यहां हम मिट्टी के जीवों की गतिविधि के माध्यम से खनिज अपक्षय को बढ़ाने के लिए एक प्रयोगात्मक सेटअप के निर्माण और संचालन को प्रस्तुत करते हैं, जबकि अपक्षय को प्रोत्साहित करने के लिए ज्ञात अजैविक चर में समवर्ती हेरफेर करते हैं। सेटअप और नमूना विश्लेषण के कामकाज से प्रतिनिधि परिणामों पर सुधार के लिए बिंदुओं के साथ चर्चा की जाती है।
एन्हांस्ड अपक्षय (EW) एक उभरती हुई कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) हटाने की तकनीक है जो जलवायु परिवर्तन शमन में योगदान कर सकती है। यह तकनीक इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाले अजैविक चर में हेरफेर करके मिट्टी में खनिज अपक्षय की प्राकृतिक प्रक्रिया को तेज करने पर निर्भर करती है, विशेष रूप से खनिज अनाज के आकार और पानी में घुलने वाले एसिड के संपर्क में। EW का मुख्य उद्देश्य अकार्बनिक कार्बन पृथक्करण को बढ़ाकर वायुमंडलीय CO2 सांद्रता को कम करना है। अब तक, ईडब्ल्यू का ज्ञान मुख्य रूप से प्रयोगों के माध्यम से प्राप्त किया गया है जो खनिज अपक्षय को उत्तेजित करने के लिए जाने जाने वाले अजैविक चर पर केंद्रित हैं, जिससे जैविक घटकों के संभावित प्रभाव की उपेक्षा की जाती है। जबकि बैक्टीरिया, कवक और केंचुओं को खनिज अपक्षय दरों को बढ़ाने के लिए जाना जाता है, ईडब्ल्यू के संदर्भ में मिट्टी के जीवों का उपयोग कम है।
यह प्रोटोकॉल मिट्टी के जीवों के माध्यम से खनिज अपक्षय दर को बढ़ाने के लिए विकसित एक प्रयोगात्मक सेटअप के डिजाइन और निर्माण का वर्णन करता है, जबकि समवर्ती रूप से अजैविक स्थितियों को नियंत्रित करता है। सेटअप को मिट्टी के जीवों की गतिविधि को बनाए रखते हुए अपक्षय दर को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें रॉक पाउडर और कार्बनिक पदार्थों से भरे बड़ी संख्या में स्तंभ होते हैं, जो एक जलवायु कक्ष में स्थित होते हैं और एक डाउनफ्लो सिंचाई प्रणाली के माध्यम से पानी के साथ होते हैं। कॉलम को एक फ्रिज के ऊपर रखा जाता है जिसमें लीचेट को इकट्ठा करने के लिए जेरीकेन होते हैं। प्रतिनिधि परिणाम दर्शाते हैं कि यह सेटअप मिट्टी के जीवों की गतिविधि सुनिश्चित करने और अकार्बनिक कार्बन अनुक्रम पर उनके प्रभाव को निर्धारित करने के लिए उपयुक्त है। लीचेट के नुकसान को कम करने, जलवायु कक्ष के माध्यम से सजातीय वेंटिलेशन सुनिश्चित करने और स्तंभों की बाढ़ से बचने में चुनौतियां बनी हुई हैं। इस सेटअप के साथ, मिट्टी के बायोटा की गतिविधि के माध्यम से खनिज अपक्षय दरों को बढ़ाने और ईडब्ल्यू के ड्राइवरों के रूप में जैविक और अजैविक कारकों के प्रभाव को अलग करने के लिए एक अभिनव और आशाजनक दृष्टिकोण प्रस्तावित है।
उन्नत अपक्षय (ईडब्ल्यू) एक अपेक्षाकृत नई और कम तकनीक वाली कार्बन डाइऑक्साइड हटाने (सीडीआर) तकनीक है जिसमें जलवायु परिवर्तन 1,2,3 को कम करने की महत्वपूर्ण क्षमता है। इस तकनीक का सिद्धांत मिट्टी में प्राकृतिक खनिज अपक्षय प्रक्रिया को तेज करने पर निर्भर करता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को अकार्बनिक कार्बन (IC)3 के रूप में पृथक किया जाता है। संवर्धित अपक्षय का उद्देश्य खनिज अपक्षय को नियंत्रित करने वाले कारकों को कृत्रिम रूप से अनुकूलित करके आईसी पृथक्करण को बढ़ाना है, जिससे उस गति को बढ़ाया जा सके जिसके माध्यम से अपक्षय मानवीय रूप से प्रासंगिक समय के पैमाने पर होता है3. ईडब्ल्यू के लिए सबसे प्रभावी होने के लिए, तेजी से अपक्षय सिलिकेट खनिजों को ~ 1 मीटर2·जी-1 रेंज 3,4 में उच्च प्रतिक्रियाशील सतह क्षेत्र तक पहुंचने के लिए माइक्रोमीटर से मिलीमीटर रेंज में अनाज के आकार के वितरण के साथ पाउडर में पीसा जाता है।
