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. Hazırlık ve Saha Montaj <ol><li> gerekli alan ekipmanı tedarik; pompalar, güç (piller, güneş, transformatörler, vb), tüp, iyi kapaklar, bağlantı parçaları, örnek flakon ve şişe, sondalar (pH, Eh, vb) ve düşük voltaj pompaları. </li><li> pilli hava pompaları Seal. pompa yuvasının (boyut 53) ve (örneğin PFA için) plastik gaz geçirmez boru &quot;1/16 yolu kısa bir parça (3-5)&quot; içine bir delik delin. <ol><li> silikon bir kat izledi deniz dolgu ile (düşük lastik konut civarında) pompa tüm dış kısımlarını Seal. </li><li> Basınç çıkışı bloke ederken yavaşça konut tüp üfleyerek pompaları test eder. görsel kaçak olup olmadığını kontrol edin. NOT: hava kaçağı (. Şekil 1) varsa Işık basıncı tutmak gerekir. </li></ol></li><li> Gerekirse izleme kuyuları takın (mevcut kuyu kullanıldığı bu çalışmada - vadoz genelinde ekranlı: yeraltı suyu arayüzü) 18 </&gt; Sup. NOT: Bir kuyu arka plan iyi kirlenmiş sitenin bir konum temsilcisi olmalıdır - ama bilinen petrol bazlı kirlenme ile. </li><li> 18 anlatıldığı gibi onlar (vb hidrolik iletkenlik, akifer gözeneklilik, toprak yoğunluğu, belirli verim, hidrolik gradyan) yokmuşçasına ön yeraltı suyu modellemesi verilerini elde etmek. Etki Bir site (ZOI) modeli (CO 2 yakalama zonunun tahmini) geliştirmek için bu verileri kullanın. Ek malzeme 18 de tarif edildiği gibi ZOI modeli hazırlanır. </li><li> 100 ml&#39;lik serum şişesine ~ 25 g NaOH ve transfer dışarı tartarak CO 2 tuzakları hazırlayın. Bir septum ile serum şişesini kap ve sıkıca kıvrım. Her toplama çukuruna (Şek. 2), artı bir alan boş bir tuzak hazırlayın. </li><li> Başlangıç pH değeri, çözünmüş inorganik karbon (DIC) konsantrasyonları ve katyon konsantrasyonları 10,18 elde etmek için gerekli olarak ilk yeraltı suyu örnekleme yapmak. 40 ml uçucu doldurun veyaGaniç analizi (VOA) flakon, yeraltı (bailer yoluyla numune, peristaltik pompa veya vakum hattı) ile bir dışbükey menisküs alttan, doymuş CuSO 4 çözeltisi 19 5 damla, az ile (septum kapakları kullanmanız gerekir) sıkıca kap mümkün Tepeboşluğu. <ol><li> diğer analizler için ek şişeleri (mesela kirletici konsantrasyonları,) ayırın. Bir metre alanda mevcut değilse, pH ölçümü için bir prezervansız flakon kullanın. laboratuvara buzdolabında ve ulaşım. </li></ol></li><li> Güzergah her kuyuya zemin veya diğer uygun araçlarla boyunca (~ 1 amp taşıyabilecek) elektrik hatları. değiştirilmiş pompa Yapıştırmayın (1.2) ve pompa (bu çalışma duymak gerekir) çalıştığından emin olun. NOT: pompalar (. Şekil 3) 12 V karşılamak ama güç tasarrufu için düşük voltaj kullanabilirsiniz. </li><li> modifiye gaz geçirmez kuyu kapakları ile kapak kuyular. <ol><li> 1/1 sıkıca uyum amacıyla kapaklar sayesinde kapaklar, matkap iki delik (matkap boyutu 53) hazırlamak için6 &quot;gaz hatları. Kapağı ile Rota iki gaz hatları. </li><li> Bu yeraltı su tablasının (Şek. 4) yakınında duracak şekilde bir çizgi çekin. sipariş hattı yormadan sonuna üzerinde ağır bir paslanmaz somunu yapıştırın. </li><li> Diğer hattı sadece kapağın altında Rota (bu gaz geri dönüş hattı olacaktır). Coat bol vakum gres ile sızdırmazlık yüzeyleri ve ipler herhangi bir hava değişimi engellemek için. kuyu kap sıkın. </li><li> Rota pompa girişine alt boru. Rota septum aracılığıyla 16. gauge iğne kullanılarak CO 2 tuzak (NaOH) ile pompadan bir gaz hattı. Rota kapağının hemen altına biten gaz hattına (ikinci 16. iğne kullanarak) tuzak bir dönüş hattı. </li><li> Bu kuyu başı-boşluk hacmine bağlıdır (güç sağlayan pompayı çalıştırın ve en az 30 kuyu hacimleri toplamak. Bu, yani yeraltı suyu masaya iyi yarıçapı (r) ve tahmini uzaklığında (l) ile hesaplanabilir, πr 2 l). İlk tuzakları atın (headspace temizlemek için). </li><li> Çıkarın ve her şişenin septum iğneleri çekerek ve yeni şişenin septum koyarak deneysel CO 2 toplama önce taze tuzakları ile değiştirin. Pompa turn-on için zaman ve tarihini not edin. </li></ol></li></ol> 2. İlk Numune Analizi <ol><li> Kulometri 20 tarafından DIC ölçmek için: <ol><li> Aktarım üçlü septa ile şapkalı 40 ml serum şişeleri 1 ml alınan örnekler. 1 ml% 80 H 3 PO 4 ile Alt-numûnelerin acidify. CO 2 içermeyen hava akımı ile serpme. </li><li> Sıralı Mg (CIO4) 2 ve bir silika jel (230-400 meş, 60 a) trans doğrultusunda gelişmiş CO2 gaz akımı ve bodur kurutun. Kabarcık kolorimetrik deney CO2 ölçmek için kullanılan bir kulometrik hücreye gaz akımı. Ölçümleri 21 kalibre sertifikalı referans malzemeler kullanıyoruz. </li></ol></li><li> tedbirStandart kalibre pH metre kullanılarak pH. yerinde veya korunmuş örnekler üzerinde pH değerini ölçün. </li><li> iyon kromatografisi ile çözünmüş katyonlar ölçün: <ol><li> Pipet 5 ml prezervansız yeraltı suyu numuneleri şişeleri AUTOSAMPLER için. bir iyon kromatograf bağlanmış bir alıcısı içinde kapak flakon ve yer. </li><li> Analiz 10,18 için bir katyon özgü sütunu kullanın. Eluent ve kromatografik akışına set ~ 0.7 ml dk -1 olarak 20 mM metansülfonik asit kullanın. </li><li> saflaştınlmış su kullanılarak 1: 4.5, 1: 4, 2: 3, 3: 2, ve 4 ila 6 katyonu (en az Mg, Ca, Na ve K ihtiva eden) aykırı 0.5 bir stok solüsyonu ile seyreltilir. analizin başında ve her 25 bilinmeyen numunelerin sonra bu standartları çalıştırın. Her bir örnek (üç kopya halinde) üç defa. pik alanına karşılık katyon konsantrasyon çizilerek ve bir doğrusal regresyon üreterek standart bir eğri oluşturur. Alan örnekleri buna göre 10,18 analiz edin. </li></ol></li></ol> 3. Ölçü CO 2 Üretim bird Cevherleşme Oranı Yerinde <ol><li> Yaklaşık iki ay (in situ mikrobiyal metabolizma oranları esas siteden siteye büyük olasılıkla değişir) iki hafta, onları çıkartarak pompalara güç kapatın. <ol><li> Devridaim gaz tuzakları, iğne kaldırmak ve bir &quot;taze&quot; CO 2 kapanı ile değiştirin. (Cf Şekil. 