Name: combined size and density fractionation of soils for investigations of organo-mineral interactions
Uploaded: 2019-02-15T13:30:00
Duration: 8 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions at JoVE.com

وأيد وضع هذا الأسلوب خلال مولعا (FINV) من "كلية علوم الأرض" في جامعة لوزان. نعترف "المجلس الوطني الأوغندي" للعلوم والتكنولوجيا وهيئة الحياة البرية الأوغندية لمنح لنا إذن بجمع عينات من البحوث. أصحاب البلاغ كذلك أن أشكر الأستاذ تييري أداتي لتحليلات CHN وزرد. ونحن ممتنون للبروفسور إريكا مارين-سبيوتا لتوفير التدريب الأولى في وجود كثافة الكلاسيكية. كما نشكر مدير مختبر مونبارون لاتيتيا لمساعدتها في تأمين الإمدادات والمعدات.

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

يتوقف نجاح تجارب CSDF على اختيار المعلمات المناسبة للأسلوب، حيث أن كسور تركيبة متجانسة نسبيا قد تكون معزولة. ترد أدناه مناقشة الاعتبارات الرئيسية في تحديد وجود معلمات.
فلف تمثل المواد العضوية التي التفاعل مع المعادن الحد الأدنى. استخراج هذا جزء حساس، نظراً لخلط التربة مع الحل الكثيفة قد سبق تفكك بعض ماكرواجريجاتيس. ومع ذلك، هناك دلائل تشير إلى أن المواد العضوية الموجودة في ماكرواجريجاتيس قد تكون أكثر مشابهة fLF بالمعنى الضيق من أن جبهة تحرير أورومو صدر عن الطاقة العالية سونيكيشن18. وقد اقترح بعض الكتاب حتى خطوة sonication الطاقة المنخفضة لعزل حمام السباحة الحرة وضعيفة المعدنية تتفاعل المواد العضوية، يسمى 'داخل الكلية العضوية الجسيمات'، استخدامه54.
للإفراج عن المواد العضوية المغطى، هناك تقنيات مختلفة لتعطيل المجاميع التربة. الأكثر انتشارا هي sonication والانفعالات مع حبات الزجاج واستخدام المشتتات الكيميائية33،،من6263. سونيكيشن اختير هنا لأن طاقة الإنتاج يمكن التحكم بدقة ويعتقد أن توزيع أكثر أو أقل على نحو موحد في العينة. التي تحول دون الحاجة إلى استخدام المشتتات الكيميائية، سونيكيشن يمكن اعتبار حافظة نسبيا نحو22،أورجانو-المعادن مجمعات33. بيد أن الخطوة التشتت، لا تزال واحدة من العمليات الأكثر حساسية. من ناحية، سيغادر في المجاميع سليمة تشتت ضعيفة وقد يؤدي إلى تقدير المفرط للتردد شركة نفط الجنوب؛ من ناحية أخرى، يمكن أن تسبب خطوة تشتت قوي جداً إعادة التوزيع من شركة نفط الجنوب عبر الكسور التدمير الجزئي لمجمعات organo المعدنية. قد يكون ضعف العضوية والرمل الجمعيات تعرضا لهذه العملية. نظراً لانسداد ضمن المجاميع وامتصاص السطح هي العمليات التي تحدث على طول متوالية2، لا يوجد حل مثالي، موجود. ولذلك، مستوى الطاقة sonication يحتاج إلى ضبط مدروس وفقا لخصائص التربة. ونشرت كايزر وبيرهي64 استعراض مفيدة جداً التي تقترح استراتيجية للحد من الآثار الناجمة عن الموجات فوق الصوتية عند تفريق التربة.
وذكرت sonication طاقات تتراوح من 60 إلى 5,000 J·mL-1. مجموعات بحثية عديدة قد أفادت بأن 100 J·mL-1 يمكن أن تكون كافية لتدمير ماكرواجريجاتيس وتفريق فعالية التربة الرملية، بينما 500 J·mL-1 بتدمير ميكرواجريجاتيس كبيرة وتقدم تشتت معقولة من رد الفعل التربة63،،من6566،،من6768. في مخططات تجزئة البدنية، تشتت كاملة من الطمي والطين الحجم المجاميع قد لا يكون ضروريا، نظراً لآلية الحماية من المحتمل أن يصبح تمييزه عن الاستقرار سوربتيفي في هذه النطاقات حجم. قد تكون هدفا معقولاً من تشتت قبل تجزئة المساحة أو الكثافة لتعطيل الماكرو-(> 250 ميكرومتر) ومجاميع كبيرة المتناهية الصغر (> 53 ميكرومتر). الطاقات من 100 J·mL-1 (التربة الرملية) إلى 200 J·mL-1 (التربة الطينية) قد تكون الخيارات المناسبة. طاقة من 200 J·mL-1 قد سبق استخراج جزء من نواتج الأيض الميكروبي (يفترض أنها مرتبطة بالمعادن)69، وبالتالي ينبغي أن يكون استخدام أعلى sonication الطاقات رهنا بتوخي الحذر. ومع ذلك، يمكن أن تتطلب رد الفعل حبيبات التربة مع المجاميع عزز J·mL يصل إلى 500-1 لتفريق. فمن الضروري أن تعدل الطاقة تشتت لتتطابق مع كل نوع من أنواع التربة، وكذلك دراسة الأهداف. أخيرا، من المهم أن نتذكر أن الحجم طين ميكرواجريجاتيس حتى بعد تشتت الموجات فوق الصوتية المفترض كاملة، يرجح أن تستمر70.
صعوبة المواءمة بين تقنيات تجزئة البدنية تكمن في عدم تجانس الموجودة في التربة، ولا سيما في تركيبتها المعدنية. ينبغي أن يكون على أساس معروف اختيار الحلول كثيفة أو يستدل على علم المعادن التربة، مع الهدف النهائي لعزل الكسور التي تكون متجانسة قدر الإمكان.
