We thank Dr. Roger Hopper and the Wyoming Department of Agriculture, Analytical Services Lab for the mass spectroscopy analysis of our samples. We would like to express our gratitude to the University of Wyoming, School of Pharmacy for allowing us to video this protocol in their laboratories. We would also like to thank the Theodore O. and Dorothy S. King Endowed Professorship Agreement for their graduate assistantship (SC), the University of Wyoming for the Graduate Assistantship support (JRS), and the Science Posse (NSF GK-12 Project # 084129) for the teaching fellowship (JRS). We would also like to thank Uranium One for allowing us to obtain samples and assisting us with questions. This work was supported by the School of Energy Resources, University of Wyoming.

Todas las muestras se recogieron en el edificio de procesamiento de líquidos de uranio de una instalación de ISR uranio en Wyoming. 1. Producción de purga de agua (PBW) <ol><li> Recoge dos tipos de muestras de agua de una planta de uranio ISR: PBW y ósmosis inversa (RO) de agua. Recoger PBW de un grifo seguimiento al finalizar el proceso de intercambio de iones, pero antes de la descontaminación de ósmosis inversa. Recoger muestras RO después de la PEP se descontamina por el tratamiento de ósmosis inversa. NOTA: Lixiviante se transporta en tuberías de varios campos así a la construcción de procesamiento de líquidos de uranio, donde se recoge en una columna y se preparó para el intercambio de iones. Aproximadamente el 1-3% de la lixiviante después de intercambio iónico se retira del circuito y del agua de purga de producción denominado (PBW). PBW se vuelve a utilizar en los procesos mineros o descontaminar / desmineralizada con la filtración de ósmosis inversa. </li><li> Recoger muestras de agua en polietileno de alta densidad (HDPE) con espacio de cabeza cero de acuerdoa los procedimientos operativos estándar para la recolección y el análisis del Departamento de Calidad Ambiental de Wyoming (WYDEQ) 23 muestra. </li><li> Medir la temperatura y el pH en el lugar y muestras de transporte en hielo para mantenerlos frescos. </li><li> PBW Almacenar a 4 ° C. Mantenga la solución PBW fresco hasta después de medio esencial mínimo (EMEM-10x) del Águila concentrado se añade durante la preparación de los medios de comunicación como se indica en el siguiente protocolo. NOTA: PBW es una solución oxidada que precipitará si se le permite congelar o calentó a temperatura ambiente. Después de la dilución la solución PBW es suficientemente diluida que no va a precipitar cuando se calienta a 37 ° C antes de la aplicación a las células y durante la incubación. </li></ol> 2. Preparación de CuO nanopartículas (CuO-PN) <ol><li> Combinar una solución etanólica puro que contiene 250 ml de 0,2 M CuCl 2 • 2H 2 O, 250 ml de hidróxido de sodio 0,4 M (NaOH), y 5 g de polietilenglicol (PEG) en un matraz de fondo redondo con seis mm bolas de cristal de borosilicato. </li><li> Coloque la solución en un horno de microondas modificado y permitir que reaccione a reflujo a presión atmosférica durante 10 minutos a 20% de potencia (intervalos de 6 segundos en 24 segundos apagado). </li><li> Enfriar la solución a temperatura ambiente (20 ° C), a continuación se decanta en tubos de 50 ml cónicos, dejando las bolas de vidrio. </li><li> Centrifugar la solución en los 50 ml en tubos cónicos de 1.000 xg durante 30 min, se decantó y, a continuación, lavar el CuO-NPs con una secuencia de 300 ml de agua caliente (60-65 ° C), 100 ml de etanol y 100 ml de acetona. </li><li> Seque el CuO-PN a la temperatura ambiente (20 ° C) en los 50 ml tubos cónicos. </li><li> Raspe la CuO-PN de sus tubos en un mortero. Cubra el CuO-PN con papel de aluminio y calentar el CuO-PN a 110 ° C en un horno para eliminar el líquido restante. Combine CuO-PN en un solo lote y pesar el CuO-PN. NOTA: La preparación de CuO-NPs y tratamiento CuO-NP de PBW se llevaron a cabo en agua Qualdad Laboratorio de Ciencias del Ecosistema y Gestión de la Universidad de Wyoming. CuO-NP síntesis siguió el procedimiento de Martinson y Reddy (2009) 11. </li></ol> 3. Tratamiento de PBW con CuO-PN <ol><li> Añadir 50 mg (1 mg / ml) de CuO-NP a un tubo cónico de 50 ml seguido por 50 ml de PBW. Sellar el tubo y se hizo reaccionar durante 30 minutos en la cima de agitación banco a 250 rpm. </li><li> Tubos de muestra se centrifuga a 250 xg durante 30 min y luego filtrar el sobrenadante utilizando un filtro de jeringa de 0,45 micras. Alterar la velocidad centrífuga y el tiempo puede depender de la nanopartícula para asegurar la CuO-NPs convertirse compacto en el tubo de centrífuga. </li></ol> 4. Análisis Elemental <ol><li> Preparar sin tratar (control) y las muestras tratadas PBW-CuO-NP para el análisis elemental de la siguiente manera. </li><li> Acidificar alícuotas (40 ml) de NP-tratada y no tratada CuO PBW con ácido nítrico de grado de trazas de metales a un pH de 2,0. Analizar alícuotas PBW acidificadas de cationes por coupl inductivamenteed plasma-espectroscopía de masas (ICP-MS) como se describe en Reddy y Roth (2012) 13. </li><li> Preparar alícuotas no acidificado (20 ml) de NP-tratada y no tratada CuO PBW y analizar las alícuotas no acidificado para aniones por cromatografía iónica (IC) como se describe en Reddy y Roth (2012) 13. NOTA: Las alícuotas fueron analizados por el Departamento de Servicios Analíticos Agricultura Wyoming, Laramie WY 82070. Una descripción del procedimiento IC y ICPMS se puede encontrar en Reddy y Roth, (2012) 13. </li></ol> 5. Preparación de Cultivo Celular Medios Usando PBW <ol><li> Utilice dos de control (EMEM-1x y RO + medios de comunicación) y ocho soluciones de medios de prueba PBW (cuatro concentraciones cada uno de PBW sin tratar y tratada con medios CuO-NP) en los estudios de viabilidad. Panorama de las soluciones son como sigue: <ol><li> Para el control de EMEM-1x, la compra mínima de comunicación esencial de Eagle (EMEM-1x) con L-glutamina y bicarbonato de sodio ya agregaron. Añadir suero fetal bovino (FBS) Y antibióticos según las instrucciones del fabricante. NOTA: EMEM-1X se compra