3) kapalı ise tuzakları uzun süreli depolama için stabildir. </li></ol></li><li> Ne zaman analize hazır, kalan harcanmamış (katı) NaOH çözülür ve seyreltme hacmi elde etmek için bir hacimsel cihaza tüm sıvı içeriğini aktarmak. septa ile 40 ml şişeleri ve transfer Alt-numûnelerin (5-10 ml) (tam kalan NaOH çözmek için örneğin 200 ml) tam hacmi belirlemek. <ol><li> serpme oranı% 50 (h / h) fosforik asit, enjekte edilerek asitleştirin ve kulometri ile elde edilen gaz akımının (2.1) analiz eder. </li><li> El ile tüm volum için alt örnek ölçekleme CO 2 toplama oranını hesaplamakE ve toplama zamanında (yani, X günde g CO2). Alan boş CO 2 içeriği çıkartın. Tam çözülmüş NaOH 200 ml Örneğin, toplam CO2 konsantrasyonunu yansıtan 20 ile 10 mi alt örnek çarpın. NOT: Bu örnek toplama 14 gün temsil ederse, tahsilat oranı 14 gün bölünmesiyle ölçekli CO 2 konsantrasyonu olacaktır. İlk DIC konsantrasyonuna karşı CO 2 toplama oranını çizilir. korelasyon varsa, toplama oranı denge kinetik bir tek fonksiyonu değildir. </li><li> el, denge kinetik hesaba örnekleme döneminde diğer bütün kuyuların toplama oranından düşük tahsilat oranının çıkarmak için. NOT: Örneğin, en düşük tahsilat oranı 0.0001 mg d--1 ise, bu sadece denge koleksiyonu temsil ettiği muhafazakar varsayım yapmak ve diğer tüm koleksiyon oranları th elde etmek için bu değeri çıkarmabozulması nedeniyle e CO 2 üretim oranı. ölçekli oranı (bazı kirletici mineralizasyonu içerebilir en düşük oran olarak muhafazakar) organik karbon mineralizasyonu oranıdır. </li></ol></li><li> Radyokarbon içeriğini belirlemek için 22 Hızlandırıcı Kütle Spektrometresi (AMS) kalan CO 2 analiz edin. Bu analiz için, yaklaşık 1 mg karbon kullanın. Yeterli CO 2 toplamak için toplama zamanı (ler) Ölçeğe. Kütle dengesi (boş alana CO2 miktarı ölçekli radyokarbon ölçümü) tarafından boş alana radyokarbon içeriğini çıkartın. NOT: tarif edilen test sitesi için 2 hafta koleksiyonları 1 mg karbon elde etmek için yeterli fazla. </li></ol> CO 2 için Sampled Toprak Sesi tahmin 4. Model Etkisi bir bölge <ol><li> CO 2 difüzyon ve denge simüle etmek ModelMuse arayüzü 25 üzerinden MODFLOW 2005 24 ile birleştiğinde MT3DMS 23 kullanınkuyu ekranında (Video 1) ile ilişkili. Modelin çözünürlüğü yaklaşık oyuk enine kesitine eşit ve ZOI tahmini için makul olarak kabul edilir 0,09 m 0,09 m&#39;dir. <ol><li> Indirin ve yükleyin MODFLOW-2005 (http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html#downloads), MT3DMS (http://hydro.geo.ua.edu/mt3d/) ve ModelMuse (http : //water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html). </li><li> MODFLOW programı konumu ile ModelMuse yapılandırın. /bin/mf2005.exe: Bunu yapmak için &quot;Modeli&quot; menüsünü tıklayın, ardından MODFLOW-2005 program yükleme dizinine programı gelin &quot;MOFLOW Programı yerler ...&quot; seçeneğini seçin. Bu aynı iletişim altında, MT3DMS programı konumu (: /bin/mt3dms5b.exe yükleme dizini) ile ModelMuse yapılandırın. </li><li> MODFLOW Paketleri ve (ModelMuse içinde) Programlar yapılandırın. Bunu yapmak için, &quot;Model&quot; menüsünü, ardından &quot;MODFLOW Paketleri ve Programları ....&quot;. Altında &quot;Flow,&quot; LPF seçin:4 Yüzey Mülkiyet Akış Paketi &quot;. </li><li> . BTN &quot;Select&quot; MT3DMS &quot;Seç&quot; Belirtilen-Kafa paketi Zaman Variant:.:. Altında &quot;Sınır koşulları,&quot; Seç &quot;Belirtilen kafa,&quot; sonra KKH seçmek Temel Taşıma paketi &quot;CO 2 mobil türler ayarlayın. </li><li> ModelMuse içinde MODFLOW Seçeneklerini Yapılandırma. Bunu yapmak sonra &quot;Model&quot; menüsü, MODFLOW Seçenek için. &quot;Seçenekler&quot; sekmesinin altında, model birimleri (metre, saat, g (gram)) ayarlayın. </li><li> &quot;Model&quot; menüsünü, sonra seçerek MODFLOW Zaman yapılandırma &quot;MODFLOW zamanı.&quot; 360 uzunluk Stres dönemi kullanılarak 15 gün süreyle simülasyon çalıştırmak olacaktır. </li><li> Yapılandırma MODFLOW Verileri seçin &quot;Veri&quot; menüsünü seçerek Setleri &quot;Veri Setleri.&quot; ilgi siteden verileri girin: Hidroloji (3 boyutlu olarak K değerleri başlangıç ​​Başkanı MODFLOW, MODFLOW Başkanı belirtildi); MT3DMS: (Difüzyon Katsayısı CO 2, İlk Konsantrasyon CO 2, Boyuna dispersivite). </li><li> Edit Küresel Değişkenler. seçin, &quot;Veri&quot; menüsünü seçmek &quot;Küresel Değişkenler.&quot; (Siteden) CO 2 toplama oranı ve ilk CO 2 konsantrasyonu girin. </li><li> Run simülasyon. simülasyonu başlatmak için üst simge çubuğundaki yeşil ok tuşuna basın. istendiğinde girdi dosyaları kaydedin. Simülasyon çalışacaktır. çalıştırdıktan sonra, ihracat Girdi dosyaları MT3DMS: &quot;Dosya&quot; menüsünden, ardından &quot;Dışa,&quot; o zaman Girdi Dosyaları MT3DMS seçin. Simülasyon derlemek ve ihracat verileri olacaktır. </li><li> Gözlemlemek ve çıkış modeli sonuçları. simge çubuğunda görselleştirmek simgesini tıklayın. simülasyon seçin. X, Y ve Z ekseninde Çıktı ZOI sınır değerleri NOT: Bu model CO2 koleksiyonu için Etki bir Bölgesi&#39;ni (tam model geliştirme destek malzemeleri temin rapor şeklinde tarif edilmiştir) 18 temsil eder. Hidrolik gradyan simetrik olarak% 95 veya daha az olan bir CO2 konsantrasyonu görünür olan akiferinin hacim olarak kabul edilir ZOI,bu kuru sezonunda küçük hidrolik gradyan ile adveksiyon sürecinin nispeten küçük bir etki göstermektedir. Daha fazla analiz herhangi bir CO2 azalması ile akiferdeki hacmi (yani &lt;% 99) önemli ölçüde daha uzun downgradient yaygınlaştırır olduğunu gösterir. </li></ol></li></ol> Cilt 5. Çift Radyokarbon CO 2 Üretim Oranı memnun ve Ölçek (ZOI ile) <ol><li> Standart formüller 22 kullanarak mil gösterimde başına kadar (gerekirse) radyokarbon yaşları dönüştürün. Denklem bilinen bir (Δ 14C DOM) arka plan de radyo-karbon değerini (1). Δ 14 ° C petrol bilgi (-1000) &#39;dir. Δ 14 bireysel kuyu değeri CO2 kullanın. Kesir petrol çözün. (1) Δ 14 CO2 = (Δ 14 ° C petrol X fraksiyon petrol) + [Δ 14C NOM X (1 - fraksiyonupetrol):] </li><li> Kirletici mineralizasyon hızını belirlemek için CO 2 mineralizasyon oranı (3.1) ile kesir petrol çarpın (örneğin,% 50 x 1.0 mg d--1 = 0.5 mg kirletici karbon d -1). </li><li> Hesaplanan ZOI hacimce kirletici mineralizasyon oranı bölün (4) birim hacim (yani 0.05 mg C m -3 d -1) başına birim zamanda kirletici kütle mineralize belirlemek için. </li></ol>

