Questo metodo è un approccio interessante per studiare le interazioni organo-minerali perché fraziona la materia organica del suolo in base alla sua associazione con diversi minerali. È un processo di frazionamento fisico, il che significa che non altera la chimica delle frazioni. Di conseguenza, l'analisi della frazione ci dice qualcosa sulla composizione naturale dei complessi organo-minerali.
Questo metodo è davvero utile mentre cerchiamo di saperne di più sulla capacità di diversi terreni di sequestrire il carbonio lontano dall'atmosfera. Per separare la frazione di luce libera, pesare da cinque a otto grammi di terreno setacciato essiccato all'aria in un tubo di centrifuga conico da 50 millilitri. Registrare la massa del suolo con quattro figure significative.
Utilizzando un cilindro graduato, aggiungere da 35 a 40 millilitri di politungstato di sodio o SPT. Con una densità di 1,62 grammi per centimetro cubo, centrifugare per 90 minuti a 2500 volte la gravità in una centrifuga a secchio oscillante per permettersi una netta separazione tra la frazione di luce libera e il pellet. Versare tutto il materiale galleggiante e sospeso in una bottiglia di centrifuga in policarbonato da 250 millilitri.
Assicurarsi che il pallet rimanga saldamente alloggiato nella parte inferiore del tubo. Risciacquare il materiale aderendo alla parete del tubo nella stessa bottiglia di policarbonato. Utilizzare una bottiglia di schizzi riempita con acqua deionizzata che tiene il tubo quasi a testa in giù sopra la bottiglia di policarbonato.
Impostare una linea di ultrafiltrazione sottovuoto con filtri da 0,45 micron. Inumidire leggermente i filtri e applicare il vuoto prima di stringere gli imbuti per evitare lacerazioni. Versare lentamente il contenuto della bottiglia di policarbonato nell'imbuto di un'unità di filtrazione sottovuoto.
Risciacquare eventuali residui lasciati nella bottiglia di policarbonato nell'unità di filtrazione. Non permettere alla soluzione di accostare una profondità superiore a circa un centimetro sul filtro. Aggiungere più di 10 millilitri di acqua deionizzata all'unità filtrante almeno tre volte per garantire che tutte le tracce di SPT vengano rimosse.
Assicurarsi di risciacquare il lato dell'imbuto di filtrazione. Dopo aver rilasciato il vuoto sulla linea di filtrazione, rimuovere l'imbuto dall'unità di filtrazione. Recuperare il materiale che aderisce ai lati in una ciotola di alluminio etichettata utilizzando una bottiglia di schizzi riempita con acqua deionizzata.
Sollevare con cura il filtro con una pinzetta e risciacquare il materiale presente nella stessa ciotola di alluminio utilizzando una bottiglia di schizzi riempita con acqua deionizzata. Asciugare il contenuto della barca a un massimo di 65 gradi Celsius a peso costante. Dopo almeno 48 ore, raffreddare il contenuto della ciotola in un essiccatore contenente essiccante fresco per almeno 30 minuti.
Raschiare delicatamente il materiale dalla ciotola di alluminio con una spatola di plastica. Registrare la massa della frazione di luce libera con quattro figure significative, quindi posizionare il campione in una fiala di stoccaggio. Per eseguire il rilascio della frazione di luce occlusa, aggiungere da 35 a 40 millilitri di SPT con una densità di 1,62 grammi per centimetro cubo al tubo di centrifuga contenente il pellet dall'estrazione della frazione di luce libera.
Rimosogliere il pellet. Inserire la sonda ad ultrasuoni a due centimetri sotto la superficie della soluzione e posizionare il tubo in acqua ghiacciata per evitare il riscaldamento della soluzione sfusa. Sonicare il campione utilizzando il tempo necessario per raggiungere l'energia target di 280 joule per millilitro.
Per separare la frazione di luce occlusa, centrifugare per 90 minuti a 2500 volte la gravità nella centrifuga a benna oscillante. Versare tutti i materiali galleggianti e sospesi in una bottiglia di centrifuga in policarbonato da 250 millilitri. Assicurarsi che il pellet rimanga saldamente alloggiato nella parte inferiore del tubo.
