölçeklerinde meydana son çökelme durumda, ince çözünürlükte alt-numûne alma yöntemleri kullanılır (örneğin, aa ölçek) kullanmak gerekli olmaktadır. Bu genellikle t nedeniyle su çökelleri ile zorluo yüzey çökelleri doğasını gevşek.
Biz mm çaplı sediment alt örnekleri sağlayan bir tortu çekirdek ekstrüzyon yöntemi sunuyoruz. Sonra Deepwater Horizon (DWH) olay sonrası Meksika'nın kuzey Körfezi çökelleri bu ekstrüzyon yöntemi uygulayın. Bu uygulama İnsandan etkilemiş depolanma sistemleri ile ilgili alt yıllık olay stratigrafi karakterize milimetre çaplı subsampling etkinliğini göstermektedir.
kısa vadeli olay stratigrafi karakterize ederken tortul kayıtlarında aylık veya alt yıllık ölçekli çözünürlüğü özellikle avantajlıdır. Alt yıllık çözünürlüğü kullanarak çevresel değerlendirmeler tamamen İnsandan kaynaklı sedimantasyon olayları karakterize edebiliyoruz.
Deepwater Horizon petrol olaydan etkilenen Meksika'nın kuzey Körfezi'nde sedimanlar (alt yıllık) ler tam milimetre ile karakterize olay stratigrafi bir örnek sunmakcale çözünürlüğü örnekleme. 2010 Deepwater Horizon (DWH) olaydan sonra, Meksika kuzeydoğu Körfezi (Ngom) karasal yamaç çökelleri flocculent hidrokarbon birikimi 4,9,10,12,14,18 yılında büyüklük artışı bir sipariş yoluyla hidrokarbonlar ile temas geldi. Sedimantasyon artışı Marine Petrol Kar Sedimantasyon ve flokküle Birikim (MOSSFA) olay 4,9,10,12,14,18 neden oldu. Bu yaklaşık 2010 yılının ortalarında gelen erken 2011 4. Bu alt-numune için gerekli olduğunu bir 6-12 aylık bir süre içinde tortu birikimi 6-10 mm milimetre ölçeğinde bu tortu çekirdek tam girdileri, sedimantasyon oranı karakterize etmek sonuçlandı ve post-depolanma süreçleri.
Protocol
Representative Results
Discussion
ekstruder çekirdek tüp birden çapları karşılamak için değiştirilebilir. çekirdek çapı değiştirilirse, o zaman, piston, diski ve kelepçe çapları buna göre ayarlanmalıdır. Bu değişiklik göl ve deniz sediman koleksiyonunda geniş uygulamalar için izin verir. tortu çekirdekleri alan veya laboratuarda haddelenebilmektedir. Bu ekstrüzyon sisteminin sevkiyatını kolaylaştırmak için ortak bir modifikasyon iki bölüm halinde inşa etmektir; bir alt bölüm (taban ve piston) daha sonra, üst bölüm (kelepçeler) akuple edilebilir.
Bu ekstrüzyon yöntemi bazı sınırlamalar vardır. Bunlardan ilki, her bir çekirdek ya da çekirdek bölümü, bir metre uzunluğunda veya daha az kesilmesi gerektiğidir. bir ekstrüzyon yöntemi ile olduğu gibi, aynı zamanda kaçınılmaz olarak bazı sıkıştırma vardır. Bununla birlikte, bu yöntem kaynaklanan sıkıştırma az. Bu şekilde ekstrüde çoklu kayıtların tekrarlanabilirliği 2-4 mm içindedir. Bu tekrarlanabilirliği çeşitli arasındaki karşılaştırmalar tahmin edilmektedirSekiz çekirdek çekirdekli sisteminin aynı dağıtım toplanan kayıtları (eser metal, organik jeokimya, bentik foraminifer, sedimantoloji). Bu çekme yöntemi de iyi esas (>% 50) silt ve kil ölçekli parçacıklar sediment için uygundur. kum boyutu parçacıklarından oluşan ağırlıklı (>% 50) tortu nedeniyle daha yüksek bir sürtünme katsayısına ek sıkıştırma neden bağlamak için eğilimindedir. Bu yöntem ile ilgili nihai sınırlama milimetre çaplı çözünürlükte her artış temin sediment miktarı. Bu yöntem, ıslak kütlesinin yaklaşık 15-20 gr ve bazı analitik protokoller için kısıtlayıcı olabilir 2 mm çözünürlükte, kuru kütlesinin 3-10 g sağlar.
