संयुक्त आकार और घनत्व भिन्नीकरण (CSDF) बनावट (कण आकार) और खनिज (घनत्व) में भिन्न भागों में शारीरिक रूप से अलग मिट्टी के लिए एक विधि है । उद्देश्य के लिए मिट्टी कार्बनिक पदार्थ (सोम) की दिशा में विभिंन गतिविधियों के साथ भिंन अलग है, ताकि बेहतर organo खनिज बातचीत और सोम गतिशीलता को समझने के लिए ।
संयुक्त आकार और घनत्व भिन्नीकरण (CSDF) एक विधि के कण आकार और खनिज में भिन्न भिन्न में शारीरिक रूप से अलग मिट्टी के लिए इस्तेमाल किया है. CSDF अनुक्रमिक घनत्व जुदाई और अवसादन चरणों को अलग करने पर निर्भर करता है (1) मुक्त प्रकाश अंश (जटिल कार्बनिक पदार्थ), (2) occluded प्रकाश अंश (जटिल कार्बनिक मिट्टी समुच्चय में फंस बात) और (3) भारी की एक चर संख्या भागों (मिट्टी खनिज और उनके जुड़े कार्बनिक पदार्थ) संरचना में भिंन । बशर्ते कि CSDF के मापदंडों (फैलाव ऊर्जा, घनत्व कट-नापसंद, अवसादन समय) ठीक से चयनित कर रहे हैं, विधि अपेक्षाकृत सजातीय खनिज संरचना के भारी अंशों पैदावार । इन अंशों में से प्रत्येक के लिए कार्बनिक पदार्थ के प्रति एक अलग जटिल क्षमता है, यह एक उपयोगी विधि को अलग करने और organo-खनिज बातचीत की प्रकृति का अध्ययन प्रतिपादन की उंमीद है । घनत्व और कण आकार जुदाई संयोजन सरल आकार या घनत्व भिन्नीकरण विधियों की तुलना में एक बेहतर संकल्प लाता है, दोनों खनिज और आकार (सतह क्षेत्र से संबंधित) मानदंड के अनुसार भारी घटकों के जुदाई की अनुमति । सभी भौतिक भिन्नीकरण विधियों के लिए मामला है, यह रासायनिक-आधारित निष्कर्षण विधियों से कम विघटनकारी या आक्रामक के रूप में माना जा सकता है । हालांकि, CSDF एक समय लेने वाली विधि और इसके अलावा, कुछ अंशों में प्राप्त सामग्री की मात्रा बाद के विश्लेषण के लिए सीमित किया जा सकता है । CSDF के बाद, अंशों mineralogical संरचना, मिट्टी कार्बनिक कार्बन एकाग्रता और कार्बनिक पदार्थ रसायन विज्ञान के लिए विश्लेषण किया जा सकता है । विधि एक मिट्टी के नमूने के भीतर कार्बनिक कार्बन वितरण के बारे में मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है और अलग, प्राकृतिक रूप से होने वाली खनिज चरणों की sorptive क्षमता के लिए प्रकाश लाता है, इस प्रकार के बारे में यंत्रवत जानकारी प्रदान तरजीह organo की प्रकृति-मिट्टी में खनिज बातचीत (यानी, जो खनिज, कार्बनिक पदार्थ किस प्रकार का) ।
मिट्टी एक जटिल प्रणाली है जो भूवैज्ञानिक और जैविक मूल के तत्वों में शामिल है । उनके अंतर का अध्ययन-संबंध पारिस्थितिकी तंत्र समारोह1की हमारी समझ की एक आधारशिला है । विशेष रूप से, organo खनिज बातचीत के लिए मिट्टी कार्बनिक पदार्थ (सोम) में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए सोचा है गतिशीलता2। Unravelling सोम गतिशीलता वर्तमान में कई कारणों के लिए एक बहुत सक्रिय अनुसंधान क्षेत्र है । उच्च सोम स्टॉक के साथ एक मिट्टी के लिए अच्छा आंतरिक प्रजनन क्षमता दिखा देते है और यह भी एक पर्यावरण की दृष्टि से मूल्यवान कार्बन ज़ब्ती अवसर3,4का गठन हो जाएगा ।
मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ अत्यधिक विषम है, कुछ घटकों के साथ कुछ ही घंटों के भीतर अंतरिक्ष में मोड़ जबकि दूसरों के हजारों वर्षों के लिए जारी रहती है5। इस विविधता के निर्धारकों एक विवादास्पद विषय बने हुए हैं, लेकिन खनिज मैट्रिक्स के साथ सहयोग करने के लिए विशेष रूप से6महत्वपूर्ण,7, विशेष रूप से उपमृदा क्षितिज8के लिए सोचा है । नतीजतन, खनिज चरणों कार्बनिक घटकों के साथ निकट सहयोगी के लिए जाना जाता है बढ़ती ब्याज9,10,11प्राप्त कर रहे हैं ।
मिट्टी में गुणात्मक रूप से खनिजों की एक विस्तृत श्रृंखला और मात्रात्मक sorptive सोम की ओर संभावित बदलती हैं । बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्रों और/या उच्च प्रतिक्रियाशील सतहों के साथ खनिजों के लिए कार्बनिक यौगिकों4,12के लिए एक उच्च sorption क्षमता है दिखाया गया है । मिट्टी में, उच्च गतिविधि phyllosilicates (जैसे, smectites), लौह oxyhydroxides और खराब क्रिस्टलीय aluminosilicates के रूप में माध्यमिक खनिजों सब कुछ कार्बनिक यौगिकों13 के sorptive संरक्षण में काफी संलग्न दिखाया गया है , 14 , 15 , 16 , 17. खनिज में भिंन भिंन में मिट्टी अलग इस प्रकार रिश्तेदार कार्यात्मक सजातीयता के साथ कार्बनिक पदार्थ पूल अलग मदद कर सकता है ।
इस पत्र का उद्देश्य संरचना के अनुसार organo-खनिज परिसरों को अलग-थलग करने के लिए एक पद्धति प्रस्तुत करना है, जो तब उनके गुणों के अध्ययन की सुविधा देता है. विधि अलग संरचना के अंशों के एक अनुक्रम में शारीरिक रूप से अलग थोक मिट्टी के आकार और घनत्व भिन्नता को जोड़ती है । संयुक्त आकार और घनत्व भिन्नीकरण (CSDF) दो प्रभावी शारीरिक आंशिक दृष्टिकोण को एकीकृत करता है (कण आकार जुदाई और घनत्व जुदाई). इन दो तरीकों का संयोजन organo की हमारी समझ के लिए बेहतर संकल्प लाता है-मिट्टी में खनिज संघों ।
वहां कई विभिंन दृष्टिकोण (रासायनिक, भौतिक और/है कि एक थोक मिट्टी नमूना18,19में भिंन निर्दिष्ट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । सरल घनत्व अंश एक शारीरिक जुदाई है जो व्यापक रूप से मिट्टी के वैज्ञानिकों द्वारा प्रयोग किया गया है सोम गतिशीलता अध्ययन (उदाहरण के लिए देखें Grunwald एट अल., २०१७ और संदर्भ उसमें)20। अपने शास्त्रीय रूप में, सरल घनत्व अंश एक दिए गए cutoff से हल्का सामग्री अलग करता है (सामान्यत: १.६ से १.८५ g · cm-3)-भारी सामग्री से प्रकाश अंश (वामो)-हेवी अंश (hF). कभी वामो को मुक्त प्रकाश अंश (एफ़एलएफ) और occluded प्रकाश अंश (oLF)२१में विभक्त कर दिया जाता है.
