Name: experimental column setup for studying anaerobic biogeochemical interactions between iron (oxy)hydroxides, trace elements, and bacteria
Uploaded: 2017-12-19T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria at JoVE.com

이 작품 공동 BRGM, Conseil 일반 뒤 루아레 Carnot 연구소에서 박사 후 교부 금에 의해 투자 되었다. 우리는 또한 기꺼이 지구의 센터-발 드 루아르 피벗 프로젝트에 제공 하는 금융 지원을 인정 합니다.

1. 실험 준비
<ol>
	<li>염 산 (HCl) 10 %v / v에서 5 일 다음 샘플 (5 일 20% 질소 산 (HNO3) v/v에서) 접촉 모든 재료 (유리, 소계 (PFTE)) Acid-wash). 매우 순수한 물으로 여러 번 헹 구 고 사용 하는 층 류 후드 사전에서 건조.</li>
	<li>폴 리 에틸렌 장갑을 사용 (또는 비슷한)와 화학 물질을 포함 하는 모든 단계에 대 한 증기 두건.</li>
</ol>
2. 준비 Hg 그리고 아군 비정 질 철 산화물
<ol>
	<li...

<ol>
	<li>Oremland, R. S., Stolz, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Ecology+of+Arsenic.">The Ecology of Arsenic.</a> Science. 300 (5621), 939 (2003).</li><li>Silver, S., Phung, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+and+enzymes+involved+in+bacterial+oxidation+and+reduction+of+inorganic+arsenic.">Genes and enzymes involved in bacterial oxidation and reduction of inorganic arsenic.</a> Appl Environ Microbiol. 71 (2), 599-608 (2005).</li><li>Compeau, G. C., Bartha, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfate-Reducing+Bacteria:+Principal+Methylators+of+Mercury+in+Anoxic+Estuarine+Sediment.">Sulfate-Reducing Bacteria: Principal Methylators of Mercury in Anoxic Estuarine Sediment.</a> Appl. Environ. Microbiol. 50, (1985).</li><li>Fleming, E. J., Mack, E. E., Green, P. G., Nelson, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mercury+Methylation+from+Unexpected+Sources:+Molybdate-Inhibited+Freshwater+Sediments+and+an+Iron-Reducing+Bacterium.">Mercury Methylation from Unexpected Sources: Molybdate-Inhibited Freshwater Sediments and an Iron-Reducing Bacterium.</a> Appl. Environ. Microbiol. 72 (1), 457-464 (2006).</li><li>Barkay, T., Miller, S., Summers, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+mercury+resistance+from+atoms+to+ecosystems.">Bacterial mercury resistance from atoms to ecosystems.</a> FEMS Microbiol Rev. 27 (2-3), 355-384 (2003).</li><li>Dixit, S., Hering, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+arsenic(V)+and+arsenic(III)+sorption+onto+iron+oxide+minerals:+Implications+for+arsenic+mobility.">Comparison of arsenic(V) and arsenic(III) sorption onto iron oxide minerals: Implications for arsenic mobility.</a> Environ. Sci. Technol. 37, (2003).</li><li>Andersson, H. A., Nriagu, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Biochemistry of Mercury in the Environnment. , 79-112 (1979).</li><li>Khwaja, A., Bloom, P. R., Brezonik, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+Constants+of+Divalent+Mercury+in+Soil+Humic+Acids+and+Soil+Organic.">Binding Constants of Divalent Mercury in Soil Humic Acids and Soil Organic.</a> Environ. Sci. Technol. 40, (2006).</li><li>Neculita, C. M., Zagury, G. J., Deschenes, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mercury+Speciation+in+Highly+Contaminated+Soils+from+Chlor-Alkali+Plants+Using+Chemical+Extractions.">Mercury Speciation in Highly Contaminated Soils from Chlor-Alkali Plants Using Chemical Extractions.</a> J Environ Qual. 34 (1), (2005).</li><li>Schuster, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behaviour+of+mercury+in+the+soil+with+special+emphasis+on+complexation+and+adsorption+processes+-+a+review+of+the+literature.">The behaviour of mercury in the soil with special emphasis on complexation and adsorption processes - a review of the literature.