<ol>
	<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

Bir protokol genel site kirletici bozulmasını belirlemek için kirletici (ler) ve ZOI dan hızı ölçümleri, oran mineralizasyon birleştirmeyi amaçlayan tarif edilir. Kritik bileşenleri bir ZOI modeli oluşturma ilişkilendirmek, aynı zamanda kirletici bozulması türetilen miktarını sağlayarak AMS radyokarbon analizi için yeterli miktarda (~ 1 mg) solunan CO2 toplama, zamanla CO 2 üretimi (düzeltilmiş mineralizasyon) ölçüm vardır, ve toprak veya yer altı (veya her ikisi), bilinen bir hacme çekilen CO2. Bu üç ana bileşeni (örneğin, GM -3 d-1), birim zaman başına birim hacmi başına bozulmuş kirletici miktarı için her numuneleme noktasında genel hesaplama gelmesi birleştirilir. tekrarlanan ve coğrafi olarak ayrılmış ölçümlerde, site yöneticilerinin mekansal ve tempor tahmin sağlayacak (uzun zaman ölçeklerinde üzerinde alt örneklendirilmiştir bir site kapsayan kuyu) üzerinden hesaplamalar, ölçeklemeal bozulma dinamikleri düzenleyiciler ve paydaşlara uygun bir şekilde yanıt ve. Açıklanan protokol de Tepeboşluğu gazından tuzak dışarı CO 2 çevrimli pompaları veya uzun vadeli dağıtılan pasif örnekleyicilerinin (şu anda geliştirilmekte olan bir strateji) kullanır. nedeni birkaç kat daha fazladır. Öncelikle, yeterli bir CO2 radyo karbon ölçümlerini (~ 1 mg) elde etmek için elde edilmelidir. hava değişim tuzakları ya da toprak solunum aletleri (örneğin Licor akı odası) kullanılarak: Solunum oranları yüzey toprak kullanılarak ölçülebilir. Böylece belki ölçüm kutuplama - Bu yöntemler zaman uyumsuz radyokarbon analizi için yeterli CO 2 toplamak için ihtiyaç muzdarip. Atmosferik CO 2 17 akını için muhasebe ederken hava CO 2 değişimi: Örneğin, bir akı odası toprak ölçmek için donatılmış olabilir. Solunum oranları yüksek olmadıkça, radyokarbon ölçümleri için yeterli CO2 tuzağa olmayabilir. İçindeBu durumda, numuneler büyük toprak gaz örneklerinden veya 12 (DIC) ile yeraltı alınabilir. Ayrıca, toprak CO 2 akı ölçüm: Hava yüzeyi akı odası ya da yakalamak için atmosfer yanal gelen akını tabidir. Örnekleme kuyu tepe boşluğu kirlenme bölgeye sinyali (bir dereceye kadar iyi yükleme bağlı olarak) ama uygun atmosferik akını (ve atmosferik oluşturulan modern bir 14 CO 2) kaldırılır &quot;izole eder&quot;. ana zorluk (zamansal örnekleme için) tuzakları değiştirmek için bunu açmak zorunda kalmadan kuyudan numune edilir. Çevrimli pompaları kullanılarak bir de tepe boşluğu örnek ve atmosferik 14 CO 2 örnek konumunu maruz kalmadan CO düzenli aralıklarla 2 tuzakları değiştirmenize olanak sağlar. Bu aynı zamanda, bir sonra akı ve doğal radyokarbon içeriği açısından analiz edilebilir ölçüde CO2 örnek sağlar. devridaim protocol zorluk olmadan değildir. Büyük bir sorun alanında sürekli pompaları çalıştırmak için yeterli güç iletiyor. (Burada anlatılan) İlk deneme için, güneş panelleri her iki haftalık bir süre için pompaları çalıştırmak için yeterli enerjiyi sağladı. Gerilim günlükleri birkaç gün sonra, güneş enerjisi gerekli güç ile uyduramadı ve pompalar birkaç saat her gün operasyon olmadığını gösterdi. Bu akı modelleme ve genel koleksiyona önemsiz, ama yeterli güç için saha-konuşlandırılmış donanım sağlama güçlüğü vurgulamaktadır. koleksiyonları şu anda çalışan ise, pompalara güç izleme kuyu alanında biçme zemin ekipleri tarafından kesildi. Çeşitli elektrik hatları kopmuş edilmiştir. Şu anda absorbe CO2 ile daha sonraki bir tarihte kuyuya indirilir ve alınamadı Tepeboşluğu dağıtılan pasif CO 2 tuzakları değerlendiriyoruz. Bir risk-yarar analizi çoğunlukla iyi başlığını açmak ve atmosferik olarak izin zorunda türetilen riski (devam ediyor14 CO2). Tekniğin ana sınırlamalar karma kirletici sistemlerinde tam solunum kaynağını ayırt etmek mümkün değil varlık ve orta karbon bazlı bozunma ürünleri (yani, DCE, VC, metan) için hesap edememek değil. Örneğin, mevcut yerinde, CH kirlenme ilave olarak, tarihi yakıtın hidrokarbon kontaminasyonu husule gelmiştir. CHS neredeyse sadece petrol besleme stokları yapılır. açıklanan sitede, CH çalışılan bölgede öncelikle izole - bazı kalıntı petrol açıkça kuzeye bulunmakla birlikte. Resim petrol bu iş için örnek kuyu bulunmuştur. Ancak, karma kirletici yerinde, genel mineralizasyon oranı bir birey veya kirletici sınıfına kravat zor olabilir. Bu yöntemi kullanarak, bir (CO 2) tam CH bozulmasını ölçmek olabilir. , Kirletici karbon 4 (anaerobik koşulları) CH dönüştürüldüğünde, CH 4 olmak &amp; # olabilir34;. Uzakta ZOI yayılır eğer &quot;kayıp Yani karbon olasılıkla vadoz bölgesinde oksik bölümleri içinde CO 2 dönüştürülür, bu ZOI içinde oluşmazsa, bildirilen yöntem bunun için hesap değil Bu durumda.. tarif edilen yöntem, bir düzenleme açısından arzu edilmektedir, bir konservatif tahmincisi, düşünülebilir. Ek olarak, ZOI modelleme belirsizlik değildir. simülasyon kabul alt örneklere ölçülür gözeneklilik ve dökme yoğunluğu &quot;tekil&quot; değerlerine dayanır homojen olması - ama gerçekte makro ve microscales heterojen olan bir algılanan sınırlama radyokarbon yapar toplanan (olabilir numune başına olduğu kadar $ 600) doğal zenginliği radyokarbon analiz maliyet bilgilerinin kesin doğası olabilir.. önemli iyileştirme oluşup oluşmadığını birkaç iyi seçilmiş örneklerin ile. gerçekte çok düşük maliyetli, tek. belirleyebilir, varsa örneğin CO2 ilişkili w içinBir kirletici tüy i bir arka plan sitesine 10 radyokarbon tükenmiş görecelidir. Düşük ortam pH (&gt; ~ 4.8) ve hatırı sayılır kireçtaşı (CaCO 3) olan bir site bu tekniğin uygulanması için kötü bir aday olabilir. Antik karbonat yatakları, düşük pH ve önyargı analizi çözülür olabilir. Bir tek ölçüm tipi (doğal bolluk radyokarbon) hemen CO 2 kirleticinin yerinde dönüşüm onaylamak için kullanılabildiği gibi tekniğin önemi, önemli olan. Bu analiz kesindir. fiziksel, kimyasal ya da herhangi bir başlangıç ​​materyalinin biyolojik değişiklik rağmen sabittir - radyokarbon radyoaktif bozunma yoluyla dışında tükenmiş olamaz. (Örneğin DI 14 C) Statik radyokarbon ölçümleri (çürütülmez CO 2 kirletici mineralizasyon gösteren) toplu örneklerinde yapılan ve 14 C-tükenmiş CO 2 bir sahada yaygın derhal teyit edilebilir. bu Informayalnız yon onsuz gibi site yöneticileri son derece değerli, onlar o kirletici mineralizasyonu oluştuğunu anlaması için kanıt sayısız dolaylı hatlarını kullanmak için gereklidir. Başka hiçbir Tek ölçüm karbon bazlı kirletici ve tam bozulması yoluyla üretilen karbon içeren CO2 arasında somut bir bağlantı sağlayabilir. Gelecekteki uygulamalar şu anda hangi grubumuz bütün yıl kapsayacak şekilde zamansal çözünürlüğe örnekleme artacak devam etmektedir. CO 2 toplama ve sitenin mekansal ölçüde üzerinde mineralizasyon oranı (ler) belirleyerek, zaman içinde kirletici bozulması modelleri rafine mümkün olacaktır. en etkili kontamine siteleri yönetmek için bu bilgiler eleştirel sırayla site yöneticileri tarafından ihtiyaç duyulmaktadır. Sınırlı kullanımda, teknik uygulanmıştır üç bölgede düzenleyiciler yöntemleri kesin sonuçlar tanıdı. Bu maliyet tasarrufu yol açtı ve iyileştirici alte rehberlik yardımcı oldurnatives.

