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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이 방법의 개발은 로잔의 대학에 Geosciences의 학부의 폰 지금은 (도)에 의해 지원 되었다. 우리는 우리에 게 연구 샘플을 수집 하는 권한을 부여에 대 한 과학 및 기술, 우간다 야생 동물 기관에 대 한 우간다 전국 위원회를 인정 합니다. 더 저자 CHN 및 XRD 분석 교수 티에리 Adatte 감사 하 고 싶습니다. 우리는 고전 밀도 분류에서 초기 교육을 제공 하기 위한 교수 에리카 마린-Spiotta에 감사입니다. 우리는 또한 실험실 관리자를 Laetitia Monbaron 공급 및 장비 확보에 그녀의 원조에 대 한 감사 합니다.

저자는 공개 없다.

상대적으로 균질 구성의 격리 수 있도록 CSDF 실험의 성공 방법, 적절 한 매개 변수 선택에 경첩. 매개 변수 분류의 선택에 주요 고려 사항 아래 설명 되어 있습니다.
fLF 유기를 미네랄의 상호 작용은 최소를 나타냅니다. 이 분수의 추출은 섬세 하 고, 고밀도 솔루션으로 토양의 혼합 수 있습니다 이미 헤어 일부 macroaggregates. 그러나 있다,, 표시 유기 물 macroaggregates에 더는 fLF stricto sensu 보다 높은 에너지 쥡니다18발표 oLF를 유사할 수 있습니다. 일부 저자도 자유롭고 약하게 상호 작용 하는 미네랄 유기 물질, ' 내부 집계 미 립 자 유기 물질', iPOM54불리의 풀을 분리 하는 낮은 에너지 쥡니다 단계를 제안 했다.
가려진된 유기 물질의 릴리스에 대 한 다른 기술을 토양 집계 중단을 존재 한다. 가장 광범위 한 있습니다 쥡니다, 유리 구슬 동요와 화학 dispersants33,,6263의 사용. 쥡니다 출력 에너지 정밀 하 게 제어할 수 있습니다 샘플에서 더 많거나 적은 균일 하 게 배포 믿고 있기 때문에 여기 선정 되었다. Precluding dispersants 화학을 사용 하 여, 여 쥡니다 상대적으로 유기-미네랄 단지22,33으로 방부 제으로 간주 될 수 있습니다. 그러나 분산 단계는, 가장 섬세 한 작업 중 하나 남아 있다. 한편으로, 약한 분산 됩니다 집계 그대로 두고 hF SOC;의 이상의 견적으로 이어질 수 있습니다. 다른 한편으로, 매우 활발 한 분산 단계 유기-미네랄 복합물의 부분 파괴는 분수 SOC의 재 분포를 발생할 수 있습니다. 약한 유기 모래 협회는이 과정에 특히 취약 한 있을 수 있습니다. 집계 및 표면 수 착 내 폐색 연속체2에 따라 발생 하는 프로세스 이기 때문에, 아니 완벽 한 솔루션은 존재 합니다. 따라서, 쥡니다의 에너지 레벨 흙 속성에 따라 신중 하 게 조정 될 필요가 있다. 카이 저와 Berhe64 토양 시 초음파에 의해 발생 하는 부작용을 최소화 하는 전략을 제안 하는 매우 유용한 리뷰를 출판 했다.
