Sedimentos Core y Secciones Extracción de Pore aguas bajo condiciones anóxicas
Summary
A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.
Abstract
Se demuestra un método para seccionar los núcleos de sedimentos y la extracción de agua intersticial, manteniendo condiciones libres de oxígeno. Un sistema simple, de bajo costo se construye y se puede transportar a un espacio de trabajo temporal cerca de sitio (s) de muestreo de campo para facilitar un análisis rápido. Cores se extruyen en una bolsa de guante portátil, en el que se seccionaron y cada sección de espesor de 1-3 cm (dependiendo del diámetro del núcleo) se sella en 50 ml tubos de centrífuga. aguas de poros se separan con centrifugación exterior de la bolsa de guante y luego volvieron a la bolsa de guantes para la separación del sedimento. Estas muestras de agua extraída de los poros pueden ser analizadas inmediatamente. análisis inmediatos de las especies sensibles redox, tales como el sulfuro, la especiación de hierro, y la especiación de arsénico indican que la oxidación de las aguas de poros es mínimo; algunas muestras muestran aproximadamente 100% de las especies reducidas, por ejemplo, 100% de Fe (II) sin Fe detectable (III). Ambas muestras de agua y sedimentos de los poros pueden ser conservados a mainner especies químicas para su análisis posterior a su regreso al laboratorio.
Introduction
Los investigadores a menudo desean estudiar el estado redox y geomicrobiología de un sistema de agua-sedimento. Esta idealmente utiliza los datos de ambos sedimentos y aguas de poros, como las aguas de poros son a menudo monitores sensibles del sistema y son una fuente común, aunque no la única fuente, de la exposición a metales pesados ecológico sensibles a redox 1 como el arsénico y uranio. Datos de agua de los poros se pueden obtener in situ utilizando filtros de difusión de equilibrio, también conocidos como "peepers", instalados en el sedimento 2. Mirones se utilizan más comúnmente en entornos en los que el sitio de campo se conoce antes de comenzar el trabajo de campo y en múltiples visitas a lo largo de un período prolongado de tiempo puede hacer que el sitio en el campo, por ejemplo Shotyk 3. Por lo tanto muchos contextos no permiten el uso de mirones, como los sitios accesibles sólo por un corto tiempo o en que se obtengan múltiples muestras de exploración para determinar dónde debe producirse una mayor investigación 4.Además mirones no muestra de sedimento al mismo tiempo para el muestreo del agua.
Cuando es deseable muestra de sedimento y el agua, o en los sitios de campo donde la instalación peeper no es factible, el método más común para obtener sedimentos y el agua es de extracción de muestras de sedimentos. La obtención de un núcleo sin mezclar es un precursor esencial para el procedimiento descrito en este trabajo 5. Una vez que se obtiene un núcleo de aguas de poros pueden obtenerse apretando 6 o centrifugación; ambos tienen ventajas y desventajas. La centrifugación es generalmente considerado el método más fiable para la extracción de núcleos de sedimentos porewaters, 7, aunque se debe tener cuidado para evitar la oxidación de los sedimentos o el agua intersticial.
En este método se describe la extrusión del núcleo y la centrifugación para extraer las aguas de poros con oxidación mínima. Los autores han utilizado el método descrito en el presente documento en una variedad de contextos, incluyendo marina 8, lago contaminado <sup> 9, y 10 humedales. Los datos representativos se muestran demuestra que condiciones reductoras pueden ser preservados. Con la excepción de la centrífuga, los materiales utilizados son de bajo costo, y este método pueden aplicarse a una amplia variedad de preguntas de investigación geoquímicas y geomicrobiological.
Protocol
Representative Results
Discussion
La técnica descrita en este documento es flexible que se puede ajustar para una amplia gama de ubicaciones, tamaños básicos, espesor de la sección central, etc. Hay tres componentes esenciales para este sistema.
En primer lugar, preparar un sistema central de extrusión de las dimensiones adecuadas para que se analizó el núcleo. Las instrucciones que aquí se dan suponiendo un "núcleo de aproximadamente 30; mucho núcleos más largos pueden requerir más piezas de extens…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación fue apoyado en parte por el programa de la Fundación Nacional de Ciencia RAPID (NSF-1048925, 1048919, 1048914 y) a Alison Keimowitz, Ming Kuo-Lee, Benedict Okeke, y James Saunders.
Materials
| Disposable glove bag(s). | Sigma-Aldrich | Z106089-1EA | One per two cores to be processed is usually sufficient. |
| N2 tank | Praxair | Often gas supply companies can deliver these directly to the field laboratory. | |
| Nitrogen gas regulator | VWR | 55850-478 | Or similar |
| Several feet of tubing that fits the regulator | VWR | 89403-862 | Or similar |
| Safety equipment to secure the tank | VWR | 60142-006 | |
| Adjustable tubing clamp | VWR | 62849-112 | |
| Waterproof, good sealing electrical tape | Scotch | Super 33+ | Widely available |
| 2-4 short bungee cords | Widely available | ||
| Squirt bottles of nanopure water | VWR | 16650-082 | Any similar bottle is fine; pack an additional supply of nanopure water to refill these. |
| Large supply of paper towels and kimwipes. | Widely available | ||
| 50 mL centrifuge tubes | VWR | 21008-951 | Acid cleaned as described in protocol. At least 2/core section needed. |
| Several permanent in markers. | Widely available | ||
| Several straight razor blades and box cutters. | Widely available | ||
| Centrifuge | Beckman-Coulter | Allegra X-22 | Faster rotor allows greater separation. |
| Rotor to accommodate 50 mL tubes | Beckman-Coulter | SX-4250 | |
| ]50 mL plastic syringes without black rubber tip on the barrel | VWR | 66064-764 | Acid cleaned as described in protocol. At least 1/core section needed, plus 1 for overlying water. |
| Syringe filters compatible with aqueous solutions. | VWR | 28143-310 | Either 0.45 μm or 0.20 μm poresizes may be used. Plan on five filters per core section processed. |
| Plastic (disposable) spoons. | Widely available; Acid cleaned as described in protocol. | ||
| Several boxes of disposable gloves. | Widely available | ||
| Large plastic beakers or other waste containers to place in the glove bag. | VWR | 13890-148 | |
| Laboratory balance | VWR | 10205-008 | An available balance will be fine; high precision not required |
| Dry shipper, pre-charged with liquid nitrogen | VWR | 82005-416 | Needed only if samples are being returned to the home laboratory for sensitive analyses. |
| Laboratory notebooks | Water repellent can be useful | ||
| Core liners | Watermark | 77280 | Available from Forrestry Suppliers |
| Core caps | Ben Meadows | 218105 | |
| Core slicers | McMaster Carr | 8707K111 | Cut this into 9 3×3 squares |
| PVC spacers | McMaster Carr | 48925K96 | Cut this into short lengths |
| PVC couplings | McMaster Carr | 4880K76 | Approximately 12 needed |
| Dowel | Widely available | ||
| Lab stopper | VWR | 59580-400 | Check to ensure the correct size to fit snugly within the core liners |
| Plywood for core guidance plate and top of lab jack | Widely available | ||
| Lab jack | VWR | 89260-826 | |
| Clamps | Widely available | ||
| Portable oxygen monitor | RKI instruments | OX-07 |
Riferimenti
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