कई मिट्टी में, सबसे बड़ा सोम पूल hF22में पाया जाता है । सोम hF में आम तौर पर है कि वामो23में से अधिक स्थिर माना जाता है, अभी तक यह एक उच्च रचना और शायद बनाए रखने के लिए दिखाया गया है, कार्यात्मक विविधता18. इस बिंदु को और अधिक सजातीय उपभागों में hF अलग करने की जरूरत है, सोम के अलग biogeochemical गुण (जैसे निवास समय या कार्यशीलता के रूप में) के साथ ताल अलग के दृष्टिकोण के साथ । अनुक्रमिक घनत्व भिन्नीकरण, Sollins एट अल द्वारा वर्णित के रूप में (२००९)24, वास्तव में एक सफल तरीका साबित हो गया है; अभी तक घनत्व के आधार पर पूरी तरह से किया जुदाई अनाज के आकार में भिन्नता से उत्पंन होने वाले मतभेदों को अनदेखी का खतरा चलता है और इस प्रकार विशिष्ट सतह क्षेत्र । उदाहरण के लिए, kaolinite क्वार्ट्ज के रूप में लगभग एक ही घनत्व है, लेकिन इसके आकार मोड (तालिका 1) के आधार पर अलग किया जा सकता है । CSDF अनाज के आकार के विचार भी शामिल है और अंश के समाधान में सुधार ।
सोम भौतिक, रासायनिक या जैव रासायनिक गुणों के आधार पर आंशिक रूप से एक लंबा इतिहास है । भौतिक तरीकों जैसे CSDF मिट्टी के घटकों की भौतिक विशेषताओं पर आधारित होते हैं, जैसे आकार (कणों या समुच्चय का) या घनत्व । रासायनिक तरीकों विशिष्ट यौगिकों या यौगिकों की कक्षाओं के चुनिंदा निकालने, साथ ही रासायनिक ऑक्सीकरण शामिल हैं । जैव रासायनिक तरीकों विभिन्न प्रायोगिक शर्तों के तहत माइक्रोबियल ऑक्सीकरण पर निर्भर करते हैं । रासायनिक और जैव रासायनिक तरीकों विभिंन सिद्धांतों पर आधारित है और विभिंन उद्देश्यों भौतिक तरीकों की तुलना में है लेकिन फिर भी संक्षेप में नीचे की समीक्षा कर रहे हैं ।
क्षारीय निष्कर्षण (उदाहरण के लिए सोडियम हीड्राकसीड के साथ) जल्दी से रासायनिक6मिट्टी के कार्बनिक घटक को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया तरीकों के बीच रैंकों । सोम भिन्नीकरण के लिए और अधिक आधुनिक, रासायनिक तरीकों के उदाहरण शामिल हैं i) ना-pyrophosphate के साथ क्षारीय निकासी सोम खनिजों से बंधे अलग करने के उद्देश्य से; ii) अम्ल hydrolysis (HCl) पुराने, निर्बाध सोम को बढ़ाता है; और iii) मुक्त या labile सोम2पर हमला करने के उद्देश्य से रासायनिक एजेंटों के साथ सोम के चयनात्मक ऑक्सीकरण । हालांकि इन तरीकों के लिए कार्यात्मक अलग कार्बनिक पदार्थ पूल में अंतर्दृष्टि लाभ उपयोगी हो सकता है, वे कई सीमाओं से ग्रस्त हैं । सबसे पहले, निकालने अपूर्ण या अपूर्ण हो सकता है । उदाहरण के लिए, शास्त्रीय alkaline विधि मिट्टी कार्बनिक कार्बन (समाज) के केवल 50-70% अर्क6। दूसरा, आंशिक उत्पादों सीटू में पाया सोम के प्रतिनिधि नहीं हो सकता है और5वर्गीकृत करने के लिए मुश्किल हो सकता है । तीसरा, इन रासायनिक तरीकों केवल organo में सीमित अंतर्दृष्टि-खनिज संपर्क उनमें से कई के बाद से जैविकों और खनिजों के बीच मूल सहयोग की रक्षा नहीं करते हैं ।