في هذه المادة، كان الحل كثيفة استخدام SPT-الأس الهيدروجيني 371،72. درجة الحموضة منخفضة يقلل من خسائر مركبات العضوية القابلة للذوبان. ومع ذلك، يمكن تنفيذ تجزئة الكثافة مع حلول كثافة مختلفة. تاريخيا، كانت تستخدم (تيترابروموثاني، تيتراتشلوروميثاني) السوائل العضوية، ولكن تم التخلي عنها تدريجيا في تحقيق أرباح أملاح غير عضوية (يوديد الصوديوم، SPT) بسبب سمية الهيدروكربونات المهلجنة والملازمة لتلوث التربة المواد العضوية. في الوقت الحاضر، SPT هو الحل المفضل لأنه يمكن تعديلها كثافة بين 1.0 إلى 3.1 g·cm-3، فإنه يمكن إعادة تدويرها وله سمية منخفضة (إلا إذا بلعها)22،50. توفر الشركات المصنعة الرئيسية مجموعة SPT درجات متباينة في مستوى التلوث بالكربون والنيتروجين. لوجود كثافة التربة، ينصح الصف أنقى، خاصة إذا كانت الكسور تحليل التكوين النظائري.
حلاً من كثافة 1.6 g·cm-3 قد استخدمت تقليديا لفصل الضوء العضوي من الكسور المرتبطة بالمعادن--انظر على سبيل المثال جولشين et al.21. في حين اقترح بعض الكتاب أن كثافة 1 g·cm-3 (الماء) يمكن أن تكون كافية لاستخراج أكثر من كسر الخفيفة73،74، البعض الآخر المقترح أعلى كثافة انقطاع مثل 1.62 أو 1.65 g·cm-3 استناداً إلى وفكرة أن بعض المكونات العضوية يمكن أن تظهر كثافة تصل إلى 1.60 g·cm-3 ، 33،،من7576. وكانت كثافة يصل إلى 1.85 g·cm-3 حتى العاملين50. عند اختيار بكثافة لفصل الضوء من الكسور الثقيلة، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد حل مثالي موجود. والواقع أن يخفض خطر كثافات إسناد بعض المواد العضوية 'الخفيفة' للكسور الثقيلة، بينما أعلى كثافة المخاطر بما في ذلك بعض المعادن إلى الكسور الخفيفة. ويمكن الكشف عن هذا التأثير الأخير عند مراقبة المحتوى الكربوني للكسور الخفيفة، مع نسبة مئوية أقل من 40-45% مما يشير إلى درجة التلوث بالمعادن من شركة نفط الجنوب.
عن ثقيلة الكسور، تحليل أولى مثل زرد يمكن أن توفر نظرة ثاقبة علم المعادن الجزء الأكبر العينة60 والمساعدة في تحديد كثافة انقطاع القدرة على التمييز بين العناصر المعدنية الرئيسية التربة، مع الأخذ في الاعتبار أن ارتفاع العضوية أحمال ستكون أقل كثافة المعادن مقارنة بقيمته النظرية. وبالمثل، يمكن أن تساعد تحليل التكوينية77،78 للانفصال حجم الجسيمات، وتعيين الحدود المناسبة. الفصل حجم الجسيمات جاذبية خاصة بإضافة إلى وجود كثافة بسيطة كلما صعب وجود كثافة متسلسلة. وهذا هو الحال على سبيل المثال للتربة التي تحتوي على كميات كبيرة من أوكسيهيدروكسيديس والطين نشاط منخفض، مما يؤدي إلى تشتت العينة ومنع فصل واضح في السوائل الثقيلة. خطوة فصل حجم الجسيمات يشار أيضا لفصل معادن كثافة مماثلة لكن أحجام مختلفة (مثل الكوارتز وايليت).
سوف تتفاعل أيونات الكالسيوم الحرة مع SPT لتشكيل ميتاتونجستاتي Ca غير قابلة للذوبان. وبذلك الإجراء غير مناسب للتربة القلوية التي تحتوي على كميات كبيرة من الكربونات البلورية سيئة، بيدوجينيك. كميات صغيرة من الكربونات مفاعليه منخفضة لا تتداخل مع تجزئة طالما لم تترك العينات على اتصال SPT لفترة طويلة جداً. رواسب ميتاتونجستاتي Ca تؤدي إلى تقدير المفرط للجماهير الكسر. إذا كان يتم تشغيل الدراسة الاستقصائية على محلل عنصري لتركيز ج، سيتم اكتشاف المشكلة لكن تجزئة سوف يتعرض للخطر.
وبالإضافة إلى هذه الصعوبات التقنية، الحد الأساسي من CSDF (أو أي مخطط تجزئة البدنية) ينبع من حقيقة أن رد الفعل من المعادن في التربة نادراً ما تحدث يفصل المنفصلة، لكن بدلاً من ذلك كالطلاء والأسمنت. يمكن أن يؤدي وقوع الطلاء سوربتيفي عالية ولكن رقيقة جداً على المعادن أونريكتيفي خلاف ذلك (مثل الكوارتز) إلى طريقة عرض متحيز للجمعيات organo المعدنية. وبالتالي مطلوب الحذر عند تفسير النتائج، خاصة بالنسبة للتربة مفاعليه الذي يهيمن عليه سيئة البلورية ومراحل أكسيد. وصف المزيد من الكسور يمكن أن تساعد على التخفيف من هذا الغموض. ومع ذلك، أساليب تجزئة البدنية مفصلة مثل CSDF على قدرة لا مثيل لها للتبصر في تكوين مجمعات organo المعدنية التي تحدث طبيعيا. من المتوقع أن تسفر عن تفاهم جديد من بيوجيوتشيميستري تجمع أكبر من المواد العضوية في التربة، وتلك المرتبطة بالمعادن هذه البصيرة.

