Name: methane hydrate crystallization on sessile water droplets
Uploaded: 2021-05-26T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Methane Hydrate Crystallization on Sessile Water Droplets at JoVE.com

ناسا Exobiology منحة 80NSSC19K0477 مولت هذا البحث. ونشكر ويليام وايت ونيكولاس إسبينوزا على المناقشات القيمة.

1. تصميم، والتحقق من صحة، وآلة خلية الضغط.
<ol><li>تصميم الخلية للسماح التصور المباشر لتشكيل هيدرات من قطرة الماء. تأكد من أن الخلية لديها غرفة رئيسية مع نافذة الياقوت انظر من خلال وأربعة منافذ لمدخل السوائل / الغاز، منفذ، والضوء، والأسلاك (الشكل 1). إنشاء التصميم النهائي في تص?...

<ol>
	<li>Bohrmann, G., Torres, M. E., Schulz, H. D., Zabel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+hydrates+in+marine+sediments.">Gas hydrates in marine sediments.</a> Marine Geochemistry. , 481-512 (2006).</li><li>Ruppel, C. D., Kessler, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interaction+of+climate+change+and+methane+hydrates.">The interaction of climate change and methane hydrates.</a> Reviews of Geophysics. 55 (1), 126-168 (2017).</li><li>Hammerschmidt, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+gas+hydrates+in+natural+gas+transmission+lines.">Formation of gas hydrates in natural gas transmission lines.</a> Industrial and Engineering Chemistry. 26, 851-855 (1934).</li><li>Ke, W., Kelland, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+hydrate+inhibitor+studies+for+gas+hydrate+systems:+a+review+of+experimental+equipment+and+test+methods.">Kinetic hydrate inhibitor studies for gas hydrate systems: a review of experimental equipment and test methods.</a> Energy &amp; Fuels. 30 (12), 10015-10028 (2016).</li><li>Kelland, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+kinetic+hydrate+inhibitors+from+an+environmental+perspective.">A review of kinetic hydrate inhibitors from an environmental perspective.</a> Energy &amp; Fuels. 32 (12), 12001-12012 (2018).</li><li>Walker, V. K., 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=Antifreeze+proteins+as+gas+hydrate+inhibitors.">Antifreeze proteins as gas hydrate inhibitors.</a> Canadian Journal of Chemistry. 93 (8), 839-849 (2015).</li><li>Bruusgaard, H., Lessard, L. D., Servio, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+study+of+structure+I+methane+hydrate+formation+and+decomposition+of+water+droplets+in+the+presence+of+biological+and+polymeric+kinetic+inhibitors.">Morphology study of structure I methane hydrate formation and decomposition of water droplets in the presence of biological and polymeric kinetic inhibitors.</a> Crystal Growth &amp; Design. 9 (7), 3014-3023 (2009).</li><li>Jung, J. W., Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+and+phenomena+relevant+to+CH4-CO2+replacement+in+hydrate-bearing+sediments.">Properties and phenomena relevant to CH4-CO2 replacement in hydrate-bearing sediments.</a> Journal of Geophysical Research. 115 (10102), 1-16 (2010).</li><li>Chen, X., Espinoza, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ostwald+ripening+changes+the+pore+habit+and+spatial+variability+of+clathrate+hydrate.">Ostwald ripening changes the pore habit and spatial variability of clathrate hydrate.</a> Fuel. 214, 614-622 (2018).</li><li>DuQuesnay, J. R., Diaz Posada, M. C., Beltran, 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=Novel+gas+hydrate+reactor+design:+3-in-1+assessment+of+phase+equilibria,+morphology+and+kinetics.">Novel gas hydrate reactor design: 3-in-1 assessment of phase equilibria, morphology and kinetics.</a> Fluid Phase Equilibria. 413, 148-157 (2016).</li><li>Udegbunam, L. U., DuQuesnay, J. R., Osorio, L., Walker, V. K., Beltran, 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=Phase+equilibria,+kinetics+and+morphology+of+methane+hydrate+inhibited+by+antifreeze+proteins:+application+of+a+novel+3-in-1+method.">Phase equilibria, kinetics and morphology of methane hydrate inhibited by antifreeze proteins: application of a novel 3-in-1 method.</a> The Journal of Chemical Thermodynamics. 117, 155-163 (2018).</li><li>Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water-CO2-mineral+systems:+Interfacial+tension,+contact+angle,+and+diffusion+-+Implications+to+CO2+geological+storage.">Water-CO2-mineral systems: Interfacial tension, contact angle, and diffusion - Implications to CO2 geological storage.</a> Water Resources Research. 46 (7537), 1-10 (2010).</li><li>Sloan, E. D., Koh, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clathrate Hydrates of Natural Gases. 3rd edn. , (2007).</li><li>Makogon, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hydrates of natural gas. , 125 (1981).</li><li>Johnson, A. 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=Mainly+on+the+plane:+deep+subsurface+bacterial+proteins+bind+and+alter+clathrate+structure.">Mainly on the plane: deep subsurface bacterial proteins bind and alter clathrate structure.</a> Crystal Growth &amp; Design. 20 (10), 6290-6295 (2020).</li></ol>

لقد طورنا طريقة لتشكيل قذائف هيدرات الميثان على قطرات الماء sessile بأمان وتبادل هذه الطريقة لآلة وتجميع خلية ضغط تصنيفها إلى 10 MPa ضغط العمل، فضلا عن أنظمة الضغط والتبريد. تم تجهيز خلية الضغط بمرحلة للقطرات التي تحتوي على زبال حرارية مضمنة ، ونافذة ياقوتية لتصور القطيرات ، ومحول ضغط مثبت في ا?...