जैव रासायनिक निष्कर्षण सहित मशीन प्रयोगों मुख्य रूप से labile और प्रतिक्रियाशील सोम अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है (जैव रासायनिक तरीकों की समीक्षा के लिए Strosser३२ देखें). मशीन प्रयोगों जैव रासायनिक ऑक्सीजन की मांग के एक उपाय के रूप में के बारे में सोचा जा सकता है और सहज ज्ञान युक्त कार्बनिक सब्सट्रेट के निर्धारण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है । हालांकि, क्षेत्र (तापमान, आर्द्रता, शारीरिक अशांति, नई जानकारी के अभाव) से अलग है कि स्थितियों में लंबे समय तक गर्मी के लिए की जरूरत है एक्सट्रपलेशन में सीटू सोम गतिशीलता नाजुक बनाता है ।
रासायनिक या जैव रासायनिक तरीकों जो या तो परिवर्तनकारी या विनाशकारी माना जाता है की तुलना में, शारीरिक अंश तकनीक और अधिक परिरक्षक22 के रूप में माना जा सकता है (घुलनशील कार्बनिक यौगिकों के महत्वपूर्ण अपवाद के साथ, जो प्रक्रिया के दौरान खो जाते हैं) । अपने सबसे अच्छे रूप में, भौतिक मिट्टी के अंशों के रूप में सोचा जा सकता है एक ‘ के रूप में ठोस चरण मिट्टी के घटकों के स्नैपशॉट ‘ क्षेत्र में मौजूद है और इस प्रकार अधिक सीधे सोम गतिशीलता के लिए३३ सीटू मेंसंबंधित सकता है । इसके अलावा, गैर-विनाशकारी तकनीक का अर्थ है कि अंशों को बाद में रासायनिक या जैव रासायनिक तरीकों के अनुसार विश्लेषण या आगे fractionated की एक किस्म का उपयोग कर विशेषता हो सकती है ।
मिट्टी का भौतिक अंश हाल ही में एक विचार नहीं है । शारीरिक जुदाई तकनीक के बारे में वैज्ञानिक साहित्य मध्य 20 वीं सदी के लिए वापस तिथियां । घनत्व अंश के आवेदन के रूप में जल्दी १९६५३४,३५के रूप में सूचित किया गया । इसी अवधि के दौरान और निंनलिखित दशकों में, सोम की गतिशीलता और खनिजों के साथ अपनी बातचीत के बारे में प्रकाशन पहले से ही मिट्टी के वैज्ञानिकों के बीच व्यापक होते जा रहे थे३६,३७,३८,३९ .
जुदाई घनत्व के आधार पर, कुल आकार या कण आकार सबसे आम शारीरिक जुदाई तरीकों वर्तमान में इस्तेमाल कर रहे हैं । शारीरिक जुदाई की मुख्य चुनौतियों में से एक समरूप कार्यात्मक सोम ताल के अलगाव है, के रूप में बारी द्वारा परिभाषित दर, आकार या समारोह के अंय संकेतक । पृथक्करण विधियों या मानदंडों का मेल, के रूप में CSDF में, मिट्टी भागों के लिए कार्यात्मक संकल्प लाने में मदद कर सकते हैं; दरअसल, इन तरीकों को अधिक से अधिक संयोजन में18,४०,४१,४२,४३इस्तेमाल किया जा लगता है । अनुक्रमिक घनत्व जुदाई के संयोजन के द्वारा, अलग कार्बनिक पदार्थ सामग्री और mineralogical संरचना, आकार जुदाई, जो विशिष्ट सतह क्षेत्र के लिए कारण मतभेद के लिए खातों के साथ भिंन उपज में सक्षम, CSDF का वादा रखती है विविधता और organo के समारोह में उपज अंतर्दृष्टि-मिट्टी में खनिज संघों ।