</a> Water Air Soil pollut. 56 (56), 667-680 (1991).</li><li>Wallschl&#228;ger, D., Desai, M. V. M., Spengler, M., Windm&#246;ller, C. C., Wilken, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+humic+substances+dominate+mercury+geochemistry+in+contaminated+floodplain+soils+and+sediments.">How humic substances dominate mercury geochemistry in contaminated floodplain soils and sediments.</a> J. Environ. Qual. 27 (5), (1998).</li><li>Lovley, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissimilatory+Fe(III)+and+Mn(IV)+reduction.">Dissimilatory Fe(III) and Mn(IV) reduction.</a> Microbiol. Mol. Biol. Rev. 55 (2), 259-287 (1991).</li><li>Lovley, D. R., Kashefi, K., Vargas, M., Tor, J. M., Blunt-Harris, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+humic+substances+and+Fe(III)+by+hyperthermophilic+microorganisms.">Reduction of humic substances and Fe(III) by hyperthermophilic microorganisms.</a> Chem. Geol. 169 (3-4), 289-298 (2000).</li><li>Hansel, C. 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=Structural+constraints+of+ferric+(hydr)oxides+on+dissimilatory+iron+reduction+and+the+fate+of+Fe(II).">Structural constraints of ferric (hydr)oxides on dissimilatory iron reduction and the fate of Fe(II).</a> Geochimica Cosmochimica Acta. 68, 3217-3229 (2004).</li><li>Thamdrup, B., Fossing, H., J&#248;rgensen, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manganese,+iron+and+sulfur+cycling+in+a+coastal+marine+sediment+Aarhus+bay,+Denmark.">Manganese, iron and sulfur cycling in a coastal marine sediment Aarhus bay, Denmark.</a> Geochim.Cosmochim. Acta. 58 (23), 5115-5129 (1994).</li><li>Planer-Friedrich, B., London, J., McCleskey, R. B., Nordstrom, D. K., Wallschl&#228;ger, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thioarsenates+in+Geothermal+Waters+of+Yellowstone+National+Park:+Determination,+Preservation,+and+Geochemical.">Thioarsenates in Geothermal Waters of Yellowstone National Park: Determination, Preservation, and Geochemical.</a> Environ. Sci. Technol. 41 (15), 5245-5251 (2007).</li><li>Burnol, A., 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=Decoupling+of+arsenic+and+iron+release+from+ferrihydrite+suspension+under+reducing+conditions:+a+biogeochemical+model.">Decoupling of arsenic and iron release from ferrihydrite suspension under reducing conditions: a biogeochemical model.</a> Geochem. Trans. 8 (1), 12 (2007).</li><li>Kocar, B. D., 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=Integrated+biogeochemical+and+hydrologic+processes+driving+arsenic+release+from+shallow+sediments+to+groundwaters+of+the+Mekong+delta.">Integrated biogeochemical and hydrologic processes driving arsenic release from shallow sediments to groundwaters of the Mekong delta.</a> Appl. Geochem. 23 (11), (2008).</li><li>Harris-Hellal, J., Grimaldi, M., Garnier-Zarli, E., Bousserrhine, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mercury+mobilization+by+chemical+and+microbial+iron+oxide+reduction+in+soils+of+French+Guyana.">Mercury mobilization by chemical and microbial iron oxide reduction in soils of French Guyana.</a> Biogeochem. 103 (1), (2011).</li><li>Islam, F. S., 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=Role+of+metal-reducing+bacteria+in+arsenic+release+from+Bengal+delta+sediments.">Role of metal-reducing bacteria in arsenic release from Bengal delta sediments.</a> Nature. 430, (2004).