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
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このメソッドの開発は、ローザンヌの大学で地球科学の教授の好きな d'Investissement (FINV) によって支えられました。我々 は研究サンプルを収集するためにアクセス許可を与えてくださった科学技術とウガンダ野生生物局のウガンダの国家評議会を認めます。さらに著者 CHN、x 線回折分析の教授ティエリー Adatte を感謝したいです。古典密度分別で最初の訓練を提供するために教授エリカ マリン-Spiotta 感謝しております。また、研究所マネージャー レティシア Monbaron の装置および供給を確保する上で彼女の援助を感謝いたします。

著者が明らかに何もありません。

CSDF 実験の成功は、比較的均一な組成の画分を分離することがあるので、方法については、適切なパラメーターの選択にかかっています。分別パラメーターの選択に重要な考慮事項を以下に示します。
FLF は、ミネラルとの相互作用が最小限である有機物を表します。この画分の抽出は、ので密なソリューションと土の混合が既にブレーク アップいくつかの macroaggregates、繊細です。しかし、macroaggregates で現在の有機物はより高エネルギー超音波18リリース oLF により fLF stricto 扇子に似ているかもしれない徴候があります。何人かの著者は、無料および弱鉱物相互作用有機物、'内骨材粒子状有機物'、iPOM54と呼ばれるプールを分離する低エネルギー超音波処理ステップを提案もいます。
遮蔽された有機物のリリースでは、さまざまなテクニックは、土壌団粒を破壊する存在しています。最も普及している超音波処理、ガラスのビーズを攪拌し、化学分散剤33,,6263の使用。超音波は、出力エネルギーが細かく制御することができますサンプルでもっとまたはより少なく均等に配布する考えられているのでここで選ばれました。化学分散剤を使用する必要性を排除して超音波を有機-無機複合体22,33に向かって比較的防腐剤として考慮されるかもしれない。分散のステップでは、最も繊細な操作の 1 つしかし、残ります。一方、弱い分散凝集体をそのまま残すし、hF SOC; の過大評価につながる可能性があります。その一方で、極めて活気ある分散ステップは有機無機複合体の部分的な破壊によって分数で SOC の再配布を引き起こします。弱い砂有機アソシエーションは、このプロセスに特に影響を受ける可能性があります。集計および表面吸着内閉塞は連続2に沿って発生するプロセスなので、完璧なソリューションは存在しません。したがって、超音波照射のエネルギー レベルは、土壌の性質によると考え込むように調整する必要があります。カイザーとベーレ64は、土壌を分散超音波によるアーチファクトを最小限に抑える戦略を提案する非常に有用なレビューを公開しています。
5,000 J·mL-1に 60 から超音波エネルギー範囲を報告します。いくつかの研究グループが報告 100 J·mL-1は macroaggregates を破壊し、500 J·mL-1が大規模な microaggregates を破壊し、反応性の合理的な分散を提供しながら、砂質土を効果的に分散させるための十分な可能性があります63,65,66,,6768を土壌します。物理分画のスキームでシルトと粘土サイズ集計の完全分散しない必要があります、保護メカニズムはこれらのサイズの範囲で吸着安定化から区別がつかなくなる可能性が高いので。マクロ - (> 250 μ m) と大規模なマイクロ (μ m > 53) 集計を妨害するサイズまたは密度の分別に分散の合理的な目的があります。エネルギー 100 J·mL-1 (砂質土) 200 J·mL-1 (ローム状の土) の適切な選択があります。200 J·mL-1のエネルギーが既に微生物代謝産物 (おそらく鉱物関連)69の一部を抽出し、こうしてより高い超音波エネルギーの使用は、注意されるべきであります。ただし、超硬合金骨材反応等の土壌は最大 500 J·mL-1を分散させるために必要があります。研究の目的と同様、各土壌の種類に一致する分散エネルギーが調整されることが不可欠です。最後に、おそらく完全な超音波分散後も粘土サイズ microaggregates70を保持する可能性がありますがすることが重要です。