diluido a la concentración apropiada para el crecimiento celular y que contiene L-glutamina y bicarbonato de sodio. EMEM-1x requiere la adición de suero fetal bovino (FBS) y una mezcla de antibióticos de la penicilina y estreptomicina (50 UI / ml de penicilina y 50 mg / ml de estreptomicina). EMEM-1X se utiliza como un medio de control, ya que es el medio de crecimiento recomendado por el fabricante para ambos tipos celulares utilizadas en este estudio. Concentrado EMEM-10x se diluye con agua RO de la instalación o no tratada o tratada-CuO-NP PBW para producir las soluciones de ensayo. Concentrado EMEM-10x cuando se compran no contiene L-glutamina o bicarbonato de sodio por lo que estos se añaden además del suero fetal bovino (FBS) y una mezcla de antibióticos de la penicilina y estreptomicina. </li><li> Para la solución de control RO utilizar agua RO recogidos de la instalación ISR. Utilice el mismo protocolo que los medios de prueba PBW único sustituto 100% RO water de la instalación de ISR en lugar de PBW. Para diluir el agua no tratada y el uso solución tratada-CuO-NP RO o ultrapura del laboratorio. </li><li> Diluir sin tratar PBW en cuatro concentraciones de ensayo antes de la mezcla con los componentes de medios de cultivo celular. Preparar las cuatro concentraciones diferentes de soluciones de PBW no tratados mediante la mezcla de PBW no tratada con RO (de laboratorio) en las siguientes combinaciones: 100% (PBW puro + no hay agua RO), 75% (187,5 ml de PBW + 62,5 ml de agua RO), 50% (125 ml de PBW + 125 ml de agua RO) o 25% (62,5 ml de PBW + 187,5 ml de agua RO). </li><li> Diluir CuO-NP-tratada PBW en cuatro concentraciones de ensayo antes de la mezcla con los componentes de medios de cultivo celular. Preparar las cuatro concentraciones diferentes de soluciones de PBW tratados con CuO-NP mezclando PBW (pre-tratados con 1 mg / ml CuO-NP para 30 min) con RO (de laboratorio) en las siguientes combinaciones: 100% (puro CuO- PBW tratada-NP + no hay agua RO), 75% (187,5 ml de tratado-CuO-NP PBW + 62,5 ml de agua RO), 50% (125ml de CuO-NP-tratada PBW + 125 ml de agua RO) o 25% (62,5 ml de PBW tratado con CuO-NP + 187,5 ml de agua RO). </li></ol></li><li> Preparar 250 ml de RO + medios de comunicación, PBW sin tratar + medios de comunicación y concentración PBW + medios de comunicación tratado con CuO-NP mediante la adición de 25 ml de concentrado EMEM-10x a 190 ml de la RO 100% y el 100%, 75%, 50% o 25% de las concentraciones PBW no tratados o tratados con CuO-NP prefabricados creados en el paso 6.1.3 y 6.1.4. </li><li> Ajuste el pH de cada solución a 7,4 con NaOH o HCl. </li><li> Suplemento cada concentración de no tratada y tratada-CuO-NP PBW así como RO + medios de comunicación con los siguientes componentes estándar: 25 ml (10%) de suero bovino fetal (FBS), 2,5 ml de L-glutamina, 0,55 g de NaHCO3 y 1,25 ml Pen / Strep (50 IU / ml de penicilina y 50 mg / ml de estreptomicina). </li><li> Ajuste la osmolalidad de cada concentración de PBW + medios de comunicación no se trata, PBW + medios de comunicación y los medios de comunicación RO + CuO-NP tratada a 290-310 mOsm / kg mediante la adición de agua de ósmosis inversa y medida utilizando un osmómetro. </li><li> Filtra cada solución utilizandouna unidad de 0,22 micras de vacío filtro, y se almacena a 4 ° C. NOTA: Debido a las ligeras variaciones en la cantidad de agua de ósmosis inversa se utiliza para ajustar la osmolalidad, variar las concentraciones de medios de comunicación finales dentro de un rango de 5%, con concentraciones de medios de comunicación en el 56%, 44% PBW sin tratar +, 29% y 16,5% y CuO-NP concentraciones PBW + medios de comunicación tratado en 53%, 45%, 30% y 17%. </li></ol> 6. Viabilidad celular NOTA: Dado que los riñones y el hígado son órganos diana de la toxicidad de metales pesados, emplean células cultivadas de riñón embrionario humano (HEK293) (HEK) y el carcinoma hepatocelular humano (HepG2) células (HEP) Métodos de ensayo 24-26. <ol><li> Preparar un cultivo de células HEK y HEP 2-3 días antes de placas las placas de 96 pocillos usados ​​en el experimento según las instrucciones del fabricante. </li><li> Medir la viabilidad celular usando el 3- [4,-2-il-5 dimetiltiazol] -2, bromuro de 5-difeniltetrazolio (MTT) ensayo. NOTA: El protocolo de ensayo MTT se modificó a partir Meerloo et al. (2011) 27. <ol><li> Obtener MTT en forma de polvo. Añadir salina tamponada con fosfato (PBS) para hacer una concentración madre de 50 mg / ml. Agitar la solución durante 2 horas y luego se filtra con un filtro de jeringa de 0,45 micras y alícuota en tubos de 1,5 ml seguras congelador. Proteja los tubos de luz y se almacena a 4 ° C. </li></ol></li><li> Retire las células HEK y HEP de sus placas de cultivo utilizando tripsina, centrifugar a 1000 xg durante 5 min y decantar la tripsina. Añadir 5 ml de PBS y mezclar las células para obtener una solución de una sola célula. A continuación, aplique 20 l de la solución de una sola célula a un hemocitómetro para obtener un recuento de células por mililitro de solución. Centrifugar las células de nuevo a 1.000 xg durante 5 min y decantar el PBS utilizado para lavar las células. Añadir la cantidad apropiada de EMEM-1x para ajustar la concentración de las células a 500 células / 100 l (100 l / pocillo). </li><li> Llenar los pocillos perímetro de la placa con 200 l de PBS para el control de evaporación. </li><li> Seed celulars a una densidad de 500 células / pocillo añadiendo 100 l a cada pocillo, a excepción de los pozos perimetrales (que no se siembran con células). NOTA: densidad de siembra de células HEK y HEP se basa en las curvas de crecimiento experimentales que permiten que el pico de crecimiento que se produzca alrededor de los días 4-5. Preparar las curvas de crecimiento de todas las líneas celulares para estimar la densidad de siembra. </li><li> Se incuban las células durante 24 horas a 37 ° C lo que les permite recuperar (forma adherencias ajustados a la placa) antes de realizar lecturas MTT línea de base de la densidad celular. </li><li> Realizar lecturas MTT basales de la densidad