The authors thank Drs. Bobby J. Presley, Robert Tayloy, Paul Boothe, Mr. Bryan Brattin, and Mr. Mike Metcalf for their assistance during the laborious field sampling and lab work for the practical development and application of "clean techniques".

1. הכנת דגם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דַגָם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכלול של סמפלר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר פרופילן אתילן 4 מ fluorinated ארוך (FEP) צינורות (ID 0.635 ס&quot;מ, OD 0.95 ס&quot;מ או דומה) לצינור השאיבה סיליקון 1.5 מ &#39;עמיד כימי (ס&quot;מ 0.635 OD). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס Y-מחבר פוליפרופילן לתוך צינור השאיבה, ולחבר צינור שאיבה 50 סנטימטרים עד לשקע אחד, ומסנן כמוסה 0.45 מיקרומטר (על ידי צינור שאיבה של 20 סנטימטרים) ועד קצו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב את tubings בתוך חדר נקי (ספסל) אחרי שהם מנקים (ראה להלן), ולאחסן את המכלול בשתי שכבות של שקיות פוליאתילן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי סמפלר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מילוי (על ידי הצמדת צינור שאיבה 1.5-מ &#39;על משאבה peristaltic) סט צינורות עם פתרון אבקת מעבדה יש ​​להשרות למשך 24 שעות. שטוף את הצינורות משובצים מי דה מיונן, ואז למלא אותו עם 10% (v / v) HCl (כיתה מגיבה) ומשרים למשך 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביסודיות לשטוף בצינור משובץ דה מיונן wאטר מספר פעמים, ולאחסן את המכלול בשקיות פלסטיק. נקו את Y-מחברים וצינורות שאיבה קצר על ידי השריית אותם HNO 3 50% (v / v) פתרון (מגיב כיתה) למשך 24 שעות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסנני קפסולת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקו את המסננים הקפסולה על ידי שטיפה אותם קודם עם מים מיוננים דה, אז 10% (v / v) פתרון HCl עבור צעד השריה של 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ההשריה חומצה, לשטוף את המסננים במים דה מיונן ולהוסיף 1 מ&quot;ל של 21% (משקל) NH ​​4 OH (תת-מבושל) פתרון לתוך כל מסנן לנטרל את החומצה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותם מסנן הפרט עם לולאה של 30 ס&quot;מ צינור ניקה- שאיבה חיבור הכניסה והיציאה, ולאחסן בשקיות עם רוכסן פוליאתילן. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכולות לדוגמא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש פוליאתילן (PE, 1,000 מ&quot;ל) ו FEP (500 מ&quot;ל ו 1,000 מ&quot;ל) בקבוקים למכולות לקביעת מתכת עקבות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הבקבוקים ידי טבילתם הראשונה דטרגנט (1%), ולאחר מכן ב 50% (V / V) HNO 3(מגיב כיתה) ו -10% (v / v) HCl (מגיב כיתה) פתרונות עבור 24, 48 ו -24 שעות, בהתאמה, ולשטוף את הבקבוקים עם מים מיוננים דה בין שני שלבי השרייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ההשריה HCl הסופי, לשטוף את הבקבוקים היטב במים דה מיונן (DIW) ומייבשים את בקבוקי (עם כובע חתום) בחדר נקי או בכיתה-100 ספסל נקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקבוקי ניקה חותם בשקיות עם רוכסן פוליאתילן פעמיים שקית אותם בשקיות פוליאתילן לתחבורה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקבוקי זכוכית נקיים עבור פחמן אורגני מומס (DOC) קביעה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרים בקבוקי זכוכית בורוסיליקט ענבר (40 מ&quot;ל), לניתוח של פחמן אורגני מומס (DOC), ב 10% HCl למשך 48 שעות. לשטוף בקבוקי זכוכית לנקות עם מי דה-מייננת, להתלקחות אותם ב 480 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות לפני השימוש. חותם את בקבוקי בנפרד בשקיות פוליאתילן רוכסן לתחבורה. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. דגימה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איסוף דגימת מים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> UPOn הגעה למתחם הדגימה, סימן מדגם זיהוי מספר על השקית החיצונית, ולשמור את הבקבוקים בשקיות המקוריות שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בבנק הנהר או על סירה, יש אדם אחד לפתוח את השקית עם סמפלר לצרף את צינורות FEP 4-מ מוט פוליפרופילן 3-מ &#39;(ניקו). להאריך את המוט עד מהבנק ככל האפשר ולשמור על מפרצון של צינורות FEP כ 30 ס&quot;מ מתחת לפני השטח של מים זורמים בנהר לפני המשאבה מופעלת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש אדם אחר לצרף את צינור השאיבה אל ראש המשאבה של משאבת peristaltic (משאבת דגימה עם סוללות פנימיות). הפעל את משאבת ניקוז המים (צד במורד הזרם) לפחות 3 פעמים מנפח סמפלר הכולל. לבש כפפות אבקה ללא ולפתוח את התיק של בקבוקים, פקקים להתחיל למלא את הבקבוקים המדגמים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, אם אדם אחר זמין, יש בגוף השלישי להיות אחראי על פתיחת התיקים הפנימיים וכובעים מדגמים, וחזקה של צינור הדגימה המנקז את המדגם לתוך bottle. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף מדגם לא מסונן בבקבוק פלסטיק 125 מ&quot;ל למדידות של מוליכות, טמפרטורה ו- pH בתחום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף דגימות ללא סינון (500 מ&quot;ל או 1,000 מ&quot;ל לאיסוף מדגם חלקיקים) הראשון (דרך שקע ללא מסנן) ולאחר מכן לסגור את שקע עם מהדק פלסטיק לכפות מים לעבור את הסינון הקפסולה לאיסוף דגימת מים מסוננים (1 -L לקביעת מתכת עקבות מומסות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף דגימות מסוננים (דרך שקע עם מסנן) בבקבוקי זכוכית ענבר 40 מ&quot;ל למדידות DOC ו EDTA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף דגימות מים בקצב זרימה של 500 מ&quot;ל / דקה המשוער 1,000 מ&quot;ל / דקה. חלף מסנני הקפסולה כאשר הלחץ מתחיל להצטבר (בהתאם למפרט &#39;המסננים). עבור כל סוג המדגם, לאסוף דגימות נוספות, כמו גם כדורי סרק שדה, במקומות נבחרים לשמש aliquots בקרת איכות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את בקבוקי זכוכית 40 מ&quot;ל על קרח יבש אחסנתיn ארגז קרח, ובקבוקי פוליאתילן בארונות קרח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אוסף של חומר חלקיקי מרחף (SPM) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף SPM על 0.4 מיקרומטר פוליקרבונט (PC) מסנני ממברנות (חומצה שטף טרום שקל) על ידי סינון ואקום, תוך שימוש במשפך סינון פלסטיק כלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקפיא מסנני קרום יבשים במעבדה להניב ריכוזי SPM ולספק דוגמאות חלקיקים לקביעת מתכת עקבות חלקיקים. </li></ol></li></ol> 3. Pretreatment לדוגמא (מומס עקבות מתכות) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקביעת מתכת עקבות מומסת, תוספת מבושלת תת מרוכז 2 מיליליטר HNO ​​3 (לכל 1-L מדגם) לתוך בקבוקים מדגמים. העברת מומס עקבות דגימות מתכת (acidified) לתוך בקבוקי FEP. לחלופין, דגימות ניתן לאסוף ישירות לתוך בקבוקי FEP. UV-מקרינים את דגימות בקבוקי FEP למשך 24 שעות (8 מנורות UV 15 וואט). </li></ol> 4. Preconcentration וטיפולים עבור ניתוח עקבות מתכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li&gt; Preconcentration שרף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 2 גרם של שרף קטיוני לתוך כוס פלסטיק (קיבולת 10-30 מ&quot;ל) קטן ולהוסיף כמות קטנה של 2 פתרון N HNO 3 לתוך הכוס. יוצקים את שרף לתוך עמוד כרומטוגרפיה קיבולת של 10 מ&quot;ל. נקו את שרף על ידי שטיפה את העמודה עם 5 מ&quot;ל 2 N HNO 3 (תת-מבושל) פעמיים, ולשטוף עם מים טוהר גבוהה (HPW) 3 פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 מ&quot;ל של 1 M NH 4 OH (תת-מבושל) לתוך הטור להמיר את שרף NH 4 + -form. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרון חיץ (אמוניום אצטט 1 M) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 57 מ&quot;ל של חומצה אצטית קרחונית (תת-מבושל) ב כ 800 מ&quot;ל של HPW. הוסף ~ 60 מ&quot;ל של אמוניום הידרוקסיד (21%, תת-מבושל) ומערבבים עם חומצה אצטית. התאם את ה- pH הסופי 5.5 ואת נפח סופי 1,000 מ&quot;ל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך Preconcentration (מומס עקבות מתכות) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את ה- pH של דגימות acidified, מוקרן-UV ל -5.5 ± 0.3 על ידי הוספת 30 מ&quot;ל של 1 M אמוניום acetאכלו פתרון חיץ וכמה (~ 2.8 מ&quot;ל) NH ​​4 OH (תת-מבושל) לתוך הדגימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הבקבוק מדגם ~ 30 ס&quot;מ מעל הטור ארוז עם שרף חילוף קטיוני (סעיף 4.1) ולחבר את הבקבוק מדגם ועמודה preconcentration ידי צינור FEP ~ 60 ס&quot;מ וכובע כרומטוגרפיה ומחבר (Luer נקבה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על קצב הזרימה ב 3-5 מ&quot;ל / min באמצעות ברזלים 2-way, מחובר שמעל לעמודה. אפשר הדגימות לעבור דרך עמודות preconcentration. לאחר הדגימות עברו את הטור, לנתק את הצינורות וכובעים מהטורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פנקו את עמודות עם 2 x HPW 5 מ&quot;ל ו -4 בגודל 5 מ&quot;ל של 1 M אמוניום אצטט (pH 5.5), ו -2 בגודל 5 מ&quot;ל של HPW להפריד קטיונים הגדולות ממתכות אחרות עקבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים בקבוק PE 30 מ&quot;ל שטוף חומצה רק מתחת לעמודת ולשטוף את העמודה עם 7 x 1 מ&quot;ל 2 N HNO 3 (תת-מבושל) לתוך בקבוק PE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את עוצמת הקול של 2 N HNO 3 השפכים (~ 8.0 מ&quot;ל) על ידי השגת משקלnd הסגולי של הקולחים 3 2 N HNO. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיכול של חומר חלקיקי מרחף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקפיא מסנני PC יבשים עם דגימות SPM ולשקול אותם לאחר הייבוש. מקום דגימות SPM, עם מסננים, לאלקלים perfluoroalkoxy טרום שקל (PFA) כלי (קיבולת 60 מ&quot;ל), ולהוסיף 3 מ&quot;ל של מרוכז HNO 3 לתוך כלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדק את הכלי על מומנט קבוע של 2.5 קילו-מ &#39;, ו מאוכל בתנור רגיל ב 130 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות. לאחר הקירור, פתח את הכלי ולהוסיף 2 מיליליטר של HF לתוך הכלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדק את הכלי על מומנט קבוע של 2.5 קילו-מ &#39;, ו מאוכל בתנור רגיל ב 130 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות. לאחר הקירור, פתח את הכלי ולהוסיף 16 מיליליטר של תמיסת חומצה בורה 4.5% לתוך הכלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדק את הכלי על מומנט קבוע של 2.5 קילו-מ &#39;, ולעכל בתנור רגיל ב 130 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות. לשקול כל כלי ולקבוע סגולי של כל פתרון לעכללהניב נפח לעכל סופי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב גורם לדילול לכל לעכל מן הנפח והמשקל הסופי של SPM על מסנן (סופי לעכל נפח מחולק לפי משקל מדגם על מסנן). </li></ol></li></ol> ניתוח מדגם 5. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקבות מתכות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע עקבות מתכות (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, ו Zn) ריכוזים במדגם מומס מראש מרוכז פתרון מן חלקיקים באמצעות ספקטרומטריית אטומית הקליטה להבה, ספקטרומטריית אטומית הקליטה תנור גרפיט, ו / או מצמידים אינדוקטיבי פלזמה ספקטרומטר מסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע ריכוזי יונים גדולים וכמה עקבות מתכות, ב-דגימות תת נמשכות לפני preconcentration ומעכל של חומר חלקיקי מרחף, על ידי ספקטרומטריית פליטה פלזמה-אטומית מצמידה אינדוקטיבי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרמטרים עזר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע מדגם טמפרטורה, pH, מליחות ומוליכות בתחום, באמצעות מכשירים ניידים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע מומס אופחמן ganic (DOC) ריכוזי על ידי Analyzer פחמן אורגני כללי, המבוסס על חמצון רטוב עם זיהוי פחמן דו חמצני על ידי ספקטרומטריית אינפרא אדום 21. קביעת ריכוז EDTA הכולל על ידי כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים (עם גלאי SPD-M10AV Diodearray) בעקבות לנהלים שנקבעו 22,23. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Taylor, H. E., Shiller, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mississippi+River+Methods+Comparison+Study:+Implications+for+water+quality+monitoring+of+dissolved+trace+elements.">Mississippi River Methods Comparison Study: Implications for water quality monitoring of dissolved trace elements.</a> Environmental Science and Technology. 29, 1313-1317 (1995).</li><li>Windom, H. L., Byrd, J. T., Smith, R. G., Huan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inadequacy+of+NASQAN+data+for+assessing+metal+trends+in+the+nation's+rivers.">Inadequacy of NASQAN data for assessing metal trends in the nation's rivers.</a> Environmental Science and Technology. 25 (6), 1137-1142 (1991).</li><li>Mason, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trace Metals in Aquatic Systems. , (2013).</li><li>Wen, L. -. S., Santschi, P., Gill, G., Paternostro, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estuarine+trace+metal+distributions+in+Galveston+Bay:+importance+of+colloidal+forms+in+the+speciation+of+the+dissolved+phase.">Estuarine trace metal distributions in Galveston Bay: importance of colloidal forms in the speciation of the dissolved phase.</a> Marine Chemistry. 63, 185-212 (1999).</li><li>Wen, L. -. S., Stordal, M. C., Tang, D., Gill, G. A., Santschi, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultraclean+cross-flow+ultrafiltration+technique+for+the+study+of+trace+metal+phase+speciation+in+seawater.">An ultraclean cross-flow ultrafiltration technique for the study of trace metal phase speciation in seawater.</a> Marine Chemistry. 55, 129-152 (1996).</li><li>Benoit, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clean+technique+measurement+of+Pb,+Ag,+and+Cd+in+freshwater:+A+redefinition+of+metal+pollution.">Clean technique measurement of Pb, Ag, and Cd in freshwater: A redefinition of metal pollution.</a> Environmental Science and Technology. 28, 1987-1991 (1994).</li><li>Benoit, G., Hunter, K. S., Rozan, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sources+of+trace+metal+contamination+artifacts+during+collection,+handling,+and+analysis+of+freshwater.">Sources of trace metal contamination artifacts during collection, handling, and analysis of freshwater.</a> Analytical Chemistry. 69 (6), 1006-1011 (1997).</li><li>Jiann, K. -. T., Presley, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preservation+and+determination+of+trace+metal+partitioning+in+river+water+by+a+two-column+ion+exchange+method.">Preservation and determination of trace metal partitioning in river water by a two-column ion exchange method.</a> Analytical Chemistry. 74 (18), 4716-4724 (2002).</li><li>Fardy, J. J., Alfassi, Z. B., Wai, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Preconcentration Techniques for Trace Elements. , 181-210 (1992).</li><li>Pai, S. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-concentration+efficiency+of+Chelex-100+resin+for+heavy+metals+in+seawater.+Part+2.+Distribution+of+heavy+metals+on+a+Chelex-100+column+and+optimization+of+the+column+efficiency+by+a+plate+simulation+method.">Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 2. Distribution of heavy metals on a Chelex-100 column and optimization of the column efficiency by a plate simulation method.