CSDF को शारीरिक रूप से रिश्तेदार mineralogical और textural सजातीयता के अंशों में थोक मिट्टी के नमूनों को fractionate करना है । घनत्व और कण आकार में कटौती नापसंद, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से फैलाव यहां इस्तेमाल ऊर्जा हमारी मिट्टी के प्रकार के आधार पर चुना गया है, लेकिन इन मापदंडों के नमूनों के आधार पर अनुकूलित किया जा सकता है और आंशिक अध्ययन का उद्देश्य । इस उदाहरण में, हम एक फैलाव कदम, दो घनत्व और एक आकार में कटौती नापसंद, थोक मिट्टी की जुदाई में 6 भागों (2 तालिका) में जिसके परिणामस्वरूप का उपयोग करने के लिए चुना है । चित्रा 1 विधि का एक वैचारिक सिंहावलोकन देता है । सामग्री यहां दिया जा रहा है उष्णकटिबंधीय मिट्टी है, लेकिन विधि किसी भी मिट्टी प्रकार के रूप में अच्छी तरह से तलछट के लिए लागू किया जा सकता है । CSDF आम तौर पर आगे विश्लेषण से पहले एक तैयारी कदम के रूप में प्रयोग किया जाता है, भले ही भागों के बीच सामग्री का वितरण में बहुत जानकारीपूर्ण और खुद के हो सकता है । जब मिट्टी के लिए आवेदन किया, CSDF पैदावार भिंन (1) खनिज संरचना (खनिज और बनावट) और (2) सोम एकाग्रता और संरचना में भिंन ।
CSDF प्रयोगों की सफलता विधि के लिए उपयुक्त मापदंडों के चयन पर टिका है, ताकि अपेक्षाकृत सजातीय संरचना के अंशों को पृथक किया जा सके. भिंन पैरामीटर के चयन में मुख्य विचार नीचे चर्चा कर रहे हैं ।
एफ़एलएफ कार्बनिक पदार्थ के लिए जो खनिजों के साथ बातचीत कम है का प्रतिनिधित्व करता है । इस अंश की निकासी नाजुक है, घने समाधान के साथ मिट्टी के मिश्रण के बाद से पहले से ही टूट सकता है कुछ macroaggregates । वहां रहे हैं, तथापि, संकेत है कि कार्बनिक बात macroaggregates में मौजूद है और अधिक एफ़एलएफ stricto कामुक के समान हो सकता है oLF उच्च ऊर्जा sonication18द्वारा जारी की तुलना में । कुछ लेखकों को भी एक कम ऊर्जा sonication के लिए स्वतंत्र और कमजोर खनिज-बातचीत कार्बनिक पदार्थ के पूल अलग कदम का प्रस्ताव किया है, ‘ इंट्रा-कुल कण कार्बनिक पदार्थ ‘, iPOM५४।
occluded कार्बनिक पदार्थ की रिहाई के लिए, विभिंन तकनीकों मिट्टी समुच्चय को बाधित करने के लिए मौजूद हैं । सबसे व्यापक sonication, कांच मोतियों के साथ आंदोलन और रासायनिक dispersants३३,६२,६३का उपयोग कर रहे हैं । क्योंकि उत्पादन ऊर्जा पतले नियंत्रित किया जा सकता है और अधिक या कम समान रूप से नमूना में वितरित करने के लिए माना जाता है Sonication यहां चुना गया था । precluding रासायनिक dispersants का उपयोग करने की आवश्यकता के द्वारा, sonication organo-खनिज परिसरों22,३३के प्रति अपेक्षाकृत परिरक्षक के रूप में माना जा सकता है । फैलाव कदम, तथापि, सबसे नाजुक आपरेशनों में से एक रहता है । एक तरफ, एक कमजोर फैलाव समुच्चय को बरकरार छोड़ देगा और hF समाज का अधिक से अधिक अनुमान लगाने के लिए नेतृत्व कर सकता है; दूसरी ओर, एक अत्यधिक जोरदार फैलाव कदम organo-खनिज परिसरों के आंशिक विनाश के द्वारा अंशों भर में समाज का पुनः वितरण का कारण बन सकता है । कमजोर कार्बनिक-रेत संघों विशेष रूप से इस प्रक्रिया को कमजोर हो सकता है । समुच्चय और सतह sorption के भीतर रोड़ा के बाद से एक सातत्य2के साथ होने वाली प्रक्रियाओं रहे हैं, कोई सही समाधान मौजूद है । इसलिए, sonication के ऊर्जा स्तर को सोच समझकर मिट्टी के गुणों के अनुसार समायोजित करने की जरूरत है । कैसर और Berhe६४ एक बहुत ही उपयोगी समीक्षा है कि एक रणनीति के लिए अल्ट्रासाउंड के कारण जब मिट्टी फैलाने कलाकृतियों को कम करने का प्रस्ताव प्रकाशित किया है ।