التربة هو نظام معقد الذي يحتوي على عناصر أصل الجيولوجية والبيولوجية. دراسة عن العلاقة بين الوكالات حجر زاوية في فهمنا للنظم الإيكولوجية الدالة1. على وجه الخصوص، والتفاعلات المعدنية organo يعتقد أن تلعب دوراً رئيسيا في التربة من المواد العضوية (SOM) ديناميات2. التكشف سوم ديناميات حاليا منطقة أبحاث نشطة جداً لعدة أسباب. طبقة من تربة مع ارتفاع سوم الأسهم سوف تميل إلى إظهار جيدة الخصوبة الأصيلة وقد تشكل أيضا الكربون بيئياً قيمة عزل فرصة3،4.
المادة العضوية في التربة متغايرة جداً، مع بعض مكونات تقليب في الفضاء في غضون ساعات قليلة في حين أن البعض الآخر قد تستمر لسنوات5آلاف. العوامل المحددة لهذا التباين يبقى موضوعا مثيرا للجدل، ولكن الرابطة مع المصفوفة المعدنية ويعتقد أن أهمية خاصة6،7، خاصة بالنسبة لآفاق باطن الأرض8. كنتيجة لذلك، يتلقى مراحل المعدنية المعروفة للمنتسبين عن كثب مع المكونات العضوية زيادة الفائدة9،10،11.
تحتوي التربة على طائفة واسعة من المعادن مع اختلاف كمياً ونوعيا إمكانات سوربتيفي نحو سوم. أظهرت المعادن مع كبير المساحات المحددة و/أو الأسطح شدة رد الفعل قدرة امتصاص عالية للمركبات العضوية4،12. في التربة والمعادن الثانوية مثل فيلوسيليكاتيس العالية النشاط (على سبيل المثال، سميكتيتيس)، أوكسيهيدروكسيديس الحديد والومينوسيليكاتيس البلورية سيئة كل أظهرت للدخول إلى حد كبير في الحفاظ على سوربتيفي لبعض المركبات العضوية13 , 14 , 15 , 16 , 17-فصل التربة إلى كسور مختلفة في علم المعادن يساعد وبالتالي عزل تجمعات المواد العضوية مع التجانس النسبي الوظيفية.
الهدف من هذه الورقة هو تقديم منهجية لعزل مجمعات organo المعدنية وفقا لتكوينها، ثم يسهل دراسة الخصائص الخاصة بهم. الأسلوب يجمع بين وجود حجم وكثافة فعلياً فصل التربة السائبة في تسلسل كسور لتكوين مختلف. مجموع حجم وكثافة وجود (CSDF) يدمج نهجين تجزئة مادية فعالة (الفصل حجم الجسيمات وكثافة الفصل). أن الجمع بين هذين النهجين يجلب القرار تحسين فهمنا للجمعيات أورجانو المعدنية في التربة.
وهناك عدة نهج مختلفة (الكيميائية، الفيزيائية و/أو الكيميائية الحيوية) التي يمكن استخدامها لتحديد الكسور في18،عينة تربة السائبة19. وجود كثافة بسيطة هو فصل مادية التي استخدمها علماء التربة على نطاق واسع لدراسة ديناميات سوم (انظر على سبيل المثال جرونوالد et al., 2017 والمراجع فيها)20. في شكله التقليدي، يفصل وجود كثافة بسيطة مواد أخف من قطع معينة (1.6 عموما إلى 1.85 g·cm-3)--الخفيفة الكسر (LF) من مواد أثقل-الكسر الثقيل (hF). المجلة أحياناً أخرى انقسم إلى كسر الخفيفة مجاناً (فلف)، وكسر الخفيفة المغطى (جبهة تحرير أورومو)21.
في العديد من أنواع التربة، يوجد أكبر تجمع سوم في التردد22. سوم في hF عموما يعتقد أن تكون أكثر استقرارا من ذلك في المجلة23، ومع ذلك فقد ثبت للإبقاء على ارتفاع التركيبية ومن المحتمل عدم تجانس الفنية18. ويشير ذلك إلى الحاجة إلى فصل آخر التردد إلى اﻷفخاذ أكثر تجانساً، رأي عزل حمامات سوم مع الخصائص الكيميائية الأحيائية متميزة (مثل وقت الإقامة أو وظيفة). وجود كثافة متسلسلة، كما وصفها سلينس et al. (2009)24، أثبت الواقع أن تكون طريقة ناجحة؛ بعد فصل يتم فقط على أساس كثافة خطر يطل على الخلافات الناشئة عن التفاوت في حجم الحبيبات ومن ثم المساحة المحددة. على سبيل المثال، كاولين تقريبا بنفس الكثافة الكوارتز ولكن يجوز فصل على أساس أن وضع الحجم (الجدول 1). CSDF يشمل النظر في حجم الحبيبات ويحسن القرار لتجزئة.
سوم تجزئة استناداً إلى الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية أو البيوكيميائية لها تاريخ طويل. الطرق الفيزيائية مثل CSDF ترتكز على الصفات الجسدية لمكونات التربة، مثل حجم (من جسيمات أو المجاميع) أو الكثافة. وتشمل الأساليب الكيميائية الاستخراج الانتقائي لمركبات محددة أو فئات المركبات، فضلا عن الأكسدة الكيميائية. أساليب البيوكيميائية تعتمد على أكسدة الميكروبات تحت ظروف تجريبية مختلفة. الطرق الكيميائية والبيوكيميائية تستند إلى مبادئ مختلفة وأهداف مختلفة مقارنة بالأساليب المادية ولكن مع ذلك بإيجاز أدناه استعراض.
استخراج القلوية (مع هيدروكسيد الصوديوم على سبيل المثال) في مصاف أقرب الأساليب المستخدمة لعزل المكونات العضوية للتربة6كيميائيا. وتشمل أمثلة لأساليب أكثر حداثة والكيميائية لتجزئة سوم أنا) انتزاع القلوية مع نا بيروفوسفات تهدف إلى عزل سوم ملزمة للمعادن؛ الثاني) التحلل حمض (HCl) تهدف إلى قياس سوم القديمة والمستمرة؛ وثالثاً) أكسدة انتقائية سوم مع المواد الكيميائية تهدف إلى مهاجمة سوم الحرة أو مجا2. في حين أن هذه الأساليب يمكن أن تكون مفيدة للحصول على نظرة ثاقبة تجمع المواد العضوية المختلفة وظيفيا، أنهم يعانون من قيود عدة. أولاً، يمكن أن يكون عمليات الاستخراج ناقصة أو غير مكتملة. على سبيل المثال، الأسلوب الكلاسيكي قلوية تستخرج فقط 50-70% من التربة الكربون العضوي (شركة نفط الجنوب)6. ثانيا، وجود منتجات قد لا تكون ممثل سوم العثور عليها في الموقع ، وقد يكون من الصعب على تصنيف5. ثالثا، هذه الأساليب الكيميائية العرض فقط محدودة ثاقبة التفاعل organo المعدنية منذ كثير منهم عدم الحفاظ على رابطة الأصلي بين المواد العضوية والمعادن.
استخراج الكيمياء الحيوية بما في ذلك التجارب إينكوبيشنز وتستخدم أساسا لدراسة سوم مجا ورد الفعل (انظر ستروسير32 بإجراء استعراض لأساليب الكيمياء الحيوية). يمكن اعتبار كمقياس للطلب على الأوكسجين الكيميائي الحيوي تجارب الاحتضان وحدسي مناسبة تماما لتصميم الركازات العضوية بيولوجيا. ومع ذلك، يجعل الحاجة لأوقات طويلة حضانة في الشروط التي تختلف من الحقل (درجة الحرارة والرطوبة والمادية اضطراب، عدم وجود مدخلات جديدة) الاستقراء لديناميات سوم في الموقع حساسة.
مقارنة بالطرق الكيميائية أو البيوكيميائية التي يعتقد أن التحويلية أو المدمرة، يمكن اعتبار التقنيات المادية وجود حافظة أكثر22 (مع استثناء هام من المركبات العضوية القابلة للذوبان، التي يتم فقدان أثناء الإجراء). على ترابه المادية أفضل، ويمكن اعتبار 'لقطة' لمكونات التربة الصلبة-المرحلة الحالية في المجال الكسور ويمكن هكذا تتعلق أكثر مباشرة إلى ديناميات سوم في الموقع33. وعلاوة على ذلك، تعني طبيعة التقنية غير المدمرة أن الكسور يمكن أن توصف بعد ذلك باستخدام مجموعة متنوعة من تحليلات أو مجزأ كذلك وفقا للأساليب الكيميائية أو البيوكيميائية.
تجزئة الفيزيائية للتربة ليست بفكرة الأخيرة. المؤلفات العلمية حول الفصل المادي بين تقنيات يعود تاريخها إلى القرن منتصف 20. وردت أنباء عن التطبيقات وجود كثافة أقرب 196534،35. خلال نفس الفترة، وفي العقود التالية، منشورات حول ديناميات سوم وتفاعله مع المعادن أصبحت فعلا على نطاق واسع بين التربة العلماء36،،من3738،39 .