Çevre temizliği maliyetleri çok sayıda Kirletilmiş alanların ABD&#39;de ve yurtdışında, şaşırtıcı. Bu ekonomik (örneğin, başka bir işlemin gerekli) Tepki Complete (RC) durumunu ulaşmak için gerekli yenilikçi tedavi ve izleme stratejileri yapar. Geleneksel olarak, yakınsak kanıt hatları yerinde biyoremediasyon, abiyotik kirletici dönüşüm veya doğal zayıflatma diğer formları gerekçeli var. Kanıt Hatları kesinlikle bozulmasını onaylamak veya in situ koşullarında 1 altında kirletici bozulma oranı bilgi toplamak için kullanılamaz. Kesinlikle iyileştirme onaylamak için maliyet-etkin bir şekilde bu veriler genellikle tavsiye edilmiştir iyileştirme zaman ölçeği (ler) tahmin etmek verilerin geniş bir yelpazede toplanıyor, ancak bağlama 2-4 sorunlu olmuştur. mümkün olduğunca az maliyetle en gerçekçi ve komple bir site kavramsal model veri elde nihai bir site yönetimi hedeftir. Ayrıca, regülatör ve stakeholder talepleri en güncel, değerli ve uygun maliyetli bilgi almak için ek sürücüler temsil etmektedir. kirletici devir oranları için ikna edici bir kanıt sağlama yeteneğine Nispeten ucuz yöntemler temizleme hedeflerini karşılamak için en yüksek değeri sunuyoruz. Çok farklı izotop imzalar karbon bazlı kirletici mevcuttur, çünkü karbon izotopları son zamanlarda tarla sitelerinde 5-13 de kirletici zayıflama süreçlerinin anlaşılması için uygulanmıştır. Kaynak Rayleigh damıtma kinetiği (yorumlara CF 5,6) göre zayıflatıcı eğer kararlı karbon izotopları belirlemek için kullanılabilir. ya da (ilk kararlı karbon izotop oranları elde edilebilir olan) bir izotopik benzersiz &quot;başlangıç&quot; dökülme temsil etmemektedir - kirletici karışık kaynaklardan olduğunda bu metodoloji, uygun süre, sınırlı olabilir. Doğal bolluk radyokarbon analizi bir alternatif temsil (ve belki tamamlayıcı) izotop stkarbon bazlı kirletici bozulmasını ölçmek için rategy CO 2. Yakıtlar ve petrol hammaddesinden türetilmektedir endüstriyel kimyasallar atmosferde kozmik radyasyona reaksiyonlarıyla oluşturulan 14C içeren güncel (aktif bisiklet) karbon 14C nisbetle, tamamen yoksun olacaktır. Kararlı karbon izotop analizi ve 14 C çürüme anlamlı fiziksel, kimyasal veya biyolojik işlemlerle etkilenen değil gibi radyokarbon analizi fraksiyon tabi değildir. Ayrıca, 14 C sinyali - ya da bunların eksikliği - petrol türevi malzemelerin eşit o tamamen karışabilir izleyici yapma kirletici havuz boyunca dağıtılır. Burada açıklanan teknik CO 2 14 ° C&#39;lik kolayca ölçülebilir miktarlarda içerecektir NOM aşağılayıcı mikroorganizmalardan üretilen iken bir fosil kaynaklı kirletici üretilen herhangi bir CO 2 14 ° C yoksun olacak gözleme dayanır ölçme14 CO 2 aynı zamanda bir doğrudan zararsız nihai ürüne tam kirletici bozulmasını (yani, mineralizasyon) bağlantı sağlar. 14 CO 2 analizleri fosil yakıt kaynaklı kirletici bozunma ürünlerini 7-13 izleyin için kullanılır olmuştur. Bunun nedeni kabaca bin (‰) başına 1.100 parça olan uç elemanları (fosil ve çağdaş) arasındaki analitik çözünürlük etmektir. Genellikle, hızlandırıcı kütle spektrometresi (AMS) doğal bolluk radyokarbon çözmek için kullanılır. Atmosferik CO 2 (~ + 200 ‰) oturma biyokütle (~ + 150 ‰) ve toprak organik madde kaynaklı CO 2 (~ -200- + 100 ‰) Fosil kaynaklı CO 2 (-1000 ‰) tüm analitik farklıdır. Bu da yaklaşık olarak 6000 yıllık bir yarı ömre sahip 14 ° C, tam bozunması kaynaklanmaktadır. Aktif karbon bisiklet kaldırıldı milyon yıldan petrol ham madde, elde edilen yakıtlar ve endüstriyel kimyasallarAyrı bir radyokarbon imza (- AMS hiçbir algılama anlamına -1000 ‰ ≈% 0, modern) var. Ölçüm basittir ve örnek kontaminasyon açısından, hemen hemen tüm potansiyel önyargıları (Modern CO 2 numuneyi kontamine) muhafazakar doğru vardır. Örneğin, atmosferik CO2 radyokarbon izotop imza artırmak ve böylece bozulma oranı hafife neden olabilecek bir numune biniyorlar. CO 2 radyokarbon-ücretsiz olacak fosil yakıt bazlı kirletici bozulması evrimleştiği. Hiçbir kirlenme ile arka plan sitesinde, doğal organik madde (NOM) den CO2 solunan at NOM yaş uygun olacaktır. Tüy içinde veya uç noktalarındaki, kirletici kaynaklı CO 2% 0, modern karbon sahip olacaktır. Fosil kaynaklardan elde edilen NOM kaynakları ve CO2 den CO2 modeli 11 bir karıştırma iki uç elemanıyla ayırt edilebilir. ESTIMA mümkün olmaktadırkirletici atfedilebilecek tüm CO 2 havuz (solunan karbon) oranını te. Alan sitelerinde sadece bu oranı, fosil-hidrokarbon ya da endüstriyel kimyasal oksidasyon kullanılarak 7-13 teyit edilmiştir. CO2 edilen kirletici Bu oran daha sonra, toplam CO2 mineralizasyon oranı ile birleştirilebilir (birim zaman ve birim başına toplanan CO2) iç kirletici mineralizasyon hızını belirlemek için. Bu zayıflama oranı varsayarsak bir sonra site kapatılması için gereken süreyi tahmin olabilir, belirli bir site koşulları devam ediyorum. Teknikleri yöntemleri açık-sahip ya da kapalı sistem 14 tasarımları ile toprak ufuk CO 2 akıları belirlenmesi için kullanılabilir. Kapalı sistem akı odaları ve gaz akı modelleri kirlenmiş topraklarda 12,13,15-17 net solunum belirlemek için kullanılmıştır. Bu çalışmalarda, alan ölçümleri doğrudan kirletici tüy ve backgrou ile ilişkilind alanlar organik kirleticilerin biyolojik olarak parçalanabilen gelişmiş gösterdi. Çeşitli modelleme yöntemleri Alanı hacme dikey akı ölçümlerini ölçeklemek için kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, kirletici solunum belirlemek için toplama oranı kullanırken atmosferik CO2 kontaminasyon (mühürlü kuyular) dan etkisi olmadan AMS analizi (~ 1 mg) için yeterli CO 2 toplama yöntemlerini geliştirmektir. Son olarak, etkisi bir bölge (ZOI) modelleme sonuçta 3 boyutlu (hacimsel) izin verdi bir birim hacmine ve birim zaman bazında klorlanmış hidrokarbon (CH) dönüşüm belirleme ölçümünü ölçekli. ZOI bir solunum ve radyokarbon ölçümleri alınır ne kadar hacim belirlemenize olanak sağlar. Yöntem ori kirletici toplanan CO 2 paylaştırmak için iki uç elemanı modeli kullanılarak, toplanan CO 2 radyokarbon içeriğini ölçmek, bir NaOH tuzak yoluyla iyi tepe boşluğu gazı dolaştırarak CO 2 gelişti yakalama oluşurcin, daha sonra bir siteye özgü yeraltı suyu model tarafından hesaplanan bir hacme ölçümü ölçekleme. Sadece denge işler bitişik ZOI gelen CO 2 &quot;çekme&quot; çok iyi tepe boşluğu gazı dolaştırılır.