अब तक, ईडब्ल्यू के बारे में ज्ञान मुख्य रूप से प्रयोगों द्वारा प्रदान किया गया है जो उन दरों को नियंत्रित करने वाले अजैविक कारकों पर ध्यान केंद्रित करते हैं जिन पर खनिज भंग होते हैं5. इनमें खनिज प्रतिक्रियाशीलता और सतह क्षेत्र, तापमान, समाधान संरचना, जल निवास समय और अम्लता 4,6,7 शामिल हैं, लेकिन इस संदर्भ में अभी भी अनुसंधान करने की आवश्यकता है। अजैविक कारकों से प्रभावित होने के अलावा, प्राकृतिक प्रणालियों और विशेष रूप से मिट्टी, जीवों की एक बड़ी संख्या द्वारा आकार लेते हैं, रोगाणुओं से लेकर मैक्रोफ़ुना जैसे केंचुए तक। कुछ अध्ययनों खनिज विघटन 8,9,10 की जैविक गतिविधि का बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं दिखाया होने के बावजूद, अन्य अध्ययनों ने सबूत दिए हैं कि बैक्टीरिया 11,12, कवक 13,14, और केंचुए 15,16 जैसे मिट्टी के जीव खनिज अपक्षय दरों में वृद्धि कर सकता है। इसलिए, जैविक घटक ईडब्ल्यू5 की वास्तविक आईसी अनुक्रम क्षमता को समझने के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
पहला आम तंत्र जिसके माध्यम से मिट्टी के जीव खनिज विघटन को तेज कर सकते हैं, श्वसन के दौरान सीओ2 रिलीज के माध्यम से होता है, जो मिट्टी के अम्लीकरणको बढ़ाता है 17. इसके अलावा, बैक्टीरिया और कवक प्रोटॉन, केलेट्स, कार्बनिक अम्ल और एंजाइमों को बाहर निकालकर खनिज अपक्षय को बढ़ा सकते हैं, जो सभी खनिज विघटन को बढ़ाते हैं 18,19,20,21. उदाहरण के लिए, कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों के माध्यम से केलेशन आयन असंतुलन पैदा कर सकता है, तत्वों को खनिजों की सतहों से दूर ले जा सकता है और संतृप्ति राज्योंको 20,22 कम कर सकता है। इससे कम द्वितीयक खनिज निर्माण और ईडब्ल्यू की उच्च दक्षता हो सकती है। इसके अलावा, मिट्टी के कणों पर खिलाने से, केंचुओं के शरीर की दीवारों की मजबूत क्रियाएं खनिज कणों को महीन कणों में तोड़ सकती हैं, जिससे उनके उपलब्ध प्रतिक्रियाशील सतह क्षेत्र23 बढ़ जाते हैं। केंचुओं की आंतों और ताजा बूंदों में रहने वाले रोगाणुओं को इन छोटे कणों पर हमला किया जा सकता है, जो आगे कार्बनिक एसिड और एंजाइमों24,25 को बाहर निकालते हैं। कार्बनिक और खनिज कणों के मिश्रण में योगदान करने के अलावा, उनकी burrowing गतिविधि के माध्यम से, केंचुए भी मैक्रोप्रोर्स है कि संतृप्त ताकना अंतरिक्ष17 बाईपास करने के लिए पानी के प्रवाह की अनुमति दे सकता है बनाने के लिए. यह पानी को विभिन्न खनिज सतहों के साथ बातचीत करने और पानी-चट्टान संपर्क दर को बढ़ाने में सक्षम कर सकता है।
