合計サイズおよび有機・無機相互作用の調査のための土壌密度分別

1. サンプル準備 風乾し、ふるい 2 mm 一括土壌 20 g 以上。 一括土 (風乾土でまだ存在する水の質量) 最初の分別質量44の補正のための残留水分を決定します。 2. 高密度ソリューション準備 所望の密度 (すなわち.、1.62、2.78 g·cm-3) の高密度ソリューションを取得するホット撹拌プレート (〜 60 ° C) 上で温められた部分 (DI) の脱イオン水でナトリウム ポリタングステン (SPT) を追加します。水と使用するのに SPT の割合を概算するのにテーブル 3を使用します。SPT を溶解するために激しい撹拌を設定します。注意: SPT は、腐食性、飲み込むと有害。それは、眼に対する重篤な損傷を引き起こします。保護手袋・ メガネを着用します。長期的影響により水生生物に有害。環境への放出を避けます。 ソリューションは室温 (20-25 ° C) の間に戻って一度比重計で最終的な密度を確認してください。SPT または水を追加して密度を調整します。注: それはわずかに大きい濃度で SPT を準備する最も簡単な (+ 0.02-0.05 g·cm-3) 必要な密度に希釈し必要なより。 プラスチック容器に室温で保管 SPT。SPT は、ガラスからカルシウムを救済し、不溶性の Ca metatungstate の沈殿物知られています。SPT は、低品質のステンレスとセラミックスも反応できます。ローカル過飽和ポイントで核の結晶が開始されますので、数ヶ月の SPT を保存しないでください。 3. 光分数 (LF) 分離 注: LFs は 1.62 g·cm-3超音波分散 (fLF) 及び 280 J·mL-1 (oLF) 次分散前の密度のソリューションの浮選分離されます。 fLF 分離 50 mL の円錐形遠心管中乾、ふるわれた土の 5-8 g の重量を量る。4 つの有効数字が付いている土の質量を記録します。注: 各チューブに追加できる土量は土の質に依存します。一般的に、少量使用する粘土質の土壌と砂質土の高い金額を使用することがあります。各分画の材料の十分な量を得るために、それは (我々 は一般的に 2 つを使用して) 同じ土壌に複数の管を使用することまたはより大きい (250 mL) 円錐形のボトル。パイロット分別実行は開始の土の固まりを調整し、分数の間で土壌の分布のアイデアを得るを助けることができます。 卒業シリンダーで、SPT (1.62 g·cm-3) の 35-40 mL を追加します。土壌固液比 1:5 以下を目指してください。注: 集計スレーキングを防ぐため、不可能だソリューション42,45を追加する前に毛管上昇によって土を飽和状態にします。 遠心分離の観点から蓋管の総質量のバランスをとる。SPT のソリューションを使用してチューブの質量を揃えます。200 rpm で 10 分間の振動台にチューブをインストールします。注: 骨材安定性の悪い土壌でこのステップは穏やかなインバージョンによる置き換えは手6または42はすべて省略します。 チューブを縦置きにセットし、少なくとも 30 分、fLF とペレット (‘シンク’ 材料) との間の明確な分離を余裕がスイング バケツ、遠心分離機で 2,500 x gで 90 分間遠心コンテンツ決済。注: 砂またはよく凝集サンプルの遠心分離の時間を削減できます。マシンの最大能力に近づいて速度の遠心分離機に勧めはしません行うので有害なロータ軸をリスクします。ほとんどの遠心分離機が大きく上回る水の密度のソリューションを処理する設計されていないことを覚えておいてください。 チューブを非常に慎重に、遠心分離機から削除して、任意のショックを回避します。縦置きにセットします。注: この時点で、浮遊物とペレット計量と明確な上澄みのピペット 5 mL で SPT の密度をチェックすることが可能です。これは、土も乾いていない場合に特に重要です。 すべて浮動および浮遊材料 (fLF) を 250 mL ポリカーボネート遠心ボトルに注ぐ。餌ままチューブの下部にしっかりと提出を確認します。 同じポリカーボネート ボトルにチューブの壁に付着材料をすすいでください。