物理分別技術を調和の難しさは、その鉱物組成は特に土壌で見つけた異質性に存在します。高密度ソリューションの選択知られているに基づいてなされなければならないか、土壌鉱物学として可能な限り均一である分数を分離するための究極の目標を推論します。
記事で使用される高密度ソリューションは SPT - pH 371,72だった低 pH では、水溶性の有機化合物の損失を最小限に抑えます。しかし、密度分別は、さまざまな高密度ソリューションで実行できます。歴史的には、有機液体使用 (tetrabromoethane、テトラクロロ メタン) がハロゲン化炭化水素の毒性と固有汚染土壌のため無機塩 (ヨウ化ナトリウム、SPT) の利益で徐々 に放棄されました。オーガニック。今日では、SPT は、3.1 g·cm-3に 1.0 の間その密度を調整ことができます最寄りのソリューション、それリサイクルが可能で、低毒性 (摂取) しない限り、22,50。主なメーカーは、炭素と窒素の汚染のレベルの異なる範囲の SPT グレードを提供しています。特に分数同位体組成を分析する場合、土壌の密度分別、に対しては純粋なグレードをお勧めします。
密度 1.6 g·cm-3のソリューションは古典的な分離に使用されている鉱物関連の一部分から有機光 - たとえば、Golchin ら21を参照してください。何人かの著者は、1 g·cm-3 (水) の密度光率73,74, のほとんどを抽出するのに十分なことを示唆している間他に提案された高密度カット トレードオフに基づいて 1.62 または 1.65 の g·cm-3などがあります。アイデアはいくつかの有機成分が最大 1.60 g·cm-3 33,75,76密度を示すことができます。1.85 g·cm-3として高密度に雇われた50さえいます。重い一部分から光を分離する密度を選択すると、完璧なソリューションが存在していないことに留意。確かに、いくつかの '光' の有機物の光の画分にいくつかの鉱物を含む密度リスクが高い中の重画せい密度リスクを低減します。光の分数は、% ミネラル汚染の程度を示す 40-45% より低い SOC の炭素含有量を観察すると、この最後の効果を検出できます。
重い分数、x 線回折などの予備的な分析は、大部分の鉱物学への洞察力を提供できるサンプル60と密度カットオフ念頭が高い土の主な無機成分を区別できることを定義するのに役立つ有機荷重はその理論値と比較してミネラルの密度を下げます。同様に、粒子径の分離、テクスチャ解析77,78適切な制限を設定することができます。粒の分離連続密度分別が困難なときに単純な密度分別に特に魅力的な付加であります。これは例えば大量のオキシ水酸化鉄およびサンプルの分散で起因し、重い液体での明確な分離を防ぐため低活性粘土を含む土の場合。粒子サイズ分離手順も表示 (例えば石英とイライト) サイズが異なるが、同じような密度の鉱物を分離します。
無料カルシウムが不溶性の Ca metatungstate を形成する SPT と反応します。手順は、こうして大量の不完全結晶、動態の炭酸塩を含むアルカリ性の土壌に適した。低反応性炭酸塩の少量は長すぎるため、サンプルは SPT と接触して残っていない限り、分別を妨げません。Ca metatungstate 析出物は、一部大衆の過大評価に します。LFs は、C 濃度の元素分析装置で実行されている場合、問題が発見されるが、分別が危険にさらされます。
これらの技術的な問題だけでなく根本的な限界 csdf 岩 (または任意の物理的な分別方式) は土壌の反応性鉱物稀として起こること離散分離なく塗料やセメント、事実から生じています。そうでなければたがわず鉱物 (水晶) などの高い吸着が非常に薄い皮膜の発生は、有機・無機のアソシエーションの一方に片寄った眺めにつながります。特にその反応性は結晶が不十分なによって支配される土壌の酸化段階の結果を解釈するときは、注意が必要ためです。分数のさらなる評価は、このようなあいまいさを軽減するために役立ちます。それにもかかわらず、csdf 岩など詳細な物理的な分別方法は、自然発生する有機・無機複合体の構成に洞察力を得るために比類のない能力を持っています。このような洞察力は、土壌、鉱物関連の 1 つにおける有機物の最大のプールの生物地球化学の新しい理解をもたらすと予想されます。