هيدرات الغاز هي أقفاص من جزيئات الماء المستعبدين بالهيدروجين التي تحبس جزيئات غاز الضيوف عبر تفاعلات فان دير وال. تتشكل هيدرات الميثان تحت ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة، والتي تحدث في الطبيعة في الرواسب تحت سطح الأرض على طول الهوامش القارية، تحت الجليد الدائم في القطب الشمالي، وعلى أجسام الكواكب الأخرى في النظام الشمسي1. هيدرات الغاز تخزين عدة آلاف جيجاطن من الكربون، مع آثار هامة على المناخ والطاقة2. كما يمكن أن تكون هيدرات الغاز خطرة في صناعة الغاز الطبيعي لأن الظروف المواتية للهيدرات تحدث في خطوط أنابيب الغاز، والتي يمكن أن تسد الأنابيب مما يؤدي إلى انفجارات قاتلة وانسكابات نفطية3.
نظرا لصعوبة دراسة هيدرات الغاز في الموقع، غالبا ما تستخدم التجارب المختبرية لتوصيف خصائص الهيدرات وتأثير المثبطات والركائز4. يتم إجراء هذه التجارب المختبرية عن طريق زراعة هيدرات الغاز عند الضغط المرتفع في خلايا من مختلف الأشكال والأحجام. أدت الجهود المبذولة لمنع تكوين هيدرات الغاز في خطوط أنابيب الغاز إلى اكتشاف العديد من مثبطات هيدرات الغاز الكيميائية والبيولوجية ، بما في ذلك البروتينات المضادة للتجمد (AFPs) ، والمواد الخافضة للجسم ، والأحماض الأمينية ، والبولي فينيلبيروليدون (PVP)5،6. لتحديد آثار هذه المركبات على خصائص هيدرات الغاز، استخدمت هذه التجارب تصاميم السفن المتنوعة، بما في ذلك الأوتوكلاف، والبلورات، والمفاعلات التي أثارت، والخلايا الهزازة، والتي تدعم أحجام من 0.2 إلى 106 سنتيمتر مكعب4.
طريقة القطيرات sessile المستخدمة هنا وفي الدراسات السابقة7،8،9،10،11،12 ينطوي على تشكيل فيلم هيدرات الغاز على قطرة من الماء داخل خلية الضغط. هذه السفن مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والياقوت لاستيعاب الضغوط تصل إلى 10-20 MPa. الخلية متصلة باسطوانة غاز الميثان. استخدمت اثنتان من هذه الدراسات طريقة القطيرات لاختبار AFPs كمثبطات هيدرات غاز مقارنة بمثبطات الهيدرات الحركية التجارية (KHIs) ، مثل PVP7،11. ركز بروسغارد وآخرون7 على التأثير المورفولوجي للمثبطات ووجدوا أن القطرات التي تحتوي على النوع الأول من AFPs لها سطح زجاجي أكثر سلاسة من سطح القطيرات التغصنية دون مثبطات في القوى الدافعة العالية.
استخدم Udegbunam وآخرون11 طريقة تم تطويرها لتقييم KHIs في دراسة سابقة10، والتي تسمح بتحليل آليات المورفولوجيا / النمو ، ودرجة حرارة / ضغط توازن هيدرات السائل والبخار ، والحركية كدالة لدرجة الحرارة. درس جونغ وآخرون CH4-CO2 استبدال عن طريق إغراق الخلية مع CO2 بعد تشكيل CH4 هيدرات قذيفة8. لاحظ تشن وآخرون أن أوستوالد ينضج مع تشكل قشرة هيدرات9. درس إسبينوزا وآخرون قذائف هيدرات CO2 على ركائز معدنية مختلفة12. طريقة القطيرات هي طريقة بسيطة ورخيصة نسبيا لتحديد التأثير المورفولوجي لمختلف المركبات والركائز على هيدرات الغاز وتتطلب كميات صغيرة من الإضافات بسبب الحجم الصغير. تصف هذه الورقة طريقة لتشكيل مثل هذه الأصداف المائية على قطرة ماء باستخدام خلية من الفولاذ المقاوم للصدأ مع نافذة ياقوتية للتصور ، تم تصنيفها حتى 10 ضغط عمل MPa.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CAMERA AND LAPTOP</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera Body</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>D7200</td>
			<td>Name in Protocol: camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera Control Pro 2 Software</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: camera software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laptop</td>
			<td>HP Pavilion</td>
			<td>hp-pavilion-laptop-14-ce0068st</td>
			<td>Needs to be PC with plenty of storage (~ 1 Tb) 
			Name in Protocol: laptop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macrophotography Lens</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>AF-S MICRO 105mm f/2.8G IF-ED Lens</td>
			<td>Name in Protocol: lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CONSUMABLES</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: DI water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry Ice</td>
			<td>VWR or grocery store</td>
			<td></td>
			<td>Buy just before nucleation 
			Name in Protocol: dry ice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: ethanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylene Glycol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: ethylene glycol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COOLING SYSTEM</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/2 in. O.D. x 3/8 in. I.D. x 25 ft. Polyethylene Tubing</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>Model # 301844</td>
			<td>For circulating coolant from chiller to copper coils in aquarium 
			Name in Protocol: 3/8&#8221; (inner diameter) plastic tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circulating chiller</td>
			<td>Polyscience</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: chiller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Economical Flexible Polyethylene Foam Pipe Insulation</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>4530K162</td>
			<td>3/4&#34; thick wall; 1/2&#34; inner diameter; R Value 3; 6&#39; long 
			Name in Protocol: foam pipe insulation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tubing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>use any tubing that fits the airline connection in the lab and long enough to travel from the airline connection to the front of the aquarium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DATALOGGER</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Armature Multiplexer Module for 34970A/ 
			34972A, 20-Channel</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td>34901A</td>
			<td>Name in Protocol: datalogger multichannel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchvue or Benchlink software</td>
			<td>Benchvue or Benchlink</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: temperature transducer software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data Acquisition/Switch Unit. GPIB, RS232</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td>34970A</td>
			<td>Name in Protocol: datalogger</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB/GPIB interface</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td>82357B</td>
			<td>Name in Protocol: datalogger USB</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>datalogger multichannel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schott Fostec -Llc 20510 Ace Fiber Optic Light Source</td>
			<td>Schott Fostec</td>
			<td>A20500</td>
			<td>3115PS-12W-B20 115 V ~AC 50/60Hz 5/4.5 W 
			Name in Protocol: light source unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schott Fostec light source guide - single bundle</td>
			<td>Schott Fostec</td>
			<td>A08031.40</td>
			<td>Name in Protocol: fiber optic light source cable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>METHANE GAS AND REGULATOR</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4 OD in. x 20 ft. Copper Soft Refrigeration Coil</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>Model # D 04020PS</td>
			<td>For pressurizing ISCO pressure pump. An additional pack is needed for coolant circulation, as listed below. 
			Name in Protocol: high pressure-rated 1/4&#8221; copper pipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methane cylinder regulator</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>Y11N114G350-AG</td>
			<td>Name in Protocol: methane cylinder regulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methane gas cylinder</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>ME UHP300</td>
			<td>Name in Protocol: methane gas cylinder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PRESSURE PUMP</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4 in.&#160; flexible tubing, ~ 3 ft.</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Connect to pump inlet for leak test 
			Name in Protocol: 1/4&#34;&#160; flexible tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>260D Syringe Pump W/Controller</td>
			<td>Teledyne Instruments Inc.</td>
			<td>67-1240-520</td>
			<td>Name in Protocol: pressure pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Controller &#8722; Ethernet/USB</td>
			<td>Teledyne Instruments Inc.</td>
			<td>62-1240-114</td>
			<td>Purchase if you would like to install Labview onto computer and control pressure pump remotely. We did not do this.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smooth-Bore Seamless 316 Stainless Steel Tubing, 1/4&#34; OD, 0.035&#34; Wall Thickness, 1 Foot Long (x5)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>89785K824</td>
			<td>Name in Protocol: 1/4&#34; pipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smooth-Bore Seamless 316 Stainless Steel Tubing, 1/8&#34; OD, 0.02&#34; Wall Thickness, 1 Foot Long (x4)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>89785K811</td>
			<td>Name in Protocol: 1/8&#34; pipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Swagelok Tube Fitting, Reducing Union, 1/4 in. x 1/8 in. Tube OD (x4)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-400-6-2</td>
			<td>Name in Protocol: 1/8&#8221; to 1/4&#8221; adapter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PRESSURE CELL</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>316 Stainless Steel Nut and Ferrule Set (1 Nut/1 Front Ferrule/1 Back Ferrule) for 1/4 in. Tube Fitting (20)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-400-NFSET</td>
			<td>Used for fitting connections where necessary 
			Name in Protocol: ferrule set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>316L Stainless Steel Convoluted (FM) Hose, 1/4 in., 316L Stainless Steel Braid, 1/4 in. Tube Adapters, 60 in. (1.5 m) Length</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>SS-FM4TA4TA4-60</td>