</li><li>Schultz-Zunkel, C., Rinklebe, J., Bork, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+element+release+patterns+from+three+floodplain+soils+under+simulated+oxidized-reduced+cycles.">Trace element release patterns from three floodplain soils under simulated oxidized-reduced cycles.</a> Ecol. Eng. 83, 485-495 (2015).</li><li>Nickson, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+arsenic+release+to+groundwater,+bangladesh+and+West+Bengal.">Mechanisms of arsenic release to groundwater, bangladesh and West Bengal.</a> App. Geochem. 15, 403-413 (2000).</li><li>Varsanyi, I., 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=Arsenic,+iron+and+organic+matter+in+sediments+and+groundwater+in+the+Pannonian+basin,+Hungary.">Arsenic, iron and organic matter in sediments and groundwater in the Pannonian basin, Hungary.</a> App. Geochem. 21, 949-963 (2006).</li><li>Hellal, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mercury+mobilization+and+speciation+linked+to+bacterial+iron+oxide+and+sulfate+reduction:+A+column+study+to+mimic+reactive+transfer+in+an+anoxic+aquifer.">Mercury mobilization and speciation linked to bacterial iron oxide and sulfate reduction: A column study to mimic reactive transfer in an anoxic aquifer.</a> J. Contam. Hydrol. 180, 56-68 (2015).</li><li>Battaglia-Brunet, F., Dictor, M. C., Garrido, F., Crouzet, C., Morin, D., Dekeyser, K., Clarens, M., Baranger, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+arsenic(III)-oxidizing+bacterial+population:+selection,+characterization,+and+performance+in+reactors.">An arsenic(III)-oxidizing bacterial population: selection, characterization, and performance in reactors.</a> J Appl. Microbiol. 93 (2002), 656-667 (2002).</li><li>Salvato, N., Pirola, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+mercury+traces+by+means+of+solid+sample+atomic+absorption+spectrometry.">Analysis of mercury traces by means of solid sample atomic absorption spectrometry.</a> Microchim Acta. 123 (1), 63-71 (1996).</li><li>Huguet, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Caract&#233;risation biog&#233;ochimique et potentiel de m&#233;thylation du mercure de biofilms en milieu tropical (retenue de Petit Saut et estuaire du Sinnamary, Guyane Fran&#231;aise). . , (2009).</li><li>Mamindy-Pajany, Y., 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=Arsenic+in+Marina+Sediments+from+the+Mediterranean+Coast:+Speciation+in+the+Solid+Phase+and+Occurrence+of+Thioarsenates.">Arsenic in Marina Sediments from the Mediterranean Coast: Speciation in the Solid Phase and Occurrence of Thioarsenates.</a> Soil Sed. Contam. 22, 984-1002 (2013).</li><li>dos Santos Afonso, 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=Reductive+dissolution+of+iron(III)+(hydro)oxides+by+hydrogen+sulfide.">Reductive dissolution of iron(III) (hydro)oxides by hydrogen sulfide.</a> Langmuir. 8, 1671-1675 (1992).</li><li>Postma, D., 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=Redox+zonation:+equilibrium+constraints+on+the+Fe(III)/SO4-reduction+interface.">Redox zonation: equilibrium constraints on the Fe(III)/SO4-reduction interface.</a> Geochem Cosmochim. Acta. 60, 3169-3175 (1996).</li><li>Kumar, N., 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=Sulfur+and+oxygen+isotope+tracing+in+zero+valent+iron+based+In+situ+remediation+system+for+metal+contaminants.">Sulfur and oxygen isotope tracing in zero valent iron based In situ remediation system for metal contaminants.</a> Chemosphere. 90, 1366-1371 (2013).</li></ol>