Meksika'nın kuzey Körfezi'nde Deepwater Horizon olay tortul kayıtları milimetre çaplı subsampling etkinliğini göstermektedir. Her şeyden önce, flört Th 234 milimetre çaplı subsampling olmadan mümkün olmazdı. Bu tanışma mbu yöntemde sadece daha 4 tartışılır belirli koşullar altında uygulanabilir. Deepwater Horizon olay sonrasında yağlanmış-yün malzemenin darbe 6-12 ay içinde Meksika'nın kuzey Körfezi'nde bazı sitelere malzemenin 8 mm'ye kadar yatırma, bu koşulları yerine. Mm çaplı numune olmadan, bu olayın jeokronoloji alt yıllık ölçekte (Tablo 2 ve 3) çözülmesi olmazdı. 234 Th kayıtlara ek olarak, redoks duyarlı iz metaller, bentik foraminifer yoğunluk ve bu olayın organik jeokimya kayıtları yüzey santimetre bir veri noktası (Tablo 3) sınırlı olurdu. Bunun yerine, kullanarak milimetre çaplı alt örnekleme MOSSFA olayın ayrıntılı ve sağlam (5-10 veri noktası) kaydı sağladı. Özel olarak, aa çaplı alt örnekleme ile, toplam alifatikler ön derin deniz Horizon değerlerinin üzerinde bir 4-kat artış (n = 18), 2-kat azaltılmış olurducm çaplı alt örnekleme kullanılarak, artış (n = 6). Bu duruma göre, aa çaplı alt örnekleme ile% 90 Foraminifer yoğunluğundaki azalmanın% 60 cm çaplı alt örnekleme ile bir azalma azaltılmış olurdu. Bu yüksek çözünürlüklü örnekleme olmadan, Mn oksit, yanı sıra sivil kararlı durum redoks değişiklikleri ile ilgili tortul Re konsantrasyonlarında değişiklikler ayrı bir çift zirveleri çözülmüş olmaz. Genel olarak, bu çekme sistemi örneğinin tüm birimi tutma ve su sediment geniş uygulamalar için modifiye edilebilir, aa ölçeğinde tortu çekirdek alt örnek olanağı sağlar. Bu yöntemin gelecekte uygulamaları yeraltı petrol bültenleri ile ilişkili mm çaplı olay stratigrafi nedeniyle geçmiş petrol sızıntıları değerlendirilmesi içerebilir. Diğer uygulamalar mm çaplı iklim değişkenliğinin göl kayıtlarını içerebilir. Milimetre ölçekli alt örnekleme İnsandan etkilemiş bağlamında olay stratigrafi karakterize etkili olduğu kanıtlanmıştırsistem.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma BP bir hibe ile kısmen mümkün olmuştur / Oşinografi British Petroleum / Florida Institute (BP / FIO) -Gulf Oil Spill Önleme tarafından Meksika Araştırma Girişimi, C-IMAGE, DERİN-C ve kısmen Körfezi, Müdahale ve Kurtarma Destek Programı. Yazarlar, bu prosedürün geliştirilmesi onun girişi için Nico Zenzola teşekkür ederiz. Yazarlar ayrıca saha programı sırasında yardım için R / V Weatherbird II mürettebat teşekkür ederim.
https://data.gulfresearchinitiative.org/ (veri / R1.x135.119: 0004 /), (veri / Y1.x031.000: 0003 /), (veri / Y1 verileri GRIIDC web sitesinde ulaşılabilir. x031.000: 0006 /), (R1.x135.120: 0004).
Materials
| Extruder | Custom Fabrication | Aluminum base and clamps, steel threaded rod | |
| Piston | Custom Fabrication | PVC tubing with acrylic cap | |
| Polycarbonate Core Tube | SABIC Poymershapes | 68374192 | |
| Acrylic puck/Rubber Gasket | Custom Fabrication | ||
| Acrylic sampling collar | Custom Fabrication | ||
| Acrylic plate | Custom Fabrication | One edge bevelled at 45 degree angle | |
| Putty knife | Fisher Scientific | 19-166-432 | |
| Steel/Acrylic Plates | Custom Fabrication | ||
| Electrical tape | McMaster Carr | 76455A28 | |
| Siphon or Syringe | Fisher Scientific | 14-176-227, 14-823-2A | |
| Razor blade | Fisher Scientific | 12-640 | |
| Drill | Ryobi | P-882 | |
| Thick rubber band | Staples | 831636 | 2-3 cm in width, larger diameter than piston |
| Personal protection equipment | Fisher Scientific | Gloves-19-058-801C, lab coat- 17-100-850, Goggles-19-181-501 |
e.g. gloves, lab coat, goggles |
| Sample labels | Fisher Scientific | 15920 | |
| Sample vessels | Fisher Scientific | Whirlpak- 01-812-3, Jar- 02-911-791 |
e.g.whirlpak bags, jars, etc. |
| Laboratory wipes | Fisher Scientific | 06-666-11 | e.g. kim wipes |
| Methanol | Fisher Scientific | BP1105-1 | |
| Deionized water |
References
- Abrahim, G. M. S., Parker, R. J. Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamacki Estuary, Auchland, New Zealand. Env. Mon. and Assess. 136, 227-238 (2008).
