Şeker boyutu deniz Plankton ve askıya alınan parçacıkları toplamak için Ultra temiz bir çok katmanlı aparat
Summary
Plankton ve askıya alınan parçacıklar okyanusta biyojeokimyasal döngüleri içinde önemli bir rol oynamaktadır. Burada, deniz suyu büyük miktarlarda işleme yeteneği ile parçacıklar ve plankton denizde irili ufaklı derlemesinin bir ultra temiz, düşük stres yöntemi sağlamak.
Abstract
Birçok eser elementler okyanusta dağılımları güçlü büyüme, ölüm ve re-mineralization deniz plankton ve bu parçacıkların askıya/batan ile ilişkilidir. Burada, bir bütün plastik (polipropilen ve Polikarbonat), çok katmanlı filtrasyon sistemi askıya alınmış Partiküler madde (SPM) denizde topluluğu için mevcut. Bu ultra temiz örnekleme aygıtı tasarlanmış ve özellikle trace öğe çalışmaları için geliştirilmiştir. Tüm metalik olmayan malzemelerin titiz seçimi ve akışı ile bir satır içi yordam kullanımı mümkün her türlü metal kirlilik örnekleme sırasında en aza indirir. Bu sistem başarıyla test ve izleme metaller (örneğin, Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) parçacıkları kadar değişen boyutlarda kıyı ve açık okyanus suları üzerinde belirlemek için tweaked. Güney Çin Denizi Güney Doğu Asya zaman serileri (koltuk) istasyonunda sonuçlarından diurnal varyasyonları ve plankton euphotic bölgedeki kayma dağılımını kolayca çözüldü tanınan ve olduğunu gösterir. Tayvan Boğazı yüzeydeki sularda boyutu şeker parçacıkların kimyasal analiz göstermektedir daha büyük partiküller (> 153 µm) daha küçük parçacıklar (10-63 µm) çoğunlukla inorganik madde oluşturuldu ise çoğunlukla biyolojik olarak, elde edilmiştir. Ayrı–dan CD, metaller (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) konsantrasyonları boyutunun artırılması ile azalmıştır.
Introduction
Okyanus parçacıklar deniz biyojeokimyasal döngüleri1‘ de önemli bir rol oynamaktadır. Parçacıkların boyutu, Mineraloji ve kompozisyon, gibi özelliklerin çoğu son derece başka bir2‘ ye bir jeolojik veya hidrografik ayarını değiştirebilirsiniz. Ayrıca, öğeleri okyanusta dağıtımları da Deniz fitoplankton yaşam döngüsü ile ilişkili: büyüme, ölüm, batan ve re-mineralization3,4. Deniz parçacıklar span en az 4 büyüklük Mikronaltı parçacıkları için büyük toplamları arasında değişen boyutunda (> 5 mm). En parçacıkları, viral lizis, reaksiyon, salgı, dışkı Pelet üretimigibi işlemlerden biyolojik olarak türetilir. Diğer parçacıklar hücreleri, hücresel enkaz veya lithogenic malzemeler1fiziksel koagülasyon oluşur. Çeşitli kimyasal ve biyolojik özellikleri parçacıkların jeokimyasal döngüleri ve biyolojik süreçler ve parçacıklar4,5,6içinde meydana gelen kontrol eder. Bu parçacıklar önemli alanlarından plankton veya saprotrophs gibi bazı organizmalar için gıda kaynakları şunlardır. Buna göre parçacıklar kaderi üzerinde ve çevresinde parçacıklar biyolojik işlemler tarafından değiştirilebilir büyüklükleri kez ilgilidir.
Deniz parçacıklar genellikle örnekleme filtrasyon gerektiriyor, ancak bu yaklaşım deniz parçacıklar kompozisyon ve boyut olarak homojen değildir beri parçacıklar, özelliklerinin belirlenmesinde belirli bir belirsizlik tanıttı. Askıya alınan parçacıklar, neredeyse kalıcı olarak süspansiyon, çoğu küçük ve düşük yoğunluklu parçacıkları çoğunlukla oluşan hidrodinamik şartlarına bağlı olarak kısa bir süre için sadece değişen miktarlarda süspansiyon daha büyük ve daha yoğun parçacıkları ile karıştırılır 7. plankton örnekleri izleme metal bileşimi ilk raporlar üzerinde bir araştırma gemisi8plankton römorkörler veya askıya almadan plankton ağlar tarafından toplanmıştır. Yazarlar genellikle metal parçacıklar buldum ve kirlenme kimyasal analiz için deniz parçacık örnekleme sırasında ciddi bir sorun düşündüren örnekleri, fiş boya. Net kauçuk sallar tarafından çekme veya Polivinil klorür (PVC) kullanarak diğer çabaları dahil-vinç3el. Parçacıkların güvenilir örnekleme zorluk ilerleme anlayışımız deniz parçacıklar kimyasal bileşimi, özellikle eser elementler zorlaştırır. Bu nedenle, fitoplankton eser elementler konsantrasyonu hakkında en önemli bilgi kültür çalışmaları9,10‘ dan geldi. Bu tanıma deniz bilim adamları parçacıklar denizin geçen otuz yıl11eğitim için yeni yöntemleri oluşturmak için motive vardır.