실험적인 열 설정 편리한 실험실 장치 연속 조건에서 혐 기성 생물 지구 화학적 과정 공부를 입증 했다. 연속 열 시스템 가까이 슬러리 일괄 처리 시스템 또는 microcosms 보다 실제 aquifers의 조건에서 작업을 허용 합니다. 연속 시스템 대수층 앙금을 통해 지 하 수의 움직임을 시뮬레이션할 수 있습니다.
프로토콜 내에서 가장 중요 한 단계는 테 철 (옥 시) 수 산화물 및 실리 카 젤...

이해 하 고 예측 하 고 추적 요소 (테) 성과 biogeochemistry 환경에서 모니터링 하 고, 개발 하 고, 오염 된 사이트에 대 한 적절 한 관리 결정을 적용 하기 위해 필수적 이다. 이 특히 독성 TEs (로) 비소, 수은 (Hg) 등의 경우 적용 됩니다. Eh, pH, 등 physico-화학 조건 뿐만 아니라 종 형성 또는 이동성에 간접 역할에 어느 직접적인 역할을 재생할 수 있는 미생물 활동 운명과 토양 이나 대수층이이 TEs의 speciation 밀접 하 게 관련 됩니다.
실제로, 일부 박테리아 또는 수 있습니다 직접 산화 As(V) As(III) As(V) As(III) 감소. 이 영향을 미치는 독성로 As(III)의 가장 독성 형태 이므로, 그리고 이동성, As(III) As(V), 철 (옥 시) 수 산화물 또는 유기 물1,2에 쉽게 흡착 수 보다 더 많은 모바일 이므로. 마찬가지로, 박테리아는 황산 및 철 박테리아3,4, neurotoxin monomethyl 수은 (쉽게 먹이 사슬에 bioaccumulated), 형성 감소에 의해 주로 메 틸 화를 통해 사이클링, 수은에 강하게 참여 또는 휘발성 초등학교 Hg (Hg °)5의 감소를 통해.
두로 Hg 운명 또한 강력 하 게 유기 물질 등 화합물부터 토양 이나 대수층 구성에 연결 된 또는 철 수 산화물 (옥 시) 그들의 격리와 bioavailability 영향을 미칠 수. As(V) Hg 유기 물질에 대 한 매우 높은 선호도가지고 반면 철 수 산화물 (옥 시)6에 잘 드리웁니다 (옴; 주로 thiol 그룹에 대 한) 하지만 또한 콜 로이드 철 또는 망간에 옴 (옥 시) 수 산화물 환경7,8 고갈 , 9 , 10 , 11.
세균성 활동 TEs (옥 시) 수 산화물 또는 철 (옥 시) 수 산화물의 감소 또는 유기 물질의 강화 작용을 통해 유기 물 흡착의 운명을 영향을 미칠 다음 수 있습니다. 박테리아에 의해 직접 철 감소는 유황에 철 감소를 위한 지배적인 통로 고갈 영역12,13, 반면에 직접, Fe(III) 감소 될 수 있다 하지 Fe(II) 황 화물에 의해 터미널 전자 수락자로 사용 되 고 Fe(III) 14황산 염 세균 감소 의해 형성. 또한, 황산의 존재 또한 Hg 수정할 수 있습니다 그리고 thio-비 산 염15 또는 metacinnabar Hg와 같은 단지의 형성을 통해 종 형성.
따라서, 철과 테과로, Hg 등의 운명에 사이클링의 영향의 더 나은 이해는 더 오염 된 사이트를 관리 하 고 토양 및 수 질 유지를 도울 수 있었다. 데이터 또한 기존 금속-이동성 모델 강화에 기여할 수 있습니다. 미생물 Fe (III)-감소16,,1718 테의 탈 착을 일으킬 수 있습니다. 이론적으로, 철 황산 염의 미생물 감소에 의해 생성 하는 황 화물에 의해 (옥 시) 수 산화물의 간접 감소 수 또한 테 이동성에 영향을. 그러나, 범위와 이러한 반응의 속도 론 일반적으로 동종 시스템 일괄 처리 또는 일괄 microcosms16,18,,1920공부는. 일괄 처리 실험의 단점은 발생 현상;의 분리의 부족 실제로, 활동에 기반 하 고 리소스를 일괄 처리에만 의해 제한 speciation에 흡착 교대의 최종 결과 제공 합니다. 열 접근을 사용 하 여 inflowing 미디어의 갱신과 테의 운명의 시간 및 공간 모니터링 수 있습니다. 이 조건은 실제 현상 연속 여과 조건에 밀접 하 게 연결 되는 대수층에 비해 보다 현실적인입니다. 또한, 대수층 앙금에 이종 철 (옥 시) 수산화 발생 일반적인21,23, 이며 단단한 단계의 광물 및 화학 조성의 공간 변화 확실히 드라이브 미생물 활동 .
명료 하 게 지리적 미생물 현상에이 heterogeneities의 영향 및 철 관련 테의 운명, 우리 실험실, 단순화 된 모델 대수층을 대표 하는 지속적으로 먹이 열 개발. 열은 열 입구 및 상단에는 철 분이 풍부한 영역에서 철 고갈 영역을 만드는 채워집니다. 정기적인 샘플링 포트 인터페이스 관련 현상 뿐만 아니라 각 영역을 개별적으로 연구를 사용 합니다. Hg 운명과 종 형성의 연구에 대 한이 실험 장치에의 응용 프로그램의 예로 이미 사용할 수24. 여기 우리는 실험 설치 및 오염된 대수층에서의 행동에 초점을 맞추고 그 응용 프로그램의 두 번째 예제에 대 한 자세한 설명을 제공 합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="991">
	<tbody>
		<tr height="120">
			<td height="120" style="height:120px;width:276px;">Glass columns&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Beaucaverre, France</td>
			<td style="width:127px;">Specific request</td>