- Binford, M. W., Kahl, J. S., Norton, S. A. Interpretation of 210Pb profiles and verification of the CRS dating model in PIRLA project lake sediment cores. J. Paleolimnology. 9, 275-296 (1993).
- Brenner, M., Schelske, C. L., Keenan, L. W. Historical rates of sediment and nutrient accumulation in marshes of the Upper St. Johns River Basin, Florida. J. Paleolimnology. 26, 241-257 (2001).
- Brooks, G. R., et al. Sediment Pulse in the NE Gulf of Mexico Following the 2010 DWH Blowout. PLoS ONE. 10 (7), 0132341 (2015).
- Engstrom, D. R. A lightweight extruder for accurate sectioning of soft-bottom lake sediment cores in the field. Limno. and Oceano. 38 (8), 1796-1802 (1993).
- Gordon, E., Goñi, M. Controls on the distribution and accumulation of terrigenous organic matter in sediments from the Mississippi and Atchafalaya river margin. Mar. Chem. 92, 331-352 (2004).
- Hastings, D. W., et al. Changes in sediment redox conditions following the BP DWH Blowout event. Deep-Sea Res. II. , (2014).
- Jones, P. D., et al. High-resolution palaeoclimatology of the last millennium a review of current status and future prospects. The Holocene. 1, 3-49 (2009).
- Paris, C. B., et al. Evolution of the Macondo Well Blowout: Simulating the Effects of the Circulation and Synthetic Dispersants on the Subsea Oil Transport. Env. Sci. & Tech. 121203084426001, (2012).
- Passow, U., Ziervogel, K., Aper, V., Diercks, A. Marine snow formation in the aftermath of the Deepwater Horizon oil spill in the Gulf of Mexico. Env. Res. Letters. 7, 035301 (2012).
- Radović, J. R., Silva, R. C., Snowdon, R., Larter, S. R., Oldenburg, T. B. P. Rapid screening of glycerol ether lipid biomarkers in recent marine sediment using APPI-P FTICR-MS. Anal. Chem. 88 (2), 1128-1137 (2016).
- Romero, I. C., et al. Hydrocarbons in Deep Sea Sediments Following the 2010 Deepwater Horizon Blowout in the Northeast Gulf of Mexico. PLoS ONE. 10 (5), e0128371 (2015).
- Santschi, P. H., Rowe, G. T. Radiocarbon-derived sedimentation rates in the Gulf of Mexico. Deep-Sea Res. II. 55, 2572-2576 (2008).
- Schwing, P. T., Romero, I. C., Brooks, G. R., Hastings, D. W., Larson, R. A., Hollander, D. J. A Decline in Deep-Sea Benthic Foraminifera Following the Deepwater Horizon Event in the Northeastern Gulf of Mexico. PLOSone. 10 (3), 0120565 (2015).
- Valsangkar, A. B. A device for finer-scale sub-sectioning of aqueous sediments. Current Science. 92 (4), 5-8 (2007).
- Wörmer, L., Elvert, M., Fuchser, J., Lipp, J. S., Buttigieg, P. L., Zabel, M., Hinrichs, K. -. U. Ultra-high-resolution paleoenvironmental records via direct laser-based analysis of lipid biomarkers in sediment core samples. NAS Proceedings. 111 (44), 15669-15674 (2014).
- Yeager, K. M., Santschi, P. H., Rowe, G. T. Sediment accumulation and radionuclide inventories (239, 240 Pu , 210 Pb and 234 Th ) in the northern Gulf of Mexico, as influenced by organic matter and macrofaunal density. Marine Chemistry. 91, 1-14 (2004).
- Ziervogel, K., et al. Microbial activities and dissolved organic matter dynamics in oil-contaminated surface seawater from the Deepwater Horizon oil spill site. PLoS One. 7 (4), e34816 (2012).