			<td>Connects pressure pump to pressure cell 
			Name in Protocol: 1/4&#34; braided stainless steel flexible pressure-rated hose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ABAQUS</td>
			<td>ABAQUS FEA</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: simulation software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abrasion-Resistant Cushioning Washer for 7/8&#34; Screw Size, 0.875&#34; ID, 2.25&#34; OD, packs of 10 (x1)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>90131A107</td>
			<td>Name in Protocol: 2.25&#34; rubber washer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abrasion-Resistant Sealing Washer, Aramid Fabric/Buna-N Rubber, 3/8&#34; Screw Size, 0.625&#34; OD, packs of 10 (x1)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>93303A105</td>
			<td>Used for illumination port</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic Sheet | White 2447 / WRT31 
			Extruded Paper-Masked (Translucent 55% (0.118 x 12 x 12)</td>
			<td>Interstate Plastics</td>
			<td>ACRW7EPSH</td>
			<td>Machine a circle of acrylic to fit in the inner chamber of the pressure cell to serve as the background for imaging 
			Name in Protocol: acrylic disc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD</td>
			<td>AutoCAD</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: engineering design software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conax fitting</td>
			<td>Conax Technologies</td>
			<td>311401-011</td>
			<td>TG(PTM2/)-24-A6-T, OPTIONAL 1/4&#34; NPT 
			Name in Protocol: pressure seal connector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Accuracy Oil Filled Pressure 
			Transducers/Transmitters for General 
			industrial applications (x2)</td>
			<td>Omega Engineering, Inc.</td>
			<td>PX409-3.5KGUSBH</td>
			<td>Buy two so there is a backup. 
			Name in Protocol: pressure transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIGH PRESSURE CHAMBER&#160; PARTS</td>
			<td>Wither Tool, Die and Manufacturing Company</td>
			<td></td>
			<td>Machining for pressure cell parts as listed in CAD drawings (Figure S1) 
			Name in Protocol: Part B = stainless steel washer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-Strength 316 Stainless Steel Socket Head Screw, M5 x 0.80 mm Thread, 14 mm Long (x20)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>90037A119</td>
			<td>Used for illumination port</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-Strength 316 Stainless Steel Socket Head Screw, M8 x 1.25 mm Thread, 25 mm Long (x20)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>90037A133</td>
			<td>Name in Protocol: M8 stainless steel screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil-Resistant Hard Buna-N O-Ring, 3/32 Fractional Width, Dash Number 120, packs of 50 (x1)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5308T178</td>
			<td>Name in Protocol: 1&#34; o-ring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil-Resistant Hard Buna-N O-Ring, 3/32 Fractional Width, Dash Number 128, packs of 50 (x1)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5308T186</td>
			<td>Name in Protocol: 1.5&#34; o-ring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omega Inc. pressure transducer software</td>
			<td>Omega Engineering, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: pressure transducer software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Disc</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8571K31</td>
			<td>Listed in CAD drawings for illumination port, Fig. S1 Part E</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sapphire windows (x3)</td>
			<td>Guild Optical Associates, Inc.</td>
			<td>Optical Grade Sapphire Window, C-Plane 
			Diameter: 1.811&#8221; &#177;.005&#8221; 
			Thickness: .590&#8221; &#177;.005&#8221; 
			Surface Quality: 60/40 
			Edges ground and safety chamfered</td>
			<td>Buy three so there are two backups. 
			Name in Protocol: sapphire window</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid Thermocouple Wire FEP Insulation and Jacket, Type K, 24 Gauge, 50 ft. Length (x1)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>3870K32</td>
			<td>Name in Protocol: thermocouples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Integral Bonnet Needle Valve, 0.37 Cv, 1/4 in. Swagelok Tube Fitting, Regulating Stem (x4)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-1RS4</td>
			<td>Two will be used for the pressure pump as well. 
			Name in Protocol: 1/4&#34; needle valves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Pipe Fitting, Hex Nipple, 1/4 in. Male NPT (x2)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-4-HN</td>
			<td>Used for illumination port</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Swagelok Tube Fitting, Female Branch Tee, 1/4 in. Tube OD x 1/4 in. Tube OD x 1/4 in. Female NPT (x2)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-400-3-4TTF</td>
			<td>Used with pressure transducer 
			Name in Protocol: branch tee fitting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Swagelok Tube Fitting, Male Connector, 1/4 in. Tube OD x 1/4 in. Male NPT (x4)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-400-1-4</td>
			<td>Used on top port and side port leading to needle valves 
			Name in Protocol: NPT screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Swagelok Tube Fitting, Port Connector, 1/4 in. Tube OD (x8)</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>&#160;SS-401-PC</td>
			<td>Use as tube connections between NTP and valve connections 
			Name in Protocol: port connector fitting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TANK</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4 OD in. x 20 ft. Copper Soft Refrigeration Coil</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>Model # D 04020PS</td>
			<td>For circulating coolant 
			Name in Protocol: 1/4&#34; copper pipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 gallon aquarium</td>
			<td>Tetra</td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: 10 gallon tank</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 oz. Waterweld</td>
			<td>J-B Weld</td>
			<td>Model # 8277</td>
			<td>Name in Protocol: underwater sealant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 in. x 25 ft. Foil Backed Fiberglass Pipe Wrap Insulation</td>
			<td>Frost King</td>
			<td>Model # SP42X/16</td>
			<td>For wrapping around aquarium 
			Name in Protocol: foil-lined fiberglass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3/8 7/8 in. Stainless Steel Hose Clamp (10 pack)</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>Model # 670655E</td>
			<td>Name in Protocol: worm drive hose clamps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Styrofoam</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: insulating material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TOOLS</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-1/8 in. Ratcheting Tube Cutter</td>
			<td>Husky</td>
			<td>Model # 86-036-0111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/2 in. to 1 in. Pipe Cutter</td>
			<td>Apollo</td>
			<td>Model # 69PTKC001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adjustable wrench (x2)</td>
			<td>Steel Core</td>
			<td>Model # 31899</td>
			<td>Need two wrenches with jaw at least 1&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allen wrench set</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duct tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: duct tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flexible tubing, like an IV line, to fit on the end of grainger probe (canula)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: IV tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grainger 18 gauge probe</td>
			<td>Grainger</td>
			<td></td>
			<td>For inserting droplet 
			Name in Protocol: cannula</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Vacuum Grease</td>
			<td>Dow corning</td>
			<td></td>
			<td>Apply to o-rings before inserting sapphire window 
			Name in Protocol: vacuum grease</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Klein Tools Professional 90 Degree 4-in-1 Tube Bender</td>
			<td>Klein Tools</td>
			<td>Model # 89030</td>
			<td>Name in Protocol: tube bender</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snoop liquid leak detector</td>
			<td>Swagelok</td>
			<td>MS-SNOOP-8OZ</td>
			<td>To detect leaks when pressurized when methane 
			Name in Protocol: liquid leak detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suction cup</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td></td>
			<td>For removing tight fitting sapphire window 
			Name in Protocol: suction cup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon Tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Name in Protocol: plumber&#39;s tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temflex 3/4 in. x 60 ft. 1700 Electrical Tape Black</td>
			<td>3M</td>
			<td>Model # 1700-1PK-BB40</td>
			<td>Name in Protocol: electrical tape</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methane hydrate crystallization on sessile water droplets