ポリカーボネート ボトル、チューブをほとんど逆さま保持・ ディ ・水で満たされたホヤの瓶を使用します。ペレットを妨害しないように注意してください。注: いくつかのサンプルのペレットを厳守しないかもしれません強く、fLF の完全な回復が難しく、管の底。このような場合は、ポンプや大容量ピペットで吸引が助けることができます。 限外濾過法による fLs を洗浄注: LFs 洗浄、限外濾過法によるいくつかの有機物の密度は水よりも低くすることができますので遠心分離によって洗濯を排除します。限外ろ過の制限はそのサブ ミクロ、分散したコロイドを保持しない場合があります。フィルター孔のサイズ範囲 0.2 から 1.2 μ m に使用されます。孔径が大きいとフィルターは効果的にコロイドが保持されないが目詰まりしにくい。ここでは、0.45 μ m のフィルターを使用しました。 0.45 μ m フィルターで真空限外濾過ラインをセットアップします。少しフィルターを湿らせて、涙を避けるために目標到達プロセスを締める前に真空を適用します。 真空ろ過装置の漏斗にポリカーボネート ボトルの内容をゆっくりと注ぐ。できないようにプールにソリューション深さ以上を超える 〜 1 cm フィルター。ろ過装置にポリカーボネート ボトルの任意の残基を残してアウトをすすいでください。 すべてのソリューションは、フィルターを通過した、一度リサイクル「SPT を使用」をラベル付けプラスチック瓶で回復します。その後リンスを流しに破棄できます。 SPT のすべてのトレースが削除されていることを確認するために少なくとも 3 回フィルター ユニットに純水 10 mL 以上を追加します。ろ過漏斗の側面を洗浄することを確認します。追跡する洗浄水を追加するとき、じょうごグラフのマークを追加することによって。注: SPT の完全な除去は、最後のすすぎの電気伝導度を測定することによってチェックできます。導電率は ≤ 5 μS·cm46-1にする必要があります。 回復し、fLF を格納します。 濾過ラインの真空を解放します。 ろ過装置から目標到達プロセスを削除し、DI 水で満たされたホヤの瓶を使用してラベルのアルミ艇に側面に付着した材料を回復します。DI 水で満たされたホヤの瓶を使用して、同じアルミ ボートにそれのピンセットとリンス材料の存在をフィルターを慎重に持ち上げます。 一定の重量 (完全に蒸発させた後少なくとも 48 h) 65 ° C の最大でボートの内容を乾燥させます。少なくとも 30 分新鮮な乾燥剤を含むデシケータでクールします。注: 凍結乾燥機の使用は別の可能性です。 プラスチックのヘラを使って材料をこすり落とすアルミニウム ボート優しく。サンプルはアルミ艇に強く付着して、金属のヘラを使用することが可能です。アルミ艇に傷をつけてください。 4 つの有効数字を持つ fLF の質量を記録ストレージ バイアル内サンプルを配置します。両側に従う有機微粒子になる静電気のためプラスチック バイアルを避けてください。 oLF Sonication によってリリース注: 目標は安定したマクロ会合体を破壊する、無料 sonication によって骨材の大きなマイクロ抽出または鉱物に及ぼす含有ポリマーの再分配を最小限に抑えながらの粒子状有機物の遮蔽。280 J·mL-1の超音波エネルギーはここでしました。超音波エネルギーの選択を助けるために議論における集計の混乱戦略に関するセクションを参照してください。 280 J·mL-1低振幅 (例えば.、30%) を用いた超音波ターゲット エネルギーに到達するために必要な時間の量を計算します。20 KHz の周波数。注: 各 sonifier する必要があります定期的に校正する超音波処理時間をエネルギー出力に関連するには北に見る (1976)47校正を支援します。 FLF 抽出から餌を含んでいる遠心管に SPT (1.62 g·cm-3) の 35-40 mL を追加します。再上下チューブをタップしてボルテックス ペレットを中断します。 ソリューションの表面下 2 cm に超音波プローブを挿入し、暖房の一括解決策を防ぐために氷で冷やした水でチューブを配置します。 