रिपोर्ट sonication ऊर्जा ६० से ५,००० J · एमएल-1के लिए सीमा । कई अनुसंधान समूहों ने बताया है कि १०० j · ml-1 macroaggregates को नष्ट करने और प्रभावी रूप से रेतीली मिट्टी को फैलाने के लिए पर्याप्त हो सकता है, जबकि ५०० J · ml-1 बड़े microaggregates को नष्ट कर देगा और प्रतिक्रियाशीलता का उचित फैलाव प्रदान करेगा मिट्टी६३,६५,६६,६७,६८। भौतिक अतिक्रमण योजनाओं में गाद और मिट्टी के आकार के समुच्चय का पूरा फैलाव आवश्यक नहीं हो सकता है, क्योंकि सुरक्षा तंत्र इन आकार पर्वतमाला में sorptive स्थिरीकरण से ही विशिष्ठ बनने की संभावना है । आकार या घनत्व भिन्नीकरण से पहले फैलाव का एक उचित उद्देश्य के लिए मैक्रो बाधित करने के लिए हो सकता है-(> २५० µm) और बड़े माइक्रो-(> ५३ µm) समुच्चय. १०० j · एमएल-1 (रेतीली मिट्टी) की ऊर्जा २०० j · एमएल-1 (दोमट मिट्टी) उपयुक्त विकल्प हो सकता है । २०० J · एमएल-1 की एक ऊर्जा पहले से ही माइक्रोबियल चयापचयों (माना जाता है खनिज-जुड़े)६९, इस प्रकार उच्च sonication ऊर्जा का उपयोग सावधानी के अधीन होना चाहिए के एक हिस्से को निकाल सकते हैं । हालांकि, सीमेंटेड समुच्चय के साथ mineralogically प्रतिक्रियाशील मिट्टी को फैलाने के लिए ५०० J · mL-1 तक की आवश्यकता हो सकती है । यह आवश्यक है कि फैलाव ऊर्जा को प्रत्येक मृदा प्रकार के साथ ही अध्ययन के उद्देश्यों से मिलाने के लिए समायोजित किया जाए. अंत में, यह भी माना जाता है कि पूर्ण अल्ट्रासोनिक फैलाव के बाद याद रखना महत्वपूर्ण है, मिट्टी के आकार microaggregates७०बनाए रखने की संभावना है ।
भौतिक भिन्नीकरण तकनीक के साथ एक कठिनाई मिट्टी में पाया विविधता में रहता है, विशेष रूप से उनके खनिज संरचना में. सघन समाधान का चुनाव ज्ञात या आस्थगित मिट्टी खनिज के आधार पर किया जाना चाहिए, अंतिम लक्ष्य के साथ भिन्न अलग करने के लिए जो सजातीय के रूप में संभव के रूप में कर रहे हैं.
लेख में, इस्तेमाल किया सघन समाधान SPT-pH 3७१,७२था । कम पीएच घुलनशील कार्बनिक यौगिकों के घाटे को कम करता है । हालांकि, घनत्व भिंन सघन समाधान के साथ प्रदर्शन किया जा सकता है । ऐतिहासिक रूप से, कार्बनिक तरल पदार्थ (tetrabromoethane, tetrachloromethane) का इस्तेमाल किया गया है, लेकिन धीरे से अकार्बनिक लवण (सोडियम आयोडाइड, SPT) halogenated हाइड्रोकार्बन और मिट्टी के निहित संदूषण की विषाक्तता की वजह से लाभ पर छोड़ दिया गया ऑर्गेनिक्स. आजकल, SPT पसंदीदा समाधान है क्योंकि इसके घनत्व १.० के बीच समायोजित किया जा सकता है ३.१ g · cm-3, यह पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है और एक कम विषाक्तता है (जब तक)22,५०। मुख्य निर्माताओं SPT ग्रेड कार्बन और नाइट्रोजन संदूषण के स्तर में भिंन की एक श्रृंखला की पेशकश करते हैं । मिट्टी के घनत्व भिन्नीकरण के लिए, शुद्ध ग्रेड की सिफारिश की है, विशेष रूप से अगर अंशों isotopic संरचना के लिए विश्लेषण किया जा करने के लिए कर रहे हैं.