Oşinograflar gemi filtrasyon, in situ filtrasyon, dahil olmak üzere çeşitli örnekleme teknikleri kullandık ve tortu11yakalar. Sigara-kirlenmiş örnekleri toplamak için deniz suyu geniş hacimli işlenmesi, özellikle açık okyanus ve derin sularda parçacık konsantrasyonu çok düşük olduğu için zor olabilir (0,001 – 0.1 mg/L). Geniş hacimli parçacıkların izleme metal konsantrasyonları ölçmek için yeterli bir miktarı elde etmek için deniz suyu filtre uygulamak gereklidir. Bazı araştırmacılar parçacıklar–dan batmak askıya alınan parçacıklar ayırmak için boyut-ayırma yöntemi kullandık. Ancak, parçacık boyutu, gözeneklilik, yoğunluk ve şekli hızları batan bütün etkisi parçacık olabilir. Tortu tuzaklar bu parçacıklar batan için tasarlanmış bu yana asılı parçacıklar, toplamak için pratik araçlar değildir. Bu nedenle, yeterli miktarda en az kirlenme ile asılı parçacıkların toplayabilir örnekleme ve tedavi yöntemleri geliştirmek önemlidir. Bu nedenle, kritik bilgi deniz parçacık dinamiği ortaya çıkarabilir bu yana boyutu-ayırma situ filtrasyon sayesinde hala Deniz bilimci’nın örnekleme araç, umut verici bir araç olduğunu. Burada, izleme metal Temizleme başarıyla test edilmiş tarif, politetrafloroetilin (PTFE) üzerinden tek seferde gemide deniz suyu geniş hacimli (120-240 L) tedavi cihazları, örnekleme çok katmanlı yerçekimi filtrasyon kaplı su örnekleme şişelerde bir çok şişe örnekleme dizisi. Bu örnekleme cihaz sentetik naylon asit yıkanmış ağlar sırayla kullanır ve ağları yavaşça boyutu şeker askıya alınan madde ve fitoplankton12,13, toplamak için bir polikarbonat kapsayıcıda içine alınır 14,15 (şekil 1). Bu çalışmanın amacı, metal-parçacık dernekler ve onların tepki dynamics deniz ortamlarda çalışmak için daha iyi bir araç sağlamak ve çok çeşitli planktons, parçacıklar ve izleme metaller bu kaderi bizim anlayış geliştirmek etmektir ortamlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Güvenilir izleme plankton ve askıya alınan parçacıklar doğal sularda, çok düşük konsantrasyonlarda genellikle mevcut olan metal konsantrasyonları alma örnek toplama, işleme, pretreatments ve amacı ile analiz sırasında büyük dikkat gerektirir kirlenme azaltır. Bu nedenle, tasarım ve örnekleme dişli, örnek kapları ve malzemeleri hazırlamak için yordamları toplamak için kullanılan ve işlem örnekleri için izleme metaller deniz ortamlarda yüksek kaliteli veri alma doğru tüm önemli adımlard…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Pi-Fen Lin Hanım, Bay Wei-akciğer Tseng, Pei-Hsuan Lin Hanım ve Dr Jia-Lu Chuan alan örnekleme ve Laboratuar analizi için pratik geliştirme ve “CATNET.” uygulanması sırasında onların yardım için teşekkür ederiz Yardım ekibi ve araştırma geminin okyanus araştırma teknisyeni-ı ve okyanus araştırma-II örnekleme seferleri sırasında büyük takdir etmek. Bu eser kısmen Tayvan Bilim Bakanlığı tarafından desteklenen ve teknoloji 91-2611-M-002-007, 95-2611-M-002-009, 96-2611-M-002-004, 97-3114-M-002-006, 104-2611-M-002-019 verir. Bu el yazması onun büyük özveri ve Tayvan deniz araştırmaları için katkı için Bayan Wen-Huei Lee anısına bulunmakta.