تصف هذه الورقة طريقة لتشكيل قذائف هيدرات الميثان على قطرات الماء. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر مخططات لخلية ضغط مصنفة إلى ضغط عمل 10 MPa ، تحتوي على مرحلة لقطرات sessile ، ونافذة ياقوتية للتصور ، ومحولات درجة الحرارة والضغط. يتم استخدام مضخة ضغط متصلة باسطوانة غاز الميثان للضغط على الخلية إلى 5 MPa. نظام التبريد هو خزان سعة 10 جالونات (37.85 لتر) يحتوي على محلول إيثانول بنسبة 50٪ يتم تبريده عبر جلايكول الإيثيلين من خلال لفائف النحاس. يتيح هذا الإعداد ملاحظة التغير في درجة الحرارة المرتبط بتكوين هيدرات وتفكك أثناء التبريد والاكتئاب ، على التوالي ، بالإضافة إلى التصور والتصوير الفوتوغرافي للتغيرات المورفولوجية للقطرات. مع هذه الطريقة، لوحظ تشكيل قذيفة هيدرات سريعة في ~ -6 درجة مئوية إلى -9 درجة مئوية. أثناء الاكتئاب، لوحظ انخفاض في درجة الحرارة من 0.2 درجة مئوية إلى 0.5 درجة مئوية عند منحنى استقرار الضغط/درجة الحرارة (P/T) بسبب تفكك الهيدرات الطاردة للحرارة، وهو ما أكدته الملاحظة البصرية للذوبان في بداية انخفاض درجة الحرارة. لوحظ "تأثير الذاكرة" بعد قمع إلى 5 MPa من 2 MPa. يسمح هذا التصميم التجريبي بمراقبة الضغط ودرجة الحرارة ومورفولوجيا القطيرات بمرور الوقت ، مما يجعل هذه طريقة مناسبة لاختبار الإضافات والركائز المختلفة على مورفولوجيا الهيدرات.