土壌は地質学的、生物学的起源の要素が含まれている複雑なシステムです。間関係の研究は生態系機能1の私達の理解の基礎です。特に、有機・無機相互作用は土壌有機物 (SOM) ダイナミクス2で重要な役割を再生すると思った。解き明かす SOM ダイナミクスは現在いくつかの理由のための非常に活発な研究領域です。高水準の SOM 在庫と土壌良い本質的な不妊を表示する傾向があるが、環境に貴重な炭素隔離機会3,4となること。
土壌中の有機物は、一部のコンポーネントは、何千年5の持続可能性があります他の中の数時間以内の空間で寝返り非常に異種です。この不均一性の決定要因は鉱物マトリックスとの関連付けはの場合は特に重要な6、7、特に下層の視野8と考えられて残ります物議を醸す話題です。その結果、有機成分に密接に関連付ける知られている鉱物相は増加金利9,10,11を受け取っています。
土壌にミネラル ・質的と量的変化 SOM. への吸着の可能性の広い範囲が含まれています。大きな比表面積および/または反応性の高い表面の鉱物は、有機化合物4,12の高吸着容量が示されています。土壌、高活性いん石 (スメクタイトなど) などの二次鉱物鉄水酸化物と不完全結晶性アルミノケイ酸塩すべて示されている大幅13いくつかの有機化合物の吸着の保全に従事するには,14,15,16,17. 従って相対的な機能的な同質性を持つ有機物プールを分離助けることができる鉱物の異なる画分に土を分離します。
本稿の目的は、組成、物性の研究を容易によると有機無機複合体を分離する方法論を提案することです。メソッドは、異なる組成の画分のシーケンスに一括土壌を物理的に分離するサイズおよび密度の分別を組み合わせたものです。合計サイズおよび密度の分別 (CSDF) は、2 つの効果的な物理的な分別方法 (粒子サイズ分離と密度の分離) を統合します。これらの 2 つのアプローチの組み合わせは、土壌中の有機・無機関連付けを理解するため改良された解像度をもたらします。
大量の土壌サンプル18,19の分数を指定する使用することができます多くの異なるアプローチ (化学的、物理的なおよび/または生化学的な) があります。単純な密度分別は SOM のダイナミクスを研究する土の科学者によって広く使用されている物理的な分離 (参照してくださいたとえば Grunwald et al., 2017 とそこに参照)20。古典的な形式では、単純な密度分別は指定したカットオフ (一般的に 1.6 に 1.85 g·cm-3) - 光から、分数 (LF) 重い材料 - 重質留分 (hF) より軽い材料を分離します。LF はさらに時々 無料光分数 (fLF) と隠光分数 (oLF)21に分割します。
多くの土壌で最大の SOM プールは hF22で発見されます。SOM では hF が LF23より安定する考えが一般にまだ高いを保持する示されている組成と、おそらく、機能的多様性18。これはさらに別に必要性を (滞留時間機能など) の生物地球化学的特性と SOM のプールを分離する眺めのより均一な亜分画に hF を指します。連続密度分別、Sollins et al. (2009)24のとおり確かに成功メソッドをことを証明してまだ密度に基づいて行う分離は、見下ろす違い粒径およびこうして表面積の変動から生じるリスクを実行します。例えば、カオリナイトは石英と同等の密度約が、そのサイズ ・ モード (表 1) に基づいて分離することがあります。Csdf 岩は粒度の考察が含まれています、分別の解像度を向上します。
物理、化学や生化学的性質に基づく SOM の分別には、長い歴史があります。Csdf 岩など物理的な方法は (粒子または集計) のサイズや密度などの土壌成分の物理的な属性に基づいています。化学的方法には、特定の化合物または化合物は、化学的酸化と同様のクラスの選択的抽出が含まれます。生化学的な方法は、様々 な実験条件下で微生物の酸化に依存します。化学的・生化学的方法別の原則に基づいている物理的な方法と比較して異なる目標を持っている、以下の見直しがそれにもかかわらず簡単に。