5000 J·mL-160에서 쥡니다 에너지 범위를 보고합니다. 여러 연구 그룹을 보고 100 J·mL-1 macroaggregates를 파괴 하 고 500 J·mL-1 는 큰 microaggregates를 파괴 하 고 반응의 합리적인 분산을 제공 하는 동안 모래 토양을 효과적으로 분산 하기에 충분 한 수 63,65,66,,6768토양. 물리적 분류 체계에서 미사와 점토 크기의 집계의 완전 한 분산 수 없습니다 필요한 보호 메커니즘은 구별할이 크기 범위에 있는 sorptive 안정화 될 가능성이 있기 때문. 크기 또는 밀도 분류 전에 분산의 합리적인 목표 매크로-(> 250 µ m) 및 큰 마이크로-(> 53 µ m) 집계 중단 될 수 있습니다. 100 J·mL-1 (모래 토양) 200 J·mL-1 (옥 토 질의 토양)의 에너지 적절 한 선택이 될 수 있습니다. 200 J·mL-1 의 에너지 이미 미생물 대사 산물 (살 일 걸 요 미네랄 관련)69의 부분을 추출할 수 있습니다, 그리고 따라서 높은 쥡니다 에너지를 사용 하 여 주의 받아야 한다. 그러나, mineralogically 반응 토양 초 집계 최대 500 J·mL-1 분산 필요할 수 있습니다. 각 토양 유형 일치 하 고 목표 공부 분산 에너지를 조정 필수적입니다. 마지막으로, 아마 완전 한 초음파 분산 후에 점토 크기의 microaggregates는70지속 가능성이 중요 하다.
물리적 분류 기법을 조화를 가진 어려움이 있는 토양에서 특히 그들의 무기물 구성에에서 상주 합니다. 고밀도 솔루션의 선택 알려진 기초 하 여야 한다 또는 유추 가능한 균질을 분수 분리 하는 궁극적인 목표와 토양 광물 학.
문서에서 사용 하는 고밀도 솔루션 SPT-pH 371,72이었다. 낮은 산도 수용 성 유기 화합물의 손실을 최소화합니다. 그러나, 밀도 분류 다른 고밀도 솔루션으로 수행할 수 있습니다. 역사적으로, 유기 액체 사용된 (tetrabromoethane, tetrachloromethane), 하지만 무기 염 (나트륨 요오드 화물, SPT)의 이익에 할로겐화 탄화수소의 독성과 토양의 고유의 오염 때문에 점차적으로 포기 했다 생명체입니다. 요즘, SPT의 밀도 3.1 g·cm-31.0 사이 조정 될 수 있다 때문에 권장 되는 솔루션은, 그것은 재활용 될 수 있으며 낮은 독성 (섭취) 하지 않는 한22,50. 주요 제조 업체의 탄소와 질소 오염 수준에 서로 다른 범위의 SPT 성적을 제공 합니다. 토양의 밀도 분류, 순수한 급료 것이 좋습니다, 분수는 동위 원소 구성에 대 한 분석 되어야 하는 경우에 특히.
