Financial support for this research was provided by the Strategic Environmental Research and Development Program (SERDP ER-2338; Andrea Leeson, Program Manager). Michael Pound, Naval Facilities Engineering Command, Southwest provided logistical and site support for the project. Brian White, Erika Thompson and Richard Wong (CBI Federal Services, Inc) provided on-site logistical support, historical site perspective and relevant reports. Todd Wiedemeier (T.H. Wiedemeier &amp; Associates) provided documentation, discussion and historical site perspectives.

1. Preparação e instalação de campo <ol><li> Aquisição de equipamento de campo necessário; bombas, energia (baterias, solar, transformadores, etc.), tubos, bem bonés, acessórios, frascos de amostra e garrafas, sondas (pH, Eh, etc.) e bombas de baixa tensão. </li><li> Selar bombas de ar movidos a bateria. Faça um furo na carcaça da bomba (tamanho 53) e via um pequeno pedaço (3-5 &quot;) de 1/16&quot; tubulação de gás impermeável de plástico (por exemplo PFA). <ol><li> Vede todas as porções externas da bomba (em torno da habitação de borracha inferior) com selante náutico seguido por uma camada de selante de silicone. </li><li> Ensaios de pressão, as bombas soprando suavemente no tubo de habitação, bloqueando a saída. Verifique se há vazamento visualmente. NOTA: Uma leve pressão deve manter se não houver vazamento de ar (Fig. 1). </li></ol></li><li> Instalar poços de monitoramento, se necessário (neste estudo poços existentes foram usados - selecionados em todo o vadose: interface de águas subterrâneas) 18 </sup&gt;. NOTA: Um poço deve ser um fundo bem num representante local do local contaminado - mas sem contaminação conhecida à base de petróleo. </li><li> Obter dados preliminares de modelagem de águas subterrâneas, se eles não existem (condutividade hidráulica, a porosidade aquífero, densidade do solo, rendimento específico, gradiente hidráulico, etc.), como descrito 18. Use esses dados para desenvolver uma zona de influência (ZDI) modelo (estimativa da zona de captura CO 2). Prepara-se o modelo de ZOI, tal como descrito nos materiais suplementares 18. </li><li> Prepare CO 2 armadilhas por pesagem de ~ 25 g de NaOH e transferir para um frasco de 100 ml de soro. Tapar o frasco de soro com um septo e friso firmemente. Prepara-se uma armadilha para cada poço de recolha (fig. 2), além de um campo em branco. </li><li> Realizar amostragem de águas subterrâneas inicial como necessário para obter pH inicial, carbono inorgânico dissolvido concentrações (DIC) e as concentrações de cátions 10,18. Encha um 40 ml voláteis ouanálise Ganic (VOA) frasco, de baixo para um menisco convexo com águas subterrâneas (amostra através de fiador, bomba peristáltica, ou linha de vácuo), adicionar 5 gotas de CuSO4 saturado solução de 19, tampa bem (deve utilizar tampas de septo) com tão pouco headspace quanto possível. <ol><li> Tome frascos adicionais para outras análises (concentrações de contaminantes, por exemplo). Usar um frasco sem conservantes para a medição do pH se um medidor não estiver disponível no campo. Leve à geladeira e transporte para o laboratório. </li></ol></li><li> Rota das linhas de alimentação (capazes de transportar ~ 1 AMP) ao longo do solo ou outros meios convenientes para cada poço. Apor uma bomba modificada (ver 1.2) e verifique se a bomba está operacional (deve ser capaz de ouvi-lo de trabalho). NOTA: As bombas podem acomodar 12 V, mas utilizar uma tensão mais baixa para economizar energia (Fig. 3). </li><li> poços tampão com tampas bem à prova de gás modificados. <ol><li> Para preparar tampões, abrir dois furos (tamanho de broca 53) por meio de tampas, a fim de bem apto 1/16 &quot;linhas de gás. Route duas linhas de gás através da tampa. </li><li> Puxe uma linha para que ele repousa na proximidade do lençol freático (Fig. 4). Apor uma porca inoxidável pesado na extremidade a fim pesar para baixo da linha. </li><li> Route outra linha logo abaixo da tampa (esta será a linha de retorno de gás). Revestir as superfícies de vedação e segmentos com ampla graxa de vácuo para inibir qualquer troca de ar. Aperte a tampa bem. </li><li> Passe o tubo inferior para a entrada da bomba. Rota uma linha de gás a partir da bomba para o CO 2 armadilha (NaOH) utilizando uma agulha de calibre # 16 através do septo. Route uma linha de retorno da armadilha (usando uma segunda agulha # 16) para a linha de gás terminando abaixo da tampa. </li><li> Iniciar a bomba de fornecimento de energia e recolher, pelo menos, 30 volumes bem (este depende do volume do poço cabeça-espaço. Pode ser calculada com o raio bem (R) e distância estimada para o lençol freático (l), isto é, πr 2 L). Descartar as armadilhas iniciais (para limpar o headspace). </li><li> Remover e substituir com armadilhas frescas antes de coletar CO experimental 2, retirando as agulhas de septo de cada garrafa e colocá-los no septo da nova garrafa. Nota hora e data para a bomba de turn-on. </li></ol></li></ol> 2. Análise de Amostra Inicial <ol><li> Para medir DIC por Coulometria 20: <ol><li> Transferir 1 ml triplicado subamostras para frascos de soro de 40 ml tapados com septos. Acidifica-se sub-amostras com 1 ml de 80% de H 3 PO 4. Aspergir com uma corrente de ar livre de CO2. </li><li> Seca-se a corrente de gás de CO 2 evoluído e esfrega em linha com Mg sequencial (ClO 4) 2 e gel de sílica (230-400 mesh, 60 A) armadilhas. Bolha da corrente de gás em uma célula coulométrica onde um ensaio colorimétrico seja usado para quantificar CO 2. Use materiais de referência certificados para calibrar as medições 21. </li></ol></li><li> A medidapH utilizando um medidor de pH padrão calibrado. Medir o pH no local ou em amostras conservadas. </li><li> Meça cátions dissolvidos por cromatografia de íons: <ol><li> Pipeta de 5 ml amostras de água subterrânea não preservadas para amostrador automático frascos. frascos de tampão e coloque em um amostrador automático acoplado a um cromatógrafo de íons. </li><li> Usar uma coluna específico de catiões para a análise 10,18. Usar ácido metanossulfónico 20 mM como eluente cromatográfico e fluxo ajustado para ~ 0,7 mL min -1. </li><li> Dilui-se uma solução stock de 6 padrões de catiões (contendo Mg, Ca, Na e K), no mínimo, 0,5: 4,5, 1: 4, 2: 3, 3: 2 e 4: 1 utilizando água purificada. Executar esses padrões no início da análise e depois de cada 25 amostras desconhecidas. Executar cada amostra três vezes (em triplicado). Criar uma curva padrão locando concentração cação em relação a área do pico e gerando uma regressão linear. Analisar amostras de campo em conformidade 10,18. </li></ol></li></ol> 3. Medida CO um 2 Produçãod Mineralização Taxa no local <ol><li> Após cerca de duas semanas a dois meses (irá variar mais provável de local para local com base em nas taxas de metabolismo microbiano in situ), desligue a energia para as bombas, desconectando-los. <ol><li> Para armadilhas de gás recirculado, remover agulhas e substituir por um &quot;fresco&quot; CO 2 armadilha. As armadilhas são estáveis durante o armazenamento a longo prazo, se selado (cf. Fig. 3). </li></ol></li><li> Quando pronta para análise, dissolver qualquer restante não consumido (sólida) de NaOH e transferir todo o conteúdo líquido para um dispositivo volumétrico para se obter o volume de diluição. Determinar o volume total (por exemplo, 200 ml para dissolver completamente o restante de NaOH) e subamostras de transferência (5-10 ml) para frascos de 40 ml com septos. <ol><li> Acidifica-se por injecção de 50% (v / v) de ácido fosfórico, de espalhamento e analisar a corrente de gás resultante por coulometria (ver 2.1). </li><li> Calcular manualmente a taxa de recolha de CO 2 por escalar a subamostra a todo o volumE e ao tempo de recolha (isto é, X g de CO 2 por dia). Subtrair o conteúdo do campo em branco CO 2. Por exemplo, se o NaOH totalmente dissolvido é de 200 ml, multiplicar uma sub-amostra de 10 ml por 20 para reflectir a concentração total de CO2. NOTA: Se essa amostra representou 14 dias de coleta, a taxa de recolha seria o escalado concentração de CO 2 dividido por 14 dias. Traçar a taxa de recolha de CO 2 contra a concentração inicial DIC. Se não existe uma correlação, taxa de recolha não é uma função exclusiva da cinética de equilíbrio. </li><li> A fim de explicar a cinética de equilíbrio, manualmente subtrair a menor taxa de recolha da taxa de recolha de todos os outros poços durante o período de amostragem. NOTA: Por exemplo, se a taxa de recolha mais baixa foi de 0,0001 mg d -1, fazer a suposição conservadora de que isso representa coleção exclusiva de equilíbrio e subtrair esse valor para todas as outras taxas de cobrança para obter the CO 2 Taxa de produção devido à degradação. A taxa escalonada é a taxa de mineralização do carbono orgânico (conservadora como a taxa mais baixa pode incluir alguns mineralização contaminante). </li></ol></li><li> Analisar os restantes CO 2 por Accelerator Mass Spectrometry (AMS) para determinar o conteúdo de radiocarbono 22. Use cerca de 1 mg de carbono para esta análise. Dimensionar o tempo (s) de cobrança para recolher CO suficiente 2. Subtrair o conteúdo de radiocarbono no campo em branco pelo balanço de massa (medição radiocarbono dimensionada para a quantidade de CO 2 no campo em branco). NOTA: Para o site de teste descrito, 2 coleções semana foram mais do que suficiente para obter 1 mg de carbono. </li></ol> 4. Modelo de uma zona de influência para estimar o volume de solo amostrado para CO 2 <ol><li> Use MT3DMS 23 juntamente com MODFLOW-2005 24 através da interface ModelMuse 25 para simular CO 2 difusão e equilíbrioassociado com filtro do poço (Vídeo 1). A resolução do modelo é de 0,09 m 0,09 m, que é aproximadamente igual à secção transversal do poço e considerado razoável para a estimativa de ZOI. <ol><li> Baixe e instale MODFLOW-2005 (http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html#downloads), MT3DMS (http://hydro.geo.ua.edu/mt3d/) e ModelMuse (http : //water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html). </li><li> Configurar ModelMuse com a localização do programa MODFLOW. Para fazer isso, clique no menu &quot;Model&quot;, em seguida, selecione &quot;Locais do Programa MOFLOW ...&quot;, em seguida, apontar o programa para o diretório de instalação do programa MODFLOW-2005: /bin/mf2005.exe. Sob esta mesma caixa de diálogo, configure ModelMuse com MT3DMS local do programa (diretório de instalação: /bin/mt3dms5b.exe). </li><li> Configurar Pacotes MODFLOW e Programas (dentro do ModelMuse). Para fazer isso, selecione o menu &quot;Model&quot;, em seguida, &quot;Pacotes MODFLOW e Programas ....&quot;. Sob &quot;Flow&quot;, selecione LPF:4; Camada de propriedade de fluxo Package &quot;. </li><li> Em &quot;As condições de contorno,&quot; Select &quot;cabeça especificado&quot;, selecione CHD: Time-Variant pacote-Head especificado &quot;Select&quot; MT3DMS &quot;Select&quot; BTN:... Pacote de Transporte Basic &quot;Defina as espécies móveis em CO 2. </li><li> Configurar opções MODFLOW dentro ModelMuse. Para fazer isso, selecione menu &quot;Model&quot;, em seguida, Opções MODFLOW. Sob a guia &quot;Opções&quot;, configurar unidades do modelo (metros, horas, g (gramas)). </li><li> Configurar MODFLOW momento, selecionando menu &quot;Model&quot;, então &quot;MODFLOW Time.&quot; Usando um período de estresse comprimento 360 terá a simulação por 15 dias. </li><li> Configurar MODFLOW conjuntos de dados selecionando o menu &quot;Dados&quot;, selecione &quot;Data Sets&quot;. Introduzir os dados a partir do site de interesse: Hidrologia (valores de K em 3 dimensões, MODFLOW Cabeça inicial, MODFLOW especificado Head); MT3DMS: (Coeficiente de Difusão de CO 2, concentração inicial de CO 2, a dispersividade longitudinal). </li><li> EVariáveis ​​globais DIT. Selecione o menu &quot;Dados&quot;, selecione &quot;variáveis ​​globais.&quot; Introduza a taxa de CO 2 coleção (a partir do site) e a concentração inicial de CO 2. </li><li> simulação. Pressione a seta verde na parte superior ícone da barra para iniciar a simulação. Salve arquivos de entrada quando solicitado. Simulação será executada. Depois prazo, exportação MT3DMS arquivos de entrada: Selecione o menu &quot;File&quot;, depois em &quot;Export&quot;, então MT3DMS arquivos de entrada. Simulação irá compilar e exportar dados. </li><li> Observe e resultados do modelo de saída. Clique no ícone visualize no ícone da barra. Seleccione a simulação. valores de limite de saída Zoi em X, Y e Z NOTA: Este modelo representa uma zona de influência para a recolha de CO 2 (o desenvolvimento do modelo completo é descrito no formulário de relatório disponível a partir dos materiais de apoio) 18. A ZOI, que é definida como o volume do aquífero que tem uma concentração de CO2 de 95% ou menos, parece ser simétrico em relação à gradiente hidráulico,o que sugere efeito relativamente pequeno de processo de advecção com o pequeno gradiente hidráulico durante a estação seca. Uma análise mais aprofundada indica que o volume do aquífero com qualquer esgotamento de CO 2 (isto é, &lt;99%) extensões downgradient significativamente mais longo. </li></ol></li></ol> 5. Casal Radiocarbon Satisfeito com o CO 2 Taxa de Produção e escala para Volume (com ZOI) <ol><li> Converter as idades de radiocarbono (se necessário) para per notação mil utilizando fórmulas padrão 22. Use o valor de radiocarbono bem fundo como um conhecido (Δ 14 C NOM) na equação (1). Δ 14 C petróleo é saber (-1000). Use o valor bem individual para Δ 14 CO 2. Resolver para o petróleo fração. (1) Δ 14 CO 2 = (C x 14 Δ petróleo fracção de petróleo) + [Δ 14 C NOM x (1 - fracçãopetróleo)] </li><li> Multiplicar a fracção de petróleo por a taxa de mineralização de CO 2 (3,1) para determinar a taxa de mineralização contaminante (isto é, 50% x 1,0 mg de d = -1 0,5 mg carbono contaminante d -1). </li><li> Dividir a taxa de mineralização contaminante pelo volume de ZOI calculada em (4) para determinar a massa mineralizada contaminante por unidade de tempo por unidade de volume (isto é, 0,05 mg de C m d -3 -1). </li></ol>