			<td style="width:417px;">columns were composed of 3 separate pieces, the main column core with the cooling jacket and the 5 sampling ports (size GL14 with olive) and a top and bottom piece that fits to the main column body and is held in place with a silicone joint and screw (RIN F 40x38 &#38; SVL 42). note: this design was discussed directly with the company. We recommend to find a local glazier.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Septa PTFE/silicone diam 20mm&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>508608</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">PTFE tubing ID 3mm</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td>228-0745</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">Peristaltic pump</td>
			<td style="width:171px;">Dominique Dutsher SAS</td>
			<td style="width:127px;">66493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">Peristaltic pump tubing LMT 55</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td>224-2250</td>
			<td>Tygon&#174; LMT 55&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">Fontainbleau sand&#160; D50=209 &#181;m</td>
			<td>SIBELCO,&#160; France</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:276px;">N2 for bubbling&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Air Liquide, France</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">Gamma iradiation</td>
			<td>Ionisos, Dagneux, France</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Automatic Mercury Analyser (AMA 254, )</td>
			<td style="width:171px;">Courtage Analyses, France</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Varian SpectrAA 300 Zeeman</td>
			<td style="width:171px;">Agilent&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:276px;">Name</td>
			<td style="width:171px;">Company</td>
			<td style="width:127px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">Chemicals</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:276px;">HNO3 Supra pur</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td style="width:127px;">1.00441.1000</td>
			<td>Producer: Merck</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">HCL 30% Supra pur</td>
			<td style="width:171px;">VWR</td>
			<td>1.00318.1000</td>
			<td>Producer: Merck</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:276px;">Hg(NO3)2</td>
			<td style="width:171px;">Merck</td>
			<td>516953</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:276px;">As2O3</td>
			<td style="width:171px;">Merck</td>
			<td style="width:127px;">202673</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:276px;">FeCl3-6H2O</td>
			<td>Merck</td>
			<td>207926</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:276px;">silica gel</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>336815-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental column setup for studying anaerobic biogeochemical interactions between iron (oxy)hydroxides, trace elements, and bacteria