مع هذه الطريقة، يمكن رصد قذيفة هيدرات الغاز على قطرة بصريا من خلال نافذة الياقوت من خلية الضغط وعبر درجة الحرارة ومحولات الضغط. لنوى قذيفة هيدرات بعد الضغط على 5 MPa، يمكن إضافة الجليد الجاف إلى الجزء العلوي من خلية الضغط للحث على صدمة حرارية لتحريك تبلور هيدرات سريعة. هناك فرق مورفولوجي واض...

Watch this Scientific Journal Video about Methane Hydrate Crystallization on Sessile Water Droplets at JoVE.com

Methane Hydrate Crystallization on Sessile Water Droplets

نحن نصف طريقة لتشكيل هيدرات الغاز على قطرات الماء sessile لدراسة آثار مثبطات مختلفة، والمروجين، والركائز على مورفولوجيا الكريستال هيدرات.

تبلور هيدرات الميثان على قطرات الماء Sessile

This paper describes a method to form methane hydrate shells on water droplets. In addition, it provides blueprints for a pressure cell rated to 10 MPa ...

يمكن اختبار تأثير الإضافات المختلفة على مورفولوجيا هيدرات الغاز وعلى استقرار درجة حرارة الضغط. ولكن الاهتمام الرئيسي يكمن في معرفة كيف يمكن للجزيئات الحيوية أن تتفاعل وتؤثر على هيدرات الغاز في الموقع. الميزة الرئيسية لهذا البروتوكول هو أن المرء يمكن أن تشكل بشكل مستنسخ قذيفة هيدرات على قطرة سيسيل بأمان.تسوية مرحلة القطيرات أمر صعب ويحتاج إلى ممارسة كما الشرائح قطرة على مرحلة متفاوتة. أيضا، التعرف على اتصالات Swagelok والسلامة فيما يتعلق بالغازات القابلة للاشتعال الضغط العالي. ابدأ بتوصيل منظم أسطوانة الميثان بالمضخة بأنبوب نحاسي مقاس واحد في أربعة بوصات باستخدام مجموعة جديدة من الجوز والفيرول.الغراء طرف مرن من أنابيب IV، وقطع زاوية، إلى نهاية القنية للمساعدة في توجيه قطرة نحو نافذة الياقوت. إرفاق حقنة ملليلتر واحد إلى القنية وسحب في الحجم المطلوب من الماء deionized. دون صمام إبرة أو نافذة الياقوت المرفقة، إدراج نهاية القنية في المجلس الأعلى وممارسة طرد القطيرات على مركز الصدارة.إعادة ربط نافذة الياقوت وغسالات مع مسامير M8 وإرفاق صمام الخلية الضغط العلوي. قم بتوصيل خرطوم الفولاذ المقاوم للصدأ المضفر من مضخة الضغط إلى خلية الضغط. وتحقق من أن جميع الاتصالات من اسطوانة الغاز إلى خلية الضغط ضيقة.فتح صمام مدخل الخلية الضغط، وتعيين خلية الضغط في الحوض. ثم أدخل كابل مصدر ضوء الألياف البصرية في منفذ إضاءة خلية الضغط. في حوض مائي مليء بنسبة 50/50 من الإيثانول والماء ، أضف المزيد من الإيثانول مع انخفاض مستوى الحل في الأسابيع التالية ، حتى يتم تسويته مع الجزء العلوي من خلية الضغط ، أسفل اتصال مصدر الضوء.تعيين المبرد إلى درجة الحرارة التي من شأنها تحقيق ما يقرب من صفر إلى ثلاث درجات مئوية داخل الخلية والبدء في تعميم من خلال لفائف. بدوره على تدفق الهواء إلى الجزء الأمامي من الحوض لمنع التكثيف على سطح الحوض. بدء تشغيل سجل درجة حرارة في برنامج تسجيل البيانات.تعيين الفاصل الزمني المسح الضوئي إلى 30 ثانية والانتظار حتى درجة الحرارة داخل خلية الضغط مستقرة في درجتين مئويتين. بعد وضع الكاميرا، قم بتشغيل مصدر الضوء إلى 80٪ تقريبا وافتح برنامج الكاميرا. في Live View، ركز عدسة الكاميرا على الغرفة الداخلية للخلية واضبط مصدر الضوء للحصول على أفضل تصوير.بدء سجل درجة حرارة جديد مع فاصل زمني للمسح الضوئي لمدة ثانية واحدة. إذا تعلق، فصل صمام إبرة منفذ في المنفذ العلوي من خلية الضغط. إرفاق حقنة ملليلتر واحد إلى القنية وسحب في الحجم المطلوب من الماء deionized.أدخل القنية من خلال اللوحة العلوية حتى يظهر الطرف في برنامج الكاميرا في وضع Live View. طرد قطرة السائل من الحقنة فوق الحرارية المركزية. ثم إعادة ربط صمام إبرة.ركز الكاميرا على القطيرات الموجودة في خلية الضغط. بدء التصوير الفاصل الزمني كل 60 ثانية. افتح برنامج محول الضغط على الكمبيوتر المحمول.ابدأ في جمع البيانات على المخطط وسجل البيانات عند الفاصل الزمني للمسح الضوئي لمدة ثانية واحدة، وانتظر حتى تستقر درجة حرارة القطيرات بين صفر إلى ثلاث درجات مئوية. قم بتشغيل المضخة ووحدة التحكم. أغلق صمام مدخل مضخة الضغط.