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	<li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+bioremediation:+When+does+it+work.">In situ bioremediation: When does it work.</a> National Research Council. , 1-207 (1993).</li><li>Vangelas, K. 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> Summary Document of Workshops for Hanford, Oak Ridge and Savannah River Site as part of the Monitored Natural Attenuation and Enhanced Passive Remediation for Chlorinated Solvents - DOE Alternative Project for Technology Acceleration. , 1-89 (2003).</li><li>Wiedemeier, T. H., 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> Technical Protocol for Evaluating Natural Attenuation of Chlorinated Solvents in Ground Water. , 1-248 (1998).</li><li>Wilson, J. T., Kampbell, D. H., Ferrey, M., Estuestra, 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> Evaluation of the Protocol for Natural Attenuation of Chlorinated Solvents: Case Study at the Twin Cities Army Ammunition Plant. , 1-49 (2001).</li><li>Elsner, M., 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=Current+challenges+in+compound-specific+stable+isotope+analysis+of+environmental+organic+contaminants.">Current challenges in compound-specific stable isotope analysis of environmental organic contaminants.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 403 (9), 2471-2491 (2012).</li><li>Meckenstock, R. U., Griebler, C., Morasch, B., Richnow, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+isotope+fractionation+analysis+as+a+tool+to+monitor+biodegradation+in+contaminated+acquifers.">Stable isotope fractionation analysis as a tool to monitor biodegradation in contaminated acquifers.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 75 (3-4), 215-255 (2004).</li><li>Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+in+situ+mineralization+of+recalcitrant+organic+compounds+in+vadose+zone+sediments+using+&#948;13C+and+&#916;14C+measurements.">Assessing in situ mineralization of recalcitrant organic compounds in vadose zone sediments using &#948;13C and &#916;14C measurements.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 76 (1-2), 1-18 (2005).</li><li>Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A., Hunkeler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotopic+and+Geochemical+Assessment+of+in+Situ+Biodegradation+of+Chlorinated+Hydrocarbons.">Isotopic and Geochemical Assessment of in Situ Biodegradation of Chlorinated Hydrocarbons.</a> Environmental Science and Technology. 37 (18), 4205-4212 (2003).</li><li>Aelion, C. M., Kirtland, B. C., Stone, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiocarbon+assessment+of+aerobic+petroleum+bioremediation+in+the+vadose+zone+and+groundwater+at+an+AS/SVE+site.">Radiocarbon assessment of aerobic petroleum bioremediation in the vadose zone and groundwater at an AS/SVE site.</a> Environmental Science and Technology. 31 (12), 3363-3370 (1997).</li><li>Boyd, T. J., Pound, M. J., Lohr, D., Coffin, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiocarbon-depleted+CO2+evidence+for+fuel+biodegradation+at+the+Naval+Air+Station+North+Island+(USA)+fuel+farm+site.">Radiocarbon-depleted CO2 evidence for fuel biodegradation at the Naval Air Station North Island (USA) fuel farm site.</a> Environmental Science: Processes &amp; Impacts. 15 (5), 912-918 (2013).</li><li>Coffin, R. B., 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=Radiocarbon+and+Stable+Carbon+Isotope+Analysis+to+Confirm+Petroleum+Natural+Attenuation+in+the+Vadose+Zone.">Radiocarbon and Stable Carbon Isotope Analysis to Confirm Petroleum Natural Attenuation in the Vadose Zone.</a> Environmental Forensics. 9 (1), 75-84 (2008).</li><li>Sihota, N. J., Ulrich Mayer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+vadose+zone+hydrocarbon+biodegradation+using+carbon+dioxide+effluxes,+isotopes,+and+reactive+transport+modeling.">Characterizing vadose zone hydrocarbon biodegradation using carbon dioxide effluxes, isotopes, and reactive transport modeling.</a> Vadose Zone Journal. 11, (2012).</li><li>Sihota, N. I., Singurindy, O., Mayer, K. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2-Efflux+Measurements+for+Evaluating+Source+Zone+Natural+Attenuation+Rates+in+a+Petroleum+Hydrocarbon+Contaminated+Aquifer.">CO2-Efflux Measurements for Evaluating Source Zone Natural Attenuation Rates in a Petroleum Hydrocarbon Contaminated Aquifer.</a> Environmental Science &amp; Technology. 45 (2), 482-488 (2011).</li><li>Norman, J. M., 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+six+methods+for+measuring+soil-surface+carbon+dioxide+fluxes.">A comparison of six methods for measuring soil-surface carbon dioxide fluxes.</a> J. Geophys. Res. 102 (24), 28771-28777 (1997).</li><li>Amos, R. T., Mayer, K. U., Bekins, B. A., Delin, G. N., Williams, 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=Use+of+dissolved+and+vapor-phase+gases+to+investigate+methanogenic+degradation+of+petroleum+hydrocarbon+contamination+in+the+subsurface.">Use of dissolved and vapor-phase gases to investigate methanogenic degradation of petroleum hydrocarbon contamination in the subsurface.</a> Water Resources Research. 41 (2), 1-15 (2005).</li><li>Molins, S., Mayer, K. U., Amos, R. T., Bekins, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vadose+zone+attenuation+of+organic+compounds+at+a+crude+oil+spill+site+-+Interactions+between+biogeochemical+reactions+and+multicomponent+gas+transport.">Vadose zone attenuation of organic compounds at a crude oil spill site - Interactions between biogeochemical reactions and multicomponent gas transport.</a> Journal of Contaminant Hydrology. 112 (1-4), 15-29 (2010).</li><li>McCoy, K., Zimbron, J., Sale, T., Lyverse, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+Natural+Losses+of+LNAPL+Using+CO2+Traps.">Measurement of Natural Losses of LNAPL Using CO2 Traps.</a> Groundwater. , (2014).</li><li>Boyd, T. J., Montgomery, M. T., Cuenca, R. H., Hagimoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+radiocarbon+and+CO2+flux+measurements+used+to+determine+in+situ+chlorinated+solvent+mineralization+rate.">Combined radiocarbon and CO2 flux measurements used to determine in situ chlorinated solvent mineralization rate.</a> Environmental Science: Processes &amp; Impacts. , (2015).</li><li>Winslow, S. D., Pepich, B. V., Bassett, M. V., Wendelken, 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=Microbial+inhibitors+for+US+EPA+drinking+water+methods+for+the+determination+of+organic+compounds.">Microbial inhibitors for US EPA drinking water methods for the determination of organic compounds.</a> Environmental Science and Technology. 35 (20), 4103-4110 (2001).</li><li>Johnson, K. M., Sieburth, J. M., Williams, P. J. l. B., Br&#228;ndstr&#246;m, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coulometric+total+carbon+dioxide+analysis+for+marine+studies:+Automation+and+Calibration.">Coulometric total carbon dioxide analysis for marine studies: Automation and Calibration.</a> Mar.Chem. 21 (2), 117-133 (1987).</li><li>Dickson, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standards+for+ocean+measurements.">Standards for ocean measurements.</a> Oceanography. 23 (3), 34-47 (2010).</li><li>Stuiver, M., Polach, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discussion:+Reporting+of+14C+Data.">Discussion: Reporting of 14C Data.</a> Radiocarbon. 19 (3), 355-363 (1977).</li><li>Zheng, C., Wang, P. 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> MT3DMS: A modular three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater systems; documentation and user's guide. , (1999).</li><li>Harbaugh, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MODFLOW-2005, the US Geological Survey modular ground-water model: The ground-water flow process. , (2005).</li><li>Winston, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ground Water - Book 6. Vol. Techniques and Methods. , (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Semi-Annual Post-Closure Maintenance Report for Calendar Year 2011 Installation Restoration (IR) Program Site 2 (Old Spanish Bight Landfill), Site 4 (Public Works Salvage Yard), and Site 5, Unit 1 (Golf Course Landfill). , (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Annual Progress Report October 2010 to December 2011, Operable Unit 24. , (2012).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests

Um protocolo é descrito que pretende aliar medições da taxa de mineralização, proporção de contaminante (s) e ZOI para determinar a degradação total do local contaminante. Os componentes críticos são, medindo CO produção 2 (mineralização quando corrigida) ao longo do tempo, recolhendo simultaneamente o CO respirado 2 em quantidade suficiente (~ 1 mg) para a análise de radiocarbono AMS fornecendo montante derivado da degradação do contaminante, e, criando um modelo de ZDI de se relacionar o CO 2 capturado a um volume conhecido de solo ou água subterrânea (ou ambos). Estes três componentes principais são combinadas para se chegar a um cálculo global em cada ponto de amostragem para a quantidade de contaminante degradada por unidade de volume por unidade de tempo (-3 gm d -1, por exemplo). Escalando os cálculos, através de medições repetidas separados e geograficamente (poços abrangendo um site subsampled durante longos prazos), vai permitir que os gestores de sites para estimar espacial e tempordinâmica de degradação ao e responder adequadamente às entidades reguladoras e partes interessadas. O protocolo descrito usa bombas de recirculação ou de longo prazo implantados amostradores passivos (uma estratégia atualmente em desenvolvimento) para prender a CO 2 a partir de gás headspace bem. A razão é várias vezes. Principalmente, CO suficiente 2 devem ser recolhidos, a fim de obter medições de radiocarbono (~ 1 mg). taxas de respiração pode ser medida usando superficial do solo: armadilhas troca de ar ou usando instrumentos de respiração do solo (câmara de fluxo Licor por exemplo). Estes métodos sofrem da necessidade de recolher de forma assíncrona CO 2 suficiente para análise de radiocarbono - assim, talvez, a medição de polarização. Por exemplo, uma câmara de fluxo pode ser equipado para medir solo: Ar CO 2 troca enquanto representando influxo de 17 CO 2 atmosférico. A menos que as taxas de respiração são altos, amplo CO 2 para medições de radiocarbono não pode ser preso. DentroNeste caso, as amostras podem ser retiradas de grandes amostras de gás a partir do solo ou da água subterrânea (com DIC) 12. Além disso, a medição do CO 2 fluxo no solo: Superfície de ar é sujeito a fluxo da atmosfera de lateral para a câmara de fluxo ou armadilha. Amostragem bem headspace &quot;isola&quot; o sinal para a região de contaminação (dependendo da instalação também em algum grau), mas é adequadamente removida do fluxo atmosférico (e atmosfericamente-gerado moderno de 14 CO 2). A principal dificuldade é a amostragem do poço sem ter que abri-lo, a fim de mudar armadilhas (para a amostragem temporal). Utilizando bombas de recirculação permite uma amostra para alterar headspace bem e CO 2 armadilhas em intervalos regulares sem ter de expor o local de amostragem a atmosférica de 14 CO 2. Também permite uma considerável a amostra de CO 2, que pode então ser analisados para o fluxo e o conteúdo de radiocarbono natural. O pr recirculaçãootocol não é sem dificuldade. Um dos principais problemas é entregar energia suficiente para fazer funcionar as bombas continuamente no campo. Para o experimento inicial (descrito aqui), painéis solares fornecida energia suficiente para fazer funcionar as bombas para cada período de duas semanas. logs de tensão mostrou que depois de vários dias, a energia solar não poderia manter-se com o poder necessário e bombas não estavam operacionais durante várias horas por dia. Este foi irrelevante para a modelagem de fluxo e coleção geral, mas destaca a dificuldade em fornecer energia suficiente hardware para campo-implantado. Em coleções actualmente em execução, poder de bombas foi interrompido por pessoal de terra roçada no campo de monitoramento bem. Várias linhas de energia foram cortadas. Estamos atualmente avaliando passivo de CO 2 armadilhas implantadas-headspace que pode ser baixado no poço e recuperados em uma data posterior com CO 2 absorvido. A análise risco-benefício está em andamento (o risco principalmente derivados de ter que abrir a cabeça bem e deixe em atmosférica14 CO 2). Principais limitações da técnica não está sendo capaz de distinguir a fonte respiração exata em sistemas de contaminantes mistos e não ser capaz de dar conta dos produtos de degradação à base de carbono intermédias (ou seja, DCE, VC, metano). Por exemplo, no local, não foi observada contaminação histórico combustível hidrocarboneto para além da contaminação CH. CHs são quase exclusivamente a partir de matérias-primas de petróleo fez. No local descrito, CH é principalmente isolada na região estudada - enquanto alguns petróleo residual, evidentemente, existe para o Norte. Sem petróleo foi encontrado em poços amostrados para este trabalho. No entanto, em um local de contaminante mista, a taxa de mineralização global pode ser difícil para amarrar a um indivíduo ou classe de contaminantes. Usando este método, pode-se quantificar a degradação completa CH (CO 2 a). Se, o contaminante de carbono é convertido em CH4 (condições anaeróbicas), o CH 4 pode ser &amp; #34;. Perdida &quot;se difunde para longe da ZDI que o carbono vai provavelmente ser convertido em CO 2 dentro de porções oxic na zona vadosa Se isto não ocorre no interior da ZDI, o método descrito não serão responsáveis por isso neste caso.. , o método descrito pode ser considerado como um estimador conservadora, a qual a partir de um ponto de vista regulamentar, é desejável. Adicionalmente, a modelagem ZDI não é sem incertezas. as simulações são com base em valores de &quot;singulares&quot;, tais como a porosidade e densidade a granel, que são medidos em subamostras assumidos ser homogêneo -, mas na realidade são heterogêneos na macro e microscales Uma limitação percebida pode ser o custo de análise para abundância natural de radiocarbono (que pode ser tanto quanto $ 600 por amostra) o carácter definitivo das informações recolhidas a partir de radiocarbono marcas.. o custo muito baixo, na realidade. Com várias amostras bem escolhidas, pode-se determinar se a reparação substancial está a ocorrer. Se, por exemplo, a W CO 2 associadaom uma pluma de contaminação é depleção de radiocarbono em relação a um site de fundo 10. Um site com baixo pH ambiente (&gt; ~ 4.8) e calcário considerável (CaCO3) pode ser um candidato pobre para aplicar esta técnica. depósitos de carbonato antigas pode dissolver-se em um pH baixo e a análise de polarização. A importância da técnica é considerável, como um tipo de medição única (abundância de radiocarbono natural) pode ser imediatamente utilizada para confirmar na conversão in situ de contaminantes em CO 2. Esta análise é definitiva. Radiocarbono não pode se tornar esgotada senão por decaimento radioativo - que é constante, apesar alteração biológica de qualquer material de partida, física, química ou. Medições de radiocarbono estático (por exemplo DI 14 C) podem ser feitas em amostras de lotes e confirmar se imediatamente 14 C-CO 2 empobrecido é prevalente em um local (irrefutably indicando mineralização contaminante para CO 2). este informação por si só é incrivelmente valioso para os gestores de sites como sem ela, eles são obrigados a usar inúmeras linhas indiretas de evidências para inferir que a mineralização do contaminante está ocorrendo. Nenhuma outra medição única pode fornecer uma conexão concreta entre contaminantes à base de carbono e as emissões de CO contendo carbono 2 produzido através da degradação completa. As aplicações futuras estão actualmente em curso em que o nosso grupo vai aumentar a amostragem resolução temporal para abranger um ano inteiro. Através da recolha de CO 2 e determinação da taxa (s) mineralização sobre a extensão espacial do local, que será capaz de refinar os modelos de degradação do contaminante ao longo do tempo. Essas informações são extremamente necessárias pelos gestores do site a fim de gerir de forma mais eficaz locais contaminados. Em uso limitado, os reguladores em três locais onde foi aplicada a técnica reconheceram os métodos resultados definitivos. Isto levou à redução de custos e ajudou a orientar alte correctivasrnatives.