<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

Bir yöntem olup sıklıkla çevreyi kirleten petrol besleme stokları yapılan endüstriyel kimyasallar ve yakıtların radyokarbonun olmadığını kullanan tarif edilmektedir. Daha doğrusu veya sinyal yokluğu - - Bu radyokarbon sinyali eşit (bir ilave izleyici aksine) bir kirletici kaynak havuzuna boyunca dağıtılır ve biyolojik, kimyasal veya fiziksel işlemler (örneğin, 14 C radyoaktif bozunma oranı değişmez) tarafından etkilenmez. Fosil kaynaklı kirletici CO 2 hiçbir radyokarbon içerecek, 2, zararsız bir son ürün CO tamamen bozulmuş ise. Doğal organik madde (NOM) bozulması türetilen CO2 (genellikle &lt;30,000 yaş) NOM radyokarbon içeriğini yansıtır. NOM (site arka) için bilinen bir radyo-karbon içeriği göz önüne alındığında, iki uç komponent karıştırılarak bir model, belirli bir toprak gazı veya yeraltı örnek fosil kaynağından türetilen CO2 belirlemek için kullanılabilir. p KavramaCO 2 solunum oranı ile kirletici türetilmiş ercent CO 2 birim zamanda bozulmuş kirletici toplam tutarı bir tahmin sağlar. Son olarak, site CO 2 birim zaman ve hacim başına kirletici bozulması belirleyen sağlar toplanan hangi birimini temsil eden etkisi bir bölge (ZOI) belirlenmesi. toplam kirletici kütlesi tahminleri ile birlikte, bu sonuçta karar verme için site yöneticileri tarafından kullanılan aksi takdirde-Düzelt süresini veya hesaplamak için kullanılabilir.