운명과 추적 요소 (TEs), (로) 비소 aquifers에 수은 (Hg), 등의 종 분화는 밀접 한 관계가 physio 화학 조건 pH, 산화 환 원 잠재력 (Eh) 등 뿐만 아니라 미생물 활동에 직접 또는 간접적으로 역할을 할 수 있는 종 형성 및 이동성입니다. 실제로, 일부 박테리아 또는 수 있습니다 직접 산화 As(V) As(III) As(V) As(III) 감소. 마찬가지로, 박테리아는 강하게 그것의 메 틸 화, neurotoxin monomethyl 수은 형성을 통해 또는 원소 Hg °의 감소를 통해 사이클링, Hg에 참여. 모두의 운명을 Hg는 또한 강력 하 게 연결 된 토양 이나 대수층 구성; 실제로,로 Hg 유기 화합물 또는 그들의 이동성에 영향을 미칠 것 이다 (옥 시) 수 산화물을 바인딩할 수 있습니다. 차례로 철 (옥 시) 수산화 감소 또는 유기 물질 강화 등 세균성 활동 직접 영향을 미칠 수 없습니다으로 Hg 채집. 황산/황의 존재 수 또한 강하게 thio-비 산 염으로 또는 metacinnabar Hg와 같은 단지의 형성을 통해 이러한 특정 요소에 영향을.
따라서, 많은 중요 한 질문 운명과의 종 형성에 제기 되고있다으로 Hg 환경과 그들의 독성을 제한 하는 방법에. 그러나, 대수층 구성으로 그들의 반응성으로 인해 그것은 발생 하는 생물 지구 화학적 프로세스와이 테의 운명에 그들의 다른 영향을 명확 하 게 해리 어렵다.
이렇게 하려면, 우리는 원래 개발, 실험, 열 설정 철 대로-또는 Hg-산화 철 풍부한 지역 대수층을 고갈 영역, 무산 소 조건에서 테 biogeochemistry의 더 나은 이해 가능. 다음 프로토콜 중 하나 열 설정에 대 한 단계별 지침은 제공으로 또는 Hg, 뿐만 아니라 예 철 및 황산 줄이는 조건으로.