celular mediante la eliminación de los medios de comunicación de la siembra de la primera columna (no incluyendo el perímetro) y la adición de 100 l de MTT (5 mg / ml en medios de comunicación) a los pocillos durante 1 hr. </li><li> Después de una hora, retirar el MTT y añadir 100 l de sulfóxido de dimetilo (DMSO) para disolver el formazano MTT-producida por las células viables (20 min). </li><li> Leer la densidad óptica (DO) de la primera columna a una longitud de onda de absorción de 570 nm para obtener una baselectura de línea. <ol><li> Utilice lecturas de línea de base para asegurar que todas las placas se sembraron correctamente y que las células están creciendo constantemente entre las placas. Retire el DMSO de la columna que se prueban antes de incubar durante las próximas 24 horas. NOTA: Si DMSO se deja en la placa durante la noche que tira de la humedad de la columna adyacente, causando una reducción en el volumen de los medios. </li></ol></li><li> Calentar las soluciones de ensayo (es decir, el EMEM-1x, RO, PBW no tratada y soluciones de medios PBW tratados con CuO-NP) a 37 ° C en un baño de agua. </li><li> Eliminar los medios de comunicación de siembra del resto de la placa (no incluyendo el perímetro o la primera columna que se utilizó para la lectura basal) y se reemplazó con 100 l de EMEM-1x, + medios de comunicación, medios de comunicación PBW sin tratar + RO concentraciones o CuO-NP las concentraciones de medios de comunicación PBW tratado con + (una solución por placa). Se incuban las células en sus concentraciones de ensayo o soluciones de control para un total de siete días (Días 2-8). NOTA: Hay 10 placas totales: 1 EMEM-1x, 1 RO + medios de comunicación, 1 de cada tratado concentración PBW + medios de comunicación (56%, 44%, 29% y 16,5%) y un plato de cada concentración PBW + medios tratado con CuO-NP (53%, 45% , 30% y 17%) por experimento por línea celular. </li><li> Cada día después de la lectura MTT línea de base, extraiga las soluciones de control y de prueba (que figuran en la nota debajo de 6,11) de la columna siguiente de su respectiva placa (por ejemplo, el día 2 los medios de prueba y control se retiran de la fila 3, pozos BG; Día 3: Fila 4, los pozos de BG etc.) y repetir el protocolo de MTT como se describe en los pasos 6.7 a 6.9 anteriores. </li><li> Repita el protocolo cada día durante siete días. Media de los resultados de DO para cada fila (6 pozos) y reportado contra el tiempo para generar una curva de crecimiento de siete días. </li><li> Para evaluar el efecto de quelación de cobre sobre la viabilidad celular en PBW CuO-NP-tratada + medios de comunicación siguen el mismo procedimiento que el anterior, excepto añadir 100 mM de D-penicilamina para controlar y soluciones de ensayo antes de la adición de las soluciones a sus respectivas placas. Realizar anal datosanalysis usando software de gráficos científica. </li></ol> 7. Modelado Geoquímica <ol><li> Descargue la versión de Visual MINTEQ 3.0 / 3.1 un programa gratuito de la siguiente página web <a href="http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/">http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/</a> . NOTA: Visual MINTEQ es un modelo de equilibrio químico freeware para el cálculo de la especiación del metal, los equilibrios de solubilidad, absorción, etc., para las aguas naturales. Además, se utiliza para predecir la especiación de iones, las actividades de iones, complejos de iones y los índices de saturación que se compara con la concentración de elementos antes y después del tratamiento (resultados de la espectroscopia de masas) para examinar los posibles mecanismos de elemento de eliminación 28. </li><li> Abra el programa y la entrada de los datos de espectroscopia de masas desde el paso 4, incluyendo pH, alcalinidad y las concentraciones de los diferentes elementos, en el programa. NOTA: Dado que el agua subterránea se oxida durante en urani situum proceso de extracción, utilizar especies oxidadas de arsénico, vanadio, y el uranio para la entrada. </li></ol> 8. Concentración inhibitoria 50 (IC 50) <ol><li> Calcular la IC 50 para las concentraciones PBW + medios no tratados y tratados con CuO-NP por primera promedio de la viabilidad (promedios de DO) en el día 5 de tres ensayos separados. </li><li> Restar día cinco promedios de viabilidad de los medios de comunicación PBW + concentraciones no tratados y tratados con CuO-NP de cinco días promedios de viabilidad de EMEM-1x para calcular diferencias de viabilidad. Luego divida las diferencias de viabilidad de la viabilidad media en el Día 5 en EMEM, y se multiplica por 100 para obtener el porcentaje de inhibición. </li><li> Restar el porcentaje de inhibición a partir de 100 (viabilidad EMEM-1x) para obtener el porcentaje de viabilidad para cada concentración de PBW + medios no tratados y tratados con CuO-NP. </li><li> De entrada en software científico de gráficos mediante el establecimiento de EMEM-1X a una concentración de uno y un porcentaje de viabilidad de 100; transformar todas las concentraciones en logescala (X = Log (X)) y realizar la regresión no lineal con menos análisis en forma cuadrada. </li></ol> Análisis de datos 9. <ol><li> Comparar las concentraciones de elementos en no tratados y tratados con NP-CuO PBW con una, a la par, prueba t de Student de dos colas. </li><li> Calcular las áreas bajo la curva (AUC) mediante el uso de los datos de la curva de crecimiento recogidas durante siete días y analizar la varianza con medidas repetidas de análisis de la varianza (ANOVA), seguido por la comparación de Tukey post hoc entre todos los grupos (n = 3). </li><li> Calcule el IC 50 mediante el uso de los datos desde el primer día cinco de la curva de crecimiento tanto para PBW sin tratar y tratada con CuO-NP + soluciones de medios (descrito anteriormente). Los valores de p &lt;0,05 se consideró significativo. NOTA: Para los fines del análisis estadístico, los valores de espectroscopia de masas de la mitad del límite de detección fue asignado a los iones de los niveles de concentraciones por debajo de ese límite 29. </li></ol>