</a> Analytica Chimica Acta. 211, 271-280 (1988).</li><li>Pai, S. -. C., Fang, T. -. H., Chen, C. -. T. A., Jeng, K. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low+contamination+Chelex-100+technique+for+shipboard+pre-concentration+of+heavy+metals+in+seawater.">A low contamination Chelex-100 technique for shipboard pre-concentration of heavy metals in seawater.</a> Marine Chemistry. 29, 295-306 (1990).</li><li>Pai, S. -. C., Whung, P. -. Y., Lai, R. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-concentration+efficiency+of+Chelex-100+resin+for+heavy+metals+in+seawater.+Part+1.+Effects+of+pH+and+salts+on+the+distribution+ratios+of+heavy+metals.">Pre-concentration efficiency of Chelex-100 resin for heavy metals in seawater. Part 1. Effects of pH and salts on the distribution ratios of heavy metals.</a> Analytica Chimica Acta. 211, 257-270 (1988).</li><li>Salbu, B., Oughton, D. H., Salbu, B., Steinnes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trace Elements in Natural Waters. , 41-69 (1995).</li><li>. U.S. Environmental Protection Agency. Method 1669. Sampling ambient water for trace metals at EPA Water Quality criteria levels Available from: <a target="_blank" href="https://www3.epa.gov/caddis/pdf/Metals_Sampling_EPA_method_1669.pdf">https://www3.epa.gov/caddis/pdf/Metals_Sampling_EPA_method_1669.pdf</a> (1996)</li><li>Horowitz, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Problems+associated+with+using+filtration+to+define+dissolved+trace+metal+concentrations+in+natural+water+samples.">Problems associated with using filtration to define dissolved trace metal concentrations in natural water samples.</a> Environmental Science and Technology. 30, 954-963 (1996).</li><li>Cortecci, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geochemistry+of+trace+elements+in+surface+waters+of+the+Arno+River+Basin,+northern+Tuscany,+Italy.">Geochemistry of trace elements in surface waters of the Arno River Basin, northern Tuscany, Italy.</a> Applied Geochemistry. 24 (5), 1005-1022 (2009).</li><li>Markich, S. J., Brown, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+importance+of+natural+and+anthropogenic+influences+on+the+fresh+surface+water+chemistry+of+the+Hawkesbury-Nepean+River,+south-eastern+Australia.">Relative importance of natural and anthropogenic influences on the fresh surface water chemistry of the Hawkesbury-Nepean River, south-eastern Australia.</a> The Science of the Total Environment. 217, 201-230 (1998).</li><li>Shafer, M. M., Overdier, J. T., Hurley, J. P., Armstrong, D., Webb, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+dissolved+organic+carbon,+suspended+particles,+and+hydrology+on+the+concentration,+partitioning+and+variability+of+trace+metals+in+two+contrasting+Wisconsin+watersheds+(U.S.A.).">The influence of dissolved organic carbon, suspended particles, and hydrology on the concentration, partitioning and variability of trace metals in two contrasting Wisconsin watersheds (U.S.A.).</a> Chemical Geology. 136, 71-97 (1997).</li><li>Warren, L. A., Haack, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biogeochemical+controls+on+metal+behaviour+in+freshwater+environments.">Biogeochemical controls on metal behaviour in freshwater environments.</a> Earth-Science Reviews. 54, 261-320 (2001).</li><li>Jiann, K. -. T., Santschi, P. H., Presley, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+geochemical+parameters+(pH,+DOC,+SPM,+EDTA+Concentrations)+and+trace+metal+(Cd,+Co,+Cu,+Fe,+Mn,+Ni,+Pb,+Zn)+concentrations+in+river+waters+of+Texas+(USA).">Relationships between geochemical parameters (pH, DOC, SPM, EDTA Concentrations) and trace metal (Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) concentrations in river waters of Texas (USA).</a> Aquatic Geochemistry. 19 (2), 173-193 (2013).</li><li>Peltzer, E. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+methods+for+the+measurement+of+dissolved+organic+carbon+in+natural+waters.">A comparison of methods for the measurement of dissolved organic carbon in natural waters.</a> Marine Chemistry. 54, 85-96 (1996).</li><li>Nowack, B., Kari, F., Hilger, S. U., Sigg, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+dissolved+and+adsorbed+EDTA+species+in+water+and+sediments+by+HPLC.">Determination of dissolved and adsorbed EDTA species in water and sediments by HPLC.</a> Analytical Chemistry. 68 (3), 561-566 (1996).</li><li>Bergers, P. J. M., de Groot, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+analysis+of+EDTA+in+water+by+HPLC.">The analysis of EDTA in water by HPLC.</a> Water Research. 28 (3), 639-642 (1994).</li></ol>