انتهاء الخدمة على أساس كثافة، هي مجموع حجم المساحة أو الجسيمات الأساليب الانفصال الجسدي الأكثر شيوعاً المستخدمة حاليا. واحدة من التحديات الرئيسية للفصل المادي هو عزل حمامات سوم الوظيفية متجانسة، كما يعرف بمعدل أكثر من دورة، وحجم أو أخرى مؤشر الدالة. الجمع بين طرق فصل أو المعايير، كما هو الحال في CSDF، قد تساعد على جعل القرار الوظيفية إلى كسور التربة؛ وفي الواقع، تبدو هذه الأساليب تستخدم أكثر فأكثر في تركيبة18،،من4041،،من4243. من خلال الجمع بين فصل كثافة متسلسلة، قادرة على أن تسفر عن الكسور مع مختلف العضوية يهم المحتوى والتكوين المعدني، مع حجم الانفصال، مما يفسر الاختلافات تعزى إلى مساحة محددة، CSDF يبشر العائد من التبصر في التنوع ووظيفة الجمعيات organo المعدنية في التربة.
ويستهدف CSDF جسديا يجزئ عينات التربة السائبة في كسور تجانس النسبي والرصدي والتكوينية. الجسيمات وكثافة حجم انقطاع، فضلا عن تشتت الطاقة المستخدمة هنا قد اختيرت على أساس نوع التربة لدينا، ولكن قد تكون هذه المعلمات تكييفها تبعاً للعينات لتكون منشقة، والغرض من هذه الدراسة. في هذا المثال، اخترنا استخدام خطوة واحدة من التشتت وهما كثافة وحجم واحد انقطاع، أدى إلى فصل التربة السائبة إلى 6 الكسور (الجدول 2). يعطي الشكل 1 نظرة تصورية للأسلوب. المواد التي يجري منشقة هنا التربة المدارية، ولكن الطريقة التي يمكن تطبيقها على أي نوع التربة فضلا عن الرواسب. CSDF يستخدم عادة كخطوة تحضيرية قبل تحليلات أخرى، على الرغم من أن توزيع المواد بين الكسور يمكن أن تكون مفيدة للغاية في حد ذاته و. عند تطبيقها على التربة، غلة CSDF الكسور تختلف في تكوينها (1) المعدنية (المعادن والنسيج) وتركيز (2) سوم وتكوينها.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Fractionation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium polytungstate</td>
			<td>Sometu</td>
			<td></td>
			<td>SPT 0 (low C and N) is recommended. Lower grade polytungstate may contaminate samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrometers (1-1.5, 1.5-2, 2-2.5, 2.5-3 g.cm-3)</td>
			<td>Allafrance</td>
			<td></td>
			<td>Calibrated at 20 &#176;C, e.g. 3050FG250/20-qp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>Fisher</td>
			<td></td>
			<td>Fixed speed standard vortex mixer, e.g. 02-215-410</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonifier</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Qsonica LLC - Q500 system with standard probe 4220</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonifier stand</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Large clamp stand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonifier enclosure</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Soundproof cabinet (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swinging-bucket centrifuge</td>
			<td>Beckman</td>
			<td></td>
			<td>Able to achieve speeds of 4000 g or more, fitted with rotor accommodating 50 mL Falcon tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed centrifuge with fixed angle rotor</td>
			<td>Beckman</td>
			<td></td>
			<td>Able to achieve speeds of 7500 g or more, fitted with rotor accommodating 250 mL bottles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL centrifuge Falcon tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td></td>
			<td>e.g. 352070</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL centrifuge bottles</td>
			<td>Beckman</td>
			<td></td>
			<td>Polycarbonate bottles (e.g. 352070) are recommended because they are clearer than other plastics.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaccum filtration units</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Polusulfone reusable units, e.g. 3029</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene hose</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>To connect the filtration unit to vaccuum source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafiltration disks, 0.45 &#181;m pore size</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>e.g. HAWP04700</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dessicator cabinet</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>3 shelves, e.g. 305317-0120</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drierite absorbent indicating</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Blue drierite, e.g. 10276750</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintillation vials</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>HDPE - separated cap 20mL, e.g. 12341599</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>150 mL aluminium boats (smooth sides)</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory oven</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recycling SPT column</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cation exchange resin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Dowex&#174; Marathon&#8482; C sodium form, strongly acidic, 20-50 mesh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Activated charcoal</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Darco S-51, 4-12 mesh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass wool</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>Pyrex</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper, 2.5 &#181;m pore size</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Whatman grade 42, e.g. WHA1442150</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Reagent grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Reagent grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate 1000mL graduated cylinder</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stand and clamp</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>Size L - 2-prong</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene hose</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene hose clamp</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene funnels</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene bottle (1L, 2L)</td>
			<td>Semadeni</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating plate</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td></td>
			<td>Any model.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined size and density fractionation of soils for investigations of organo-mineral interactions