custos de limpeza ambientais são surpreendentes, com inúmeros locais contaminados em os EUA e no exterior. Isso faz tratamento inovador e monitoramento de estratégias essenciais para atingir o status de Resposta Completa (RC) (por exemplo, nenhuma ação adicional necessário) economicamente. Tradicionalmente, as linhas de provas convergentes têm comprovado na biorremediação in situ, a conversão contaminante abiótico, ou outras formas de atenuação natural. Linhas de evidência não pode ser utilizado para confirmar absolutamente degradação ou para reunir a informação da taxa de degradação de contaminantes sob condições in situ 1. Coleta de uma grande variedade de dados para prever prazo (s) de remediação, muitas vezes tem sido recomendado, mas ligando esses dados de forma rentável a absolutamente confirmar a correção tem sido problemática 2-4. A obtenção de dados do site modelo conceptual mais realista e completa com o mínimo custo possível é um objetivo final de gerenciamento de site. Além disso, regulador e stakeholdemandas der representam drivers adicionais para obter a informação mais oportuna, valiosa e rentável. métodos relativamente baratos capazes de fornecer evidências convincentes para as taxas de volume de negócios contaminantes oferecer o maior valor para cumprir os objectivos de limpeza. Porque assinaturas isotópicas muito distintas estão disponíveis em contaminantes à base de carbono, isótopos de carbono foram recentemente aplicados para a compreensão de processos de atenuação de contaminantes em locais de campo 5-13. Isótopos estáveis de carbono pode ser usado para determinar se uma fonte está atenuante base na cinética de Rayleigh de destilação (cf 5,6 para revisões). Esta metodologia, enquanto conveniente, pode ser limitado quando os contaminantes são provenientes de fontes mistas - ou não representam um derramamento de isotopicamente única &quot;de partida&quot; (a partir do qual as taxas de isótopos estáveis ​​de carbono iniciais podem ser derivados). análise abundância radiocarbono Natural representa uma alternativa (e talvez complementar) st isotópicarategy para medir a degradação de contaminantes à base de carbono em CO 2. Os combustíveis e produtos químicos industriais derivados de matérias-primas de petróleo irá ser completamente desprovida de 14 C em relação ao (divisão activa) contemporânea de carbono, que contém 14 C criado por reacções de radiação cósmica na atmosfera. Análise de radiocarbono não está sujeito a fraccionamento como é a análise isotópica do carbono, e decadência 14 C não é significativamente afetado por processos biológicos física, química ou. Além disso, o sinal de 14 C - ou a falta dela - em materiais derivados do petróleo é distribuído uniformemente por toda a piscina contaminante tornando-se um traçador completamente misturável. A técnica aqui descrita baseia-se na observação de que qualquer CO 2 gerado a partir de um derivado fóssil contaminante será desprovida de 14 C, enquanto que CO 2 gerado a partir de microrganismos que degradam NOM irá conter quantidades facilmente mensuráveis de 14 C. Medindo14 CO 2 também permite uma ligação directa a degradação completa contaminante (isto é, a mineralização) para um produto final inofensivos. 14 CO 2 análise foi usado para seguir produtos de degradação de contaminantes derivados de combustíveis fósseis 7-13. Isto é devido à resolução analítica entre elementos terminais (fósseis e contemporâneo), que é cerca de 1.100 partes por mil (‰). Em geral, a espectrometria de massa de acelerador (AMS) é usado para resolver radiocarbono abundância natural. Atmosférica de CO 2 (~ + 200 ‰) biomassa viva (~ + 150 ‰) e solo orgânico derivado de matéria CO 2 (~ -200- + 100 ‰) são todos analiticamente distinto do derivado de energia fóssil CO 2 (-1.000 ‰). Isto é devido à deterioração completa de todos os 14 C, o qual tem uma meia-vida de aproximadamente 6000 anos. Combustíveis e produtos químicos industriais derivados de matérias-primas de petróleo, que são milhões de anos removidos de ciclagem de carbono ativo, Tem uma assinatura distinta radiocarbono (-1.000 ‰ ≈ 0% moderno - o que significa que não há detecção de AMS). A medição é simples e em termos de contaminação da amostra, quase todos os preconceitos potenciais são para o conservador (contaminar a amostra com CO moderna 2). Por exemplo, CO 2 atmosférico entrar em uma amostra aumentaria a assinatura isotópica radiocarbono e provocar assim subestimar a taxa de degradação. CO 2 evoluído de degradação do contaminante base de combustíveis fósseis será livre de radiocarbono. Em um local plano, sem nenhuma contaminação, CO 2 respirado de matéria orgânica natural (NOM) será idade apropriada para o NOM. Dentro da pluma ou nas franjas, contaminante derivado CO 2 terão 0% de carbono moderno. CO 2 a partir de fontes NOM e CO 2 derivadas de fontes fósseis pode ser distinguido com um elemento terminal 11 duas modelo de mistura. É assim possível Estimate a proporção de toda a piscina 2 CO (carbono respirado) atribuível ao contaminante. Usando apenas esta proporção, fóssil-hidrocarboneto ou oxidação química industrial em áreas de estudo foi confirmado 7-13. Esta proporção de contaminação derivada CO 2 pode então ser acoplado com um total taxa de mineralização CO 2 (todo o CO 2 recolhido por unidade de tempo e volume) para determinar a taxa de mineralização contaminante intrínseco. Assumindo que esta taxa de atenuação continuaria em determinadas condições do local, pode-se, em seguida, estimar o tempo necessário para o encerramento site. Técnicas estão disponíveis para a determinação do solo horizonte CO 2 fluxos com os métodos de ter aberto ou em sistema fechado projeta 14. Câmaras de fluxo em sistema fechado e modelos de fluxo de gás foram usados para determinar a respiração líquida em solos contaminados 12,13,15-17. Nestes estudos, medições espaciais diretamente associado com uma pluma de contaminação e com backgrouáreas nd apresentaram biodegradação de contaminantes orgânicos reforçada. Vários métodos de modelagem foram usadas para dimensionar medições de fluxos verticais ao volume de site. O objetivo deste estudo foi desenvolver métodos para a recolha de ampla CO 2 para análise AMS (~ 1 mg), sem influência de CO 2 atmosférico contaminação (poços fechados) ao usar a taxa de recolha para determinar a respiração contaminante. Finalmente, modelando uma zona de influência (ZDI) para, finalmente, a escala de medição de 3 dimensões (volume) permitiu que determinam a conversão de hidrocarbonetos clorados (CH) em um por unidade de volume e por a base da unidade de tempo. A ZOI permite que se determine quanto volume de respiração e as medições são tomadas a partir de radiocarbono. O método consiste em trapping evoluiu CO 2 pela recirculação de gás bem headspace através de uma armadilha de NaOH, a medição do teor de radiocarbono do CO coletadas 2, usando um modelo de dois membros fim de repartir a CO 2 recolhido para contaminantes origin, em seguida, o escalonamento de medição de um volume calculado por um modelo de águas subterrâneas específica do local. O poço de gás headspace é recirculado para que apenas o equilíbrio processa &quot;puxar&quot; CO 2 a partir da ZOI adjacente.