The authors have no conflict of interests to disclose.

קבלת נתוני מתכת עקבות אמינות מים טבעיים דורשת זהירות רבה כפי שהודגש במהלך איסוף דגימה, עיבוד, pretreatments, וניתוח שמטרתם להפחית את הזיהום. עקבות ריכוז מתכות מים הטבעיים שהושגו באמצעות &quot;טכניקות נקיות&quot; בשני העשורים האחרונים נמצאו שריכוזם יכול להיות סדר הגודל נמוך ממה ...

זה הוכר כי בדרך כלל כמה תוצאות מתכת עקבות שהתקבלו עבור מים טבעיים עשויות להיות לא מדויקות בשל ממצאים הנובעים טכניקות לקויות מיושמות במהלך איסוף דגימה, טיפולי 1,2 ונחישות. הריכוזים הנכונים (בתת-ננומטר טווח ננומטר במי משטח 3) של עקבות מתכות מומסות הם עכשיו עד שני סדרי גודל נמוך מזה של מדדי מחירים שפורסמו בעבר. המצב הדומה נמצא בכימיה הימית שבם ריכוזי מתכות קורט המומסים קבלו במים אושיאניק ירדו ב סדר הגודל מעל 40 השנים האחרונות בערך כמו דגימת שיפור שיטות אנליטיות הוכנסו. נעשו מאמצים כדי לשפר את איכות נתונים עם ההתפתחויות של &quot;טכניקות נקיות&quot; שמטרתו הצמצום או החיסול של זיהום עקבות מתכת לאורך כל שלבי ניתוח מתכת עקבות 4-8. לקביעת ריכוזי מתכות קורט ב הסביבה<html> רמות, preconcentration נדרש לעיתים קרובות. יון-חילופי טכניקות 8-12 יושמו כלל עבור preconcentration יעיל. זיהום יכול לנבוע קירות מכולות, ניקוי של המכולות, סמפלר, טיפול מדגם ואחסון, מדגם שימור וניתוח 7,13. כל המחקרים בשיטות נקיות שנערכו ולאחרונה עולים כי ריכוזי עקבות מתכת מים הטבעיים הם בדרך כלל הרבה מתחת לתחום הגילוי של שיטות שיגרתיות 7. מאז הכרת נתוני מתכת עקבות חשודות בתחילת 1990, שיטות נקיות שולבו ארה&quot;ב EPA (סוכנות להגנת סביבה) הנחיות לקביעת מתכת עקבות 14 ו הגיאולוגי האמריקנית אמצה שיטות נקיות לניטור איכות מים שלהם פרויקטי 15. שיטות נקיות ללימודי מתכת זכר צריכות להיות מועסקות בכל הפרויקטים על מנת ליצור בסיס נתונים המשרד ומדויק. Class = &quot;jove_content&quot;&gt; באופן עקרוני, דגימות מים המשמשות לקביעת מתכת עקבות יש לאסוף עם הילוכי דגימה מתאימים של חומר והרכב בפרט, מאוחסן ומטופלים כראוי באמצעות מכולות ומכשירים מתאימים, לפני שתמשיך ניתוח אינסטרומנטלי. מאז חומר חלקיקי מושעה (SPM) יכול לעבור שינויים במהלך תקופת האחסון מדגם ולשנות בהרכב המים כאמור, הפרדה מהירה של SPM ממדגמים מים היא מנהג נפוץ ללימודי מתכת עקבות בסביבות מימיים. לקביעת ריכוזי מתכות קורט מומסים במים טבעיים, הסינון הכרחי ב-קו טכניקות סינון מתאימות ויעילות. הפצה והתנהגות של עקבות מתכות בסביבות מימיות כגון מים עיליים ומי תהום יכולות להיות מושפעות טבעי (למשל, בליה) ו אנתרופוגניים (למשל, שפכי שפכים) גורמים, כמו גם תנאים סביבתיים אחרים, כגון מחדשגיאולוגית gional, מורפולוגיה, שימושי קרקע וצמחייה, והאקלים 16-19. אז זה יכול לגרום להבדלים בפרמטרים physicochemical כגון ריכוזי חומר חלקיקי מרחף (SPM), פחמן אורגני מומס (DOC), הליגנדים אנתרופוגניים (למשל, חומצה ethylenediaminetetraacetic, EDTA), מלח, פוטנציאל חיזור pH 17-20. לכן, מחקרי מתכת עקבות מדויקים ורלוונטיים דורשים איסוף מתאים של דגימות לבדיקת מתכת עקבות וכן על קביעת מקדמים ופרמטרים נלווים.