밀도 1.6 g·cm-3 의 솔루션 분리 하는 데 사용 되었습니다 고전적인 빛 유기 미네랄 관련 부분에서-Golchin 외.21예를 참조 하십시오. 일부 저자 1 g·cm-3 (물)의 밀도는 빛 분수73,74의 대부분을 추출 하는 충분 한 것 제안 하는 동안 다른 사람이 제안된 높은 밀도 컷-오프 1.62 또는 1.65 g·cm-3 에 따라 같은 일부 유기 구성 요소 밀도 1.60 g·cm-3 33,,7576까지 보여줄 수 있는 아이디어. 밀도 높은 1.85 g·cm-3 로 고용된50되었습니다. 선택할 때 무거운 분수에서 빛을 분리 하는 조밀도, 아니 완벽 한 솔루션 있음을 주목 한다. 실제로, 낮은 밀도 위험 무거운 분수, 빛 분수에 몇 가지 미네랄을 포함 하 여 높은 밀도 위험 하면서 일부 '빛' 생명체를 할당. 이 마지막 효과 %SOC 무기물 오염의 어느 정도 나타내는 40-45% 보다 낮은 빛 분수의 탄소 함량을 관찰 하는 경우 감지할 수 있습니다.
무거운 분수, XRD 등 예비 분석 대부분의 광물 학에 대 한 통찰력을 제공할 수 있는60 샘플 및 밀도 컷-오프 높은 염두에 두고, 토양의 주요 미네랄 구성 요소 사이의 구별의 수를 정의 하는 데 도움이 유기 선적의 이론적인 값에 비해 미네랄의 밀도 낮출 것 이다. 마찬가지로, 입자 크기 분리에 대 한 텍스처 분석77,78 설정된 적절 한 한계를 도울 수 있다. 입자 크기 분리는 순차적 밀도 분별은 어려운 때마다 간단한 밀도 분류는 특히 매력적인 추가 이다. 이것은 예를 들어 포함 된 다량의 oxyhydroxides 및 낮은 활동 clays 샘플 분산 귀착되 고 무거운 액체에 있는 명확한 분리를 방지 하는 토양에 대 한 경우. 입자 크기 분리 단계는 또한 다른 크기 (예: 석 영 및 illite) 하지만 비슷한 농도의 미네랄을 별도로 표시 됩니다.
무료 칼슘 이온 형태로 불용 성 Ca metatungstate SPT와 반응 합니다. 절차에 따라서 제대로 결정, pedogenic 탄산염의 다량을 포함 하는 알칼리 성 토양에 대 한 적합 하지 않다. 낮은 반응성 탄산염의 소량 샘플 하지 너무 오래 SPT 접촉 왼쪽으로 분류와 함께 방해 하지 않습니다. Ca metatungstate 침전은 분수 질량의 이상의 견적으로 이어질 것입니다. LFs C 농도 원소 분석기에서 실행 하는 경우 문제는 발견 될 것입니다 하지만 분류는 손상 될 것입니다.
이 기술적 어려움 뿐만 아니라 CSDF의 (또는) 어떤 물리적 분류 체계의 근본적인 한계는 반응 미네랄 토양에서 거의 발생 개별 분리로 코팅 및 시멘트로 대신 하는 사실에서 유래한 다. 그렇지 않으면 unreactive 미네랄 (석 영) 등에서 매우 sorptive 하지만 매우 얇은 코팅의 발생 유기-미네랄 협회의 편향 보기로 이어질 수 있습니다. 주의 특히 그 반응성 결정 잘못에 의해 지배 된다 토양 그리고 산화 단계에 대 한 결과 해석할 때에 따라서 필요 합니다. 분수의 더 특성 같은 모호함을 완화 도울 수 있다. 그럼에도 불구 하 고, CSDF 같은 자세한 물리적 분류 방법을 자연스럽 게-발생 유기-미네랄 복합물의 구성에 대 한 통찰력을 얻을 수는 뛰어난된 기능이 있다. 이러한 통찰력은 토양, 광 관련 한 유기 물질의 가장 큰 수영장의 biogeochemistry의 새로운 이해를 얻을 예정 이다.