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Physiology. 99 (4), 105-110 (2005).</li><li>Zheng, X., Watts, G., Vaught, S., Gandolfi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-level+arsenite+induced+gene+expression+in+HEK293+cells.">Low-level arsenite induced gene expression in HEK293 cells.</a> Toxicology. 187 (1), 39-48 (2003).</li><li>Li, Z., Piao, F., Liu, S., Wang, Y., Qu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subchronic+exposure+to+arsenic+trioxide-induced+oxidative+DNA+damage+in+kidney+tissue+of+mice.">Subchronic exposure to arsenic trioxide-induced oxidative DNA damage in kidney tissue of mice.</a> Experimental and Toxicologic Pathology. 62 (5), 543-547 (2010).</li><li>Farombi, E., Akintunde, J., Nzute, N., Adedara, I., Arojojoye, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Municipal+landfill+leachate+induces+hepatotoxicity+and+oxidative+stress+in+rats.">Municipal landfill leachate induces hepatotoxicity and oxidative stress in rats.</a> Toxicology and Industrial Health. 28 (6), 532-541 (2011).</li><li>Das, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+exposure+through+drinking+water+increases+the+risk+of+liver+and+cardiovascular+diseases+in+the+population+of+West+Bengal.">Arsenic exposure through drinking water increases the risk of liver and cardiovascular diseases in the population of West Bengal.</a> India. BMC public health. 12 (1), 639-648 (2012).</li><li>Valko, M., Morris, H., Cronin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metals,+toxicity+and+oxidative+stress.">Metals, toxicity and oxidative stress.</a> Current Medicinal Chemistry. 12 (10), 1161-1208 (2005).</li><li>Horie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Adsorption+of+Ultrafine+Metal+Oxide+and+Its+Influence+on+Cytotoxicity+toward+Cultured+Cells.">Protein Adsorption of Ultrafine Metal Oxide and Its Influence on Cytotoxicity toward Cultured Cells.</a> Chemical Research in Toxicology. 22 (3), 543-553 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Estudios previos reportaron que CuO-PN retira el arsénico del agua subterránea 11,13,30,31. Este estudio apoya estos hallazgos anteriores y también informa que CuO-PN eliminar contaminantes adicionales de PBW. Este estudio también confirma informes anteriores que CuO-PN son eficaces en la eliminación de arsénico, a pesar de la presencia de otros contaminantes y posibles iones que compiten 11. Modelado de especiación predijo que el 97% de las especies de vanadio en PBW se carga negativamente,...