<table><tbody><tr><td>Nitric Acid</td><td>Seastar Chemicals</td><td></td><td>Baseline grade</td></tr><tr><td>Ammonium hydroxide</td><td>Seastar Chemicals</td><td></td><td>Baseline grade</td></tr><tr><td>Acetic Acid</td><td>Seastar Chemicals</td><td></td><td>Baseline grade</td></tr><tr><td>Nitric Acid</td><td>J. T. Baker</td><td>9601-05</td><td>Reagent grade</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid</td><td>J. T. Baker</td><td>9530-33</td><td>Reagent grade</td></tr><tr><td>Chromatographic columns</td><td>Bio-Rad</td><td>7311550&amp;nbsp;</td><td>Poly-Prep</td></tr><tr><td>Column stack caps</td><td>Bio-Rad</td><td>7311555</td><td></td></tr><tr><td>Cap connectors (female Luers)</td><td>Bio-Rad</td><td>7318223</td><td></td></tr><tr><td>2-way stopcocks</td><td>Bio-Rad</td><td>7328102</td><td></td></tr><tr><td>Cation exchange resin</td><td>Bio-Rad</td><td>1422832&amp;nbsp;</td><td>Chelex-100</td></tr><tr><td>Portable sampler (sampling pump)</td><td>Cole Palmer</td><td>EW-07571-00</td><td></td></tr><tr><td>FEP tube</td><td>Cole Palmer</td><td>EW-06450-07</td><td>6.4 mm I.D., 9.5 mm O.D.</td></tr><tr><td>Pumping tube</td><td>Cole Palmer</td><td>EW-06424-24</td><td>6.4 mm I.D. C-Flex</td></tr><tr><td>Capsule filter (0.4 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>WP4HY410F0</td><td>polypropylene casing</td></tr><tr><td>1 L low density polyethylene bottle</td><td>NALGE NUNC INTERNATIONAL</td><td>312088-0032</td><td></td></tr><tr><td>1 L (or 500 ml) FEP bottle</td><td>NALGE NUNC INTERNATIONAL</td><td>381600-0032</td><td></td></tr></tbody></table>

clean sampling and analysis of river and estuarine waters for trace metal studies

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination control. Developments of some techniques aiming to reduce trace metal contamination in the last couple of decades have resulted in concentrations reported now being orders of magnitude lower than those in the past. These low concentrations often necessitate preconcentration of water samples prior to instrumental analysis of samples. Since contamination can appear in all phases of trace metal analyses, including sample collection (and during preparation of sampling containers), storage and handling, pretreatments, and instrumental analysis, specific care needs to be taken in order to reduce contamination levels at all steps. The effort to develop and utilize "clean techniques" in trace metal studies allows scientists to investigate trace metal distributions and chemical and biological behavior in greater details. This advancement also provides the required accuracy and precision of trace metal data allowing for environmental conditions to be related to trace metal concentrations in aquatic environments.
This protocol that is presented here details needed materials for sample preparation, sample collection, sample pretreatment including preconcentration, and instrumental analysis. By reducing contamination throughout all phases mentioned above for trace metal analysis, much lower detection limits and thus accuracy can be achieved. The effectiveness of "clean techniques" is further demonstrated using low field blanks and good recoveries for standard reference material. The data quality that can be obtained thus enables the assessment of trace metal distributions and their relationships to environmental parameters.

עם הפיתוח והשימוש של &quot;טכניקות נקיות&quot;, הוא עכשיו גם הכיר בכך על מנת לקבל ריכוזי מתכות קורט מדויקים במי סביבה, preconcentration של עקבות מתכות בדגימות מים הוא מנהג נפוץ. בעוד שרוב מדדי איכות מים עבור עקבות מתכות מים הטבעיים הם בטווח מיקרוגרם / ליטר הנמוך, מ...

Watch this Scientific Journal Video about Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies at JoVE.com

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Special care using "clean techniques" is required to properly collect and process water samples for trace metal studies in aquatic environments. A protocol for sampling, processing, and analytical procedures with the aim of obtaining reliable environmental monitoring data and results with high sensitivity for detailed trace metal studies is presented.

נקי דיגום ואנליזה של נהר ושפכי הנהרות ווטרס ללימודי מתכת עקבות

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

clean-sampling-analysis-river-estuarine-waters-for-trace-metal

Research

JoVE Journal

Environment

11.3K Views.  National Sun Yat-sen University. Special care using "clean techniques" is required to properly collect and process water samples for trace metal studies in aquatic environments. A protocol for sampling, processing, and analytical procedures with the aim of obtaining reliable environmental monitoring data and results with high sensitivity for detailed trace metal studies is presented.

Video: Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages include high potential yield, use of non-arable land and integration with waste streams. The nutrient requirements of a large-scale microalgae production system will require the coupling of cultivation systems with industrial waste resources, such as carbon dioxide from flue gas and nutrients from wastewater. Inorganic contaminants present in these wastes can potentially lead to bioaccumulation in microalgal biomass negatively impact productivity and limiting end use. This study focuses on the experimental evaluation of the impact and the fate of 14 inorganic contaminants (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn) on Nannochloropsis salina growth. Microalgae were cultivated in photobioreactors illuminated at 984 &#181;mol m-2 sec-1 and maintained at pH 7 in a growth media polluted with inorganic contaminants at levels expected based on the composition found in commercial coal flue gas systems. Contaminants present in the biomass and the medium at the end of a 7 day growth period were analytically quantified through cold vapor atomic absorption spectrometry for Hg and through inductively coupled plasma mass spectrometry for As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn. Results show N. salina is a sensitive strain to the multi-metal environment with a statistical decrease in biomass yieldwith the introduction of these contaminants. The techniques presented here are adequate for quantifying algal growth and determining the fate of inorganic contaminants.

Integration of microalgal cultivation with industrial flue gas will ultimately introduce heavy metals and other inorganic compounds into the growth media. This study presents a procedure used to determine the end fate and impact of heavy metals and inorganic contaminants on the growth of Nannochloropsis salina grown in photobioreactors.