Materials
| thermoplastic elastomer (C-Flex) Tubings | Cole Palmer | EW-06424-67 | O.D. 0.635 cm, Opaque White 1/8"ID x 1/4"OD, 25 ft/pack |
| LDPE Bottle (Nalgene) | ThermoFisher Scientific | 2103-0004 | 125 mL, Nalgene Wide-Mouth LDPE Bottles with Closure |
| anionic protease enzyme detergent detergent (Tergazyme) | Alconox | 1104-1 | 1×4 lb box (1.8 kg) |
| Hydrochloric Acid | Sigma-Aldrich | 258148 | Reagent grade |
| Nitric acid | Sigma-Aldrich | 695025 | Reagent grade |
| alkaline detergnet (Micro) | Cole Palmer | EW-99999-14 | Micro-90 Cleaning Solution |
| polycarbonate filter, 47 mm, 0.4 µm | Sigma-Aldrich | WHA111107 | Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 0.4 μm, polycarbonate |
| polycarbonate filter, 47 mm, 10 µm | Sigma-Aldrich | WHA111115 | Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 10 μm, polycarbonate |
| PFA vessel, 60 ml capacity | Savillex | 300-060-03 | 60 mL Digestion Vessel, Flat Interior, Flat Exterior, Buttress Threaded Top |
| Nitric acid, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Nitric Acid |
| HF, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Hydrofluoric Acid |
| Boric acid, ultrapure | Seastar Chemicals | N/A | BASELINE Hydrobromic Acid |
| polyethylene (PE) gloves | Safty Zone | GDPL-MD-5 | Clear Powder Free Polyethylene Gloves |
| Multiple layer filtering and collecting device | Sino Instrumnets Co. Ltd | not available | Multiple layer filtering and collecting device, CATNET |
| 10 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 10 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| 60 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 60 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| 150 um Nylon filters, Nitex | Dynamic Aqua-Supply Ltd. | NTX 150 | Nitex – Standard Widths (40 – 44 inches) |
| torque wrench | Halfords | 200238 | Halfords Professional Torque Wrench 8-60Nm |
| multi-bottle sampling array, Rosette | General Oceanics | Model 1018 | Rosette Sampler |
| PTFE-coated sampling bottles, GO-Flo | General Oceanics | 108020T | GO-Flo water sampler teflon coated |
| Marine sediment reference materials | National Research Council Canada | MESS-3 | |
| Estuarine sediment standard reference material | National Institute of Standards and Technology | 1646a | |
| Plankton reference material | The European Commission's science and knowledge service | CRM414 |
Referências
- Jeandel, C., et al. What did we learn about ocean particle dynamics in the GEOSECS-JGOFS era. Progr. Oceanogr. 133, 6-16 (2015).
- Lam, P., et al. Methods for analyzing the concentration and speciation of major and trace elements in marine particles. Progr. Oceanogr. 133, 32-42 (2015).
- Collier, R., Edmond, J. The trace element geochemistry of marine biogenic particulate matter. Progr. Oceanogr. 13, 113-199 (1984).
- Donat, J. R., Bruland, K. W., Steinnes, E., Salbu, B. Trace elements in the oceans. Trace Elements in Natural Waters. , 247-280 (1995).
- Wen, L. -. S., Santschi, P., Tang, D. Interaction between radioactively labeled colloids and natural particles: evidence for colloidal pumping. Geochim. Cosmochim. Ac. 61, 2867-2878 (1997).
- Wen, L. -. S., Warnken, K., Santschi, P. The role of organic carbon, iron, and aluminium oxyhydroxides as trace metal carriers: Comparison between the Trinity River and the Trinity River Estuary (Galveston Bay, Texas). Mar. Chem. 112, 20-37 (2008).
- Hurd, D., Spencer, D. Marine particles: analysis and characterization. American Geophysical Union. , (1991).
- Martin, J. H., Knauer, G. A. The elemental composition of plankton. Geochim. Cosmochim. Ac. 37, 1639-1653 (1973).
- Morel, F., Price, N. M. The biogeochemical cycles of trace metals in the oceans. Science. 300, 944-947 (2003).
- Ho, T. -. Y., et al. The elemental composition of some marine phytoplankton. J. Phycol. 39, 1145-1159 (2003).
- McDonnell, A., et al. The oceanographic toolbox for the collection of sinking and suspended marine particles. Prog. Oceanogr. 133, 17-31 (2015).
- Wen, L. -. S., Li, W. -. H., Zhuang, G. -. Z. . Multiple layer filtering and collecting device. , (2005).
- Ho, T. -. Y., Wen, L. -. S., You, C. -. F., Lee, D. -. C. The trace-metal composition of size fractionated plankton in the South China Sea: biotic versus abiotic sources. Limnol. Oceanogr. 52, 1776-1788 (2007).
- Hsu, R., Liu, J. In-situ estimations of the density and porosity of flocs of varying sizes in a submarine canyon. Mar. Geol. 276, 105-109 (2010).
- Liao, W. -. H., Yang, S. -. C., Ho, T. -. Y. Trace metal composition of size-fractionated plankton in the Western Philippine Sea: the impact of anthropogenic aerosol deposition. Limnol Oceanogr. , (2017).
- Grasshoff, K., Kremling, K., Ehrhardt, M. . Methods of seawater analysis. , (2007).