مجموع حجم وكثافة وجود (CSDF) أسلوب يستخدم لفصل التربة فعلياً إلى كسور مختلفة في حجم الجسيمات وعلم المعادن. CSDF يعتمد على كثافة متسلسل الخطوات الانفصال والترسب عزل (1) كسر الخفيفة مجاناً (المواد العضوية أونكومبليكسيد)، (2) الكسر المغطى الخفيفة (أونكومبليكسيد المواد العضوية محاصرين في المجاميع التربة) و (3) عدد متغير من الثقيلة الكسور (معادن التربة والمواد العضوية المرتبطة بهم) تختلف في تكوينها. شريطة أن يتم تحديد معلمات CSDF (الطاقة التشتت، وكثافة انقطاع، وقت الترسيب) بشكل صحيح، الأسلوب غلة الكسور الثقيلة لتشكيل المعادن المتجانسة نسبيا. ويتوقع كل من هذه الكسور لديها قدرة إلى مختلفة تجاه مسألة العضوية، مما يجعل هذه طريقة مفيدة لعزل ودراسة طبيعة التفاعلات المعدنية organo. الجمع بين فصل حجم وكثافة الجسيمات يجلب قرار تحسين الحجم أو كثافة وجود أساليب بسيطة، السماح بفصل المكونات الثقيلة وفقا لعلم المعادن والحجم (المتعلقة بالمساحة السطحية) بالمقارنة مع المعايير. كما الحال بالنسبة لجميع طرق تجزئة المادية، فإنه يمكن اعتبار أقل تعطيلا أو عدوانية من أساليب الاستخراج المستندة إلى كيميائيا. ومع ذلك، CSDF أسلوب المستهلكة للوقت وعلاوة على ذلك، يمكن تحديد كمية المواد التي تم الحصول عليها في بعض الكسور للتحليل اللاحق. وعقب CSDF، قد حلل الكسور للتكوين المعدني وتركيز الكربون العضوي في التربة والكيمياء العضوية. الأسلوب الذي يوفر معلومات كمية عن توزيع الكربون العضوي في عينة تربة ويجلب الضوء على قدرة سوربتيفي مراحل المعدنية المختلفة، التي تحدث طبيعيا، وبالتالي توفير المعلومات آليا إلى شأن تفضيلية طبيعة التفاعلات organo المعدنية في التربة (أي.وفيها المعادن، ما هو نوع من المواد العضوية).