(たとえば水酸化ナトリウム)、アルカリ抽出土6の有機成分を化学的に分離するために使用する最も早い方法の間でランク付けします。SOM 分別するより現代的な化学方法の例は、私を含む) 行きの鉱物の SOM を分離することを目的とした Na ピロリン酸とアルカリ抽出ii) 酸加水分解 (HCl) が古い、永続的な SOM; の定量化を目的としました。および iii) 化学薬品と SOM の選択的酸化が無料または不安定な SOM2を攻撃を目指した。これらのメソッドは、機能的に異なる有機物プールに洞察力を得るために役に立ちますが、いくつかの制限を受けます。最初に、不完全なまたは不完全な抽出ができます。たとえば、古典的なアルカリ法は土壌有機炭素 (SOC)6の 50-70% だけを抽出します。第二に、分画製剤はその場で発見した SOM の代表をできない場合があり、5を分類することは困難があります。第三に、これらの化学的方法では、それらの多くはオーガニックとミネラルの間元の関連付けを保持しないので、有機・無機相互作用に限定の洞察を提供することのみに。
主に不安定および対処型 SOM を調べるため孵化実験を含む生化学的抽出に用い (シュトロッサー32生化学的方法の見直しを参照)。培養実験の生物化学的酸素要求量の指標として考えることができ、直感的に bioavailable 有機基板の測定に適しています。しかし、長い潜伏時間 (温度、湿度、物理障害、新しい入力の不在) のフィールドとは異なる条件での必要性はその場でSOM ダイナミクスへの外挿を繊細ななります。
変革か破壊と考えられている化学や生化学的方法と比較して物理分別の技術により防腐剤22を考えることができる (水溶性有機化合物の重要な例外を除いて、中に失われるプロシージャ)分数のフィールドで存在として固相土壌成分の「スナップショット」として考えることができますし、こうしてできた最高の、物理的な土壌で SOM のダイナミクスその場で33に直接関連してください。さらに、技術の非破壊的な性質は、様々 な分析を使用してまたは化学や生化学的手法によってさらに分画した分数がその後特徴付けることができることを意味します。
土壌の物理分画は、最近の考えではないです。半ば 20 世紀の物理的な分離技術日付に関する科学文献は。密度分別のアプリケーションは早く 1965年34,35も報告されました。SOM のダイナミクスについての出版物との相互作用の鉱物は土壌科学者36,37,38,39 の間で広範な既になっていた同じ期間中に、次の十年、.
密度に基づく分離、集計のサイズまたは粒子のサイズは、現在使用して最も一般的な物理的分離方法です。同種の機能の SOM プールの分離は、回転率、サイズや機能の他の指標で定義された物理的な分離の主な課題の 1 つです。土壌分画; 機能解像度をもたらすことがあります分離メソッドまたは csdf 岩のように条件を組み合わせること確かに、これらのメソッドは、組み合わせ18,40,41,42,43でますます使用されるようです。連続密度分離、分数別の有機関係コンテンツを生成するため、比表面積、csdf 岩に起因する違いを占めるサイズ分離の鉱物組成の約束を保持を組み合わせることによって多様性と土壌中の有機・無機関連付け機能への洞察力をもたらします。
Csdf 岩は、鉱物と組織の相対的な同質性の画分に一括土壌試料を物理的に分別を目指しています。ここで使用される分散エネルギーと同様に、密度と粒子サイズ カットオフは、私たちの土壌の種類に基づいて選択されているが、これらのパラメーターは、分画サンプルと研究の目的に応じて適応かもしれません。この例では、選択した 1 つ分散ステップ、2 つの密度と切り取りトレードオフ 1 つのサイズを使用する 6 画分 (表 2) に一括土の分離の結果します。メソッドの概要を図 1に示します。ここで分画する材料熱帯土壌ですが堆積物と同様に、任意の土壌型に応用することができます。Csdf 岩を分数の間で物質の分布はそれ自体は非常に有益なことができるにもかかわらず、一般的にさらに分析前に、の準備手順として使用されます。土壌に適用する csdf 岩に (1) 鉱物組成 (鉱物およびテクスチャ) と SOM (2) 濃度と組成の異なる画分が得られます。