अब तक, ईडब्ल्यू दरों का अध्ययन करने के लिए कोई सेटअप नहीं बनाया गया है और इसलिए मिट्टी के जीवों का उपयोग करके आईसी अनुक्रम किया गया है, जबकि विभिन्न प्रासंगिक अजैविक स्थितियों, जैसे कि पानी के आदान, तापमान, खनिज प्रकार और खनिज अनाज के आकार को अनुकूलित करने की संभावना सुनिश्चित करता है। यहां, एक अभिनव सेटअप के निर्माण चरणों का डिजाइन और स्पष्टीकरण जो छोटे मेसोकोसम में मिट्टी के जीवों की गतिविधि के माध्यम से ईडब्ल्यू दरों को बढ़ाने का लक्ष्य रखता है, प्रस्तुत किया गया है। प्रयोगात्मक सेटअप 203 स्तंभ (लंबाई 15 सेमी, व्यास 7 सेमी) 8 सप्ताह के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर एक जलवायु कक्ष (4.54 मीटर x 2.72 मीटर) में रखा के होते हैं. 203 स्तंभों को जलवायु कक्ष में फिट होने के लिए 18 के 10 समूहों और 10 के 2 समूहों में विभाजित किया गया है। 10 स्तंभों के दो समूहों में से एक का उपयोग तीन और स्तंभों के सम्मिलन की अनुमति देने के लिए किया जाता है जो रिक्त स्थान के रूप में उपयोग किए जाते हैं। प्रत्येक समूह को एक फ्रिज के ऊपर रखा जाता है और एक दूरस्थ रूप से नियंत्रणीय सिंचाई प्रणाली द्वारा सबसे ऊपर होता है, जो फ्रिज के भीतर और बीच में परिवर्तनीय सिंचाई दरों की अनुमति देता है। प्रत्येक स्तंभ के लीचेट को फ्रिज में एक स्थिर तापमान पर रखे जेरीकेन में एकत्र किया जाता है (चित्र 1)। एक फ्रिज स्तंभों के एक समूह के लीचेट को इकट्ठा करता है, जिसका अर्थ है कि एक फ्रिज को 18 या 10 कॉलम की एकल प्रणाली के रूप में माना जा सकता है। इसलिए, इस प्रयोगात्मक सेटअप में स्तंभों की संख्या 203 कॉलम की एक अधिकतम के साथ प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है.
चित्रा 1: सेटअप का योजनाबद्ध साइड-व्यू 5 कॉलम दिखा रहा है लेकिन 18 कॉलम की प्रणाली पर विचार कर रहा है। स्तंभों को पकड़ने वाला फ्रेम स्टेनलेस स्टील प्लेट, स्टेनलेस स्टील के शिकंजा और ऐक्रेलिक प्लेटों से बना है। कॉलम फ्रेम के बीच में स्थित होते हैं और एक सिंचाई प्रणाली द्वारा सबसे ऊपर होते हैं। स्तंभों के नीचे, लीचेट को इकट्ठा करने के लिए फ़नल पाइप के माध्यम से जेरीकेन से जुड़े होते हैं। जेरीकन एक फ्रिज में हैं जो पूरे सिस्टम को रखता है। ढक्कन उठाकर फ्रिज खोला जा सकता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
इस सेटअप में, विशिष्ट अनाज आकारों के सिलिकेट रॉक पाउडर का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि उच्च अपक्षय दर तक पहुंचा जा सकता है, जबकि विशेष रूप से चयनित बैक्टीरिया, कवक और केंचुओं के साथ टीकाकरण इस कृत्रिम प्रणाली में जैविक गतिविधि प्रदान करता है। सेटअप ठोस और तरल नमूनों में अनुक्रमित कार्बन के समवर्ती परिमाणीकरण को भंग और ठोस आईसी, साथ ही कुल क्षारीयता (टीए) दोनों को मापने में सक्षम बनाता है। इसके अलावा, पीएच, विद्युत चालकता (ईसी), और आयनों जैसे अन्य मापदंडों को अपक्षय के संकेतक के रूप में लीचेट में मापा जा सकता है। यह सेटअप मिट्टी के जीवों के अस्तित्व और गतिविधि के प्रभाव के आकलन की भी अनुमति देता है। प्रतिनिधि परिणाम एक सेटअप बनाने के लिए इस प्रोटोकॉल की उपयुक्तता साबित करने के लिए दिखाए जाते हैं जहां अपक्षय दरों में वृद्धि न केवल अजैविक कारकों से बल्कि जैविक लोगों से भी प्राप्त होती है।