Risciacquare il materiale organico leggero occluso aderendo a tutto il tubo nella stessa bottiglia di policarbonato di prima. Aggiungere acqua deionizzata refrigerata al tubo contenente il pellet fino al segno di 40 millilitri. Sonicare a 75 joule per millilitro Lasciare il contenuto in liquidazione per il tempo necessario affinché il materiale sia più fine di otto micron per stabilirsi.
Quindi pipettare il supernatante fino al segno di 10 millilitri in un tubo di centrifuga da 50 millilitri. Posizionare i tubi contenenti la frazione inferiore a otto micron e quelli contenenti la frazione superiore a otto micron nel forno a 45 gradi Celsius per evaporare il liquido in eccesso rimanente. Per eseguire il frazionamento della densità, aggiungere da 35 a 40 millilitri di SPT con la densità di 2,78 grammi per centimetro cubo a ogni frazione di dimensione.
Resuspend il pellet e la centrifuga per 90 minuti a 2500 volte la gravità. Quindi, versare tutti i materiali galleggianti e sospesi in una bottiglia di centrifuga in policarbonato da 250 millilitri, assicurando che il pallet rimanga saldamente alloggiato nella parte inferiore del tubo. Può essere difficile ottenere una netta separazione tra il materiale galleggiante e il pellet.
In questo caso, puoi provare l'aspirazione del supernatante fino a un livello prestabilito. Ora trasferisci i pellet in bottiglie di policarbonato da 250 millilitri usando una bottiglia di schizzi riempita con acqua deionizzata. Aggiungere acqua deionizzata alle bottiglie in policarbonato per abbassare la densità senza superare il segno dei 200 millilitri.
Fallo per tutte le frazioni. Dopo la centrifugazione delle bottiglie per 20 minuti a gravità 5000 volte, decantare il supernatante nel barattolo SPT usato per il riciclaggio. Dopo aver eseguito la procedura di lavaggio come descritto nel protocollo di testo, raccogliere la frazione pesante in una ciotola di alluminio, la frazione pesante è il pellet e le particelle fini che aderiscono al lato delle bottiglie.
Asciugare la frazione pesante ad un massimo di 105 gradi Celsius a peso costante. Conservare la frazione pesante allo stesso modo della frazione leggera. La distribuzione della massa materiale tra le frazioni, ha mostrato forti differenze tra i siti.
Come inizialmente indicato attraverso la mineralogia dei campioni sfusi valutata dalla diffrazione a raggi X in polvere, nel sito dominato da silicati primari come quarzo e feldspato, la maggior parte dei materiali viene recuperata in frazione pesante, progettata per concentrare silicati grossolani. Il secondo sito ha mostrato una percentuale maggiore di fillosilicati per lo più caolinite durante l'analisi mineralogica. Di conseguenza, la frazione pesante tre, progettata per concentrare i silicati fini, aveva più materiali nel sito due che nel sito uno.
Infine, il terzo sito era il più ricco di ossidi e mostrava anche la maggiore quantità di materiale nella frazione pesante due che era stato progettato per concentrare gli ossidi grossolani. Nel complesso, i dati indicano che il metodo è riuscito a frazionare fisicamente campioni di massa nei loro principali componenti mineralogici. Per quanto riguarda qualsiasi schema di separazione fisica, è importante adattare il parametro di frazionamento ai tuoi obiettivi specifici.
Assicurarsi di eseguire un test e di utilizzare diverse repliche per verificare la riproducibilità. Anche se il politungstato di sodio è meno tossico di quanto precedentemente usato e soluzione, rimane irritante ed è dannoso se ingerito o inalato. Evitare il suo rilascio nell'ambiente.
Dopo l'isolamento, le diverse frazioni possono essere analizzate per la mineralogia, nonché per il contenuto e la composizione della materia organica. Questo ci dà informazioni sia sul partner di materia minerale che organica nell'associazione organo-minerale. Questo metodo può gettare nuova luce sulla degradabilità della materia organica.
In effetti i recalcitranti apparenti potrebbero non essere tanto una proprietà di un dato composto organico, ma della sua affinità per diversi minerali.