כימות של מתכות כבדות ומזהמים אורגניים אחרים בפרודוקטיביות של מייקרו

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is built and can be transported to a temporary work space close to field sampling site(s) to facilitate rapid analysis. Cores are extruded into a portable glove bag, where they are sectioned and each 1-3 cm thick section (depending on core diameter) is sealed into 50 ml centrifuge tubes. Pore waters are separated with centrifugation outside of the glove bag and then returned to the glove bag for separation from the sediment. These extracted pore water samples can be analyzed immediately. Immediate analyses of redox sensitive species, such as sulfide, iron speciation, and arsenic speciation indicate that oxidation of pore waters is minimal; some samples show approximately 100% of the reduced species, e.g. 100% Fe(II) with no detectable Fe(III). Both sediment and pore water samples can be preserved to maintain chemical species for further analysis upon return to the laboratory.

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

משקעי Core חתך וסחיטה הנקבובית ווטרס תחת תנאים אנוקסיים

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall short as a result of an inability to quantify and predict complex cumulative effects of current and future land use scenarios at relevant spatial scales. The goal of this manuscript is to provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework. Sites are first selected for inclusion within the watershed assessment by identifying sites that fall along independent gradients and combinations of known stressors. Field and laboratory techniques are then used to obtain data on the physical, chemical, and biological effects of multiple land use activities. Multiple linear regression analysis is then used to produce landscape-based cumulative effects models for predicting aquatic conditions. Lastly, methods for incorporating cumulative effects models within a scenario analysis framework for guiding management and regulatory decisions (e.g., permitting and mitigation) within actively developing watersheds are discussed and demonstrated for 2 sub-watersheds within the mountaintop mining region of central Appalachia. The watershed assessment and management approach provided herein enables resource managers to facilitate economic and development activity while protecting aquatic resources and producing opportunity for net ecological benefits through targeted remediation.

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems in the face of uncertain future conditions. We provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those of suspended/sinking particles. Here, we present an all plastic (Polypropylene and Polycarbonate), multi-layer filtration system for collection of suspended particulate matter (SPM) at sea. This ultra-clean sampling device has been designed and developed specifically for trace element studies. Meticulous selection of all non-metallic materials and utilization of an in-line flow-through procedure minimizes any possible metal contamination during sampling. This system has been successfully tested and tweaked for determining trace metals (e.g., Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) on particles of varying size in coastal and open ocean waters. Results from the South China Sea at the South East Asia Time-Series (SEATS) station indicate that diurnal variations and spatial distribution of plankton in the euphotic zone can be easily resolved and recognized. Chemical analysis of size-fractionated particles in surface waters of the Taiwan Strait suggests that the larger particles (&#62;153 &#181;m) were mostly biologically derived, while the smaller particles (10 - 63 &#181;m) were mostly composed of inorganic matter. Apart from Cd, the concentrations of metals (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) decreased with increasing size.

Plankton and suspended particles play a major role in the biogeochemical cycles in the ocean. Here, we provide an ultra-clean, low stress method for the collection of various sizes of particles and plankton at sea with the capability of handling large volumes of seawater.

מנגנון רב שכבתי אולטרה נקי של איסוף פלנקטון ימית גודל Fractionated וחלקיקים מושעה

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...

Seawater Sampling and Collection

This video documents methods for collecting coastal marine water samples and processing them for various downstream applications including biomass concentration, nucleic acid purification, cell abundance, nutrient and trace gas analyses. For today's demonstration samples were collected from the deck of the HMS John Strickland operating in Saanich Inlet. An A-frame derrick, with a multi-purpose winch and cable system, is used in combination with Niskin or Go-Flo water sampling bottles. Conductivity, Temperature, and Depth (CTD) sensors are also used to sample the underlying water mass. To minimize outgassing, trace gas samples are collected first.  Then, nutrients, water chemistry, and cell counts are determined. Finally, waters are collected for biomass filtration. The set-up and collection time for a single cast is ~1.5 hours at a maximum depth of 215 meters. Therefore, a total of 6 hours is generally needed to complete the collection series described here.

This video documents methods for collecting coastal marine water samples and processing them for various downstream applications including biomass concentration, nucleic acid purification, cell abundance, nutrient and trace gas analyses.

מי ים דגימה אוסף

This video documents methods for collecting coastal marine water samples and processing them for various downstream applications including biomass ...

Biology

Two-Dimensional Visualization and Quantification of Labile, Inorganic Plant Nutrients and Contaminants in Soil

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic nutrient (e.g., P, Fe, Mn) and contaminant (e.g., As, Cd, Pb) solute species in the soil adjacent to plant roots (the &#8216;rhizosphere&#8217;) at sub-millimeter (~100 &#181;m) spatial resolution. The method combines sink-based solute sampling by the diffusive gradients in thin films (DGT) technique with spatially resolved chemical analysis by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). The DGT technique is based on thin hydrogels with homogeneously distributed analyte-selective binding phases. The variety of available binding phases allows for the preparation of different DGT gel types following simple gel fabrication procedures. For DGT gel deployment in the rhizosphere, plants are grown in flat, transparent growth containers (rhizotrons), which enable minimal invasive access to a soil-grown root system. After a pre-growth period, DGT gels are applied to selected regions of interest for in situ solute sampling in the rhizosphere. Afterwards, DGT gels are retrieved and prepared for subsequent chemical analysis of the bound solutes using LA-ICP-MS line-scan imaging. Application of internal normalization using 13C and external calibration using matrix-matched gel standards further allows for the quantification of the 2D solute fluxes. This method is unique in its capability to generate quantitative, sub-mm scale 2D images of multi-element solute fluxes in soil-plant environments, exceeding the achievable spatial resolution of other methods for measuring solute gradients in the rhizosphere substantially. We present the application and evaluation of the method for imaging multiple cationic and anionic solute species in the rhizosphere of terrestrial plants and highlight the possibility of combining this method with complementary solute imaging techniques.