Aproximadamente el 20% del suministro eléctrico de Estados Unidos es proporcionada por la energía nuclear y, basado en parte en los incentivos nacionales para aumentar la independencia energética, los Estados Unidos se espera la capacidad nuclear para aumentar 1. El crecimiento mundial de la energía nuclear también se espera que continúe, con gran parte del crecimiento que ocurre fuera de los EE.UU. 2. A partir de 2013, se importó el 83% de uranio de Estados Unidos, pero existen 952.544 toneladas métricas de reservas en los EE.UU. 3,4. En 2013 hubo 7 nuevas aplicaciones de las instalaciones y aplicaciones 14 reinicio / dilatación entre Wyoming, Nuevo México y Nebraska 5. En los EE.UU., el uranio se extrae predominantemente a través de la recuperación in situ (ISR) procesa 6. ISR causa menos interrupciones tierra y evita la creación de montones de relaves que pueden liberar contaminantes ambientales 7. ISR utiliza soluciones oxidantes a base de agua para lixiviar el uranio desde el cuerpo de mineral de bajo tierra, después de lo cual el uranio se extrae de la lixiviados a travésun proceso de intercambio de iones 8. Para mantener un balance hídrico negativo en el cuerpo de mineral, una parte de los lixiviados, llamado producción sangrar agua (PBW), está purgado. Una parte de la PEP se descontamina mediante ósmosis inversa (RO) y re-introducido en el proceso de minería, pero PBW también podría tener usos industriales o agrícolas beneficiosas, si los contaminantes tóxicos pueden reducirse a niveles aceptables determinadas por los organismos reguladores estatales para la superficie y subterránea 9. Actualmente, la mayoría de las instalaciones de uranio ISR utilizan RO para eliminar los contaminantes de PBW. Sin embargo, el procesamiento RO consume mucha energía y produce salmuera residuos tóxicos, que requiere la eliminación regulada. Existen muchos métodos de descontaminación de agua, incluyendo adsorbentes, membranas, y el intercambio de iones. De éstos, la adsorción es el más comúnmente utilizado, y los acontecimientos recientes en la síntesis de nanopartículas ha mejorado las capacidades de descontaminación del agua basada en procesos adsorbente 10. Oxi cúpricode nanopartículas (CuO-PN) no habían sido estudiados ampliamente en uranio ISR PBW, pero en estudios recientes de eliminación de contaminantes de las aguas subterráneas, CuO-PN se encontró que tienen propiedades únicas, entre ellas que no requiere etapas de tratamiento de aguas antes o después ( por ejemplo, el ajuste de pH o potencial redox) y un buen rendimiento en diferentes composiciones de agua (por ejemplo, en diferentes pHs, concentraciones de sal, o iones que compiten) 11. Además, CuO-NPs son fácilmente regenerados por lixiviación con hidróxido de sodio (NaOH), después de lo cual la regenerado CuO-NPs puede ser reutilizado. Detalles de CuO-NP metales traza capacidades de filtrado de aguas naturales han sido publicados anteriormente 11-14. Aunque útiles para el tratamiento de agua, las nanopartículas de óxido de metal pueden ser tóxicos para los organismos vivos, pero la extensión de la toxicidad depende, en parte, en las características de nanopartículas y componentes 10,15,16. Por lo tanto, es importante para estudiar simulttoxicidades aneous eliminación y nanopartículas de contaminantes antes de aplicaciones de campo. El presente estudio determinó la capacidad de CuO-PN para eliminar los contaminantes prioritarios PBW (incluyendo arsénico, selenio, vanadio y uranio), y se evaluó el efecto del tratamiento CuO-NP en PBW citotoxicidad. PBW se recogió de una instalación de uranio ISR activo y utilizado para determinar la eficacia del tratamiento CuO-NP en la eliminación de contaminantes de prioridad. PBW citotoxicidad antes y después del tratamiento CuO-NP también se evaluó. PBW es un geológica compleja mezcla (industrial / ambiental) y tanto el Instituto Nacional de Salud Ambiental y Ciencia (NIEHS) y la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) están poniendo énfasis en el estudio de la toxicidad de mezclas de relevancia ambiental, incluidas las mezclas tal como existen en la naturaleza o industriales configuración, así como la promoción en pruebas in vitro para dar prioridad a los productos químicos para pruebas posteriores in vivo17-19. Los estudios de las exposiciones, la mezcla de baja dosis crónicas son un reto debido a la exposición crónica a una mezcla de baja dosis no produce efectos evidentes, al menos no en el corto período de tiempo de la mayoría de los estudios de laboratorio. Del mismo modo, la mayoría en estudios in vitro de mezclas químicas exponga las células a una mezcla de laboratorio hechas definido de 2 o más metales 20,21. Estos estudios proporcionan información de referencia, pero mezclas simplificados no se replican las complejas interacciones sinérgicas y antagónicas que pueden ocurrir en una muestra ambiental natal, donde están presentes la gama completa de componentes de la mezcla. Los objetivos de este estudio fueron examinar los procesos de eliminación de contaminantes alternativos para PBW y para evaluar el efecto del tratamiento (CuO-NP) en PBW citotoxicidad usando células humanas cultivadas. Los resultados podrían beneficiar a la industria del uranio mediante el desarrollo de métodos más eficientes o amigables con el ambiente para la eliminación de contaminantes. Este estudio proporcionala primera evidencia de que la reducción de contaminantes prioritarios en PBW por CuO-PN reduce la citotoxicidad en células de mamíferos 22.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="892">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:243px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:315px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CuCl2</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">203149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Borosilicate glass balls</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td>26396-639</td>
			<td>6 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nitric Acid</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td>A509-P500</td>
			<td>Trace metal grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.45 mm syringe filter</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">SLHA 033S S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">10X EMEM</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BW12-684F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td>30-2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">L-glutamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BP379-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">30-2300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.22 mm vacuum filter unit</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">09-740-28C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEK293</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">CRL-1573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPG2</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">HB-8065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trypsin</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">SV3003101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MTT</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M2128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">D-penicillamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">ICN15180680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">96-well plates</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">07-200-92</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DMSO</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">D12814</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spectra Max 190</td>
			<td style="width:243px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Visual MINTEQ version 3.0</td>
			<td style="width:243px;">KTH Royal Institute of Technology</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ICP-MS&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">IC DIONEX DX 500</td>
			<td style="width:243px;">Dionex</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VWR Incubator</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