토양은 지질과 생물학 근원의 요소를 포함 하는 복잡 한 시스템 이다. 그들의 상호 관계의 연구는 생태계 기능1에 대 한 우리의 이해의 초석입니다. 특히, 유기-미네랄 상호 작용 토양 유기 물 (SOM) 역학2에서 핵심적인 역할을 담당할 생각 된다. 몇몇 솜 역학은 현재 여러 가지 이유로 매우 활동적인 연구 분야 이다. 높은 솜 주식 토양 좋은 내장 다 산을 표시 하는 경향이 고 또한 환경 가치 탄소 격리 기회3,4를 구성 하는 수 있습니다.
토양에 유기 물을 매우 이질적인 선회 공간에서 몇 시간 동안 다른5년 수천을 위해 지속 될 수 있습니다 일부 구성 요소 이다. 이 결정 요인 논쟁의 주제, 남지만 미네랄 매트릭스와 협회는 특히 중요 한6,7, 특히 지하자원 시야8생각 된다. 그 결과, 유기 구성 요소와 밀접 하 게 연결할 알려진 무기물 단계 증가 관심9,,1011를 받고 있다.
다양 한 질적 및 양적 솜으로 sorptive 잠재력을 다양 한 미네랄을 포함 하는 토양 큰 특정 표면 영역 또는 반응성이 매우 높은 표면 미네랄 유기 화합물4,12에 대 한 높은 수 착 용량을가지고 표시 되었습니다. 토양, 높은 활동 phyllosilicates (예: smectites) 같은 보조 미네랄 철 oxyhydroxides 고 제대로 결정 aluminosilicates 모두 표시 되었습니다 몇 가지 유기 화합물13 의 sorptive 보존에 크게 관여 , 14 , 15 , 16 , 17. 상대 기능 동질성과 유기 물을 풀을 격리 따라서 수 토양 광물 학에 있는 다른 조각으로 분리.
이 논문의 목적은 그들의 속성의 연구를 촉진 하는 구성에 따라 유기-미네랄 복합물을 분리 하는 방법론을 제시 하입니다. 메서드를 사용 하면 물리적으로 서로 다른 성분의 시퀀스로 대량 먼지를 분리 하는 크기와 밀도 분류를 결합 합니다. 결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 통합 두 가지 효과적인 물리적 분류 방법 (입자 크기 분리 및 밀도 분리). 이 두 가지 방법의 조합 토양에 있는 유기 미네랄 협회에 대 한 우리의 이해를 향상 된 해상도 제공합니다.
많은 다른 접근이 있다 (화학, 물리적 및/또는 생 화 확 적인) 대량 토양 샘플18,19에 분수를 지정 하는 데 사용할 수 있습니다. 간단한 밀도 분별 법은 널리 이용 되는 토양 과학자 들에 의해 솜 역학을 공부 하는 물리적 분리 (2017을 Grunwald 외., 예를 들어 참조 하 고 거기에 참조)20. 고전적인 형태의 간단한 밀도 분류 주어진된 컷오프 (일반적으로 1.6에서 1.85 g·cm-3)-빛 분수 (LF) 무거운 물자-에서 무거운 분수 (hF) 보다 가벼운 재료를 분리합니다. LF는 때로는 더 무료 빛 분수 (fLF)와 폐색된 빛 분수 (oLF)21로 분할.
많은 토양에 가장 큰 솜 풀 hF22에서 발견 된다. SOM는 hF에 일반적으로 LF23에서 그 보다 더 안정 될 것으로 생각 됩니다 아직 높은 유지 하기 위해 표시 되었습니다 작곡 및 아마, 기능이18. 이 포인트 더 분리 하는 필요는 hF 뚜렷한 생물 지구 화학적 속성 (예: 체류 시간 또는 기능)와 솜의 풀을 격리의 전망을 가진 더 균질 subfractions로. 순차적 밀도 분류,24, Sollins 그 외 여러분 (2009 년) 의해 설명 된 대로 실제로 입증 성공적인 방법; 아직 밀도 기준으로 전적으로 다 분리 내려다 차이 입자 크기에 따라서 특정 표면적 변화에서 발생의 위험을 실행 합니다. 예를 들어, kaolinite 약 석 영으로 동일한 밀도 그러나 그것의 크기 모드 (표 1)에 근거 하 여 분리 될 수 있습니다. CSDF 입자 크기의 고려를 포함 하 고는 분별의 해상도 향상 시킵니다.
물리, 화학 또는 생화학 속성에 따라 솜 분별 긴 역사를가지고 있습니다. CSDF 같은 물리적 방법 (입자 또는 집계)의 크기 또는 밀도 등 토양의 구성 요소의 물리적 특성을 기반으로 합니다. 화학 방법에는 특정 화합물 또는 화합물, 화학 산화의 클래스의 선택적 추출 포함 됩니다. 다양 한 실험 조건에서 미생물 산화에 의존 하는 생 화 확 적인 방법. 화학과 생 화 확 적인 방법은 다른 원리에 따라 물리적인 방법에 비해 다른 목표를가지고 하지만 역시 간단히 아래 검토.
