Burada açıklanan doğrulama yöntemi, Wollastonite, bazalt ve olivin gibi alkali toprak metal silikatları içeren kayalarla değiştirilen çeşitli tarım topraklarında pedojenik, inorganik karbon tecritini izlemek için uyarlanabilir. Bu yöntem, negatif emisyonlu karbon kredisi için uygun çiftçiler göz önüne alınarak toprak inorganik karbon içeriğini doğrulamak için özel veya resmi kuruluşlar tarafından kolayca kullanılabilir. Arazilere yayılmış minerallerin gelişmiş hava koşulları, mera, ormancılık veya rehabilite edilmiş topraklar ve adrian toprakları gibi tarımın ötesindeki senaryolarda karbonun tecrit edilmesine de yol açabilir.
Tarım topraklarının hem adriyal hem de derinlik açısından heterojenliği, inorganik karbon içeriğinin doğru bir şekilde belirlenmesini zorlaştırır ve numunelerin alt örneklemesi de hassasiyetin azalmasına katkıda bulunur. Kalsiyum karbonat numune bölücülerinin standart ilavelerinin kullanılması, kapsamlı analiz replikasyonları ve istatistiksel analiz, ilk kez araştırmacıların önerilen metodoloji ile güven kazanmalarına yardımcı olabilir. Saha prosedürlerinin bir kısmını laboratuvarımızdan yüksek lisans öğrencisi Stephen Vanderburgt gösterecek.
Gps alıcısı kullanarak her çizimin seviyelendirmesini belirleyerek başlayın, ardından sonraki örneklemeyi kolaylaştırmak için her çizimin sınırlarına bayraklar yerleştirin. Her alt pilotta her alt pilotta bir tane olmak üzere rastgele noktalardan çekirdek örnekleri toplayın. Toprak çekirdeğini sıfırdan 15 santimetreye, 15 ila 30 santimetreye ve 30 ila 60 santimetreye kadar üç derinlik bölgesine toplamak için bir toprak probu veya toprak çekirdeği örnekleyici kullanın.
60 ila 100 santimetre, 100 ila 175 santimetre ve 175 ila 250 santimetrelik üç derinlik bölgesine kadar ek yerlerden derin toprak örnekleri toplamak için uzatılabilir bir helezon kullanın. Toprak örneklerini her arsada her numune derinliği başına bir tane olmak üzere kovalara aktarın. Her kovadaki toprakları iyice karıştırın, ardından taşınabilir nem test cihazını karışık toprak örneğine yerleştirin ve nem içeriği cihazın göstergesinde sabit bir noktada sabitleninceye kadar bekleyin.
Tutucu düğmesine basın ve değeri harmanlanmış toprakların gerçek zamanlı nem içeriği olarak kaydedin. Numune torbalarını arsalar, toprak derinliği ve örnekleme tarihi hakkında bilgilerle düzgün bir şekilde etiketlenin, ardından kompozit numuneleri torbalarda saklayın. Toprak karbonunun oksidasyonunu en aza indirmek için numunelerden sonra toprak örneklerini mümkün olan en kısa sürede kurulayın.
Toprak örneklerini karton kutulara yerleştirin ve kutuları toprak kuruyana kadar 24 ila 48 saat boyunca 50 santigrat derecede bir kurutma dolabına yerleştirin. Hava kurutulmuş numuneleri bir sonraki analize kadar numune torbalarında saklayın. Toprak fraksiyonasyonundan önce, büyük kaya parçalarını ve bitki kalıntılarını çıkarmak için toprak örneklerini iki milimetrelik bir elekten geçirin.
Fırın, elenmiş toprakları 105 santigrat derecede muhafaza edilen bir susturucu fırınına en az 15 saat boyunca yerleştirerek kurulayın. Toprak fraksiyonasyonu için, bir kilogram fırın kurutulmuş numunesini farklı ağ boyutlarından oluşan elek çalkalayıcının üst ağının üzerine yerleştirin. Elekleri 60 RPM'de 15 dakika sallayın.