This protocol presents a workflow for sub-mm 2D visualization of multiple labile inorganic nutrient and contaminant solute species using diffusive gradients in thin films (DGT) combined with mass spectrometry imaging. Solute sampling and high-resolution chemical analysis are described in detail for quantitative mapping of solutes in the rhizosphere of terrestrial plants.

הדמיה דו מימדית וכימות של Labile, חומרים מזינים ומזהמים צמחיים אנאורגניים באדמה

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic ...

Dissolved Solute Sampling Across an Oxic-Anoxic Soil-Water Interface Using Microdialysis Profilers

Biogeochemical processes shift rapidly in both spatial (millimeter scale) and temporal (hour scale to day scale) dimensions at the oxic-anoxic interface in response to disturbances. Deciphering the rapid biogeochemical changes requires in situ, minimally invasive tools with high spatial and temporal sampling resolution. However, the available passive sampling devices are not very useful in many cases either due to their disposable nature or the complexity and extensive workload for sample preparation.
To address this problem, a microdialysis profiler with 33 individual polyethersulfone nanomembrane tubes (semipermeable, &#60;20 nm pore size) integrated into the one-dimensional skeleton (60 mm) was established to iteratively sample the dissolved compounds in porewater across the soil-water interface at a high resolution of 1.8 mm (outer diameter plus one spacing, i.e., 0.1 mm between probes). The sampling mechanism is based on the principle of concentration gradient diffusion. The automatic loading of degassed water allows minimal disturbance to the chemical species across the oxic-anoxic interface.
This paper describes the procedures of device setup and continuous porewater sampling across the soil-water interface on a daily basis. Concentration-depth profiles were selectively measured before (on Day 6) and after (on Day 7) disturbances induced by irrigation. The results showed that concentration-depth profiles were undergoing rapid changes, especially for redox-sensitive elements (i.e., iron and arsenic). These protocols can help investigate the biogeochemical responses across the soil-water interface under various disturbances caused by physical, chemical, and biological factors. The paper thoroughly discusses the advantages and disadvantages of this method for potential use in the environmental sciences.

A microdialysis profiler is described to sample dissolved porewater solutes across an oxic-anoxic soil-water interface in situ with minimal disturbance. This device is designed to capture rapid changes in concentration-depth profiles induced by disturbances at the soil-water interface and beyond.

דגימת מומס מומס על פני ממשק קרקע-מים אוקסיק-אנוקסי באמצעות פרופילי מיקרודיאליזה

Biogeochemical processes shift rapidly in both spatial (millimeter scale) and temporal (hour scale to day scale) dimensions at the oxic-anoxic interface ...

Hellgrammite as a Non-Conventional Biomonitor for Surface Water and Environmental Health Assessment

The larvae of dobsonflies from the genus Corydalus, commonly known as Hellgrammites, are characterized by their notable size, extensive range of occurrence, and extended period of immaturity, which can last up to one year. Hellgrammites are clearly known to exhibit sensitivity to pollution and habitat structure impacts. Given these unique features, using Corydalus texanus larvae is highly suitable as reliable biomonitoring agents to assess the ecological integrity of aquatic ecosystems. This protocol aims to provide the necessary tools for C. texanus assessment and demonstrate their efficacy through a case study. Research findings have practical implications, indicating that C. texanus larvae exhibit early-warning responses to mining pollution, bioaccumulating high amounts of heavy metals such as Zn, Fe, and Al. The presence or absence of C. texanus populations may serve as a helpful indicator for identifying potential issues related to ecosystem health. The unconventional approach has shown early warnings of pollution in mining-impacted sites, highlighting the need for timely action to protect the environment. Given their unique traits, the use of C. texanus larvae is highly suggested as a reliable non-conventional bioindicator.

This protocol describes the use of biomarkers for the early detection of deleterious impacts in aquatic ecosystems. The biomarkers are closely related to sentinel traits, and their changes aid in detecting early-warning damages.

The larvae of dobsonflies from the genus Corydalus, commonly known as Hellgrammites, are characterized by their notable size, extensive range of ...

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water samples. A brief overview of the evolution of chip-based SPE techniques is provided. This is followed by an introduction to specific polymeric materials and their role in SPE. To develop an innovative dipole-assisted SPE technique, a chlorine (Cl)-containing SPE functionality was implanted into a poly(methyl methacrylate) (PMMA) microchip. Herein, diverse analytical techniques including contact angle analysis, Raman spectroscopic analysis, and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis were employed to validate the utility of the implantation protocol of the C-Cl moieties on the PMMA. The analytical results of the X-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis also demonstrated the feasibility of the Cl-containing PMMA used as an extraction medium by virtue of the dipole-ion interactions between the highly electronegative C-Cl moieties and the positively charged metal ions.

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

המצאה של Microchip הפקת דיפול בסיוע שלב מוצק עבור ניתוח מתכת עקבות בדגימות מים

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...