<table><tbody><tr><td>Air pump; Power Bubbles 12 V</td><td>Marine Metal</td><td>B-15</td><td></td></tr><tr><td>Marine Sealant</td><td>3M</td><td>5200</td><td>for sealing pumps</td></tr><tr><td>Silicone Sealant</td><td>Dap</td><td>08641</td><td>for sealing pumps</td></tr><tr><td>Tubing for gas recirculation</td><td>Mazzer</td><td>EFNPA2</td><td></td></tr><tr><td>Stopcocks (for gas lines)</td><td>Cole-Parmer</td><td>30600-09</td><td>for assembling gas lines</td></tr><tr><td>Male Luer lock fittings</td><td>Cole-Parmer</td><td>WU-45503-00</td><td>for assembling gas lines</td></tr><tr><td>Female Luer lock fittings</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-45500-00</td><td>for assembling gas lines</td></tr><tr><td>4&quot; Lockable J-Plug well cap</td><td>Dean Bennett Supply</td><td>NSN</td><td>2&quot; if smaller wells</td></tr><tr><td>HOBO 4-Channel Pulse Data Logger</td><td>Onset</td><td>UX120-017</td><td>Older model no longer available. Use to monitor pump operation</td></tr><tr><td>Serum bottles 100 ml (cs/144)</td><td>Fisher Scientific</td><td>33111-U</td><td>For CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; traps</td></tr><tr><td>Septa (pk/100)</td><td>Fisher Scientific</td><td>27201</td><td>For CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; traps</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Coulometry&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Anode solution</td><td>UIC, Inc</td><td>CM300-001</td><td></td></tr><tr><td>Cathode solution</td><td>UIC, Inc</td><td>CM300-002</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;For IC analysis&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Dionex Filter Caps 5 ml 250/pk</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9253179</td><td>Caps for IC</td></tr><tr><td>Dionex 5 ml vials, 250/pk</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9253178</td><td>Vials for IC</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;If using solar power&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Renogy Solar Panel kit(s)</td><td>Renogy&amp;nbsp;</td><td>KT2RNG-100D-1</td><td>Bundle provides 200 W</td></tr><tr><td>VMAX Solar Battery</td><td>VMAX</td><td>VMAX800S</td><td>For energy storage</td></tr></tbody></table>

measuring carbon-based contaminant mineralization using combined co2 flux and radiocarbon analyses

É descrito um método que utiliza a ausência de radiocarbono em produtos químicos industriais e combustíveis feitos a partir de matérias-primas de petróleo que, frequentemente, contaminam o meio ambiente. Este sinal radiocarbono - ou melhor, a ausência de sinal - é distribuído uniformemente ao longo de uma piscina fonte contaminante (ao contrário de um marcador adicionado) e não é afetado por processos físicos (por exemplo, o C taxa de decaimento radioactivo 14 é imutável) biológico, químico ou. Se o contaminante derivado de energia fóssil é completamente degradado em CO2, um produto final inofensivo, que o CO 2 irão conter nenhum radiocarbono. CO 2 derivado da matéria orgânica natural, degradação (NOM) irá refletir o conteúdo NOM radiocarbono (geralmente &lt;30.000 anos de idade). Dado um teor de radiocarbono conhecido por NOM (um fundo local), um modelo de mistura de dois-elemento de extremidade pode ser utilizado para determinar o CO 2 derivado a partir de uma fonte fóssil numa dada amostra de gás do solo ou de água subterrânea. Acoplamento do pCO ercent 2 derivado do contaminante com a taxa de respiração CO 2 fornece uma estimativa para a quantidade total de contaminante degradada por unidade de tempo. Finalmente, a determinação de uma zona de influência (ZOI), que representa o volume a partir do qual site de CO2 é recolhido permite determinar a degradação do contaminante por unidade de tempo e de volume. Junto com estimativas de massa contaminante total, a última instância pode ser usado para calcular o tempo de disponibilização para remediar ou de outra forma utilizada pelos gestores de sites para a tomada de decisões.