वर्तमान अनुसंधान संदर्भ के भीतर, इस सेटअप को विशिष्ट रूप से मिट्टी के बायोटा की गतिविधि के माध्यम से खनिज अपक्षय को बढ़ाकर अकार्बनिक कार्बन अनुक्रम को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि समवर्ती रूप से अपक्षय को उत्तेजित करने के लिए जाने जाने वाले अजैविक कारकों में हेरफेर किया गया है। ठोस संसाधित सामग्री और लीचेट दोनों को इकट्ठा करने की इस सेटअप में संभावना दोनों अंशों के पूर्ण लक्षण वर्णन को सक्षम बनाती है। स्तंभों की भारी मात्रा के बावजूद, नमूनों का संग्रह और किए गए विश्लेषण उच्च गुणवत्ता वाले डेटा संग्रह को सुनिश्चित करते हैं। इसके अलावा, एक एकल प्रयोगात्मक रन में बड़ी संख्या में संयोजन होने से आधुनिक और उन्नत सांख्यिकीय तरीकों, जैसे मशीन सीखने के साथ एकत्रित डेटा का विश्लेषण करना बहुत महत्वपूर्ण है। इन विधियों का उपयोग उच्च अपक्षय दर और आगे कार्बन अनुक्रम के लिए मुख्य चर निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। नतीजतन, यह सेटअप उन प्रभावों की समझ में सुधार करने का अवसर प्रदान करता है जो मिट्टी के जीवों का EW और IC अनुक्रम पर हो सकता है। यह ईडब्ल्यू की सीमाओं पर अधिक यथार्थवादी बाधाओं को स्थापित करने और वायुमंडलीय सीओ2 सांद्रता को कम करने में इसकी दक्षता के लिए मौलिक है। यह सेटअप ईडब्ल्यू और मिट्टी के जीवों के प्रभाव की जांच करने वाले मौजूदा अध्ययनों की तुलना में कई मौलिकता प्रस्तुत करता है।
ईडब्ल्यू पर अजैविक कारकों के प्रभावों के संबंध में, इनकी जांच पहले ही पिछले अध्ययनों 4,29,30,31,32,33,34 में की जा चुकी है। इन अध्ययनों में से कुछ विभिन्न मात्रा, प्रकार, और चट्टानों के अनाज के आकार की तुलना, लेकिन उनके सेटअप या तो एक पॉट प्रयोग32,33 के शामिल थे या मिट्टी34 के साथ रॉक पाउडर मिश्रण शामिल थे. अन्य प्रयोगों अलग सिंचाई दरों के साथ एक चट्टान प्रकार पर ध्यान केंद्रित लेकिन एक स्वचालित प्रणाली के साथ अक्सर सिंचाई की संभावना नहीं थी या कई सिंचाई दरों और आवृत्तियों35 पर ध्यान केंद्रित नहीं था. अन्य अध्ययनों ने वर्तमान प्रोटोकॉल में प्रस्तुत एक के समान एक सेटअप प्रस्तुत किया, जिसमें सिंचाई दरों को समायोजित करने और तापमान स्थिर बनाए रखने की संभावना के साथ, अलग-अलग रॉक अनाज आकार और प्रकार29,30 के अलावा। इसके अलावा, इन सेटअपों का डिज़ाइन वर्तमान पांडुलिपि में प्रस्तावित एक के बराबर था और आगे के विश्लेषण29,30 के लिए लीचेट एकत्र करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। इसके अतिरिक्त, सीओ2 सांद्रता अपक्षय29 को बढ़ाने वाले एक अन्य कारक के रूप में इन अध्ययनों में भिन्न थे। हालांकि, इन पिछले अध्ययनों में से किसी ने भी ईडब्ल्यू को बढ़ावा देने पर जैविक कारकों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित नहीं किया है। इस सेटअप में, उद्देश्य विशिष्ट बैक्टीरिया, कवक और केंचुओं को टीका लगाकर अपक्षय प्रक्रिया को बढ़ाना है, और आगे आईसी अनुक्रम करना है और यह निर्धारित करना है कि वे किस हद तक ईडब्ल्यू को तेज कर सकते हैं।