Test yerinde, tarihsel CH kirlilik merkezi kuyu küme (MW-25-MW-30) içinde ve Sherman Yolu (Şek. 5) yakın en yüksek olmuştur. 1983 yılında, kirlenme büyük bölümlerini deponi (test sitesi Kuzey) çıkarıldı ve ek kazı özellikle eski çukurlar (Sherman Road) yakın kaynak çıkarıldıktan sonra azalmıştır 2001 CH konsantrasyonlarda meydana geldi, ancak kalıcı bir tüy devam merkez kuyu küme bölgesinde bulunmaktadır. Mevsimsel yağışlar geçici topraklar 27 CH konsantrasyonları ve artık kirlenme dezorbe artırdığı bilinmektedir. bölgede toprakları öncelikle eski araştırmak kumlar vardır. Antik karbonat kayalar varsa açıklanan yöntemle olası bir müdahale var olabileceği ve yeraltı suyu pH değeri çok düşüktür (&lt;~ 5). Bu karbonat çözünme ve oluşturulan CO2 eski bir sinyale yol açabilir. Anlamlı CaCO 3 bilinirbölgede, yine de, katyonlar ve pH ölçüldü ve regresyon ve temel bileşenler analiz (PCA) tabi. Birincil kaygısı düşük pH, kalsiyum karbonat önyargı radyokarbon analizi (asitli suları ile çözünmüş ise eski karbonat kayalar antik CO 2 sağlayabilir) olabilir (CaCO 3) çözünme, teşvik olabileceğini oldu. Na + içerik sitesiyle (okyanus yakın) Güney tarafında marjinal yüksek, ama hiçbir değerleri anlamlı deniz suyu saldırı belirten bir aralıkta idi. Kalsiyum iyonu konsantrasyonu 8.0 ilâ 58 mg L arasında değişmektedir-1. PH (r 2 &lt;0.3) kalsiyum iyon konsantrasyonunu ilgili zaman karbonat çözünme belirtilen değildi. PCA iki araziler herhangi bir değişken ile güçlü yükleri işaret vermedi. Arası kuyu farklılıklar karbonat çözünme (Şek. 6) işaret vermedi. Yeni sitelere metodoloji adapte Bu yapısal analiz kritik düşünülmelidir - partikülönemli karbonat kaya oluşumları gösteren bölgesel jeoloji olanlar ARLY. CO 2 üretim oranları 0 34 mg CO 2 d -1 arasında değişmekteydi. CO 2 üretimi tarihsel kontaminasyon en yüksek olduğu bölgede, merkezi kuyu küme (Şek. 5) en düşük oldu. Iyi MW-01 CO 2 üretimi (arka plan iyi - gösterilmemiş, ama ~ 500 metre ana kuyu küme Kuzeybatı) 31 mg CO çok yüksek 2 d -1). Solunum 0.03 ila% 6 CO 2 arasında değişen standart hatalar vardı ve% 1&#39;den az (0.98) ortalama analizleri çoğaltın. İki, 2 haftalık süreleri kuru mevsim ölçümleri sonraki hesaplamalar için ortalaması alınmıştır. Solunum ölçümleri bireysel 2 haftalık dönemler arasında önemli farklılıklar yoktu. Dönem solunum arasındaki standart hata &lt;1% 51 arasında değişmektedir ancak% 13 (Tablo 1) ortalama. RespiratiOrtalamanın üzerinde bir aylık dönemde çıkarılmış tek bir CH hacminin hesaplanmasında izin verdi. Arka plan iyi (MW-01) mevcut (YBP) ya da yüzde 85, modern (PMC) önce 1.280 yıllık bir radyokarbon yaş vardı - yaşlı toprak organik madde 26 için ortak bir aralıkta. Bu kuyunun değeri izotop karıştırma modeli için arka plan olarak kullanıldı. genellikle en durgun koşulları ve ekstrapole tahminleri dolayısıyla muhafazakar olduğu düşünülen - Örnekleme bir aylık toplam sınırlıdır çünkü Yine, aynı sezonda iki back-to-back dönemleri kuru mevsim &quot;temsil&quot; kullanılmıştır. DIC üretim oranları gibi, radyokarbon ölçümleri bireysel 2 haftalık dönemler arasında benzerdi. dönemler arasında standart hata 0.25% 18 arasında değişmektedir ve 6 ortalama%. CO 2 radyokarbon yaş ~ 34 85 PMC veya ~ 1,340 8,700 YBP (Tablo 1) arasında değişmektedir. MW-27 ve MW-32, pompa sızıntı tarafından ele geçirilme şüphelenilen Modern radyokarbon val vardıtehlikeye olarak ues ve böylece teyit edildi. Bu numuneler bundan başka analize dahil edilmedi. Önceki raporlar ZOI modeli 26,27 (Tablo 2) geliştirmek için yer altı hidrolik ve CO2 çözünen özellikleri için kullanılmıştır. CIMIS San Diego istasyonu (İstasyon Kimliği 184) hava durumu verileri (2007, 2011 ve 2012) akifer şarj oranını tahmin etmek için kullanılmıştır. NOAA San Diego İstasyonu (İstasyon Kimliği: 9410170) aynı zaman dilimi içinde Gelgit veri sınır koşulları tanımlamak için kullanılmıştır. Model kalibrasyon sürekli hidrolik gradyan ve sürekli CO2 tahsilat oranlarının üstlendi. Ortalama CO2 tahsilat oranları ve modelini parameterizing destekli% 10 hidrolik eğim artışı ile birleştiğinde ilk plan CO 2 farklı Yan simülasyonları. Ortalama CO2 toplama oranı kullanılarak bir ek simülasyon e yaklaşık% 46 artış gösterditoplama oranı 2 haftalık bir süre boyunca toplama 0,00434 g saat-1 (% 10) kadar 0,00530 (+% 10) olarak değiştirildi halinde stimated arka CO2 (yani, g -3 9.5&#39;e 6.5 yükselmiştir) (Tablo 3) . ZOI modeli için Varsayımlar önemsiz CO 2 toplama döneminde CH bozulmaya atfedilebilir üretim ve son simülasyon (Şek. 7) geliştirmek için üniforma ilk CO 2 dağılımı dahil. CO 2 reaksiyon hızı çalışma sitesi için hafife olabilir. ZOI modelinden CO2 üretimi CH bozunmaya CO2 atfedilebilir hızı ve tahminleri kullanarak, her bir birim zamanda kütle CH çıkarma hesaplandı. Tablo 1 Veriler iki uç elemanı karıştırma modeli ile kullanılmıştır (eq (1)) her at f hayvan için çözmek için. Site sadece CH con bilindiğinden<html> kontaminasyonu ve başka hiçbir CO 2 kaynağı içinde veya site yakınında bulunmuş, CH yıkımı ana CO 2 katkı olarak kabul edilir. F pet sitesinden (Tablo 4) üzerinden 1-60% arasında değişmektedir. Oranı CH degradasyon oranı (Tablo 4) hesaplamak için CO 2 üretimi oranı ile karbon temelinde dönüştürülür ve çarpıldı. ZOI hacmi (Tablo 3) kullanılarak, birim zaman ve birim başına kirletici degradasyon oranı (Tablo 4) tespit edilmiştir. Bu değer 0 C m mg 32 -3 d -1 (Tablo 4) arasında değişmekteydi. CH bozulması en yüksek tarihsel CH kirlenme bölgelerinde en düşük olduğu (MW-25 - MW-30). Site çevresi (Sherman Yolu) yakınında yakın kuyularında, yüksek CH bozulması ölçüldü. F hayvan anlamlı CH sermaye (Şek. 8) belirtilen süre CO 2 üretimi, bu alanlarda daha yüksektir. nt &quot;fo: keep-together.within sayfa =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig1.jpg" /> Şekil 1. Sızdırmazlık ve devridaim pompaları hazırlanıyor. Saha dağıtım için devridaim pompaları Sızdırmazlık. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53233/53233fig2.jpg" /> Şekil 2. NaOH tuzakları. Saha dağıtım için ilave NaOH tuzağı 120 ml serum şişeleri hazırlanmış ve mühürlü kıvrım. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig3.jpg" /> Şekil 3. Alan kurulumu. Tel donattı kuyular (solda) bir de (sağ üst) konuşlandırılmış, tuzak ve güneş enerjisi dağıtım sisteminin (sağ alt) yönlendirilir. Wells (kablo dahil, güç dağıtımı ve pompa / tuzaklar) toplama sistemleri ile sahada donatılmış. ther.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig4.jpg" /> Şekil 4. gazı devridaim çizgiler gösteren iyi kapaklar Modifiye. Bu rakam gaz girişi ile modifiye kuyu kapakları gösterir ve dönüş hatlarını. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig5.jpg" /> Şekil 5. Tarihsel klorlanmış hidrokarbon kirliliği (mikrogram L -1). Bu rakam testi yerinde tarihsel klorlanmış hidrokarbon kirlenmesini gösterir. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig6.jpg" /> Çözünmüş katyonlar ve pH arasında hiçbir ortak korelasyon gösteren Şekil 6. PCA iki arsa. Bu rakam testi site için hidrojeolojik veriler (pH ve katyon) oluşturulan PCA puanları ve yüklemeler bir iki grafiğini göstermektedir. içerik &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig7.jpg" /> Ortalama CO2 tahsilat oranı Şekil 7. Kalibre ZOI modeli (0.0048 g -3). Kalibre arka plan CO2 konsantrasyonunun gram -3 6.5 idi ve ZOI eşik konsantrasyonu 6.18 g -3 (katı siyah çizgi) idi. ZOI boyuna ve enine boyutları sırasıyla 2.28 m ve 0.72 m edildi. ZOI Derinliği 0.12 m oldu. 18 Modifiye. Bu rakam 3 boyutlu olarak ZOI modelinin grafiksel bir temsilini göstermektedir. <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/53233/53233fig8.jpg" /> Birim alan başına birim zamanda Şekil 8. Kirletici bozulma oranı. 18 Modifiye. Bu örnek bir süre boyunca çalışma sitesi üzerinden CH için interpole bozulma oranıdır. MT3DMS23 kullanarak ZOI Video 1. Geliştirilmesi - MODFLOW simülasyon ( <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/53233/Video_1_ZOI_simuation.mp4" target="_blank">sağ indirmek için tıklayın</a> ). Karşıdan yüklemek başlatmak ve ZOI için simülasyonu oluşturmak. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> İyi </td><td> δ 13C (‰ VPDB) </td><td> Δ 14C (‰) </td><td> konvansiyonel Yaş (YBP) </td><td> Yüzde 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"> * Kuzey Dakota veri yok - Pompa sızıntı </td></tr></tbody></table> Tablo 1. CO2 izotop ölçümleri ve dönüşümleri. Metinde kullanılan birimlere 2 Kararlı izotop ve radyokarbon ölçümleri ve dönüşümleri CO. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Parametre </td><td> birimler </td><td> değer </td></tr><tr><td colspan="2"> Hidroloji </td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td rowspan="2"> hidrolik İletkenlik </td><td rowspan="2"> ml sa -1 </td><td> 0.44 (akifer) </td></tr><tr><td> 10 (iyi) </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td rowspan="2"> Gözeneklilik (akifer) </td><td rowspan = &quot;2&quot;&gt; </td><td> 0.48 (akifer) </td></tr><tr><td> 0.99 (iyi) </td></tr><tr><td></td><td> Kütle yoğunluğu </td><td> g cm -3 </td><td> 1.4 </td></tr><tr><td></td><td> özgül Verim </td><td> cm3 cm -3 </td><td> 0.2 </td></tr><tr><td></td><td> hidrolik Gradyan </td><td> aa -1 </td><td> 0.015 </td></tr><tr><td colspan="2"> CO 2 çözünen Ulaşım </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td> difüzyon Katsayısı </td><td> m 2 sa -1 </td><td> 5.77 x 10 -5 </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td> uzunlamasına </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 6.1 </td></tr><tr><td> dispersivite </td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td> yatay çapraz </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 0.61 </td></tr><tr><td> dispersivite </td></tr><tr><td rowspan="2"> &lt;/ Td&gt; <td> dikey Enine </td><td rowspan="2"> m </td><td rowspan="2"> 0.061 </td></tr><tr><td> dispersivite </td></tr><tr><td></td><td> Toprak Gaz CO2 </td><td> % </td><td> 0.56 </td></tr></tbody></table> Tablo 2. ZOI model parametreleri. ZOI modeli ve simülasyonlar kullanılan parametreler. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> Koleksiyon Hızı Seviye </td><td rowspan="2"> Koleksiyon Oranı </td><td rowspan="2"> Arkaplan Konsantrasyon </td><td colspan="4"> ZOI Boyutu </td></tr><tr><td> uzunlamasına </td><td> enine </td><td> derinlik </td><td> hacim </td></tr><tr><td></td><td> (G / saat) </td><td> (g / m 3) </td><td> (M) </td><td></td><td></td><td> (m 3) </td></tr><tr><td> Maksimum </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> Ortalama </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> asgari </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> Tablo 3. ZOI model çıktıları. ZOI Model çıkışları. Bu tablo ZOI için üç boyutlu hacmi tanımlar. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> İyi </td><td> f pet (%) </td><td> Kirletici bozulma oranı (mg C d -1 ±% 10) </td><td> birim zaman ve hacim başına Kirletici bozulma (mg C m -3 d -1% 15 ±) </td></tr><tr><td> MW-01 </td><td> 0 </td><td> NA </td><td> NA </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 Uygulanamaz - MW-01 arka plan olarak kullanılan (örneğin, kontaminasyon) </td></tr><tr><td colspan = &quot;4&quot;&gt; ¥ olmak Varsayalım tamamen denge odaklı (örneğin, hiçbir solunum) </td></tr></tbody></table> Tablo 4. Ölçekli kirletici bozulma tahminleri. Birim zaman ve örneklenmiş kuyuları için birim hacim başına kirletici bozulması için tahmin eder.