No local de teste, a contaminação CH histórica tem sido mais alta dentro do grupo cavidade central (MW-25-MW-30) e Sherman perto da estrada (Fig. 5). Em 1983, grandes porções de contaminação foram retiradas do aterro (Norte do local de ensaio) e de escavação adicional ocorreu em 2001. concentrações CH diminuíram após a remoção fonte particularmente perto dos antigos poços (Sherman Road), mas uma nuvem persistente continua a existem na região de grupos de poço central. Chuvas sazonais são conhecidos por aumentar transitoriamente concentrações CH e dessorvido contaminação residual para solos 27. Os solos da região são principalmente ex-areias draga. Uma possível interferências com o método descrito poderia existir se antigas rochas carbonáticas estão presentes, e as águas subterrâneas pH é muito baixo (&lt;~ 5). Isto poderia levar à dissolução de carbonato e um sinal antigo em CO 2 gerado. Não significativa CaCO 3 são conhecidosna área, no entanto, catiões e o pH foram medidos e submetidos a regressão e análises principais componentes principais (PCA). A principal preocupação era que o baixo pH pode promover o carbonato de cálcio (CaCO3) a dissolução, o que poderia análise de viés de radiocarbono (antigas rochas carbonáticas poderia fornecer antiga CO 2 se dissolvido por águas ácidas). Na conteúdos + foi marginalmente maior no lado sul do site (mais próximo do mar), mas não há valores estavam em uma escala indicando significativa intrusão marinha. Concentrações de íons de cálcio variou 8,0-58 mg L -1. Dissolução de carbonato não foi indicado quando se relaciona a concentração de íons de cálcio para pH (r 2 &lt;0,3). PCA bi-parcelas não indicaram fortes cargas com qualquer variável. Diferenças entre poços também não indicam a dissolução de carbonato (Fig. 6). Esta análise conformacional deve ser considerado crítico quando adaptar a metodologia para novos locais - particulArly aqueles com geologia regional indicando formações significativas de carbonato de rock. CO 2 taxas de produção variou de 0 a 34 mg de CO 2 d -1. Produção de CO 2 foi mais baixo no conjunto central bem na região onde a contaminação histórica era mais elevado (Fig. 5). Produção de CO 2 no poço MW-01 (fundo bem - não mostrado, mas ~ 500 metros a noroeste de cluster bem principal) era muito elevado em 31 mg CO 2 d -1). Análises duplicadas respiração tinha erros padrão variando de 0,03 a 6% de CO 2 e uma média de menos de 1% (0,98). Os períodos de dois,-2 semana medições da estação seca foram calculados para cálculos posteriores. medições de respiração não variou consideravelmente entre os períodos de 2 semanas individuais. Entre período respiração erro padrão variou de &lt;1 a 51%, mas em média, 13% (Tabela 1). Respiratiem média permitiu o cálculo de um único volume CH removido durante um período de um mês. O fundo também (MW-01) tinham uma idade radiocarbono de 1.280 anos antes do presente (YBP) ou 85 por cento moderna (PMC) - dentro de uma escala comum para matéria orgânica do solo de 26 anos. valor deste poço foi usado como fundo para o modelo de mistura isotópica. Mais uma vez, porque a amostragem foi limitada a um mês total, a dois períodos de back-to-back durante a mesma temporada foram usadas para &quot;representar&quot; a estação seca - geralmente pensado para ser as condições mais estagnados e, assim, conservadora para estimativas extrapolados. Tal como acontece com as taxas de produção DIC, medições de radiocarbono foram semelhantes entre os períodos de 2 semanas individuais. O erro padrão variou entre períodos de 0,25-18%, com uma média de 6%. CO 2 idades de radiocarbono variou entre ~ 34-85 pMC ou ~ 1.340 a 8.700 YBP (Tabela 1). MW-27 e MW-32, suspeito de estar comprometido por vazamento bomba tinha moderna val radiocarbonoues e foram, assim, confirmada como comprometida. Estas amostras não foram incluídas na análise. Os relatórios anteriores foram utilizados para hidráulico águas subterrâneas e CO 2 propriedades de soluto para desenvolver o modelo de ZOI 26,27 (Tabela 2). dados meteorológicos (2007, 2011 e 2012) da estação CIMIS San Diego (Station ID 184) foram utilizados para estimar a taxa de recarga do aqüífero. dados de maré ao longo do mesmo período de tempo a partir do NOAA Estação de San Diego (Station ID: 9410170) foram utilizados para definir condições de contorno. A calibração do modelo assumiu um gradiente hidráulico estável e taxas de recolha de CO 2 constantes. Simulações suplementares diferentes taxas de recolha média de CO 2 e fundo inicial CO 2 juntamente com um aumento gradiente hidráulico 10% auxiliado na parametrização do modelo. Uma simulação suplementar usando a taxa média de recolha de CO 2 apresentou um aumento de aproximadamente 46% no efundo stimated CO 2 (ou seja, aumento 6,5-9,5 gm -3) se a taxa de recolha alterado de 0,00530 (+ 10%) a 0,00434 g h -1 (-10%) ao longo do período de recolha de 2 semanas (Tabela 3) . Pressupostos para o modelo ZOI incluídos insignificante produção de CO 2 atribuíveis à degradação CH durante o período de colheita e o uniforme inicial de distribuição de CO 2 para desenvolver a simulação final (Fig. 7). A taxa de reacção de CO 2 pode ser subestimado para o local de estudo. Usando CO 2 a taxa de produção, CO 2 atribuíveis a degradação CH, e estimativas do modelo de ZOI, calculou-se a remoção de CH massa em cada poço por unidade de tempo. Os dados da Tabela 1 foi usado com o modelo de mistura de dois membros de extremidade (equação (1)) para resolver para F animal de estimação em cada poço. Porque o site só é conhecida por CH con<html> contaminação e nenhuma outra fonte de CO 2 foi encontrado dentro ou perto do local, a degradação CH assume-se como a principal contribuir de CO 2. A f estimação variou de 1 a 60% em relação ao local (Tabela 4). A proporção foi convertido em base de carbono e multiplicada pela taxa de produção de CO 2 para calcular a taxa de degradação CH (Tabela 4). Usando o volume de ZOI (Tabela 3), foi determinada a taxa de degradação de contaminantes por unidade de tempo e de volume (Quadro 4). Este valor variou entre 0 a 32 mg C m d -3 -1 (Tabela 4). degradação CH foi menor em regiões de maior contaminação CH histórica (MW-25 - MW-30). Em poços perto da periferia local (perto de Sherman Road), a maior degradação CH foi medido. Produção de CO 2 foi maior nessas áreas, enquanto f pet indicado volume de negócios CH significativa (Fig. 8). nt &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig1.jpg" /> Figura 1. Vedação e preparação de bombas de recirculação. Selagem bombas de recirculação para implantação de campo. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig2.jpg" /> Figura 2. armadilhas de NaOH preparado para implantação campo. 120 ml de frascos de soro com NaOH armadilha adicionado e cápsula selada. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig3.jpg" /> Figura 3. O campo de configuração. Fio encaminhado para poços equipados (esquerda), armadilha implantado em um poço (superior direito), e sistema de distribuição de energia solar (inferior direito). Wells são equipados no campo com sistemas de recolha (incluindo fiação, distribuição de energia e bomba / armadilhas). ther.