घनत्व १.६ g · cm-3 का एक समाधान शास्त्रीय रूप से खनिज से प्रकाश कार्बनिक-जुड़े भागों अलग करने के लिए इस्तेमाल किया गया है-उदाहरण के लिए देखें Golchin एट अल.21। जबकि कुछ लेखकों का सुझाव दिया है कि 1 जी · cm-3 (जल) का घनत्व प्रकाश अंश७३,७४के अधिकांश निकालने के लिए पर्याप्त हो सकता है, दूसरों को उच्च घनत्व कटौती जैसे १.६२ या १.६५ g · cm-3 के आधार पर प्रस्तावित किया है विचार है कि कुछ कार्बनिक घटक घनत्व अप करने के लिए दिखा सकता है १.६० g · cm-3 ३३,७५,७६। घनत्व १.८५ g · cm-3 के रूप में उच्च के रूप में भी५०कार्यरत किया गया है । जब भारी भागों से प्रकाश अलग करने के लिए एक घनत्व का चयन, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोई सही समाधान मौजूद है । वास्तव में, कम घनत्व भारी अंशों को कुछ ‘ प्रकाश ‘ ऑर्गेनिक्स रोपण जोखिम है, जबकि उच्च घनत्व प्रकाश भागों में कुछ खनिजों सहित जोखिम । यह पिछले प्रभाव का पता लगाया जा सकता है जब प्रकाश अंशों के कार्बन सामग्री देख, एक% से कम 40-45% खनिज संदूषण के कुछ अंश का संकेत% समाज के साथ ।
भारी अंशों के लिए, XRD के रूप में प्रारंभिक विश्लेषण थोक नमूना६० के खनिज में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं और मदद घनत्व कट-एक मिट्टी के मुख्य खनिज घटकों के बीच भेद करने में सक्षम नापसंद को परिभाषित, ध्यान में रखते हुए कि उच्च कार्बनिक लोड एक खनिज का घनत्व अपने सैद्धांतिक मूल्य की तुलना में कम होगा । इसी प्रकार, कण के लिए आकार जुदाई, एक textural विश्लेषण७७,७८ उपयुक्त सीमा निर्धारित मदद कर सकते हैं । कण आकार जुदाई है एक विशेष रूप से आकर्षक इसके अलावा सरल घनत्व विभाजन जब भी अनुक्रमिक घनत्व अंश मुश्किल है । इस उदाहरण के लिए oxyhydroxides और कम गतिविधि clays, जो नमूना फैलाव में परिणाम और भारी तरल पदार्थ में स्पष्ट जुदाई को रोकने की बड़ी मात्रा युक्त मिट्टी के लिए मामला है । एक कण आकार जुदाई कदम भी समान घनत्व लेकिन विभिंन आकारों (जैसे, क्वार्ट्ज और illite) के खनिजों को अलग करने के लिए संकेत दिया है ।
नि: शुल्क कैल्शियम आयनों SPT के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए अघुलनशील सीए metatungstate फार्म होगा । प्रक्रिया इस प्रकार खराब क्रिस्टलीय, pedogenic कार्बोनेट की बड़ी मात्रा में alkaline मिट्टी से युक्त के लिए अनुपयुक्त है । कम-जेट कार्बोनेट की छोटी मात्रा के रूप में लंबे समय के लिए नमूने SPT के साथ संपर्क में नहीं छोड़ रहे है के रूप में अंश के साथ हस्तक्षेप नहीं करते । Ca metatungstate हाला एक से अधिक अंश द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए नेतृत्व करेंगे । यदि LFs सी एकाग्रता के लिए एक मौलिक विश्लेषक पर चला रहे हैं, समस्या की खोज की जाएगी लेकिन अंश समझौता किया जाएगा ।
इन तकनीकी कठिनाइयों के अलावा, CSDF की मौलिक सीमा (या किसी भी भौतिक अतिक्रमण योजना के) तथ्य यह है कि मिट्टी में प्रतिक्रियाशील खनिजों शायद ही कभी असतत अलग के रूप में होने से उपजी है, लेकिन इसके बजाय कोटिंग्स और सीमेंट के रूप में । अत्यधिक sorptive लेकिन बहुत पतली कोटिंग्स पर अंयथा प्रतिक्रियात्मक खनिजों की घटना (जैसे क्वार्ट्ज) organo की एक पक्षपातपूर्ण देखने के लिए नेतृत्व कर सकते है खनिज संघों । सावधानी इस प्रकार की आवश्यकता है जब परिणाम की व्याख्या, विशेष रूप से मिट्टी जिसका जेट खराब क्रिस्टलीय और ऑक्साइड चरणों का प्रभुत्व है । भागों के आगे लक्षण वर्णन ऐसी अस्पष्टता को कम करने में मदद कर सकते हैं । फिर भी, इस तरह के रूप में विस्तृत भौतिक अंशीकरण तरीकों CSDF एक बेजोड़ करने के लिए स्वाभाविक रूप से होने वाली organo-खनिज परिसरों की संरचना में अंतर्दृष्टि हासिल करने की क्षमता है । ऐसी अंतर्दृष्टि के लिए मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का सबसे बड़ा पूल के biogeochemistry की नई समझ उपज की उंमीद है, खनिज-एक जुड़े ।
The authors have nothing to disclose.