280 J·mL-1のターゲット エネルギーに到達するために必要な時間を使用してサンプルを超音波照射します。超音波処理時間が長いと低振幅は常に好みます。高振幅有機粒子プローブをスライドなどの軽い材料とスパッタのチューブをサンプルの損失します。 oLF の分離 遠心分離の観点から蓋管の総質量のバランスをとる。1.62 g·cm-3 SPT ソリューションを使用してチューブの質量を揃えます。 チューブを縦置きにセットし、少なくとも 30 分 90 分 2,500 x gスイング バケツ遠心力で、遠心分離のコンテンツ決済。 すべて浮動および浮遊材料 (oLF) を 250 mL ポリカーボネート遠心ボトルに注ぐ。餌ままチューブの下部にしっかりと提出を確認します。 同じポリカーボネート瓶に管内壁に付着した隠光有機材料をすすいでください。ポリカーボネート ボトル、チューブをほとんど逆さま保持・ ディ ・水で満たされたホヤの瓶を使用します。下部に付着したペレットを妨害しないように注意してください。 限外濾過法による oLF を洗浄 0.45 μ m フィルターで真空限外濾過ラインをセットアップします。少しフィルターを湿らせて、涙を避けるために目標到達プロセスを締める前に真空を適用します。 真空ろ過装置の漏斗にポリカーボネート瓶から懸濁液の少量を注ぐ。ソリューションが簡単を通らない場合は、ポリカーボネート ボトルの内容を薄めるために水を追加します。注: サンプル (塗装) 有機物の高はフィルターすることは困難になります。フィルターは、目詰まりの兆候を示して、2 番目のろ過ユニットを設定圧力ろ過システムをみるか。別の可能性は、遠心分離機のポリカーボネートのボトルの希薄化後の内容上清はフィルターを通して少数のコロイドおよび元の懸濁液よりも懸濁粒子が含まれていますより簡単に行く必要があります。まとまった資料は再度水で中断したり、遠心分離によって洗浄できます。最終的には、すべての材料は少なくとも 3 回をすすぎ、回復する必要があります。 プラスチック瓶リサイクル「SPT を使用」をラベルで最初の SPT の濾液を回復します。その後リンスを流しに破棄できます。 3 倍のろ過装置に材料をすすいでください > 純水 10 mL。 一定重量にアルミ艇で、最大 65 ° C で乾燥の oLF を収集します。FLF と同じ方法でストア (ステップ 3.3 を参照)。 4. 粒子径によると hFs の分離 注: 次のステップは粒子径によるとステップ 3 (hF) からの残渣を分別します。ここにサイズのカットオフは 8 μ m で設定され、粘土 + 細かいシルト分画 ( 8 μ m) を生成します。粘土と細かい端数の細かいシルトのグループ化は、土壌有機物吸着33,48の粘土の細かいシルト文書化された親和性を反映しています。(ストークスの法則49に基づいて) の沈降によって粒子のサイズはここで分離が行われます。カットオフ 50 μ m 以上の分離は、単にあまりにも多くの摩耗や有機無機複合体の中断を危険にさらさずに湿式ふるい分けによってもたらされることができます。 HF から残留 SPT を削除します。 ステップ 4 からの残渣を含むチューブに純水の 35-40 mL を追加します。再上下チューブをタップしてボルテックス残渣を中断します。2,500 x gで 20 分間遠心します。 上清を注ぐ。曇りや乳白色に見える、それを収集し、遠心分離機のそれ、コロイドを解決するもう一度。新しいペレットを組み合わせて、最初の遠心分離の結果します。注: 1 つ以上のリンスは SPT (上澄みなど不完全なデカンテーション) 手順 3 から残渣の残りのかなりの量があった場合必要にあります。懸濁液の密度あるべき < 1.1 g·cm-3堆積前に。 HF および沈降を分散注: 前に沈降、それはよ分散し hF. を持つことが重要我々 は洗浄することは困難になる化学分散剤ではなく超音波処理に使用します。ストークスの法則には、一定の温度 (例えば、20 ° C) が必要です。過剰加熱を防ぐために効果的な方法は、超音波処理の前に冷たい懸濁液から始まります。 (40 mL マーク) に餌を含んでいる管に冷蔵の DI 水を追加します。30 分間冷蔵庫に置きます。 75 J·mL-1の超音波照射します。3.4.1 のように必要な超音波処理時間を計算します。 すべての材料を回復するための DI 水で超音波プローブをすすいでください。DI 水を使用すると、管の 50 mL のマークに音量を調整します。(それは沈降時間の計算に使用される部屋の温度を一致する必要があります) 懸濁液の温度を確認してください。 手で反転によるチューブ コンテンツを均質化します。材料 (< 8 μ m) を解決するために必要な時間の堆積物に内容を残します。20 ° C で 7 cm の平均粒子の距離のストークスの法則に基づき、沈降時間は 20 分です。 50 mL の遠心管に (10 mL マーク) に上澄みをピペットで移しなさい。 回繰り返して沈降手順 3 (4.2.5 4.2.1-ステップ)。新しい遠心管中それぞれの上清を収集します。 2 つのサイズ分画のコレクション 45 ° C のオーブンで蒸発して上清を含むチューブを設定します。それらが乾燥するようにしていません。十分に容積は減る、一度 < 8 μ m 画分が含まれています、1 つの 50 mL の遠心管に 3 つの培養上清を統合します。 分数 (ステップ 5.2 堆積物) > 8 μ m を含む残りの余分な液体を蒸発させるため 45 ° C のオーブンに戻すそれらと同様、< 8 μ m 画分を含む管の場所。内容完全に乾燥するようにしてください。注: は、オーブンを頻繁にチェックし、チューブをこれ以上プールの水があるとすぐにサンプルを削除します。乾燥は特に微細な画分での強力な集計になります。 5. 密度に応じて 2 サイズ分画の分離 注: 密度分別は、両方の粒径画分にここで適用されます。酸化物からのケイ酸塩を分離する目的があった。我々 はこのように 2.78 g·cm-3での密度のカットオフを選びました。省略可能な追加の分離が行われます。例えば、2.4 g·cm-3ソリューションは高活性粘土のカオリナイト主なケイ酸塩からの分離のためになります。高い有機物負荷が鉱物粒子43の理論的な密度の低下よりも、覚えておいてください。 密度分別 各サイズ画分に 2.78 g·cm-3密度 SPT の 35-40 mL を追加します。SPT のソリューションを使用して遠心分離の観点から管質量のバランスをとる。 再上下チューブを叩き、ボルテックスによって材料を中断します。200 rpm での振動台上で最低 4 時間を揺り動かしなさい。メモ: < 8 μ m 画分は正しく再停止することは困難です。4 時間後、土塊が解決しない場合は、一晩振動テーブルの設定します。非常に高密度 SPT ソリューションで超音波処理はお勧めしません。高密度と粘度のため超音波エネルギーはうまく反映されません。 チューブを縦置きにセットし、少なくとも 30 分 2,500 x gで 90 分間遠心コンテンツ決済。 すべての浮動小数点および中断された材料を注ぐ (< 2.78 g·cm-3分数) 250 mL ポリカーボネート遠心ボトルに。チューブの下部にしっかりと提出をペレット (> 2.78 g·cm-3留分) が残っていることを確認します。 遠心分離によって 4 つの hFs を洗浄注: 以下の密度の分離を得た 4 つの hFs (hF4; に hF1表 2)。Spt 上限外濾過を削除する遠心分離によって洗浄するそれぞれのニーズは、hFs の推奨 (と微細な画分、hf の 3 hF4 に可能ではない) ではありません。 DI 水で満たされたホヤの瓶を使用して 250 mL ポリカーボネート瓶に > 2.78 g·cm-3ペレットを転送します。 ポリカーボネート瓶 200 mL マークを超えることがなく、密度を下げるために純水を追加します。このすべての画分について行います。 ボトルと蓋の重さし、遠心分離の観点から純水を使って大衆を均等化します。ローターの最大負荷を超えていないことを確認します。 材料を再停止する渦に配置します。5,000 × gで 20 分間遠心します。 上清をデカント「SPT を使用」瓶をリサイクルするために。