(예: 수산화 나트륨)와 알칼리 추출 화학적 토양6의 유기 구성 요소를 격리 하는 데 사용 하는 가장 이른 방법 중 평가 한다. 현대, 화학 솜 분류 방법의 예로 나는) 나 파이 인산으로 알칼리 추출 분리 솜 미네랄;에 바인딩된 겨냥 2) 산 성 가수분해 (HCl), 영구 솜; 측정 목적 그리고 iii) 화학 에이전트와 솜의 선택적 산화 무료 또는 정한 솜2공격 목적. 이러한 메서드는 기능적으로 다른 유기 물 수영장에 대 한 유용할 수 있습니다, 그들은 몇 가지 한계에서 고통. 첫째,은 기사 불완전 또는 불완전 한 수 있다. 예를 들어 고전 알칼리 방법 토양 유기 탄소 (SOC)6의 50-70%만 추출합니다. 둘째, 분류 제자리에 솜을 대표 하지 않을 수 있습니다 제품과5분류 하기 어려울 수 있습니다. 셋째, 이러한 화학 방법만 제공 유기-미네랄의 상호 작용에 대 한 제한 된 통찰력 때문에 그들의 많은 유기 물과 미네랄 간의 원래 연결을 유지 하지 합니다.
생 화 확 추출 외피 실험을 포함 하 여 불안정 하 고 반응성 솜 공부를 주로 사용 됩니다 (생 화 확 적인 방법의 검토에 대 한 Strosser32 참조). 인큐베이션 실험 생화학 분석기 산소 수요의 측정으로의 생각 될 수 있다 하 고 직관적으로 bioavailable 유기 기판의 결정에 적합. 그러나 조건 (온도, 습도, 신체 장애, 새로운 입력의 부재) 필드에서 다른 긴 보육 시간에 대 한 필요는 제자리에 솜 역학 추정 섬세 한.
변형 또는 파괴, 될 것으로 추정 된다 화학 제품 또는 생 화 확 적인 방법에 비해 물리적 분류 기술을 더 많은 방부 제22 고려 될 수 있다 (수용 성 유기 화합물의 중요 한 예외는 동안 손실 됩니다 절차)입니다. 분수의 고체 상 토양 구성 요소 필드에 현재로 '스냅샷'으로 생각 될 수 있다 하 고 따라서 수 그들의 최고의 실제 토양에 관련 된 직접적 솜 역학 제자리에서33. 또한, 기술의 비 파괴적인 성격 분석의 다양 한을 사용 하 여 또는 추가 화학 또는 생화학 적 방법에 따라 분류 한 분수 이후에 특징 수 있습니다 의미 합니다.
토양의 물리적 분류는 최근 생각이 아니다. 중반-20 세기에 물리적 분리 기술 날짜에 대 한 과학 문학. 밀도 분별 법의 응용 프로그램에 196534,35일찍 보고 했다. 같은 기간 동안 그리고 다음 십 년간에서 솜의 역학에 대 한 간행물 및 미네랄의 상호 작용은 이미 되 고 토양 과학자36,,3738,39 사이 광범위 한 .
밀도에 따라 분리, 집계 크기 또는 입자 크기는 현재 사용 하는 가장 일반적인 물리적 분리 방법. 물리적 분리의 주요 과제 중 하나는 턴-오버 속도, 크기 또는 다른 표시기의 기능에 의해 정의 된 대로 균질 성 기능 솜 풀의 격리입니다. 토양 분수; 기능 해상도가지고 도움이 될 수 있습니다 결합 분리 방법 또는 CSDF에서 기준 실제로, 이러한 방법을 조합18,40,41,,4243에 점점 더 사용 될 것 같다. 순차적 밀도 분리, 수를 분수와 다른 유기 중요 콘텐츠 및 광물 학 구성, 특정 표면 영역, CSDF 기인 차이 대 한 계정 크기 분리의 약속을 보유를 결합 하 여 토양에 있는 유기 미네랄 협회의 기능과 다양성으로 저조한 통찰력.
CSDF는 육체적으로 상대 광물 및 텍스처 동질성의 분수에 대량 토양 샘플을 충분치를 목표로 합니다. 여기에 사용 되는 분산 에너지로 서는 밀도 및 입자 크기 컷-오프, 선정 되었습니다 우리의 토양 종류에 따라 하지만 이러한 매개 변수 fractioned 수 샘플 및 연구의 목적에 따라 적용할 수 있습니다. 이 예제에서는 우리 6 분수 (표 2)에 대량 토양의 분리의 결과로 한 분산 단계, 2 개의 밀도 및 크기 컷-오프를 사용 하 여 선택 했습니다. 그림 1 는 방법의 개념적 개요를 제공합니다. 여기에 fractioned 되는 물질이 열 대 토양, 하지만 방법은 어떤 토양 유형으로 퇴적 물에 적용할 수 있습니다. CSDF 분수 중 자료의 배포와 자체의 매우 유익한 될 수 있지만 추가 분석을 하기 전에 준비 단계 일반적으로 사용 됩니다. 토양에 적용 하면, CSDF 분수 (1) 광물 (광물 학 및 텍스처) 및 (2) 솜 농도 구성과 구성에 서로 다른 생성 합니다.