removal of trace elements by cupric oxide nanoparticles from uranium in situ recovery bleed water and its effect on cell viability

En la recuperación in situ (ISR) es el método predominante de extracción de uranio en los Estados Unidos. Durante ISR, el uranio es lixiviado a partir de un cuerpo de mineral y se extrae a través del intercambio de iones. La producción resultante de purga de agua (PBW) contiene contaminantes como el arsénico y otros metales pesados. Las muestras de PBW de una instalación de uranio ISR activa fueron tratados con nanopartículas de óxido cúprico (CuO-PN). Tratamiento CuO-NP de PBW reducida contaminantes prioritarios, incluyendo arsénico, selenio, uranio y vanadio. Ensayo no tratada y CuO-NP tratada PBW fue utilizado como el componente líquido de los medios de crecimiento celular y los cambios en la viabilidad se determinaron por el MTT (3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio) en el riñón embrionario humano (HEK 293) y células de carcinoma hepatocelular humano (Hep G2). Tratamiento CuO-NP se asoció con una mejor HEK y la viabilidad celular HEP. Las limitaciones de este método incluyen la dilución de la PBW por componentes de medios de crecimiento y durante osmollidad de ajuste, así como el ajuste de pH necesario. Este método está limitado en su contexto más amplio debido a los efectos de dilución y los cambios en el pH de la PBW que es tradicionalmente ligeramente ácido sin embargo; este método podría tener un uso más amplio de evaluar el tratamiento CuO-NP en aguas más neutrales.