예 1입니다. 이동성 및 종 형성의 철 감소의 영향
열 지 하 수 마시는 표준 보다 높은 As 농도 제시 하는 사이트에서 직접 주사 했다 (브라 시외, 루아르 외 쉐어, 프랑스). 지 하 수 살 균 병에서 고 사용까지 5 ° C에 저장. 열 아래쪽에서 낮은 유량에서 자연 생 미생물 지역 사회를 포함 하는이 물 먹 였다 (2 mL h-1</s...

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Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

운명과 비소 aquifers에 수은의 speciation physio 화학에 밀접 하 게 관련 된 조건 및 미생물 활동 있습니다. 여기, 선물이 aquifer를 모방 하 고 무산 소 조건에서 추적 요소 biogeochemistry의 더 나은 이해를 원래의 실험 열 설치. 지구 화학 및 생물학적 접근을 결합 하 여 두 가지 예는 제시 된다.

(옥 시) 철 수 산화물, 성분, 및 박테리아 혐 기성 생물 지구 화학적 상호 작용을 공부에 대 한 실험 열 설정

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

The overall goal of this experimental setup is to study the fate of trace metals under sulfate and/or iron-reducing conditions induced by microbial activities. This method can help answer key questions in the biogeochemistry field such as interactions between key biogeochemical cycles like mercury and arsenic. The main advantage of this technique is that due to the continuous water flow, the dynamics of the biogeochemical reactions and lability of trace elements are dissociated and accessible through the sampling ports.And so, this method can provide insight into the fate of mercury and arsenic as demonstrated here ending to iron oxides. It can also be applied to other trace elements or carrier substrates. Demonstrating the procedure will Hafida Tris, a technician from our laboratory.To begin this procedure, add 500 milliliters of ultrapure water to a glass reactor equipped with a magnetic stir bar. Add 50 grams of iron(III)chloride hexahydrate while stirring. Manually add approximately 50 milliliters of a 10-molar solution of sodium hydroxide to begin precipitation of ferrihydrite.Next, adjust the pH to six and continue stirring for one hour to stabilize. For arsenic-spiked hydroxides and oxyhydroxides, prepare 100 milliliters of arsenic trioxide at a concentration of 10 grams per liter. Then, add 70 milliliters of this solution to the iron oxide solution.Continue stirring for three hours. After this, centrifuge at 2, 000 G for 20 minutes. Remove the supernatant and resuspend the pellet with 50 milliliters of ultrapure water.Repeat the centrifugation ane resuspension two additional times. Recover and store the humid hydroxides and oxyhydroxides as outlined in the text protocol. Keep four grams of silica gel in 40 milliliters of 7%potassium hydroxide on a hot plate stirring with a magnetic stir bar until dissolved.Add 60 milliliters of ultrapure water. Cool the solution on ice to about 20 degrees Celsius to avoid the gel setting too quickly. Titrate the silica gel mixture with phosphoric acid 20%to pH 7.5.Then, quickly mix the liquid silica gel with 320 grams of sterile sand previously mixed with 18.3 grams of either mercury-spiked or arsenic-spiked iron oxides before it solidifies. Using a spatula, break up the gelified mixture. To begin setting up the glass columns, connect the water jackets to a water-cooling system.Set the system to maintain an average temperature of 20 degrees Celsius. Cut lengths of PTFE tubing with a three-millimeter inner diameter making sure there is sufficient length for the column inlet and outlet. Then, add a layer of damp rock wool to the column from the top.Add 320 grams of sterile sand. Add the final layer consisting of the previously mixed sterile sand and spiked hydrated amorphous iron oxides fixed in the silica gel matrix. Next, connect the inflow to peristaltic tubing.Connect the other end of the peristaltic tubing to the water medium supply. Connect an ascendent flow of ultrapure sterile water continuously bubbled by nitrogen gas at low velocity of approximately two milliliters per hour. After this, cover the column with aluminum foil to block out the light.After two weeks, a black-colored precipitate is observed at the interface between the two layers of sand. This black zone progressively invades the top iron hydroxide and oxyhydroxide-enriched zones with the entire upper layer becoming black by the end of the experiment. After 35 days of continuous running, the measured levels of sulfate decrease followed by a transient increase in the total dissolved iron.From day 60 onward, the total dissolved arsenic is seen to rise significantly. On day 54, the physical and chemical parameters are profiled. While the pH remains close to pH seven along the column, the redox potential changes significantly with values nearing negative 200 millivolts in the iron-depleted zone where sulfate reduction is occurring and nearing negative millivolts at the top where bacterial and chemical iron reduction is occurring.Dissolved sulfate concentrations reach to approximately 20 milligrams per liter in the bottom layers and decrease to under one milligram per liter in the iron-rich zone. Sulfate also decreases sharply at the interface between iron-deprived and iron-rich zones indicating a peak of sulfate reduction activity. Meanwhile, arsenic is detected in the upper zone while thioarsenate species are seen closer to the interface and thiosulfate is in the bottom iron-deprived layer.These concentration profiles indicate a peak of sulfate reduction activity at the interface between iron-deprived and iron-rich layers. Following this procedure, other methods like scanning electron microscopy, Raman spectroscopy or activity assays can be performed in order to answer additional questions such as which new minerals are formed or which bacterial communities have developed. Don't forget that working with mercury and arsenic can be extremely hazardous and precautions such gloves and fume hoods should be used while performing this procedure.

Research

JoVE Journal

Environment

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Evaluation of Integrated Anaerobic Digestion and Hydrothermal Carbonization for Bioenergy Production

바이오 에너지 생산을위한 통합 혐기성 소화 및 열수 탄화의 평가

Lignocellulosic biomass is one of the most abundant yet underutilized renewable energy resources. Both anaerobic digestion (AD) and hydrothermal ...

연구

환경과학

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

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우라늄에서 구리 산화물 나노 입자에 의한 미량 원소의 제거<em&gt; 현장에서</em&gt; 복구 블리드 물과 세포 생존에 미치는 영향

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

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

클린 샘플링 및 추적 금속 연구 강 하구 바다의 분석

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

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