<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

결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 육체적으로 입자 크기 및 광물 학에 서로 다른 조각으로 먼지를 분리 하는 데 사용 하는 방법입니다. (1) 무료 빛 분수 (uncomplexed 유기 물), (2) 가려진된 빛 분수 (uncomplexed 유기 물 토양 집계에 갇혀)와 (3) 중의 분리 순차 밀도 분리 및 침전 단계 의존 CSDF 분수 (토양 미네랄 및 그들의 관련 된 유기 물) 구성에서 다른. CSDF (분산 에너지, 밀도 컷-오프, 침전 시간)의 매개 변수를 제대로 선택 하는 방법 상대적으로 균질 미네랄 성분의 무거운 분수를 생성 합니다. 이 분수의 각각이 유용한 메서드 분리 하 고 유기-미네랄의 상호 작용의 성격을 공부를 렌더링 하는 유기 물질을 향해 다른 complexing 능력을가지고 예정 이다. 간단한 크기 또는 밀도 분류 방법, 광물 학 및 크기 (면적 관련) 무거운 구성 요소 분리 허용에 비해 향상 된 해상도 제공 결합 밀도 및 입자 크기 분리 기준. 모든 물리적 분류 방법에 대 한 경우 처럼, 그것은으로 덜 파괴 또는 화학적 기반 추출 방법 보다 적극적인 고려 수 있습니다. 그러나, CSDF 시간이 걸리는 방법 이며 후속 분석을 위해 어떤 분수에 자료의 수량을 제한 하는 또한. CSDF, 다음 분수 광물 조성, 토양 유기 탄소 농도 및 유기 물 화학에 대 한 분석 될 수 있습니다. 방법과 토양 샘플 내에서 유기 탄소 분산에 대 한 정량적 인 정보를 제공 합니다 제공 하는 특혜에 대 한 기계적 정보 다른, 자연스럽 게-발생 광물 단계의 sorptive 용량에 빛을 제공 토양 (즉,.는 미네랄, 유기 물질의 어떤 종류) 상호 작용 유기-미네랄의 자연.

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

결합 된 크기와 밀도 분류 (CSDF) 물리적으로 서로 다른 텍스처 (입자 크기) 및 광물 (밀도) 조각으로 먼지를 분리 하는 방법입니다. 목적은 유기-미네랄의 상호 작용 및 솜 역학을 이해 하기 위해서는 토양 유기 물 (SOM)으로 다른 reactivities와 분수를 분리 하는 것 이다.