Concentraciones de los componentes PBW y pH en no tratado y tratado-CuO-NP PBW se reportan en la Tabla 1. Martinson y Reddy (2009), informaron que el punto de carga cero de la CuO-NP se estima en 9,4 ± 0,4. Dado que el pH de PBW era 07/02 a 07/04, en estas condiciones, el agua dona protones a CuO-NPs, haciendo que la superficie de las nanopartículas que se cargará positivamente lo que permite la adsorción de especies cargadas negativamente. Tratamiento de CuO-NP retirados contaminantes prioritarios ...

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Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

La eliminación de oligoelementos por cúprico Óxido nanopartículas de uranio<em&gt; In Situ</em&gt; Recuperación de purga de agua y su efecto sobre la viabilidad celular

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

removal-trace-elements-cupric-oxide-nanoparticles-from-uranium-situ

Research

JoVE Journal

Environment

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

9.7K vistas.  University of New Mexico. Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

Video: Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout (Salvelinus namaycush) from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is described herein. During a 135-day laboratory experiment, we fed bloater (Coregonus hoyi) that had been caught in Lake Michigan to lake trout (Salvelinus namaycush) kept in eight laboratory tanks. Bloater is a natural prey for lake trout. In four of the tanks, a relatively high flow rate was used to ensure relatively high activity by the lake trout, whereas a low flow rate was used in the other four tanks, allowing for low lake trout activity. On a tank-by-tank basis, the amount of food eaten by the lake trout on each day of the experiment was recorded. Each lake trout was weighed at the start and end of the experiment. Four to nine lake trout from each of the eight tanks were sacrificed at the start of the experiment, and all 10 lake trout remaining in each of the tanks were euthanized at the end of the experiment. We determined concentrations of 75 PCB congeners in the lake trout at the start of the experiment, in the lake trout at the end of the experiment, and in bloaters fed to the lake trout during the experiment. Based on these measurements, &#947; was calculated for each of 75 PCB congeners in each of the eight tanks. Mean &#947; was calculated for each of the 75 PCB congeners for both active and inactive lake trout. Because the experiment was replicated in eight tanks, the standard error about mean &#947; could be estimated. Results from this type of experiment are useful in risk assessment models to predict future risk to humans and wildlife eating contaminated fish under various scenarios of environmental contamination.

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout Salvelinus namaycush from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is presented. To maximize applicability of the laboratory results to the field, the piscivorous fish should be fed prey fish that are typically eaten in the field.

Estimación Laboratorio de red trófica eficiencias de transferencia de los congéneres de PCB a la trucha de lago (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) Desde Su Presa

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from ...

Investigación

Medio ambiente

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

Laboratorio-determinado Fósforo Flujo de sedimentos lacustres como medida de fósforo Interna Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.

EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.

Método EPA 1615. La medición de enterovirus y norovirus Ocurrencia en agua por cultura y RT-qPCR. I. Colección de ejemplos de virus

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a standardized method for use in multiple analytical laboratories during monitoring period 3 of the Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Herein we present the protocol for extraction of viral ribonucleic acid (RNA) from water sample concentrates and for quantitatively measuring enterovirus and norovirus concentrations using reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Virus concentrations for the molecular assay are calculated in terms of genomic copies of viral RNA per liter based upon a standard curve. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. The method has been evaluated by examining virus recovery from ground and reagent grade waters seeded with poliovirus type 3 and murine norovirus as a surrogate for human noroviruses. Mean poliovirus recoveries were 20% in groundwaters and 44% in reagent grade water. Mean murine norovirus recoveries with the RT-qPCR assay were 30% in groundwaters and 4% in reagent grade water.

Here we present a procedure to quantify enterovirus and norovirus in environmental and drinking waters using reverse transcription-quantitative PCR. Mean virus recovery from groundwater with this standardized procedure from EPA Method 1615 was 20% for poliovirus and 30% for murine norovirus.

Método EPA 1615. La medición de enterovirus y norovirus Ocurrencia en agua por cultura y RT-qPCR. Parte III. Detección de virus por RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

A CO<sub&gt; 2</sub&gt; Fondo gradiente de concentración para las pruebas de CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enriquecimiento y suelo Efectos sobre la Función de los Ecosistemas del Prado

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to inorganic arsenic through diet, information about distribution of arsenic species in various food types must be generated. A method, previously validated in a collaborative trial, has been applied to determine inorganic arsenic in a wide variety of food matrices, covering grains, mushrooms and food of marine origin (31 samples in total). The method is based on detection by flow injection-hydride generation-atomic absorption spectrometry of the iAs selectively extracted into chloroform after digestion of the proteins with concentrated HCl. The method is characterized by a limit of quantification of 10 &#181;g/kg dry weight, which allowed quantification of inorganic arsenic in a large amount of food matrices. Information is provided about performance scores given to results obtained with this method and which were reported by different laboratories in several proficiency tests. The percentage of satisfactory results obtained with the discussed method is higher than that of the results obtained with other analytical approaches.

The usefulness of an analytical method to determine inorganic arsenic in a wide range of food matrices is demonstrated. The method consists of selective extraction of inorganic arsenic into chloroform with a final determination by hydride generation-atomic absorption spectrometry.

Determinación de arsénico inorgánico en una amplia gama de alimentos Matrices mediante generación de hidruros - espectrometría de absorción atómica.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as redox potential (Eh) and pH, but also to microbial activities that can play a direct or indirect role on speciation and/or mobility. Indeed, some bacteria can directly oxidize As(III) to As(V) or reduce As(V) to As(III). Likewise, bacteria are strongly involved in Hg cycling, either through its methylation, forming the neurotoxin monomethyl mercury, or through its reduction to elemental Hg&#176;. The fates of both As and Hg are also strongly linked to soil or aquifer composition; indeed, As and Hg can bind to organic compounds or (oxy)hydroxides, which will influence their mobility. In turn, bacterial activities such as iron (oxy)hydroxide reduction or organic matter mineralization can indirectly influence As and Hg sequestration. The presence of sulfate/sulfide can also strongly impact these particular elements through the formation of complexes such as thio-arsenates with As or metacinnabar with Hg.
Consequently, many important questions have been raised on the fate and speciation of As and Hg in the environment and how to limit their toxicity. However, due to their reactivity towards aquifer components, it is difficult to clearly dissociate the biogeochemical processes that occur and their different impacts on the fate of these TE.
To do so, we developed an original, experimental, column setup that mimics an aquifer with As- or Hg-iron-oxide rich areas versus iron depleted areas, enabling a better understanding of TE biogeochemistry in anoxic conditions. The following protocol gives step by step instructions for the column set-up either for As or Hg, as well as an example with As under iron and sulfate reducing conditions.

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of arsenic and mercury in aquifers are closely related to physio-chemical conditions and microbial activity. Here, we present an original experimental column setup that mimics an aquifer and enables a better understanding of trace element biogeochemistry in anoxic conditions. Two examples are presented, combining geochemical and microbiological approaches.

Configuración de columna experimental para el estudio de anaerobias biogeoquímicas interacciones entre bacterias, elementos traza e hidróxidos del hierro (Oxy)

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

Evaluación de metano y óxido nitroso flujos de arrozal mediante estática cerrado cámaras de mantenimiento de plantas en espacios vacíos

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol for performing in situ juvenile exposure tests within oligotrophic river catchments over one-month and three-month periods. Two methods (in both modifications) are presented to evaluate the juvenile growth and survival rate. The methods and modifications differ in value for the locality bioindication and each has its benefits as well as limitations. The sandy cage method works with a large set of individuals, but only some of the individuals are measured and the results are evaluated in bulk. In the mesh cage method, the individuals are kept and measured separately, but a low individual number is evaluated. The open water exposure modification is relatively easy to apply; it shows the juvenile growth potential of sites and can also be effective for water toxicity testing. The within-bed exposure modification needs a high workload but is closer to the conditions of a natural juvenile environment and it is better for reporting the real suitability of localities. On the other hand, more replications are needed in this modification due to its high-hyporheic environment variability.

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

In situ bioindications enable determination of the suitability of an environment for endangered mussel species. We describe two methods based on the juvenile exposure of freshwater pearl mussels in cages to oligotrophic river habitats. Both methods are implemented in variants for open water and hyporheic water environments.

Bioindicación para el examen de idoneidad del entorno de corriente joven agua dulce mejillones utilizando métodos de exposición In Situ de la perla

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

Evaluación de las capacidades de eliminación de materia particulada de árbol hojas

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...