<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

合計サイズおよび密度の分別 (CSDF) は、粒子サイズと鉱物の異なる画分に土壌を物理的に分離するために使用方法です。Csdf 岩 (1) 無料の光分数 (単量体有機物)、(2) 隠光分数 (単量体有機物土壌団粒の中に閉じ込め) と重いの (3) の変数番号を分離するためのシーケンシャル密度分離・沈降手順に依存しています。分数 (土壌鉱物とその関連付けられた有機物) 組成が異なります。Csdf 岩 (分散エネルギー、密度のカットオフ、沈降時間) のパラメーターが正しく選択されている場合、メソッドは、比較的均質な組成の重画を得られます。各これらの画分は有機物、これに分離し、有機・無機相互作用の性質を研究する有用な方法をレンダリングに向かって異なる錯化能力を持っていると予想されます。単純なサイズまたは密度分別方法、鉱物学およびサイズ (表面積の関係) によると重いコンポーネントを分離することと比較して改良された解像度をもたらす密度、粒子のサイズ分離を組み合わせた条件。物理分画のすべてのメソッドの場合と同様より少なく分裂的または化学を用いた抽出方法よりも積極的な考慮されるかもしれない。しかし、csdf 岩は時間のかかる方法、その後の分析のいくつかの画分で得られる素材の数量を制限ことができますさらに。Csdf 岩、次分数は、鉱物組成、土壌有機炭素濃度と有機物の化学を分析することがあります。メソッドは土壌サンプル中の有機炭素分布に関する定量的な情報を提供し、異なる、自然発生する鉱物相従って機構については、優遇を提供の吸着能力に光をもたらす土壌 (すなわち.、鉱物、有機物の種類) で有機・無機相互作用の性質。