ईडब्ल्यू पर जैविक कारकों के प्रभाव के संबंध में, कुछ अध्ययनों ने विशेष रूप से ईडब्ल्यू पर ध्यान केंद्रित नहीं किया है, लेकिन जांच की है कि क्या मिट्टी के जीव खनिज अपक्षय को प्रभावित कर सकते हैं। इन अध्ययनों ने मुख्य रूप से पता लगाया है कि संस्कृति माध्यमों 19,21, पेट्री व्यंजन 36, मिट्टी में दफन नायलॉन बैग14, या अन्य सब्सट्रेट36,37 के साथ मिश्रित रॉक पाउडर की छोटी मात्रा का उपयोग करके मिट्टी के जीवों द्वारा अपक्षय कैसे प्रभावित होता है। ऐसी छोटी प्रणालियों या सेटअपों का उपयोग करने से जीवों के प्रभाव को अन्य चर से अलग करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है। कुछ प्रयोगों ने यहां प्रस्तावित एक समान सेटअप का उपयोग किया, लेकिन छोटे पैमाने पर, रॉक पाउडर से भरे स्तंभों के साथ मिट्टी के जीवों के साथ टीका लगायागया 38,39,40. हालांकि, इन प्रयोगों या तो समवर्ती रूप से पौधों वृद्धि हुई और विशिष्ट मिट्टी जीवों13,35 के अनन्य प्रभाव पर ध्यान केंद्रित नहीं किया, या लीचेट 36 एकत्र नहीं किया. इसके अलावा, अधिकांश अध्ययनों से पता चला है कि बैक्टीरिया, कवक और केंचुए खनिज अपक्षय को बढ़ाते हैं, आईसी अनुक्रम 11,13,14,19,36,37,38 के बजाय अपक्षय के संकेत के रूप में पोषक तत्वों की रिहाई पर इन जीवों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया है. इन सबसे ऊपर, इन पहले के अध्ययनों में से किसी का उद्देश्य ईडब्ल्यू को बढ़ावा देना नहीं था या प्रयोगात्मक अवधि के दौरान अजैविक कारकों को समायोजित करने और बनाए रखने की संभावना प्रस्तुत नहीं की गई थी। इस सेटअप में, सभी अजैविक कारकों को स्थिर रखने के बजाय, मिट्टी के जीवों की गतिविधि के माध्यम से ईडब्ल्यू को बढ़ावा देने के उद्देश्य से चार अजैविक कारकों, जैसे कि जल सिंचाई दर और आवृत्तियों, रॉक पाउडर प्रकार और अनाज के आकार के लिए संयोजनों की एक भीड़ का परीक्षण किया जाता है।
इसके अलावा, पिछले अध्ययनों में से कोई भी जिसने ईडब्ल्यू पर अजैविक या जैविक कारकों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित नहीं किया है, ने एक प्रयोगात्मक रन के भीतर बहुत बड़ी संख्या में कॉलम और चर होने की संभावना प्रस्तुत की। इस सेटअप में, यह अभी भी उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्रदान करते हुए, जबकि अभी भी उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्रदान करते हुए, स्तंभों की प्रभावशाली संख्या के कारण प्रयोगों के एक रन के दौरान विभिन्न चर के कई अलग-अलग संयोजनों का परीक्षण करना संभव है। सेटअप की नवीनता को देखते हुए, कुछ संभावित सुधारों और शेष चुनौतियों के नीचे जिन्हें भविष्य के समान सेटअपों को डिजाइन करते समय विचार किया जा सकता है।
इनक्यूबेशन कक्ष में समरूप हवा की स्थिति सुनिश्चित की जानी चाहिए। एक जलवायु कक्ष में सेटअप की नियुक्ति ने निरंतर तापमान और सापेक्ष आर्द्रता सुनिश्चित की। वेंटिलेशन बाधाओं (जैसे, वायु प्रवाह) वायुमंडलीय परिस्थितियों में स्थानिक परिवर्तनशीलता पैदा की है और इस प्रकार सेटअप35 के इस तरह में एक आम घटना है जो कुछ स्थानों पर स्तंभों से अनुपातहीन वाष्पीकरण के लिए नेतृत्व किया हो सकता है. इस खामी को संभालने के लिए, जब प्रतिकृति और यादृच्छिककरण संभव नहीं है, यह कक्ष भर में विभिन्न स्थानों पर रखा स्तंभों के लिए एक पानी के संतुलन की गणना करने के लिए सलाह दी जाती है.