次のリンスは、シンクに破棄可能性があります。注: はデカントしながら微細な粒子をなくさないように注意します。すぐに上澄みを示します (まんじ、フレークまたは曇った出現) 懸濁粒子の痕跡にデカントを停止します。 200 mL マークを超えない・ ディ ・水 (洗浄 1) にペレットを再中断。注: SPT は粒子間立ち往生残っていない可能性があるように適切な再懸濁液を確保することが重要です。ボトルの側面に付着した微粒子は、ホヤの瓶からウォーター ジェットを使用して最も容易に中断されます。ペレットは、ボトルを逆さまにタップし、ボルテックス再中断できます。サンプルの小球形にされたままの場合は、振動台を使用します。低エネルギー超音波処理ステップ (例えば、75 J·mL-1) も可能です。 洗濯の手順 (手順 5.2.3-5.2.6) (2、洗って 3 洗) さらに 2 回。 10 mL の量を秤量することにより最後の上澄みの密度をチェックします。その密度は、< 1.01 g·cm-3をする必要があります。上清がこれよりも高密度の場合は、4回洗浄を実行します。 コロイドの分散を防ぐために洗浄液として 0.01 M の NaCl を使用して最終的な洗浄を実行します。最後の洗浄液を完全にデカントします。 一定重量にアルミ艇で、最大 105 ° C で乾燥 hFs (ペレット + ボトルの側面に付着した微粒子) を収集します。LFs と同じように格納します。 6. SPT のリサイクル 注: SPT ソリューションは、活性炭とイオン交換樹脂50を含む列を介して渡すことによって再利用の観点からリサイクルすることができます。ナトリウム飽和陽イオン交換樹脂がカルシウムとその他の陽イオンをソリューションから削除します、ナトリウムに置き換え、活性炭は有機物を保持します。溶存有機物の定量的な除去を確保するための列を通過する前に、過酸化水素で SPT を消化します。 設定して、リサイクルの列を変更します。 5-8 1,000 mL ポリカーボネート卒業シリンダーの底に直径約 4-5 mm の穴をあけます。 サイズしシリンダーの下部に配置 2 円 11 μ m 孔サイズのフィルターをカットします。3-5 cm のグラスウールのフィルターをオーバーレイします。活性炭の 8 〜 10 センチメートルを追加します。注: ため有機物の大半は、H2O2消化によって削除された、列における活性炭の量がに比べ 650の推薦。 グラスウールの 3-5 cm でカバーします。新規または再生成された陽イオン交換樹脂の 8 〜 10 センチメートルを追加します。3-5 cm のグラスウールを終了します。 金属製のスタンドにまで列をクランプします。列の上下に 2.5 μ m 孔サイズのフィルターが装備大型プラスチック漏斗を配置します。下部の漏斗は、プラスチック製のボトルにリードをチューブに接続されます。 2 L ディの最初の使用前に、のコラムを通して水を渡すことによって列をすすいでください。 活性炭を交換し、SPT の約 10 を 15 L を通過した後は、陽イオン交換樹脂を再生します。 SPT のクリーニング 場所磁気ホット プレート上に使用される SPT ソリューションを攪拌します。約 60 ° C で使用される SPT ソリューションの各リットルの 35% H2O2 15 mL、24 時間のダイジェストを追加します。 SPT をホット プレートから外し、解決策は 7 日間の最小の容器に室温で座ってみましょう。 リサイクルの列を通して滲み出る。毎日、目標到達プロセスのフィルターを変更します。 約 2 x 200 ml の spt 上のすべてを回復する・ ディ ・水列をすすいでください。 蒸発 場所磁気ホット プレート上リサイクル SPT を攪拌します。70% のエタノールの任意の残りの酸化能力を中和するために SPT ソリューションの各リットルの 15 ミリリットルを追加します。余分なエタノールはソリューションから蒸発中に容易に揮発が。 目的の密度に弱火でソリューションを蒸発させます。 ソリューションを冷却し、密度をチェックします。プラスチック製のボトルに格納します。