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

合計サイズおよび密度の分別 (CSDF)、テクスチャ (粒子径) と鉱物 (密度) の異なる画分に土壌を物理的に分離する方法です。目的は、有機・無機相互作用と SOM のダイナミクスを理解するために分数の土壌有機物 (SOM) に向かって異なる反応性を分離することです。

合計サイズおよび有機・無機相互作用の調査のための土壌密度分別

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

この方法は、異なる鉱物との関連に従って土壌有機物を分画するため、有機鉱物相互作用を研究するための興味深いアプローチです。これは物理的な分数プロセスであり、分数の化学を変えないことを意味します。その結果、分画の分析は、有機鉱物複合体の自然な組成について何かを教えてくれます。この方法は、大気中から炭素を隔離するさまざまな土壌の能力についてもっと学ぼうとすると本当に便利です。自由光分数を分離するには、50ミリリットルの円錐形遠心分離管で5〜8グラムの空気乾燥ふるい土壌を量る。4つの重要な数字で土の質量を記録します。段階的なシリンダーを使用して、ポリトゥン州またはSPTナトリウムの35〜40ミリリットルを追加します。1立方センチメートル当たり1.62グラムの密度で、遠心分離機は、自由光分率とペレットの間に明確な分離を与えるために、スイングバケット遠心分離機で2500倍の重力で90分間。250ミリリットルポリカーボネート遠心分離機ボトルに浮遊および懸濁物質をすべて注ぎます。パレットがチューブの底にしっかりと固定されていることを確認します。チューブの壁に付着した材料を同じポリカーボネートボトルにリンスします。ポリカーボネートボトルの上にチューブをほぼ逆さまに保持する脱イオン水で満たされたホヤボトルを使用してください。0.45ミクロンフィルターで真空の限外ろ過ラインをセットアップします。フィルターを少し湿らせ、漏斗を締める前に真空を適用して涙を避けます。ポリカーボネートボトルの内容物を真空ろ過ユニットの漏斗にゆっくりと注ぎます。ポリカーボネートボトルに残った残渣を濾過ユニットにリンスします。溶液がフィルターの上に約1センチメートル以上の深さを引っ張ることを許さない。SPTのすべての痕跡が確実に除去されるように、少なくとも3回、濾過ユニットに10ミリリットル以上の脱イオン水を加えます。濾過漏斗の側面をすすいでください。濾過ライン上の真空を放出した後、濾過ユニットから漏斗を取り除く。脱イオン水で満たされたホヤボトルを使用して、側面に付着した材料をラベル付きのアルミニウムボウルに回収します。ピンセットでフィルターを慎重に持ち上げ、脱イオン水で満たされたホヤボトルを使用して同じアルミニウムボウルに存在する材料をすすいだ。ボートの内容物を最大65°Cで一定の重量まで乾燥させます。少なくとも48時間後、新鮮な乾燥剤を含むデシケータでボウルの内容物を少なくとも30分間冷やします。プラスチック製のヘラでアルミボウルから材料をそっと削ります。4つの有意な数値で自由光分率の質量を記録し、サンプルを貯蔵バイアルに入れる。遮光光分率の放出を行うために、フリーライト画分抽出からペレットを含む遠心管に1立方センチメートル当たり1.62グラムの密度を有するSPTの35〜40ミリリットルを加える。ペレットを再び懸濁します。溶液の表面の下2センチメートルで超音波プローブを挿入し、バルク溶液の加熱を防ぐために氷水にチューブを置きます。1ミリリットル当たり280ジュールの目標エネルギーに到達するために必要な時間を使用してサンプルを超音波処理します。閉塞した光分画を分離するために、振るバケット遠心分離機の2500倍の重力で90分間遠心分離する。250ミリリットルポリカーボネート遠心分離機ボトルに浮遊および懸濁材料をすべて注ぎます。ペレットがチューブの底にしっかりと残っていることを確認します。チューブの全てに付着した遮光性有機材料を、以前と同じポリカーボネートボトルにリンスします。ペレットを含むチューブに冷蔵脱イオン水を40ミリリットルのマークまで加えます。1ミリリットル当たり75ジュールでソニッケート材料が沈着するために8ミクロンよりも細かい時間の決済にコンテンツを残します。その後、上清を10ミリリットルのマークまでピペットアウトし、50ミリリットルの遠心分離管に入ります。8ミクロン未満の分率を含むチューブと、8ミクロン以上の分率を含むチューブを摂氏45度でオーブンに入れ、残りの余分な液体を蒸発させます。密度分画を行うために、各サイズの分数に2.78グラムの密度でSPTの35〜40ミリリットルを加えます。ペレットと遠心分離機を重力2500倍で90分間再懸濁します。次に、浮遊および懸濁された材料をすべて250ミリリットルのポリカーボネート遠心分離機ボトルに注ぎ、パレットがチューブの底にしっかりと固定されていることを確認します。浮遊材料とペレットとの間に明確な分離を得ることは困難である場合があります。この場合、設定されたレベルまで上清の吸引を試すことができます。今、脱イオン水で満たされたホヤボトルを使用して250ミリリットルポリカーボネートボトルにペレットを転送します。ポリカーボネートボトルに脱イオン水を加えて、200ミリリットルのマークを超えることなく密度を下げます。すべての分数に対してこれを行います。5000倍の重力でボトルを20分間遠心し、リサイクルのために使用済みのSPT瓶に上澄み物をデカントします。テキストプロトコルに記載された洗浄手順を行った後、アルミニウムボウルに重い分画を集め、重い分率は、ボトルの側面に付着したペレットと微粒子である。重い分率を最大105°Cで一定の重量まで乾燥させます。重い分数は、軽い分数と同じ方法で保存します。分画間の物質質量の分布は、部位間に強い差を示した。粉末X線回折によって評価されるバルクサンプル鉱物学によって最初に示されるように、クォーツやフェルスパーなどの一次ケイ酸塩によって支配された部位では、材料のほとんどは粗いケイ酸塩を濃縮するように設計された重い分画で回収される。サイト2は、鉱物学的分析中に主にカオリニン酸のフィロシリケートのより大きな割合を示した。したがって、微細なケイ酸塩を濃縮するように設計された重い分画3は、サイト1よりもサイト2でより多くの材料を持っていた。最後に、サイト3は酸化物の中で最も豊かで、粗い酸化物を濃縮するように設計された重い分画2の材料の最大量を示しました。全体として、このデータは、このメソッドがバルクサンプルを主要な鉱物学的コンポーネントに物理的に分数することに成功したことを示しています。物理的な分離スキームに関しては、分別パラメータを特定の目的に合わせて調整することが重要です。テストを実行し、再現性を確認するために複数の反復を使用するようにしてください。ポリトゥンステン酸ナトリウムは、以前に使用されていた溶液よりも毒性が低いにもかかわらず、刺激性のままであり、飲み込んだり吸入したりすると有害です。環境への解放を避けてください。分離に続いて、異なる分画は鉱物学だけでなく、有機物の含有量および組成物のために分析することができる。これは、有機鉱物関連の鉱物と有機物のパートナーの両方に関する情報を提供します。この方法は、有機物の分解性に新たな光を当てる可能性があります。確かに明らかな暗黙の了解は、特定の有機化合物の特性というよりは、異なる鉱物に対する親和性のものである可能性があります。

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

統合フィールドLysimetryと間隙水土壌中の化学物質の移動性の評価のためのサンプリングと設立植生

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

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

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

土壌にAtterberg塑性限界を決定するための曲げ試験

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

土壌中の微生物のリン脂質脂肪酸の抽出と分析

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

結合水文学、地球化学、および微生物学的調査のための土壌ライシメータ発掘

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

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

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

水中ステレオ ビデオのツールを使用して魚の密度を定量化する新方式の開発

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

サイズ分画した海洋プランクトンや懸濁粒子を収集するための超きれいな積層装置

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