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig4.jpg" /> Figura 4. Modificado bem tampas mostrando linhas de recirculação de gás. Esta figura mostra tampas bem modificados com entrada de gás e linhas de retorno. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig5.jpg" /> Figura 5. histórico contaminação por hidrocarbonetos clorados (mg L-1). Esta figura mostra a contaminação por hidrocarbonetos clorados histórico no local de teste. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig6.jpg" /> Figura 6. PCA bi-enredo mostrando nenhuma co-relação entre cátions dissolvidos e pH. Esta figura mostra um bi-enredo das pontuações PCA e cargas criadas a partir de dados hidrogeológicos (pH e cátions) para o local de teste. conteúdo &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig7.jpg" /> Figura 7. modelo calibrado ZOI para a taxa média de recolha de CO 2 (0,0048 gm -3). O calibrado concentração de fundo de CO 2 foi de 6,5 gm -3, e a concentração limiar de ZOI foi 6,18 gm -3 (linha preta sólida). diâmetros longitudinal e transversal da ZDI foram 2,28 m e 0,72 m, respectivamente. Profundidade da ZOI foi de 0,12 m. Modificado de 18. Esta figura mostra uma representação gráfica do modelo de ZOI em 3 dimensões. <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig8.jpg" /> Figura 8. taxa de contaminantes degradação por unidade de tempo por unidade de área. Modificado de 18. Esta é a taxa de degradação interpolado para CH sobre o local do estudo durante o período de tempo amostrados. Vídeo 1. Desenvolvimento de ZOI usando MT3DMS23 - simulação MODFLOW ( <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53233/Video_1_ZOI_simuation.mp4" target="_blank">clique direito para fazer o download</a> ). Baixar, instalar, inicializar e criar simulação para o ZOI. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Bem </td><td> δ 13 C (‰ VPDB) </td><td> 14 C Δ (‰) </td><td> Idade convencional (YBP) </td><td> Por cento Modern C (PMC) </td></tr><tr><td> MW-01 </td><td> -34 </td><td> -147 </td><td> 1280 </td><td> 85 </td></tr><tr><td> MW-21 </td><td> -28 </td><td> -663 </td><td> 8730 </td><td> 34 </td></tr><tr><td> MW-25 </td><td> -23 </td><td> -153 </td><td> 1340 </td><td> 85 </td></tr><tr><td> MW-26 </td><td> -25 </td><td> -298 </td><td> 2845 </td><td> 70 </td></tr><tr><td> MW-27 </td><td> -18 </td><td> ND * </td><td> ND * </td><td> ND * </td></tr><tr><td> MW-28 </td><td> -25 </td><td> -190 </td><td> 1695 </td><td> 81 </td></tr><tr><td> MW-30 </td><td> -35 </td><td> -254 </td><td> 2365 </td><td> 75 </td></tr><tr><td> MW-32 </td><td> -20 </td><td> ND * </td><td> ND * </td><td> ND * </td></tr><tr><td> MW-34 </td><td> -32 </td><td> -283 </td><td> 2670 </td><td> 72 </td></tr><tr><td> MW-35 </td><td> -25 </td><td> -598 </td><td> 7320 </td><td> 40 </td></tr><tr><td> MW-38 </td><td> -32 </td><td> -354 </td><td> 3515 </td><td> 65 </td></tr><tr><td> MW-41 </td><td> -28 </td><td> -232 </td><td> 2125 </td><td> 77 </td></tr><tr&gt; <td> MW-42 </td><td> -23 </td><td> -482 </td><td> 5280 </td><td> 52 </td></tr><tr><td colspan="5"> * ND Não existem dados - vazamento da bomba </td></tr></tbody></table> Tabela 1. CO 2 medições de isótopos e conversões. CO 2 isótopos estáveis e de radiocarbono medidas e conversões para unidades usadas no manuscrito. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Parâmetro </td><td> Unidades </td><td> Valor </td></tr><tr><td colspan="2"> Hidrologia </td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td rowspan="2"> Condutividade hidráulica </td><td rowspan="2"> h -1 ml </td><td> 0,44 (aqüífero) </td></tr><tr><td> 10 (bem) </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td rowspan="2"> Porosidade (aqüífero) </td><td rowspan = &quot;2&quot;&gt; </td><td> 0,48 (aqüífero) </td></tr><tr><td> 0,99 (bem) </td></tr><tr><td></td><td> Densidade aparente </td><td> g cm -3 </td><td> 1.4 </td></tr><tr><td></td><td> Rendimento específico </td><td> cm3 cm -3 </td><td> 0,2 </td></tr><tr><td></td><td> gradiente hidráulico </td><td> mm -1 </td><td> 0,015 </td></tr><tr><td colspan="2"> CO 2 transporte de solutos </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td> coeficiente de difusão </td><td> m 2 h -1 </td><td> 5,77 x 10 -5 </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td> Longitudinal </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 6.1 </td></tr><tr><td> dispersivity </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td> transversal horizontal </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 0,61 </td></tr><tr><td> dispersivity </td></tr><tr><td rowspan="2"> &lt;/ Td&gt; <td> Vertical transversal </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 0,061 </td></tr><tr><td> dispersivity </td></tr><tr><td></td><td> Solo gás CO 2 </td><td> % </td><td> 0,56 </td></tr></tbody></table> Tabela 2. Zoi parâmetros do modelo. Parâmetros utilizados no modelo de ZDI e simulações. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> Taxa de recolha Nível </td><td rowspan="2"> Taxa de Arrecadação </td><td rowspan="2"> Concentração de fundo </td><td colspan="4"> ZOI Tamanho </td></tr><tr><td> Longitudinal </td><td> Transversal </td><td> Profundidade </td><td> Volume </td></tr><tr><td></td><td> (G / h) </td><td> (g / m 3) </td><td> (M) </td><td></td><td></td><td> (m 3) </td></tr><tr><td> Máximo </td><td> 0,0131 </td> &lt;td&gt; 17,6 </td><td> 2,47 </td><td> 0,77 </td><td> 0,13 </td><td> 0,193 </td></tr><tr><td> Média </td><td> 0,0048 </td><td> 6.5 </td><td> 2,28 </td><td> 0,72 </td><td> 0,12 </td><td> 0,176 </td></tr><tr><td> Mínimo </td><td> 0,0003 </td><td> 4 </td><td> 2.16 </td><td> 0,68 </td><td> 0,11 </td><td> 0,149 </td></tr></tbody></table> Tabela saídas 3. modelo ZOI. Saídas do modelo para a ZOI. Esta tabela descreve o volume tridimensional para a ZDI. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Bem </td><td> f pet (%) </td><td> taxa de degradação do contaminante (mg C d -1 ± 10%) </td><td> degradação do contaminante por unidade de tempo e de volume (mg C m -3 d -1 ± 15%) </td></tr><tr><td> MW-01 </td><td> 0 </td><td> N / D </td><td> N / D </td></tr><tr><td> MW-21 </td><td> 60 </td><td> 5.6 </td><td> 32 </td></tr><tr><td> MW-25 ¥ </td><td> 1 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> MW-26 </td><td> 18 </td><td> 0,18 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> MW-28 </td><td> 5 </td><td> 0,017 </td><td> 0,098 </td></tr><tr><td> MW-30 </td><td> 12 </td><td> 0,34 </td><td> 1.9 </td></tr><tr><td> MW-34 </td><td> 16 </td><td> 0,1 </td><td> 0.58 </td></tr><tr><td> MW-35 </td><td> 53 </td><td> 3.6 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> MW-38 </td><td> 24 </td><td> 1.4 </td><td> 8.1 </td></tr><tr><td> MW-41 </td><td> 10 </td><td> 0,44 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> MW-42 </td><td> 39 </td><td> 1.7 </td><td> 9.8 </td></tr><tr><td colspan="4"> NA Não aplicável - MW-01 usada como fundo (por exemplo, nenhuma contaminação) </td></tr><tr><td colspan = &quot;4&quot;&gt; ¥ Assumindo a ser puramente-equilíbrio impulsionado (por exemplo, sem respiração) </td></tr></tbody></table> Tabela 4. Scaled estimativas de degradação de contaminantes. Estimativas para degradação do contaminante por unidade de tempo e unidade de volume para os poços amostrados.