Pedojenik karbonat zenginleştirilmiş toprak fraksiyonu olduğu için analizler için 50 mikrometreden daha az tava fraksiyonları kullanın. Kalsimetri analizi kullanarak toprak örneklerinin inorganik karbon içeriğini belirlemek için, elenmiş bir toprak örneğinin beş gramını uygun bir Erlenmeyer şişesine yerleştirin. Numuneyi 20 mililitre ultra saf suda askıya alın.
Küçük bir düz tabanlı cam test tüpüne yedi mililitre dört molar hidroklorik asit ekleyin, ardından bu tüpü bir çift cımbız kullanarak şişenin içine dik olarak yerleştirin. Lastik durdurucuyu sabitleyerek şişeyi kireçmetreye dikkatlice takın. Buretteki ilk su seviyesini ayarlayın ve okuyun ve üst vanayı ölçüm konumuna çevirerek kafa boşluğunu kapatın.
Şişeyi sallayın, böylece buretteki su seviyesi sabit bir değere ulaşana ve çözeltide kabarcıklanma gözlenene kadar asit tüpünü devirin. Wollastonite değiştirilmiş bir toprak için, işlenmemiş bir toprağa kıyasla tipik bir veri kümesi burada gösterilmiştir. Değiştirilen toprağın pH'ı kontrole kıyasla 1,15 birim daha yüksektir ve kalsiyum karbonat içeriği yaklaşık beş kat daha fazladır.
Sıfır ila 15 santimetre derinlik bölgesinde, değiştirilen toprakta kontrole karşı dört kat daha yüksek içerik vardı ve tava fraksiyonu kalsiyum karbonatla zenginleştirilmişti. İki derin profil örneği en yüksek içeriğe sahipti, çünkü bunlar C ufkunda doğal olarak mevcut karbonatlardır. Toprakta bulunan çeşitli oksitler WDXRF tarafından belirlendi.
Mevcut ana oksitler, ana toprak minerallerini, bitki besin maddelerini ve alkali toprak metallerini oluşturanlardır. Wollastonite değiştirilmiş bir toprağın XRD deseni burada gösterilmiştir. Mevcut ana zirveler, kumlu, tınlı topraklarda ağırlıklı mineraller olan kuvars ve albittir.
Değiştirilen artık Wollastonite ve pedojenik kalsit zirveleri de görülebilir. Wollastonite değiştirilmiş toprak, birkaç haftalık yıprdanma sonrasında SEM kullanılarak görüntülendi. Wollastonite parçacıklarına daha yakından bakıldığında yüzeyde meydana gelen morfolojik değişiklikler görülüyor.
Wollastonite yüzeyinin mikroanalizi, numunenin elementel haritalandırılması ile gerçekleştirildi. Haritalanan alanın EDS spektrumu yarı nicel kimyasal profilini ortaya çıkardı. Önceki elementel haritalar, tespit edilen silikon ve kalsiyumun büyük ölçüde asiküler Wollastonite parçacıklarında bulunduğunu açıkça göstermektedir.
Toprak örneğine saçılan küçük parçalar üzerinde nokta EDS analizi yapıldı. Parçalar karbon ve oksijen bakımından zengindi, bu da öncelikle organik maddeden oluşuyor olduklarını gösteriyor. Bu protokolü denerken, örnekleme derinliğinin dikey profil üzerindeki örnekleme kolaylığına, yüzey toprak ufkunun kalınlığına, su tablosunun derinliğine ve toprak yapısına bağlı olarak farklı alanlarda değişebileceğini unutmayın.
Toprak ve toprak altı profili üzerinde kararlı izotopik ve radyojenik karbon imzalarının ölçülmesi, mineral değiştirilmiş alanlarda atmosferik CO2'nin elektrasyonunu daha da doğrulamak için bu prosedüre dahil edilebilir.