स्तंभों को लीचेट नुकसान से बचने के लिए ऐक्रेलिक प्लेट में डाले गए फ़नल के साथ सावधानीपूर्वक संरेखित किया जाना चाहिए। माना गया प्रयोगात्मक अवधि के दौरान, फ़नल की गलत स्थिति के कारण या जाल के बंद होने के कारण स्तंभों के नीचे से लीचेट नुकसान हुआ। वाष्पीकरण के साथ, यह आंशिक रूप से समझा सकता है कि एकत्र की गई लीचेट अपेक्षाओं की तुलना में कम क्यों थी (चित्र 13)। इन नुकसानों को कम करने के लिए, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि फ़नल कॉलम के नीचे बेहतर रूप से स्थित हैं। व्यापक फ़नल का उपयोग करना भी एक व्यवहार्य विकल्प है। इस मामले में, ऐक्रेलिक प्लेटों के निर्माण के दौरान छेद के व्यास और ऐक्रेलिक प्लेटों के बीच की दूरी पर ध्यान दिया जाना चाहिए।
मिट्टी स्तंभ प्रयोगों में धीमी पानी का प्रवाह जहां पानी अक्सर लागू किया जाता है एक आवर्तक मुद्दा 7,30,40 है. प्रस्तुत सेटअप के साथ किए गए प्रयोगों में, कुछ मामलों में उच्च सिंचाई दर और बहुत अच्छे खनिज अनाज के आकार का उपयोग किया गया था, जिसमें शुरू में एक संरचना की कमी होती है जैसा कि आमतौर पर मिट्टी में देखा जाता है। यह स्तंभों के तल पर जाल के छिद्रों का कारण बन सकता है जिसमें प्रयोगों के चलने के दौरान केवल ठीक खनिज होते हैं। इसलिए, स्तंभों के माध्यम से पानी पर्याप्त तेजी से नहीं बहता था, जिसके परिणामस्वरूप स्तंभों में बाढ़ आ गई, पानी की घुसपैठ और लीचेट संग्रह कम हो गया, और स्तंभों के भीतर एनोक्सिक स्थितियों में, जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं को प्रभावित किया। इस मुद्दे को कम करने के लिए, हमेशा महीन खनिज अनाज के आकार के साथ मोटे का एक निश्चित प्रतिशत मिश्रण करना और 100% बहुत महीन खनिज अनाज आकार के मिश्रण से बचना महत्वपूर्ण है। एक अन्य विकल्प यह है कि स्तंभों को मिट्टी की संरचना के गठन को शुरू करने के लिए एक निश्चित संख्या में गीला/सुखाने के चक्रों का अनुभव करने की अनुमति दें, और इस प्रकार पानी की घुसपैठ में सुधार हो। इसके अलावा, प्रयोग की शुरुआत से पहले, गैस प्रवाह, खनिज संतृप्ति राज्य और जीवों की गतिविधि के ड्राइवरों को बेहतर ढंग से समझने के लिए कुछ मेसोकोसम में बुनियादी मिट्टी के पानी की गतिशीलता, जैसे संतृप्त और असंतृप्त प्रवाह और जल प्रतिधारण वक्र को निर्धारित करना उपयोगी होगा।
प्रस्तुत प्रयोगात्मक सेटअप उपयोग करने के लिए सुविधाजनक है, एक सीधी स्थापना प्रस्तुत करता है और अनुसंधान आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। खनिज अपक्षय के संदर्भ में, आवश्यक समायोजन के साथ, इसे गैस चैंबर के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि न केवल ठोस और जलीय चरण में कार्बन को चिह्नित किया जा सके बल्कि गैस चरण में कार्बन की गतिशीलता को भी देखा जा सके। इसके अलावा, इस सेटअप का उपयोग सूखे-गीले अनुक्रमों के साथ यथार्थवादी पानी की घुसपैठ दर का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि ये अस्थायी गतिशीलता41 अपक्षय को दृढ़ता से प्रभावित कर सकती है। इस सेटअप का उपयोग केवल सिलिकेट खनिजों पर ध्यान केंद्रित करने वाले प्रयोगों तक सीमित नहीं है, लेकिन इसे विभिन्न सब्सट्रेट का उपयोग करने वाले स्तंभ प्रयोगों में लागू किया जा सकता है। इसके अलावा, प्रयोगों की लंबाई छोटा या प्रयोगात्मक जरूरतों के अनुसार बढ़ाया जा सकता है, और स्तंभों की संख्या बदला जा सकता है. ठोस संसाधित सामग्री और लीचेट दोनों से नमूने एकत्र करने की संभावना हमें दो घटकों या दोनों में से एक पर ध्यान केंद्रित करने के लिए विभिन्न विश्लेषण करने की अनुमति देती है। ज्ञान प्रस्तुत करने के लिए, यह एकमात्र सेटअप है जिसे अब तक असाधारण संख्या में स्तंभों के साथ बनाया गया है जिसका उद्देश्य खनिज अपक्षय को बढ़ाने के लिए मिट्टी के जीवों का उपयोग करना है, जबकि समवर्ती रूप से सिलिकेट खनिजों और कार्बनिक पदार्थों से बने सिस्टम में अजैविक स्थितियों को नियंत्रित करना है।
The authors have nothing to disclose.
हम सिंचाई प्रणाली के विकास के लिए तुपोला से टन वैन डेर ज़ल्म को स्वीकार करते हैं। इसके अतिरिक्त, हम इस सेटअप के निर्माण के दौरान दी गई हंसी और मानसिक समर्थन के लिए तुपोला से जैको बार्स को धन्यवाद देते हैं। हम पीटर गारम्सज़ेगी और एंजेल वेलास्को सांचेज़ को धन्यवाद देते हैं कि जब सिंचाई प्रणाली कार्यात्मक नहीं थी, तब स्तंभों को मैन्युअल रूप से पानी देने में मदद करने के लिए। हम नमूने के दौरान प्रदान की गई सहायता के लिए स्टीवन हेस्टरमैन, ज़ुमिंग ली, करेन मोरन रिवेरा, जोना वैन डेन बर्ग और कांगिंग ज़ी को भी धन्यवाद देते हैं। हम पैगी बार्टश, टॉम जैपिनन, पीटर नोबल्स, ब्रेंट रोटगेंस, आंद्रे वैन लीउवेन और गेरलिंडे विंक को प्रयोगशाला में सहायता, नमूनों के विश्लेषण और फलदायी चर्चाओं के लिए धन्यवाद देते हैं। अंत में, हम जलवायु कक्ष के प्रावधान और रखरखाव के लिए यूनिफार्म से जेरोएन ज़ोनवेल्ड को धन्यवाद देते हैं। यह सेटअप जैव-त्वरित खनिज अपक्षय (बीएएम!) परियोजना के हिस्से के रूप में बनाया गया था, जिसे अनुदान समझौते के तहत अनुसंधान और नवाचार के लिए यूरोपीय संघ क्षितिज 2020 फ्रेमवर्क कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित किया गया 964545।
Acryl sheet plates | WSV kunststoffen BV | N/A | Used for holding columns, funnels, irrigation tubes and pipes. |
Adapter ring | Tameson | FL2S-FM-B-014G-034G | Used ot make the system to connect the PU hose to the tap. |
Cable ties | Gamma | 456196 | Used for holding the mesh system. |
Citric acid | Nortembio (amazon.nl) | B01BDLOGW2 | Used for cleaning pipes and funnels. |
CytoFLEX flow cytometer | Beckam Coulter | CytoFLEX | |
Dishwasher soap | BOOM | 77000307.9010 | Used for cleaning the jerrycans. |
Eight relay expansion module | Control by web | X-12s | Used to control the valves of hte irrigation system. |
End cap | Wildkamp | 819906 | Used to close one end of the main tube of the irrigation system. |
Fridges | HorecaGemak | DIA-BVL031/6P | Used for storing the jerrycans. |
Funnels | Praxisdienst | 135864 | Used for directing the leachate from the columns to the jerrycans. 75 mm diamater. |
Hand punch | Wildkamp | 719928 | Used to cut holes for small tubes in the main tube of the irrigation tube. |
HDPE Jerrycan 10 L | Glas-shop.be | 105157 | Come with lid. Used to collect the leachate. |
HDPE Jerrycan 5 L | Glas-shop.be | 105156 | Come with lid. Used to collect the leachate. |
Hexagon nut | Fabory | 51080.100.001 | Used to block acryl sheets on metal screws. |
Label printer | Brother | PT-H107B | Used for printing labels to stick on acryl sheets. |
Ldpe irrigation pipe | Wildkamp | 15382585 | Used to make main tube of the irrigation system. |
Luggage scale | United Entertainment | 8718274546996 | Used to weigh jerrycans. |
Mesh 10 μm | Franz Eckert | PES-10/2 | Used for the mesh system. |
Mesh 20 μm | Franz Eckert | PES-20/13 | Used for the mesh system. |
Metal screws | Schroeven goothandel.nl | 100975401010 | Used to install acryl sheets. |
Micro hose for drip irrigation | Wildkamp | 15119128 | Used to make small tubes of the irrigation system. |
Middle ring | self-made with 3D printer | self-made with 3D printer | Used for holding the columns a few centimeters above the funnels. |
Nosepiece | Wildkamp | 15045986 | Used to connect the solenoid valve to the irrigation pipe. |
Nylon mesh | Sefar | N/A | 1 mm mesh used for the top of the columns to prevent earthworms' escape. |
Plastic beads | lyondelbasell | TRC 352N C12507 | Used for the mesh system. |
Plug-in fitting with 2 connections | Tameson | F24V5 | Used at the end of the system to end the PU hose. |
Polycarbonate enclosure | RS | 498-5387 | Used to house the electronical compontents of the irrigation system. |
Power cable | RS | 775-6075 | Used to connect the valves. |
pp coupling | Wildkamp | 719780 | Used to make the system to connect the PU hose to the tap. |
Pressure regulator | Wildkamp | 719943 | Used to make sure all small tubes were releasing same amount of water. |
PTFE tape | GAMMA | 237001 | Used ot wrap the end of hte irrigation pipe. |
PU hose | Tameson | PU-8-1198-50-1 | Used to connect all the valves with eath other and to the tap. |
PVC pipes | Rubbermagazijn | 99001230 | Used for connecting the funnels to the jerrycans. |
PVC tubes | Wildkamp | 91700 | Used to make the columns. |
Rail power supply | RS | 145-7873 | Used to supply power to the eight relay expansion module. |
Rubber bands | PasschierTerpo | 8714603820621 | Used to hold the mesh for earthworms. |
Solenoid valve | Tameson | CM-DA014B020E-024DC | Used for opening and closing of the waterflow. |
Sprinklers | self-made with 3D printer | self-made with 3D printer | Used for evenly distribute the water over the columns. |
Stainless steel plates | 24/7 tailor steel | N/A | Used as a frame for the set-up above the fridge. |
T-piece plug in fitting | Tameson | F25DT | Used to connect the solenoid valve to the PU hose. |
TPU 95A material | MakerPoint | 1756 | Used to print components with 3D printer. |
Washer carriers | Fabory | 50095.100.001 | Used to put below hexagon nut. |
Web Enabled Controller | Control by web | X-400-I(9-28 VDC) | Used for allowing online control of the irrigation settings. |