결합 된 크기와 유기-미네랄의 상호 작용의 수사를 위해 토양의 밀도 분류

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

이 방법은 다른 미네랄과의 연관성에 따라 토양 유기물을 분화하기 때문에 유기체 상호 작용을 연구하는 흥미로운 접근 방식입니다. 그것은 물리적 분획 과정, 즉 그것은 분수의 화학을 변경 하지 않습니다. 그 결과, 분획의 분석은 우리에게 유기광물 복합체의 자연적인 조성에 대해 뭔가를 알려줍니다.이 방법은 대기에서 멀리 탄소를 격리하는 다른 토양의 능력에 대해 자세히 알아 내려고 할 때 정말 유용합니다. 자유 광 분획을 분리하려면 50 밀리리터 원심 분리기 튜브에 5~8그램의 공기 건조 체질 토양의 무게를 측정합니다. 네 가지 중요한 수치와 토양의 질량을 기록합니다.졸업한 실린더를 사용하여 35~40밀리리터의 폴리텅스테이트 또는 SPT를 추가합니다. 입방 센티미터당 1.62그램의 밀도를 가진 원심분리기는 스윙 버킷 원심분리기에서 중력 2500배에서 90분 동안 원심분리기를 사용하여 자유 광 분수와 펠릿 사이의 명확한 분리를 제공합니다. 모든 부동 및 부유 물250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 붓습니다.팔레트가 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다. 튜브 의 벽에 고착하는 재료를 동일한 폴리 카보네이트 병으로 헹굴십시오. 폴리카보네이트 병 위에 튜브를 거의 거꾸로 들고 있는 탈이온화된 물로 채워진 분출병을 사용하십시오.0.45 미크론 필터로 진공 울트라 여과 라인을 설정합니다. 필터를 약간 적시고 마모를 피하기 위해 깔때기를 조이기 전에 진공을 적용하십시오. 진공 여과 장치의 깔때기에 폴리 카보네이트 병의 함량을 천천히 붓습니다.폴리카보네이트 병에 남은 잔여물을 여과 장치에 헹구는 다. 솔루션이 필터를 통해 약 1센티미터 보다 큰 깊이를 끌어당기지 않도록 하십시오. SPT의 모든 흔적이 제거되도록 필터링 장치에 10밀리리터 이상의 탈온화된 물을 세 번 이상 추가합니다.여과 깔때기의 측면을 헹구십시오. 여과 선에서 진공을 방출한 후 여과 장치에서 깔때기를 제거합니다. 탈온화 물로 채워진 분출병을 사용하여 측면에 부착된 재료를 라벨이 붙은 알루미늄 그릇에 넣습니다.핀셋으로 필터를 조심스럽게 들어 올리고 데이즈된 물로 채워진 분출 병을 사용하여 동일한 알루미늄 그릇에 담긴 재료를 헹구습니다. 보트 내용물량을 최고 65도에서 일정한 무게로 건조시다. 적어도 48시간 후에는 신선한 건조제를 30분 이상 담근 데시카이터에서 그릇 내용물들을 식힙니다.플라스틱 주걱으로 알루미늄 그릇에서 재료를 부드럽게 긁어 냅니다. 자유 광 분획의 질량을 네 개의 중요한 수치로 기록한 다음 샘플을 저장 유리병에 배치합니다. 폐색 광 분획의 방출을 수행하려면, 자유 광 분수 추출에서 펠릿을 포함하는 원심분리기 튜브에 입방 센티미터 당 1.62 그램의 밀도로 SPT의 35 ~ 40 밀리리터를 추가합니다.펠릿을 다시 중단합니다. 용액 표면 아래 2센티미터에 초음파 프로브를 삽입하고 벌크 용액 가열을 방지하기 위해 튜브를 아이스 워터에 배치합니다. 밀리리터당 280줄의 목표 에너지에 도달하는 데 필요한 시간을 사용하여 샘플을 초음파 처리합니다.폐색 된 라이트 분획을 분리하려면, 스윙 버킷 원심 분리기에서 2500 배 중력에서 90 분 동안 원심분리기. 모든 부동 및 부유 물물을 250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 붓습니다. 펠릿이 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다.모든 튜브에 고착된 빛 유기 물질을 이전과 동일한 폴리 카보네이트 병에 헹구십시오. 40 밀리리터 마크까지 펠릿을 포함하는 튜브에 냉장 된 탈온 물을 추가합니다. 밀리리터 당 75 줄에서 초음파 처리는 정착8 미크론보다 미세한 재료에 필요한 시간 동안 정착에 콘텐츠를 둡니다.그런 다음 50 밀리리터 원심 분리 튜브로 10 밀리리터 마크아래로 상체를 피펫. 8미크론 분획미만을 함유한 튜브와 8미크론 분획을 오븐에 45도 이상 함유한 튜브를 45도의 나머지 과잉 액체를 증발시보냅니다. 밀도 분획을 수행하려면 각 크기 분획에 입방 센티미터당 2.78 그램의 밀도로 SPT35~40 밀리리터를 추가합니다.2500배의 중력으로 90분 동안 펠릿과 원심분리기를 다시 중단합니다. 그런 다음 모든 부유 및 부유 식 재료를 250 밀리리터 폴리 카보네이트 원심분리기 병에 부어 팔레트가 튜브 바닥에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다. 