Watch this Scientific Journal Video about Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions at JoVE.com

Combined Size and Density Fractionation of Soils for Investigations of Organo-Mineral Interactions

وجود حجم وكثافة مجتمعة (CSDF) أسلوب لفصل التربة فعلياً إلى كسور مختلفة في نسيج (حجم الجسيمات) وعلم المعادن (الكثافة). والغرض من ذلك عزل الكسور مع ريكتيفيتيس مختلفة تجاه المواد العضوية في التربة (SOM)، من أجل فهم أفضل للتفاعلات المعدنية organo وديناميات سوم.

حجم المدمجة ووجود كثافة التربة للتحقيقات المتعلقة بالتفاعلات المعدنية Organo

Combined size and density fractionation (CSDF) is a method used to physically separate soil into fractions differing in particle size and mineralogy. CSDF ...

هذه الطريقة هي طريقة مثيرة للاهتمام لدراسة التفاعلات المعادن العضوية لأنها كسور المواد العضوية في التربة وفقا لارتباطها مع المعادن المختلفة. إنها عملية تجزئة مادية، مما يعني أنها لا تغير كيمياء الكسور. ونتيجة لذلك، تحليل الكسر يخبرنا شيئا عن التكوين الطبيعي للمجمعات المعدنية العضوية.هذه الطريقة مفيدة حقا ونحن نحاول معرفة المزيد عن قدرة التربة المختلفة على عزل الكربون بعيدا عن الغلاف الجوي. لفصل جزء الضوء الحر، تزن خمسة إلى ثمانية غرامات من التربة المنجرفة الهواء منخل في أنبوب جهاز طرد مركزي مخروطي 50 ملليلتر. سجل كتلة التربة مع أربعة أرقام هامة.باستخدام اسطوانة متدرجة، إضافة 35 إلى 40 ملليلتر من بوليتونجولا الصوديوم أو SPT. مع كثافة 1.62 غرام لكل سنتيمتر مكعب، الطرد المركزي لمدة 90 دقيقة في 2500 مرة الجاذبية في جهاز طرد مركزي دلو يتأرجح لتحمل فصل واضح بين جزء الضوء الحر والكريه. صب جميع المواد العائمة والموقّقة في 250 ملليلتر البولي كربونات الطرد المركزي زجاجة.تأكد من أن البليت لا يزال استقرت بحزم في الجزء السفلي من الأنبوب. شطف المواد التمسك جدار الأنبوب في نفس زجاجة البولي. استخدام زجاجة بخ مليئة المياه الأيونية عقد الأنبوب رأسا على عقب تقريبا فوق زجاجة البولي.إعداد خط تصفية فائقة الفراغ مع مرشحات 0.45 ميكرون. ترطيب مرشحات قليلا وتطبيق فراغ قبل تشديد القمع لتجنب الدموع. صب ببطء محتوى زجاجة البولي في قمع وحدة الترشيح فراغ.شطف أي بقايا تركت في زجاجة البولي في وحدة الترشيح. لا تسمح للحل بسحب عمق أكبر من سنتيمتر واحد تقريبًا فوق عامل التصفية. إضافة أكثر من 10 ملليلتر من المياه الأيونية إلى وحدة الترشيح ثلاث مرات على الأقل لضمان إزالة جميع آثار SPT.تأكد من شطف جانب قمع الترشيح. بعد تحرير الفراغ على خط الترشيح، وإزالة القمع من وحدة الترشيح. استعادة المواد التمسك الجانبين في وعاء الألومنيوم المسمى باستخدام زجاجة بخ مليئة بالمياه الأيونية.رفع بعناية تصفية مع ملاقط وشطف المواد الموجودة في وعاء الألومنيوم نفسه باستخدام زجاجة بخ مليئة بالماء الأيون. جفف محتويات القارب بحد أقصى 65 درجة مئوية إلى وزن ثابت. بعد 48 ساعة على الأقل، يبرد محتويات الوعاء في مجفف يحتوي على مجففات طازجة لمدة 30 دقيقة على الأقل.كشط بلطف المواد قبالة وعاء الألومنيوم مع ملعقة من البلاستيك. سجل كتلة الكسر الضوء الحر مع أربعة أرقام هامة، ثم ضع العينة في قارورة التخزين. لتنفيذ إطلاق الكسر الضوئي المُكدَّس، أضف 35 إلى 40 ملليلتر من الـ SPT بكثافة 1.62 غرام لكل سنتيمتر مكعب إلى أنبوب الطرد المركزي الذي يحتوي على البيليه من الكسر الضوئي الحر.إعادة تعليق بيليه. إدراج مسبار الموجات فوق الصوتية في اثنين من السنتيمترات تحت سطح الحل ووضع الأنبوب في الماء المثلج لمنع تسخين حل السائبة. سونيكات العينة باستخدام الوقت اللازم للوصول إلى الطاقة المستهدفة من 280 جول لكل ملليلتر.