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Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

A protocol is described wherein CO2 mineralized from organic contaminant (derived from petroleum feedstocks) biodegradation is trapped, quantified, and analyzed for 14C content. A model is developed to determine CO2 capture zone's spatial extent. Spatial and temporal measurements allow integrating contaminant mineralization rates for predicting remediation extent and time.

Medindo-carbono com base Contaminant Mineralização Usando Combinada CO<sub&gt; 2</sub&gt; fluxo e de radiocarbono Análises

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

measuring-carbon-based-contaminant-mineralization-using-combined-co2

Research

JoVE Journal

Environment

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

11.5K visualizações.  US Naval Research Laboratory. A protocol is described wherein CO2 mineralized from organic contaminant (derived from petroleum feedstocks) biodegradation is trapped, quantified, and analyzed for 14C content. A model is developed to determine CO2 capture zone's spatial extent. Spatial and temporal measurements allow integrating contaminant mineralization rates for predicting remediation extent and time. 

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Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

Medindo Fluxos de nutrientes minerais e substâncias tóxicas em plantas com Traçadores Radioativos

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Ambiente

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

Medição do fluxo de gases com efeito de Solos Agrícolas Usando Chambers estáticos

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

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; Facility Concentração Gradiente para Teste CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enriquecimento do solo e efeitos sobre a função da pastagem de Ecossistemas

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

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

A Bolsa Benthic de O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; e nutrientes dissolvidos Usando pequeno núcleo incubações

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is highly sensitive to disturbance. It is also the primary substrate for soil microorganisms, which is fundamental to nutrient cycling. Due to these attributes, labile organic carbon (LOC) has been identified as an indicator parameter for soil health. Quantifying the turnover rate of LOC also aids in understanding changes in soil nutrient cycling processes. A sequential fumigation incubation method has been developed to estimate soil LOC and potential C turnover rate. The method requires fumigating soil samples and quantifying CO2-C respired during a 10 day incubation period over a series of fumigation-incubation cycles. Labile organic C and potential C turnover rate are then extrapolated from accumulated CO2 with a negative exponential model. Procedures for conducting this method are described.

Labile organic carbon (LOC) and the potential carbon turnover rate are sensitive indicators of changes in soil nutrient cycling processes. Details are provided for a method based on fumigating and incubating soil in a series of cycles and using the CO2 accumulated during the incubation periods to estimate these parameters.

Avaliação da lábil carbono orgânico no solo usando procedimentos seqüenciais Fumigação de incubação

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space of a carbonate rock at pressures and temperatures representative of typical formations used for CO2 storage. Chemical equilibrium between the CO2, brine and rock phases was maintained using a high pressure high temperature reactor, replicating conditions far away from the injection site. Fluid flow was controlled using high pressure high temperature syringe pumps. To maintain representative in-situ conditions within the micro-CT scanner a carbon fiber high pressure micro-CT coreholder was used. Diffusive CO2 exchange across the confining sleeve from the pore-space of the rock to the confining fluid was prevented by surrounding the core with a triple wrap of aluminum foil. Reconstructed brine contrast was modeled using a polychromatic x-ray source, and brine composition was chosen to maximize the three phase contrast between the two fluids and the rock. Flexible flow lines were used to reduce forces on the sample during image acquisition, potentially causing unwanted sample motion, a major shortcoming in previous techniques. An internal thermocouple, placed directly adjacent to the rock core, coupled with an external flexible heating wrap and a PID controller was used to maintain a constant temperature within the flow cell. Substantial amounts of CO2 were trapped, with a residual saturation of 0.203 &#177; 0.013, and the sizes of larger volume ganglia obey power law distributions, consistent with percolation theory.

We present a methodology for the imaging of multiple fluid phases at reservoir conditions by the use of x-ray microtomography. We show some representative results of capillary trapping in a carbonate rock sample.

Imagem Reservoir Condição Pore escala de múltiplas fases de fluidos utilizando microtomografia de raios-X

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space ...

Engenharia

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

Medição e mapeamento de padrões de erosão e deposição relacionadas às concentrações de carbonato de solo sob gestão agrícola

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, this resolution provides records at the annual to decadal scale, at best. An extrusion method, using a calibrated, threaded-rod is presented here, which allows for millimeter-scale subsampling of aquatic sediment cores of varying diameters. Millimeter scale subsampling allows for sub-annual to monthly analysis of the sedimentary record, an order of magnitude higher than typical sampling schemes. The extruder consists of a 2 m aluminum frame and base, two core tube clamps, a threaded-rod, and a 1 m piston. The sediment core is placed above the piston and clamped to the frame. An acrylic sampling collar is affixed to the upper 5 cm of the core tube and provides a platform from which to extract sub-samples. The piston is rotated around the threaded-rod at calibrated intervals and gently pushes the sediment out the top of the core tube. The sediment is then isolated into the sampling collar and placed into an appropriate sampling vessel (e.g., jar or bag). This method also preserves the unconsolidated samples (i.e., high pore water content) at the surface, providing a consistent sampling volume. This mm scale extrusion method was applied to cores collected in the northern Gulf of Mexico following the Deepwater Horizon submarine oil release. Evidence suggests that it is necessary to sample at the mm scale to fully characterize events that occur on the monthly time-scale for continental slope sediments.

An extrusion method using a calibrated threaded-rod is presented, which allows for mm scale subsampling of aquatic sediment cores. Millimeter-scale sampling is necessary to fully characterize recent event stratigraphy in sediment records.

Sedimentos do núcleo método de extrusão na resolução Millimeter Usando um, rosca-rod calibrado

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, ...

Química

Sampling and Pretreatment of Tooth Enamel Carbonate for Stable Carbon and Oxygen Isotope Analysis

Stable carbon and oxygen isotope analysis of human and animal tooth enamel carbonate has been applied in paleodietary, paleoecological, and paleoenvironmental research from recent historical periods back to over 10 million years ago. Bulk approaches provide a representative sample for the period of enamel mineralization, while sequential samples within a tooth can track dietary and environmental changes during this period. While these methodologies have been widely applied and described in archaeology, ecology, and paleontology, there have been no explicit guidelines to aid in the selection of necessary lab equipment and to thoroughly describe detailed laboratory sampling and protocols. In this article, we document textually and visually, the entire process from sampling through pretreatment and diagenetic screening to make the methodology more widely available to researchers considering its application in a variety of laboratory settings.

Stable carbon and oxygen isotope analysis of human and animal tooth enamel carbonate has been used as a proxy for individual diet and environmental reconstruction. Here, we provide a detailed description and visual documentation of bulk and sequential tooth enamel sampling as well as pretreatment of archaeological and paleontological samples.

Amostragem e tratamento prévio de esmalte do dente carbonato de carbono estável e análise de isótopos de oxigênio

Stable carbon and oxygen isotope analysis of human and animal tooth enamel carbonate has been applied in paleodietary, paleoecological, and ...

Bioquímica

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

This protocol is an example of utilizing the eddy covariance (EC) technique to investigate spatially and temporally averaged net CO2 fluxes (net ecosystem production, NEP), in non-typical ecosystems, on a currently reforested windthrow area in Poland. After a tornado event, a relatively narrow &#8220;corridor&#8221; was created within surviving forest stands, which complicates such kind of experiments. The application of other measuring techniques, such as the chamber method, is even more difficult under these circumstances, because especially at the beginning, fallen trees and in general great heterogeneity of the site provide a challenging platform to perform flux measurements and then to properly upscale obtained results. In comparison with standard EC measurements carried out in untouched forests, the case of windthrow areas requires special consideration when it comes to the site location and data analysis in order to ensure their representativeness. Therefore, here we present a protocol of real-time, continuous CO2 flux measurements at a dynamically changing, non-ideal EC site, which includes (1) site location and instrumentation setup, (2) flux computation, (3) rigorous data filtering and quality control, and (4) gap filling and net fluxes partitioning into CO2 respiration and absorption. The main advantage of the described methodology is that it provides a detailed description of the experimental setup and measurement performance from scratch, which can be applied to other spatially limited ecosystems. It can also be viewed as a list of recommendations on how to deal with unconventional site operation, providing a description for non-specialists. Obtained quality-checked, gap filled, half-hour values of net CO2, as well as absorption and respiration fluxes, can be finally aggregated into daily, monthly, seasonal or annual totals.

Measurements of CO2 Fluxes at Non-Ideal Eddy Covariance Sites

The presented protocol uses the eddy covariance method at non-typical locations, applicable to all types of short-canopy ecosystems with limited area, on a currently reforested windthrow site in Poland. Details of measuring site setup rules, flux calculations and quality control, and final result analysis, are described.

Medidas de CO2 fluxes em locais de covariância não-ideal Eddy

This protocol is an example of utilizing the eddy covariance (EC) technique to investigate spatially and temporally averaged net CO2 fluxes (net ecosystem ...

Medindo-carbono com base Contaminant Mineralização Usando Combinada CO

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