افتح صمام منفذ المضخة وصمامات خلية الضغط. تاري ضغط المضخة عن طريق الضغط على الصفر على وحدة تحكم مضخة الضغط. حدد Pump A على وحدة تحكم مضخة الضغط لمراقبة الضغط.تأكد من أن مضخة الضغط فارغة إذا كان هناك سائل آخر غير غاز الميثان في المضخة. قم بذلك عن طريق تعيين أقصى تدفق وتدفق ثابت إلى 100 ملليلتر في الدقيقة والضغط على تشغيل. اتركه يعمل حتى تصبح المضخة فارغة.أغلق صمام منفذ المضخة وافتح صمام مدخل المضخة. فتح اسطوانة الغاز وتعيين منظم اسطوانة الغاز إلى 1000 كيلوباسكال. اضغط على إعادة التعبئة على وحدة تحكم مضخة الضغط.عندما تكون المضخة ممتلئة وبالقرب من 1000 كيلوباسكال، أغلق صمام مدخل المضخة واسطوانة الغاز. افتح صمام منفذ المضخة قليلا إلى الخلية. مراقبة ضغط الخلية الضغط في برنامج محول الضغط، كما أنه قد ينخفض بسبب انخفاض درجة الحرارة نسبيا في خلية الضغط.تعيين أقصى تدفق إلى 10 ملليلتر في الدقيقة، والضغط الأقصى إلى 5،000 كيلوباسكال، والضغط المستمر إلى 1،000 كيلوباسكال على وحدة تحكم مضخة الضغط كما هو موضح في المخطوطة النصية. اضغط تشغيل. عندما يتم الوصول إلى 1000 كيلوباسكال، اضغط على Stop على وحدة تحكم المضخة واغلق صمام منفذ المضخة.مراقبة الضغط في خلية الضغط لضمان عدم وجود تسرب. إذا انخفض الضغط، استخدم كاشف التسرب السائل للعثور على التسرب في الاتصالات وتشديد المكونات المتسربة بعناية. إذا كانت الخلية مستقرة، افتح منفذ المضخة وحدد الضغط المستمر تدريجيا إلى 2 و000 و3 و000 و4 و000 و5000 كيلوباسكال، ومراقبة استقرار الخلية عن طريق الضغط على Stop بعد كل إعداد.إذا كان الضغط مستقرا، أغلق منفذ المضخة وانتظر لمدة 12 إلى 24 ساعة حتى يتخلل الغاز القطيرات. قم بتبديل الفاصل الزمني لالتقاط الصور كل ثانيتين إلى خمس ثوان. أضف الثلج الجاف إلى الجزء العلوي من الخلية حتى يتم رؤية قشرة هيدرات في الفاصل الزمني.إذا كان الثلج الجاف الشرائح، لصق الشريط حول الجزء العلوي من الخلية. مراقبة التقدم المحرز في تشكيل هيدرات الميثان من خلال الصور الفاصل الزمني لمدة ساعتين إلى ست ساعات. الاكتئاب الخلية إلى 2000 كيلوباسكال عن طريق فتح منفذ المضخة ووضع الضغط المستمر إلى 2000 كيلوباسكال، مشيرا إلى عند ذوبان يحدث.بعد 30 دقيقة، قمع خلية الضغط إلى 5،000 كيلوباسكال لمراقبة تأثير الذاكرة. لاحظ عندما تبدأ قشرة هيدرات في الإصلاح وتسمح للقشرة بالتشكل لمدة 30 دقيقة إلى ساعتين. الاكتئاب الخلية عن طريق فتح منفذ المضخة ووضع الضغط المستمر إلى 100 كيلوباسكال.إذا كان هناك ضغط متبقي في خلية الضغط، افتح قليلا صمام خلية الضغط العلوي بمقدار 1/16 بوصة. حفظ الضغط ودرجة الحرارة البيانات وملفات CSV. إزالة القطيرات عن طريق إزالة صمام الخلية الضغط العلوي واستخراج القطيرات مع الحقنة، قنية، أو أنبوب IV.اتبع التوجيهات الموجودة في المخطوطة النصية إذا كان هناك قلق بشأن التلوث بين التجارب. هناك فرق مورفولوجي واضح على الجليد الجاف القسري تشكيل قذيفة هيدرات، حيث انتقلت قطرة الماء من سطح عاكس على نحو سلس إلى قذيفة هيدرات مبهمة مع سطح دندريتيك طفيف. إضافة 100 ميكروغرام لكل ملليلتر في نوع واحد من البروتينات المضادة للتجمد غيرت مورفولوجيا هيدرات عن طريق حث حواف متطاولة على طول القطيرات والنتوءات من أعلى القطيرات.بعد أن تطورت قشرة الهيدرات لمدة ساعة واحدة ، تم خفض الخلية إلى اثنين من megapascals ، مما أدى إلى انخفاض درجة حرارة 2 إلى 5 درجة مئوية بالقرب من منحنى استقرار P / T. بسبب الفصام هيدرات طاردة للحرارة، تم تأكيد الفصام هيدرات عن طريق ذوبان البصرية من خلال التصوير الفاصل الزمني في بداية الانخفاض في درجة الحرارة. وأظهرت الضوابط السلبية مع عدم وجود قطرة ومع قطرة التي لم تشكل قذيفة هيدرات أي انخفاض في درجة الحرارة أثناء الاكتئاب.ولأن قمة كل درجة حرارة كانت أعلى من منحنى الاستقرار P/T الذي تم إنشاؤه سابقا، فقد تم حساب منحنى الانحدار استنادا إلى قمة P/T لهذه التجارب. هناك أمران مهمان يجب مراعاتها عند تنفيذ هذا البروتوكول. واحد، تأكد من أن جميع الاتصالات آمنة قبل الضغط، واثنين، ممارسة طرد القطيرات قبل إرفاق نافذة الياقوت.بعد هذا البروتوكول، يمكن للمرء حساب استهلاك الغاز وكذلك تحليل الصور لحساب سمك قذيفة هيدرات، لتحديد حجم هيدرات شكلت.