لفصل كسر الضوء المُكدَّس، فإنّ الطرد المركزي لمدة 90 دقيقة في مستوى الجاذبية 2500 مرة في جهاز الطرد المركزي المتأرجح. صب جميع المواد العائمة والموقّقة في 250 ملليلتر البولي قنينة الطرد المركزي. تأكد من أن بيليه لا يزال استقرت بحزم في الجزء السفلي من الأنبوب.شطف المواد العضوية الخفيفة المكدّس التمسك بجميع الأنابيب في نفس زجاجة البولي كما كان من قبل. إضافة الماء المبردة ديوند إلى أنبوب يحتوي على بيليه تصل إلى علامة 40 ملليلتر. Sonicate في 75 جول لكل ملليلتر ترك المحتوى لتسوية للوقت اللازم للمواد الدقيقة من ثمانية ميكرون لتسوية.ثم الماصات من فوق إلى أسفل إلى علامة 10 ملليلتر في أنبوب الطرد المركزي 50 ملليلتر. ضع الأنابيب التي تحتوي على أقل من ثمانية ميكرون الكسر وكذلك تلك التي تحتوي على أكبر من ثمانية ميكرون كسر في الفرن في 45 درجة مئوية لتبخر السائل الزائد المتبقي. لتنفيذ تجزئة الكثافة، أضف 35 إلى 40 ملليلتر من SPT بكثافة 2.78 غرام لكل سنتيمتر مكعب لكل كسر حجم.إعادة تعليق بيليه والطرد المركزي لمدة 90 دقيقة في 2500 مرة الجاذبية. ثم، صب جميع المواد العائمة والموقّقة في 250 ملليلتر البولي كربونات الطرد المركزي زجاجة، وضمان أن لا تزال المنصة استقرت بقوة في الجزء السفلي من الأنبوب. قد يكون من الصعب الحصول على فصل واضح بين المواد العائمة و بيليه.في هذه الحالة، يمكنك محاولة الطموح من اعلى إلى مستوى مجموعة. الآن نقل الكريات إلى زجاجات البولي 250 ملليلتر باستخدام زجاجة بخ مليئة بالمياه الأيونية. إضافة المياه غير المؤينة إلى زجاجات البولي لخفض الكثافة دون تجاوز علامة 200 ملليلتر.قم بذلك لكافة الكسور. بعد الطرد المركزي للزجاجات لمدة 20 دقيقة في 5000 مرة الجاذبية، ديسانت في السوبر في جرة SPT المستخدمة لإعادة التدوير. بعد تنفيذ إجراء الغسيل كما هو موضح في بروتوكول النص ، وجمع الكسر الثقيل في وعاء من الألومنيوم ، والكسر الثقيل هو بيليه والجسيمات الدقيقة التمسك جانب الزجاجات.جفف الكسر الثقيل بحد أقصى 105 درجة مئوية إلى وزن ثابت. تخزين الكسر الثقيل بنفس الطريقة التي يتم بها كسر الضوء. توزيع كتلة المواد بين الكسور، وأظهرت اختلافات قوية بين المواقع.كما هو مبين في البداية من خلال العينة العظمى من المعادن كما تم تقييمها بواسطة مسحوق الأشعة السينية حيود، في موقع واحد تهيمن عليها السيليكا الأولية مثل الكوارتز والفلسبار، يتم استرداد معظم المواد في كسر الثقيلة واحد الذي صمم لتركيز سيليكات الخشنة. وأظهر الموقع الثاني نسبة مئوية أكبر من الألياف الكالينيت في الغالب خلال التحليل المعدني. وبناء على ذلك، كان للكسر الثقيل الثالث الذي صمم لتركيز السيليكات الدقيقة مواد في الموقع الثاني أكثر مما كان في الموقع الأول.وأخيراً، كان الموقع الثالث هو الأغنى في الأكاسيد وأظهر أيضاً أكبر كمية من المواد في الجزء الثاني الثقيل الذي صمم لتركيز الأكاسيد الخشنة. وعموما، تشير البيانات إلى أن الطريقة كانت ناجحة في تجزئة عينات كبيرة ماديا في مكوناتها المعدنية الرئيسية. أما بالنسبة لأي نظام فصل مادي، فمن المهم أن تُصمم معلمة الكسر الخاصة بك وفقًا لأهدافك المحددة.تأكد من أن يكون لديك اختبار تشغيل والعمل مع العديد من النسخ المتماثلة للتحقق من إعادة التكاثر. على الرغم من أن البوليتونجست الصوديوم أقل سمية من المستخدمة سابقا والحل، فإنه لا يزال مهيجة وضارة إذا ابتلع أو استنشاقها. تجنب إطلاقها في البيئة.بعد العزلة، يمكن تحليل الكسور المختلفة للمعادن وكذلك محتوى المواد العضوية وتكوينها. وهذا يعطينا معلومات عن كل من المعادن والأعضاء شريك في جمعية المعادن العضوية. وقد تلقي هذه الطريقة ضوءاً جديداً على قابلية المواد العضوية للتحلل.في الواقع قد لا يكون المتمردون الواضحون ملكًا لمركب عضوي معين ولكن لتقاربه مع المعادن المختلفة.