부동 재료와 펠릿 사이의 명확한 분리를 얻기 어려울 수 있습니다.이 경우 상체의 포부를 설정된 수준으로 내려 놓을 수 있습니다. 이제 탈화 된 물로 채워진 분출 병을 사용하여 250 밀리리터 폴리 카보네이트 병으로 펠릿을 옮기. 폴리 카보네이트 병에 탈이온 된 물을 추가하여 200 밀리리터 마크를 초과하지 않고 밀도를 낮춥니다.모든 분수에 대해 이 작업을 수행합니다. 5000배의 중력으로 20분 동안 병의 원심분리에 따라, 상체를 재활용을 위해 사용된 SPT 항아리에 넣습니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이 세척 절차를 수행한 후 알루미늄 그릇에 무거운 분획을 수집한 후, 무거운 분획은 병의 측면을 고수하는 펠릿과 미세 입자입니다.무거운 분획을 섭씨 105도에서 일정한 무게로 건조시다. 무거운 분획을 라이트 분수와 동일한 방식으로 저장합니다. 분수 사이의 재료 질량분포는 사이트 간의 강한 차이를 보였다.분말 X 선 회절에 의해 평가된 벌크 샘플 미네랄로기는 처음에 알 수 있듯이, 석영및 펠트파르스와 같은 1차 규산염이 지배하는 현장에서 대부분의 재료는 거친 규산염을 농축하도록 설계된 무거운 분수로 회수됩니다. 사이트 2는 광물학 분석 중에 주로 카올리니테의 더 큰 비율을 보였다. 이에 따라, 미세규산염을 농축하도록 설계된 무거운 분획 3개는 사이트 1보다 2개의 현장에서 더 많은 재료를 가지고 있었다.마지막으로, 사이트 3산화물에서 가장 부유했으며 거친 산화물을 농축하도록 설계된 중분2에서 가장 많은 양의 물질을 보여주었습니다. 전반적으로, 데이터는 메서드가 그들의 주요 mineralogical 구성 요소에 대량 샘플을 물리적으로 분별하는 데 성공했음을 나타냅니다. 물리적 분리 체계는 특정 목표에 분별 매개 변수를 조정하는 것이 중요합니다.테스트 실행을 하고 재현성을 확인하기 위해 여러 복제본으로 작업해야 합니다. 나트륨 폴리텅스테이트는 이전에 사용되었던 것보다 독성이 적지만 자극제로 남아 있으며 삼키거나 흡입하면 유해합니다. 환경으로의 해제를 피하십시오.격리 후, 유기물 함량 및 조성물뿐만 아니라 미네랄로이학에 대해 상이한 분획을 분석할 수 있다. 이것은 우리에게 유기광물 협회의 광물및 유기물 파트너에 대한 정보를 제공합니다. 이 방법은 유기물 저하성에 새로운 빛을 비출 수 있습니다.실제로 명백한 반발은 주어진 유기 화합물의 속성이 아니라 다른 미네랄에 대한 친화력의 성질일 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Environment

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

높은 처리량 마이크로 분석 실험을 사용하여 워터스, 토양 및 퇴적물에있는 미생물 세포 외 효소 활성의 결정

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

연구

환경과학

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

통합 필드 Lysimetry 및 Porewater 샘플링 토양에서 화학 이동성의 평가 및 설립 식물

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

정적 챔버를 사용하여 농업 토양에서 온실 가스 유출 측정

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

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

추출 및 토양의 미생물 인지질 지방산의 분석

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

결합 문학, 지구 화학 및 미생물 조사를위한 토양 모형 매립 발굴

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

토양 리샘플링하는 방법은 산림 토양의 화학 물질 농도의 변화를 모니터링하기

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

수 중 스테레오 비디오 도구를 사용 하 여 물고기 밀도 측정을 위한 새로운 방법의 개발

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

크기 분류 한 해양 플랑크톤과 중단된 한 입자를 수집 하기 위해 매우 깨끗 한 다층 기구

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