methane-hydrate-crystallization-on-sessile-water-droplets

Research

JoVE Journal

Environment

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

التي تحددها المختبر الفوسفور الجريان من بحيرة الرواسب كمقياس للتحميل الفوسفور الداخلية

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.

EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.

EPA الطريقة 1615. قياس الفيروسة المعوية ونوروفيروس حدوثها في المياه عن طريق الثقافة وRT-QPCR. I. جمع عينات الفيروسات

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a standardized method for use in multiple analytical laboratories during monitoring period 3 of the Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Herein we present the protocol for extraction of viral ribonucleic acid (RNA) from water sample concentrates and for quantitatively measuring enterovirus and norovirus concentrations using reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Virus concentrations for the molecular assay are calculated in terms of genomic copies of viral RNA per liter based upon a standard curve. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. The method has been evaluated by examining virus recovery from ground and reagent grade waters seeded with poliovirus type 3 and murine norovirus as a surrogate for human noroviruses. Mean poliovirus recoveries were 20% in groundwaters and 44% in reagent grade water. Mean murine norovirus recoveries with the RT-qPCR assay were 30% in groundwaters and 4% in reagent grade water.

Here we present a procedure to quantify enterovirus and norovirus in environmental and drinking waters using reverse transcription-quantitative PCR. Mean virus recovery from groundwater with this standardized procedure from EPA Method 1615 was 20% for poliovirus and 30% for murine norovirus.

EPA الطريقة 1615. قياس الفيروسة المعوية ونوروفيروس التواجد في المياه عن طريق الثقافة وRT-QPCR. الجزء الثالث. كشف الفيروس عن طريق RT-QPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

A CO<sub&gt; 2</sub&gt; مرفق تركيز متدرجة لاختبار CO<sub&gt; 2</sub&gt; الإثراء والتربة تأثيرات على وظيفة الأراضي العشبية النظام الإيكولوجي

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Protocol for Measuring the Thermal Properties of a Supercooled Synthetic Sand-water-gas-methane Hydrate Sample

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future energy resources and energy storage media. To develop a method for gas production from natural MH-bearing sediments and hydrate-based technologies, it is imperative to understand the thermal properties of gas hydrates.
The thermal properties' measurements of samples comprising sand, water, methane, and MH are difficult because the melting heat of MH may affect the measurements. To solve this problem, we performed thermal properties' measurements at supercooled conditions during MH formation. The measurement protocol, calculation method of the saturation change, and tips for thermal constants' analysis of the sample using transient plane source techniques are described here.
The effect of the formation heat of MH on measurement is very small because the gas hydrate formation rate is very slow. This measurement method can be applied to the thermal properties of the gas hydrate-water-guest gas system, which contains hydrogen, CO2, and ozone hydrates, because the characteristic low formation rate of gas hydrate is not unique to MH. The key point of this method is the low rate of phase transition of the target material. Hence, this method may be applied to other materials having low phase-transition rates.

We present a protocol for measuring the thermal properties of synthetic hydrate-bearing sediment samples comprising sand, water, methane, and methane hydrate.