इस विधि के विकास के शौकीन d’Investissement (FINV) भूविज्ञान विश्वविद्यालय में लौसने के संकाय के द्वारा समर्थित किया गया था । हम विज्ञान और प्रौद्योगिकी और युगांडा वंयजीव प्राधिकरण के लिए हमें अनुसंधान के नमूनों को इकट्ठा करने की अनुमति देने के लिए युगांडा राष्ट्रीय परिषद स्वीकार करते हैं । लेखक आगे CHN और XRD विश्लेषण के लिए प्रो थियरी Adatte शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । हम शास्त्रीय घनत्व भिन्नीकरण में प्रारंभिक प्रशिक्षण प्रदान करने के लिए प्रो एरिका मरिन-Spiotta के लिए आभारी हैं । हम भी आपूर्ति और उपकरण हासिल करने में उसकी सहायता के लिए प्रयोगशाला प्रबंधक Laetitia Monbaron धंयवाद ।
Fractionation | |||
Sodium polytungstate | Sometu | SPT 0 (low C and N) is recommended. Lower grade polytungstate may contaminate samples. | |
Hydrometers (1-1.5, 1.5-2, 2-2.5, 2.5-3 g.cm-3) | Allafrance | Calibrated at 20 °C, e.g. 3050FG250/20-qp | |
Vortex mixer | Fisher | Fixed speed standard vortex mixer, e.g. 02-215-410 | |
Sonifier | VWR | Qsonica LLC – Q500 system with standard probe 4220 | |
Sonifier stand | VWR | Large clamp stand | |
Sonifier enclosure | VWR | Soundproof cabinet (optional) | |
Swinging-bucket centrifuge | Beckman | Able to achieve speeds of 4000 g or more, fitted with rotor accommodating 50 mL Falcon tubes | |
High-speed centrifuge with fixed angle rotor | Beckman | Able to achieve speeds of 7500 g or more, fitted with rotor accommodating 250 mL bottles | |
50 mL centrifuge Falcon tubes | Corning | e.g. 352070 | |
250 mL centrifuge bottles | Beckman | Polycarbonate bottles (e.g. 352070) are recommended because they are clearer than other plastics. | |
Vaccum filtration units | Semadeni | Polusulfone reusable units, e.g. 3029 | |
Polypropylene hose | Semadeni | To connect the filtration unit to vaccuum source | |
Ultrafiltration disks, 0.45 µm pore size | Millipore | e.g. HAWP04700 | |
Dessicator cabinet | Fisher scientific | 3 shelves, e.g. 305317-0120 | |
Drierite absorbent indicating | Millipore | Blue drierite, e.g. 10276750 | |
Scintillation vials | Fisher scientific | HDPE – separated cap 20mL, e.g. 12341599 | |
150 mL aluminium boats (smooth sides) | Fisher scientific | Any model. | |
Laboratory oven | Fisher scientific | Any model. | |
Recycling SPT column | |||
Cation exchange resin | Sigma-Aldrich | Dowex® Marathon™ C sodium form, strongly acidic, 20-50 mesh | |
Activated charcoal | Sigma-Aldrich | Darco S-51, 4-12 mesh | |
Glass wool | Fisher scientific | Pyrex | |
Filter paper, 2.5 µm pore size | Sigma-Aldrich | Whatman grade 42, e.g. WHA1442150 | |
Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | Reagent grade. | |
Ethanol | Sigma-Aldrich | Reagent grade. | |
Polycarbonate 1000mL graduated cylinder | Semadeni | Any model. | |
Stand and clamp | Sigma-Aldrich | Size L – 2-prong | |
Polypropylene hose | Semadeni | Any model. | |
Polypropylene hose clamp | Semadeni | Any model. | |
Polypropylene funnels | Semadeni | Any model. | |
Polypropylene bottle (1L, 2L) | Semadeni | Any model. | |
Heating plate | Fisher scientific | Any model. |