Research

JoVE Journal

Environment

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

تقرير من خارج الخلية الميكروبية نشاط انزيم في المياه، والتربة، والرواسب باستخدام إنتاجية عالية صفيحة ميكروسكوبية فحوصات

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Lysimetry متكاملة الميدانية وأخذ العينات Porewater لتقييم التنقل الكيميائية في التربة والغطاء النباتي تأسست

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

قياس الجريان غازات الاحتباس الحراري من الأراضي الزراعية عن طريق الغرف ثابت

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

A Bending Test for Determining the Atterberg Plastic Limit in Soils

واختبار الانحناء لتحديد الحد البلاستيك Atterberg في التربة

The thread rolling test is the most commonly used method to determine the plastic limit (PL) in soils. It has been widely criticized, because a ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

استخراج وتحليل الميكروبية الفوسفوليبيدية الأحماض الدهنية في التربة

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

التربة مقياس الذوبان الحفر في جانب الهيدرولوجي، الجيوكيميائية، والتحقيقات الميكروبيولوجية

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

طرق اختزال التربة لرصد التغيرات في تركيزات الكيميائية للتربة الغابات

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

استحداث أساليب جديدة لقياس كثافة الأسماك باستخدام أدوات ستيريو-فيديو تحت الماء

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

جهاز متعدد الطبقات نظيفة جداً لجمع العوالق البحرية الحجم مجزأ والجسيمات المعلقة

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...