بروتوكول لقياس الخصائص الحرارية من فائق التبريد الاصطناعية الرمال والغاز والمياه، هيدرات الميثان عينة

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future ...

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

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled Earth-system processes. Such knowledge is imperative in improving predictions of hydro-biogeochemical cycles, especially under climate change scenarios. We present an experimental method, designed to capture sub-surface heterogeneity of an initially homogeneous soil system. This method is based on destructive sampling of a soil lysimeter designed to simulate a small-scale hillslope. A weighing lysimeter of one cubic meter capacity was divided into sections (voxels) and was excavated layer-by-layer, with sub samples being collected from each voxel. The excavation procedure was aimed at detecting the incipient heterogeneity of the system by focusing on the spatial assessment of hydrological, geochemical, and microbiological properties of the soil. Representative results of a few physicochemical variables tested show the development of heterogeneity. Additional work to test interactions between hydrological, geochemical, and microbiological signatures is planned to interpret the observed patterns. Our study also demonstrates the possibility of carrying out similar excavations in order to observe and quantify different aspects of soil-development under varying environmental conditions and scale.

This study presents an excavation method for investigating subsurface hydrological, geochemical, and microbiological heterogeneity of a soil lysimeter. The lysimeter simulates an artificial hillslope which was initially under homogeneous condition and had been subjected to approximately 5,000 mm of water over eight cycles of irrigation in an 18-month period.

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 ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

بروتوكول للجزيئات البلاستيك الصغيرة أخذ العينات على سطح البحر وتحليل عينة

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs

Many of the Everglades tree islands have lost elevation over the past century and most of their trees have died such that they are now covered with herbaceous plants. This protocol describes a simple, cost-effective tree planting technique needed for restoring degraded Everglade tree islands. The design is patterned after a natural Everglades process that creates floating peat islands, which allows tree survival and growth in flooded conditions and often leads to the development of tree islands. Commercially available peat bags were used as the medium for the growth and establishment of potted native tree saplings. The pop-up configuration floated initially and provided additional elevation to minimize inundation, with a single native tree species sapling and a single tree fertilizer spike. During a 3 year study involving 105 pop-ups, most plants survived (80%) and many thrived. Determining whether this technique can establish trees on a degraded tree island will require longer studies and extensive field tests.

This protocol describes a simple, cost-effective tree planting technique for restoring degraded Everglades tree islands that experience inundation. The design creates an island (pop-up) which floats initially and adds elevation to promote tree survival and growth under flooded conditions.

بسيطة زراعة تقنية لإعادة إنشاء الأشجار التي يحدث فيها غمر متكررة

Many of the Everglades tree islands have lost elevation over the past century and most of their trees have died such that they are now covered with ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard for evaluating the mining value of shale gas. Currently, studies on the correlation between particle size and methane adsorption are controversial. In this study, an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, is used to test the adsorption capacity of different particle sizes in shale to determine the relationship between the particle size and the adsorption capacity of shale. Thegravimetric method requires fewer parameters and produces better results in terms of accuracy and consistency than methods like the volumetric method. Gravimetric measurements are performed in four steps: a blank measurement, preprocessing, a buoyancy measurement, and adsorption and desorption measurements. Gravimetric measurement is presently considered to be a more scientific and accurate method of measuring the amount of adsorption; however, it is time-consuming and requires a strict measuring technique. A Magnetic Suspension Balance (MSB) is the key to verify the accuracy and consistency of this method. Our results show that adsorption capacity and particle size are correlated, but not a linear correlation, and the adsorptions in particles sieved into 40 - 60 and 60 - 80 meshes tend to be larger. We propose that the maximum adsorption corresponding to the particle size is approximately 250 &#181;m (60 mesh) in the shale gas fracturing.

We use an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, to test the adsorption capacity of different particle sizes of shale, in order to find out the relationship between particle size and the adsorption capacity of shale.

دراسة تجريبية للعلاقة بين حجم الجسيمات، والقدرة على امتصاص غاز الميثان في الصخري

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water quality. However, commercially available incubators are often costly, difficult to transport, not flexible in terms of volume, and/or poorly adapted to local field conditions where access to electricity is unreliable. The purpose of this study was to develop an adaptable, low-cost and transportable incubator that can be constructed using readily available components. The electronic core of the incubator was first developed. These components were then tested under a range of ambient temperature conditions (3.5 &#176;C - 39 &#176;C) using three types of incubator shells (polystyrene foam box, hard cooler box, and cardboard box covered with a survival blanket). The electronic core showed comparable performance to a standard laboratory incubator in terms of the time required to reach the set temperature, inner temperature stability and spatial dispersion, power consumption, and microbial growth. The incubator set-ups were also effective at moderate and low ambient temperatures (between 3.5 &#176;C and 27 &#176;C), and at high temperatures (39 &#176;C) when the incubator set temperature was higher. This incubator prototype is low-cost (&lt; 300 USD) and adaptable to a variety of materials and volumes. Its demountable structure makes it easy to transport. It can be used in both established laboratories with grid power or in remote settings powered by solar energy or a car battery. It is particularly useful as an equipment option for field laboratories in areas with limited access to resources for water quality monitoring.

This paper describes a method for building an adaptable, low-cost and transportable incubator for microbial testing of drinking water. Our design is based on widely available materials and can operate under a range of field conditions, while still offering the advantages of higher-end laboratory-based models.

بناء حاضنة متنقلة منخفضة التكلفة للاستخدامات المختبرية والميدانية

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...