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses at JoVE.com

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.

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma<sub&gt; 2</sub&gt; Akı ve Radyokarbon Analizleri

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

11.6K Görüntüleme.  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. 

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

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.

Radyoaktif izleyiciler ile Bitkilerde Mineral Besin ve Toksikantların Değişimler Ölçme

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

Çevre

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.

Statik Chambers kullanma Tarım Topraklarının Sera Gazı Flux Ölçümü

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</subTest CO&gt; Konsantrasyon Gradient Tesisi<sub&gt; 2</subÇayır Ekosistem Fonksiyon&gt; Zenginleştirme ve Toprak Etkileri

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.

O Bentik Değişim<sub&gt; 2</sub&gt; K<sub&gt; 2</subKüçük Çekirdek KUluçkalar Kullanma&gt; ve Çözünmüş Besinler

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.

Sıralı Fumigasyon Kuluçka Prosedürleri kullanma Toprakta Dayanıksız Organik Karbon Değerlendirilmesi

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.

Çoklu Akışkan Aşama Rezervuar Durumu Gözenek ölçekli Görüntüleme X-ışını Microtomography kullanma

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 ...

Mühendislik

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.

Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

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.

Bir Kalibre, Dişli-çubuk kullanarak Milimetre çözünürlükte Tortu Çekirdek Ekstrüzyon Yöntemi

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

Kimya

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.

Örnekleme ve diş minesini Önarıtma kararlı karbon ve oksijen izotop analizi için karbonat

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

Biyokimya

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.

Ideal olmayan Eddy Kovaryans sitelerinde CO2 fluxes ölçümleri

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

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler