Esta investigación fue apoyado en parte por el programa de la Fundación Nacional de Ciencia RAPID (NSF-1048925, 1048919, 1048914 y) a Alison Keimowitz, Ming Kuo-Lee, Benedict Okeke, y James Saunders.

1. Preparación del Equipo <ol><li> Preparación del núcleo de Liners <ol><li> Calcular el espesor de la rebanada central que se obtendrá utilizando Volumen = πr 2 x grosor; el volumen final debe ser &lt;50 cm 3. Con un diámetro de núcleo de 10 cm, rodajas de 2 cm de espesor se pueden obtener. NOTA: No es necesario tener el volumen sea un total de 50 ml, pero el volumen de poros obtenida será proporcionalmente menor. </li><li> Usando una sierra de vaivén (o similar) rebanada un revestimiento de núcleo, o un tubo de plástico de diámetro idéntico, en 2 cm anillos (u otro espesor si se utiliza un núcleo de diámetro diferente). Obtener 3-5 anillos. </li><li> Limpiar todo el material plástico que va a entrar en contacto con el sedimento, incluidos los buques de la base, las tapas centrales, anillos, rebanadoras centrales, tubos de centrífuga, jeringas y cucharas desechables. (Soak materiales plásticos en 10% de HCl durante 24 horas, enjuague materiales plásticos 3 veces en nanopura (22 agua mO), y permitir que los materiales se sequen al aire, preferiblemente en un laminarcampana de flujo, antes de su envasado.) </li></ol></li><li> Preparación de Laboratorio Jack <ol><li> Corte un pedazo de madera contrachapada, utilizando una sierra de vaivén, para cubrir el 6 &quot;x 6&quot; tamaño de la placa superior del elevador de laboratorio y perfore un agujero en el centro de esta madera contrachapada utilizando una broca hueca apego a un taladro. NOTA: Este agujero debe ser sólo un poco más grande que el diámetro del extensor piezas de PVC; para los tamaños utilizados aquí, el agujero debe ser de 2 ¾ &quot;. </li><li> Taladro de cuatro agujeros pequeños en los bordes de esta madera contrachapada para que coincida con los orificios de la placa superior del elevador de laboratorio utilizando una broca regular en un taladro de mano o taladro de columna. Sujetar la madera contrachapada a la toma de laboratorio con bandas de sujeción. NOTA: No debe haber &quot;maniobra&quot; en esta madera contrachapada. </li></ol></li><li> Perforar un agujero en el centro de una de aproximadamente 2 &#39;1,5 x&#39; contrachapado ligeramente mayor que el diámetro exterior de los revestimientos de núcleo utilizando una sierra de perforación. Por 10 cm de diámetro de núcleo forros, un agujero 10,5-11,5 cm será apropiaciónte. Esta madera es la placa de guía central. </li><li> Preparación del núcleo de la extrusora (émbolo) <ol><li> Obtener un tapón de goma de laboratorio que se ajusta perfectamente dentro de los forros principales. Si no hay ninguno disponible, afeitarse uno a medida con una navaja de afeitar. No utilice un demasiado pequeño tapón. </li><li> Atornillar el tapón de laboratorio a un mango de aproximadamente 1 &#39;1.5&#39; de largo, 1 &quot;espiga de diámetro o una escoba. Cubrir la cabeza del tornillo en la cara del tapón con cinta aislante resistente al agua. NOTA: El lado más grande del tapón debe quedar fuera de la espiga. </li></ol></li><li> Cortar un 1,5 &#39;longitud aproximadamente de tubo de PVC en ~ 6 &quot;secciones largas. NOTA: El diámetro interior debe ser mayor que la espiga en el paso 1.4.2, pero más pequeño que el tapón en el paso 1.4.1. Este protocolo supone el uso estándar &quot;de PVC con un diámetro exterior de 2,375 verdad&quot; 2. Estas piezas de PVC son los extensores de núcleo. </li><li> Del montaje de todos los otros equipos necesarios que figuran en la Lista de materiales. NOTA: Este shOuld ser recogidos en el laboratorio de su casa y llevado al laboratorio de campo. </li></ol> 2. Configuración de la estación de Laboratorio Campo <ol><li> La creación de la bolsa de guantes <ol><li> Sujetar la placa de guía de núcleo a la superficie de trabajo (encimera, superficie de laboratorio, etc.). Asegúrese de que el orificio para el revestimiento de base es sobre la superficie de trabajo, sino que está abierta. </li><li> Coloque la bolsa de guante desechable sobre la placa de guía de núcleo, y ejecutar el tubo de la entrada tubo de la bolsa de guante para el regulador del tanque de N 2. Asegúrese de que el tanque se sujeta firmemente con la abrazadera de banco de cilindros. </li><li> Tape el tubo de la bolsa de guantes para sellar este punto de entrada rodeando la bolsa alrededor del exterior del tubo con cinta aislante. Asegúrese de que cerca de 8 &quot;de tubo se extiende hacia el interior de la bolsa de guantes Deslice la abrazadera de la tubería en el tubo interior de la bolsa de guantes;. Abandonan esta pinza abierta. </li><li> Cortar una &quot;X&quot; en la parte inferior de la bolsa de guante sobre laagujero en la placa de guía núcleo usando un cortador de caja o navaja de afeitar. Este x debe ser más pequeño que el diámetro de línea base. </li><li> Cargar la bolsa con guantes con los artículos que se encuentran en la Tabla 1. </li></ol></li><li> Configuración del Core <ol><li> Coloque el gato de laboratorio en el suelo debajo del área de trabajo donde se fija la bolsa de guantes. Coloque el núcleo a través del corte &quot;X&quot; en la parte inferior de la bolsa de guante en el paso 2.1.4, manteniéndolo en una posición vertical. NOTA: Acerca de 4-6 &quot;de la central debe extenderse por encima de la placa de estabilización de la base. </li><li> Mantenga el núcleo estable para permitir que el investigador realice los pasos 2 a 2.2.3 a 2.2.6. </li><li> Tape el núcleo de la bolsa de guantes de plástico alrededor de la &quot;X&quot;, con un montón de buena cinta aislante de sellado. </li><li> Insertar el mango de la máquina de extrusión en un núcleo &quot;de diámetro, ~ 6&quot; 2 espaciador largo PVC, seguido de un acoplamiento de largo ~ 3 &quot;, seguido de otro espaciador. Continuar este patrón hasta que el PVC enteramente cubiertasel mango; se puede extender una distancia corta más allá del final del mango. Coloque la extrusora núcleo (con espaciadores de PVC y acoplamientos) debajo de la parte inferior del núcleo. </li><li> Apoyar la extrusora núcleo con el elevador de laboratorio a fin de que la extrusora puede soportar el núcleo. En este momento, mantenga el gato lo más bajo posible y utilizar separadores centrales siempre que sea posible. </li><li> Utilice un cúter para cortar cuidadosamente alrededor de la tapa inferior del núcleo. Este corte debe resultar en un anillo de caperuza de núcleo se dejó alrededor del exterior del revestimiento de núcleo y una porción circular plana de la caperuza de núcleo en su lugar contra los materiales del núcleo. </li><li> Inserte las manos en la bolsa de guante (Investigador 1). Mantenga el núcleo estable de modo que no se mueve aún más por encima de la placa de estabilización de la base, mientras que el investigador 2 comienza a girar el elevador de laboratorio lentamente para elevar el núcleo. La extrusora núcleo debe entrar en el revestimiento del núcleo y comenzar a empujar hacia arriba los sedimentos como un empuje pop. </li><li> Mueve el lado del núcleo extrusora a lado ligeramente si needed para insertarlo en el revestimiento del núcleo (2 investigador). Esté preparado para un ligero estallido cuando entra. </li><li> Continuar para elevar el núcleo hasta la parte superior del material con núcleo se encuentra en o cerca de la parte superior del revestimiento de núcleo (investigadores 1 y 2). Tenga en cuenta que la caperuza de núcleo debe permanecer en la cima del núcleo durante este procedimiento. </li></ol></li><li> El sellado de la bolsa de guantes <ol><li> Asegúrese de que todos los suministros necesarios se encuentran en la bolsa de guantes; encender el medidor portátil de oxígeno. </li><li> Abrir todas tubos de centrífuga, botellas de agua, y otros artículos que contienen aire atrapado. Si el núcleo tiene espacio de cabeza por encima del agua estancada, abra la tapa superior para purgar este espacio de cabeza. </li><li> Encienda el regulador de manera que el flujo de nitrógeno a través del tubo en la bolsa de guante es a una velocidad moderada. En general una presión de ~ 15 psi en la última etapa del regulador con todas las válvulas abiertas es apropiado. NOTA: Este debe ser lo suficientemente rápido como para sentirse como una fuerte brisa en la piel, pero no tan fuerte que se dispersa la bolsa de guantes supcapas. </li><li> Señalar con el nitrógeno en todos los ámbitos de la bolsa de guantes, y empuje el nitrógeno fuera de la abertura principal para la mejor habilidad de cada uno. Apagar el nitrógeno. </li><li> Purgar la bolsa de guantes tres veces repitiendo los pasos 2.3.6 a través de 2.3.9 tres veces. NOTA: Una persona puede lograr esto, pero puede ser más fácil para dos personas para que se pueda mantener sus manos en los guantes que son una parte de la bolsa de guantes. </li><li> Sellar la abertura principal de la bolsa de guantes envolviendo 1-2 cuerdas elásticas alrededor de él varias veces. Encienda el nitrógeno a un flujo similar a la 2.3.3. manos a cabo investigador números 1 de los guantes incorporados en la bolsa de guante. </li><li> Mover el tubo de nitrógeno de un área de la bolsa a otra para llenar la bolsa con guantes con nitrógeno. Oriente el tubo en cualquier grieta tal como tubo de centrífuga abierto, por encima del agua en una botella con atomizador, etc. </li><li> Apague el nitrógeno al cerrar la pinza de la línea. Tenga en cuenta que esto se puede lograr sin la eliminación de researcher las manos del 1 de la bolsa de guantes. </li><li> Abra la parte frontal de la bolsa de guante y usando el cuerpo del investigador 1, empujar tanto gas fuera de la bolsa como sea posible. NOTA: La bolsa debe ser plana en torno a los suministros dentro de él en este momento. </li><li> Llene la bolsa con guantes a una presión cómoda y apagar el nitrógeno utilizando la pinza de la línea. Algunos ensayos y errores pueden ser necesarios para encontrar una presión cómoda, como demasiado lleno y es difícil de mover los brazos de uno, mientras que demasiado vacío y es difícil de ver y manipular objetos. Abra la abrazadera del tubo de nitrógeno durante períodos cortos para volver a llenar la bolsa si parece tener una fuga lenta o está recibiendo más vacía por cualquier motivo. Abra la parte frontal de la bolsa para dejar salir pequeñas cantidades de nitrógeno si llega a ser incómodamente lleno. </li><li> Comprobar el nivel de oxígeno disuelto en el medidor portátil de oxígeno. Debe estar por debajo de 1%. </li><li> Inserte los guantes de bolsas de guantes en guantes desechables. Estos serán mejorar la destreza. Cambiarlos cada vez que get sucio o rasgado; desechar en el contenedor de residuos en bolsa. </li></ol></li></ol> 3. seccionar el Core NOTA: esta parte del procedimiento es mucho más fácil de lograr con dos investigadores. <ol><li> Eliminar el agua estancada usando una jeringa. filtro de jeringa de esta agua y el lugar en 50 ml tubos de centrífuga. </li><li> Eliminar una sección de núcleo <ol><li> Colocar un anillo de corte central por encima de la parte superior del revestimiento del núcleo. Elevar el núcleo hacia arriba (sección 3.3) hasta la parte superior de los sedimentos es en la parte superior del anillo. </li><li> Insertar la máquina de cortar de núcleo entre la parte superior de la camisa del núcleo y el anillo. La sección de sedimentos está sentado encima de la máquina de cortar núcleo. </li><li> Mover el sedimento a un tubo de 50 ml utilizando las cucharas desechables. Se tapa el tubo bien, una vez que esté lleno. </li><li> Enjuague la máquina de cortar núcleo y el anillo de corte central con el agua nanopura; rociar los residuos sucia en el contenedor de residuos dentro de la bolsa con guantes. cucharas desechables también pueden ser enjuagados,o descartado, en función del número necesario. Se seca la máquina de cortar núcleo y el anillo central de seccionamiento con toallas de papel. </li><li> Repita el paso 3.2 hasta que no queda más material del núcleo. </li></ol></li><li> El aumento de la Core <ol><li> A lo largo de 3,2 que es necesario elevar el núcleo. Para ello, en pequeños incrementos utilizando el elevador de laboratorio. Realice los siguientes tres pasos una vez que el elevador de laboratorio está totalmente extendido. </li><li> Mantenga el núcleo en su lugar en la bolsa de guantes (Investigador 1). </li><li> Bajar el gato de laboratorio a su posición más baja, cuando está totalmente comprimido (investigador 2). Asegúrese de que el núcleo se mantiene en su lugar con las manos investigador de 1 dentro de la bolsa de guantes y las manos del investigador 2 de soporte desde abajo. </li><li> Llenar el espacio entre el extremo inferior de la extrusora núcleo y el jack con espaciadores y accesorios de PVC. Asegúrese de que el núcleo está firmemente apoyada por el extensor de la central antes de soltar la parte superior del núcleo. </li></ol></li></ol> 4. Excontratantes Porewaters <ol><li> Abra la bolsa de guantes y retire el bastidor de tubos de centrífuga. </li><li> Limpiar la bolsa de guantes según sea necesario mediante la eliminación de cualquier suciedad, líquidos o la condensación con la aniquilación de la parte interior con toallas de papel, agua, etc. contenedor de residuos vacía. </li><li> Volver a sellar la bolsa con guantes sin apretar con cuerdas elásticas. </li><li> Pesar tubos de centrífuga que ahora contienen sedimentos seccionadas (si se desea). </li><li> Envolver la parte superior de los tubos de centrífuga con cinta aislante para sellar la unión tapa / tubo. </li><li> Equilibrar los tubos de centrifugación pesando ellas después de grabar. Añadir o quitar la cinta eléctrica para obtener los pesos de 0,5 g. NOTA: Por lo general, los tubos de la parte superior del núcleo será más ligero que los de la parte inferior. </li><li> Colocar los tubos en la centrífuga y se centrifuga a la máxima aceleración (se recomienda 1.100 xg) durante 20 min. Nota: Las tasas más altas de centrifugación permitirán una mayor separación de porewaters. </li><li> Retire la cinta eléctrica de la centrifutubos ge ya sea por pelando o por cortar con una navaja antes de devolver los tubos a la bolsa de guantes. De nuevo los tubos de centrífuga de acumular después de la centrifugación y volver a la bolsa de guantes. </li><li> Añadir otro conjunto de tubos de centrífuga, jeringas y filtros de jeringa a la bolsa de guante. Estos nuevos tubos sostendrán porewaters y pueden ser pre-marcado. </li><li> Purgar la bolsa de guantes de nuevo como en el paso 2.3.5. Si la bolsa de guantes solamente se abre brevemente para quitar los tubos, y no fue limpiada, será aceptable para purgarlo sólo dos veces. Si se está utilizando un monitor de oxígeno, asegúrese de que la atmósfera en la bolsa de guantes es &lt;1% de O2. No se olvide de abrir los tubos de centrífuga que acaba de agregar los afinará. </li><li> Introduzca las manos en los guantes en la bolsa de guantes; como antes, cubrir con guantes desechables. </li><li> Abra un tubo. Quitar los porewaters desde arriba el sedimento usando una jeringa, a continuación, unir un filtro de jeringa a la punta de la jeringa. Si porewaters y sedimentos están bien separados, porewatERS se puede verter directamente en una jeringa con el cañón quitado y un filtro de jeringa en la punta. </li><li> Empuje el agua a través del filtro de jeringa en el tubo de centrífuga apropiada. NOTA: Se necesitará alguna fuerza; más de un filtro de jeringa por muestra puede ser requerida. </li><li> Vuelva a colocar las tapas en el tubo de centrífuga que contenía el sedimento y el tubo que contiene porewaters. </li><li> Repetir los pasos a través de 4,13 4,15 para cada muestra. </li><li> bolsa de guante abierto y extraer muestras. Ambos tubos de sedimentos y de poros pueden ser re-pesaron. </li><li> Analizar porewaters de inmediato si se desea. Los análisis pueden incluir (pero no se limitan a) la cromatografía de iones para iones principales 11, ferrozina para la especiación de hierro 12, la especiación de arsénico por voltametría 13, y la especiación sulfuro 14. </li><li> Congelar porewaters y sedimentos en el cargador seco (aproximadamente -80 ° C) para preservar la especiación para el análisis posterior si es apropiado para los análisis planificados. es may también ser apropiado para mantener las muestras se enfríen en recipientes herméticos o en bolsas de aluminio purgados con nitrógeno. </li><li> Vuelva a utilizar la bolsa con guantes para un segundo núcleo (a partir de 2.2.2) si se desea. Después de dos núcleos, la bolsa de guante por lo general tiene que ser cambiado. </li></ol>

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Los autores no tienen nada que revelar.

La técnica descrita en este documento es flexible que se puede ajustar para una amplia gama de ubicaciones, tamaños básicos, espesor de la sección central, etc. Hay tres componentes esenciales para este sistema. En primer lugar, preparar un sistema central de extrusión de las dimensiones adecuadas para que se analizó el núcleo. Las instrucciones que aquí se dan suponiendo un &quot;núcleo de aproximadamente 30; mucho núcleos más largos pueden requerir más piezas de extensor de PVC y accesorios de PVC para extruir totalmente Planificar el sistema de extrusión y el embalaje con cuidado, ya que las correcciones en el campo son mucho más difíciles de manejar.. En segundo lugar, asegúrese de que la bolsa de guantes está bien purgado y libre de fugas o roturas. El objetivo de este protocolo es obtener porewaters en el mismo estado redox en el que existían por debajo del suelo. Si se produce la oxidación durante el corte de los poros o la extracción de agua de los poros, los datos obtenidos no serán utilizables. En tercer lugar, la centrifugaciónpermite la inmediata separación de los porewaters de los sedimentos. Si porewaters y sedimentos permanecen en contacto después de sacarlo del medio ambiente, las reacciones pueden continuar y cambiar. Por ejemplo, si el agua que fluye a través del núcleo estaba suministrando nitrato, esto impediría la comunidad microbiana existente del uso de hierro como un aceptor terminal de electrones; después de la eliminación del núcleo del sitio, las concentraciones de nitrato comenzarían a disminuir y la especiación de hierro podrían comenzar a cambiar. Por lo tanto rápida seccionamiento núcleo y centrifugación permiten la mejor &quot;instantánea&quot; que deban tomarse. En función de los análisis deseados, puede ser deseable para pesar los tubos de centrífuga antes de llenarlos con el sedimento y agua intersticial. Esto permitirá el cálculo de las masas exactas de agua intersticial y sedimentos recogidos de cada sección. Si esto no es necesario, una masa media de los 50 ml tubos de centrífuga puede suponer para cada tubo. Esto es generalmente suficiente. En general, un subsección de sedimento se puede retirar, se pesa, y se seca de nuevo para obtener un valor de masa seca por ciento. Al hacer esto, asegúrese de incluir el peso de porewaters eliminadas como parte del cálculo. sedimento seco también se puede quemar para obtener una pérdida en la medición de encendido. Puede ser aconsejable practicar este procedimiento una vez o dos veces en un núcleo de la muestra antes de realizar en muestras de campo de valor. Una vez que se domina, sin embargo, esta técnica permite la recogida de las aguas de poros y sedimentos de una amplia gama de entornos de una manera directa y rentable. La capacidad de mantener el en condiciones redox situ permite una gama de geoquímico y analiza geomicrobiological en las muestras recogidas.

Los investigadores a menudo desean estudiar el estado redox y geomicrobiología de un sistema de agua-sedimento. Esta idealmente utiliza los datos de ambos sedimentos y aguas de poros, como las aguas de poros son a menudo monitores sensibles del sistema y son una fuente común, aunque no la única fuente, de la exposición a metales pesados ​​ecológico sensibles a redox 1 como el arsénico y uranio. Datos de agua de los poros se pueden obtener in situ utilizando filtros de difusión de equilibrio, también conocidos como &quot;peepers&quot;, instalados en el sedimento 2. Mirones se utilizan más comúnmente en entornos en los que el sitio de campo se conoce antes de comenzar el trabajo de campo y en múltiples visitas a lo largo de un período prolongado de tiempo puede hacer que el sitio en el campo, por ejemplo Shotyk 3. Por lo tanto muchos contextos no permiten el uso de mirones, como los sitios accesibles sólo por un corto tiempo o en que se obtengan múltiples muestras de exploración para determinar dónde debe producirse una mayor investigación 4.Además mirones no muestra de sedimento al mismo tiempo para el muestreo del agua. Cuando es deseable muestra de sedimento y el agua, o en los sitios de campo donde la instalación peeper no es factible, el método más común para obtener sedimentos y el agua es de extracción de muestras de sedimentos. La obtención de un núcleo sin mezclar es un precursor esencial para el procedimiento descrito en este trabajo 5. Una vez que se obtiene un núcleo de aguas de poros pueden obtenerse apretando 6 o centrifugación; ambos tienen ventajas y desventajas. La centrifugación es generalmente considerado el método más fiable para la extracción de núcleos de sedimentos porewaters, 7, aunque se debe tener cuidado para evitar la oxidación de los sedimentos o el agua intersticial. En este método se describe la extrusión del núcleo y la centrifugación para extraer las aguas de poros con oxidación mínima. Los autores han utilizado el método descrito en el presente documento en una variedad de contextos, incluyendo marina 8, lago contaminado <sup&gt; 9, y 10 humedales. Los datos representativos se muestran demuestra que condiciones reductoras pueden ser preservados. Con la excepción de la centrífuga, los materiales utilizados son de bajo costo, y este método pueden aplicarse a una amplia variedad de preguntas de investigación geoquímicas y geomicrobiological.

<table><tbody><tr><td>Disposable glove bag(s)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z106089-1EA</td><td>One per two cores to be processed is usually sufficient.</td></tr><tr><td>N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; tank</td><td>Praxair</td><td></td><td>Often gas supply companies can deliver these directly to the field laboratory.</td></tr><tr><td>Nitrogen gas regulator</td><td>VWR</td><td>55850-478</td><td>Or similar</td></tr><tr><td>Several feet of tubing that fits the regulator</td><td>VWR</td><td>89403-862</td><td>Or similar</td></tr><tr><td>Safety equipment to secure the tank</td><td>VWR</td><td>60142-006</td><td></td></tr><tr><td>Adjustable tubing clamp</td><td>VWR</td><td>62849-112</td><td></td></tr><tr><td>Waterproof, good sealing electrical tape</td><td>Scotch</td><td>Super 33+</td><td>Widely available</td></tr><tr><td>2-4 short bungee cords</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Squirt bottles of nanopure water</td><td>VWR</td><td>16650-082</td><td>Any similar bottle is fine; pack an additional supply of nanopure water to refill these.</td></tr><tr><td>Large supply of paper towels and Kimwipes</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>50 ml centrifuge tubes</td><td>VWR</td><td>21008-951</td><td>Acid cleaned as described in protocol. At least 2/core section needed.</td></tr><tr><td>Several permanent in markers.</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Several straight razor blades and box cutters.</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Beckman-Coulter</td><td>Allegra X-22</td><td>Faster rotor allows greater separation.</td></tr><tr><td>Rotor to accommodate 50 ml tubes</td><td>Beckman-Coulter</td><td>SX-4250</td><td></td></tr><tr><td>50 ml plastic syringes without black rubber tip on the barrel</td><td>VWR</td><td>66064-764&amp;nbsp;</td><td>Acid cleaned as described in protocol. At least 1/core section needed, plus 1 for overlying water.</td></tr><tr><td>Syringe filters compatible with aqueous solutions.</td><td>VWR</td><td>28143-310&amp;nbsp;</td><td>Either 0.45 &amp;mu;m or 0.20&amp;nbsp;&amp;mu;m poresizes may be used. Plan on five filters per core section processed.</td></tr><tr><td>Plastic (disposable) spoons.</td><td></td><td></td><td>Widely available; Acid cleaned as described in protocol.</td></tr><tr><td>Several boxes of disposable gloves.</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Large plastic beakers or other waste containers to place in the glove bag.</td><td>VWR</td><td>13890-148</td><td></td></tr><tr><td>Laboratory balance</td><td>VWR</td><td>10205-008</td><td>An available balance will be fine; high precision not required</td></tr><tr><td>Dry shipper, pre-charged with liquid nitrogen</td><td>VWR</td><td>82005-416</td><td>Needed only if samples are being returned to the home laboratory for sensitive analyses.</td></tr><tr><td>Laboratory notebooks</td><td></td><td></td><td>Water repellent can be useful</td></tr><tr><td>Core liners</td><td>Watermark</td><td>77280</td><td>Available from Forrestry Suppliers</td></tr><tr><td>Core caps</td><td>Ben Meadows</td><td>218105</td><td></td></tr><tr><td>Core slicers</td><td>McMaster Carr</td><td>8707K111</td><td>Cut this into 9 3 x 3 squares</td></tr><tr><td>PVC spacers</td><td>McMaster Carr</td><td>48925K96</td><td>Cut this into short lengths</td></tr><tr><td>PVC couplings</td><td>McMaster Carr</td><td>4880K76</td><td>Approximately 12 needed</td></tr><tr><td>Dowel</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Lab stopper</td><td>VWR</td><td>59580-400</td><td>Check to ensure the correct size to fit snugly within the core liners</td></tr><tr><td>Plywood for core guidance plate and top of lab jack</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Lab jack</td><td>VWR</td><td>89260-826</td><td></td></tr><tr><td>Clamps</td><td></td><td></td><td>Widely available</td></tr><tr><td>Portable oxygen monitor</td><td>RKI instruments</td><td>OX-07</td><td></td></tr></tbody></table>

sediment core sectioning and extraction of pore waters under anoxic conditions

Se demuestra un método para seccionar los núcleos de sedimentos y la extracción de agua intersticial, manteniendo condiciones libres de oxígeno. Un sistema simple, de bajo costo se construye y se puede transportar a un espacio de trabajo temporal cerca de sitio (s) de muestreo de campo para facilitar un análisis rápido. Cores se extruyen en una bolsa de guante portátil, en el que se seccionaron y cada sección de espesor de 1-3 cm (dependiendo del diámetro del núcleo) se sella en 50 ml tubos de centrífuga. aguas de poros se separan con centrifugación exterior de la bolsa de guante y luego volvieron a la bolsa de guantes para la separación del sedimento. Estas muestras de agua extraída de los poros pueden ser analizadas inmediatamente. análisis inmediatos de las especies sensibles redox, tales como el sulfuro, la especiación de hierro, y la especiación de arsénico indican que la oxidación de las aguas de poros es mínimo; algunas muestras muestran aproximadamente 100% de las especies reducidas, por ejemplo, 100% de Fe (II) sin Fe detectable (III). Ambas muestras de agua y sedimentos de los poros pueden ser conservados a mainner especies químicas para su análisis posterior a su regreso al laboratorio.

<html> El tipo de resultados obtenidos depende de análisis realizados y de la configuración de geoquímica del que se obtuvo el núcleo. El oxígeno disuelto se puede medir en los porewaters extraídos, pero en muchos entornos esta será cero por debajo de los primeros cm del núcleo. Los análisis que generalmente proporcionan información más significativa incluyen la especiación de hierro (Fe II / III Fe) 12, la especiación de arsénico (As III / Como V) 13, 14 y sulfuro. Presencia de especies reducidas tales como sulfuro indica tanto un ambiente reductor y que anoxia suficiente se mantuvo durante el corte del núcleo y de los poros de eliminación de agua. Determinación de las concentraciones de otros, como el carbono orgánico disuelto, iones mayoritarios o trazas de metales se realiza a menudo en muestras conservadas a su regreso al laboratorio en casa. gradientes geoquímicas generalmente se pueden observar en las aguas de los poros, y máximos o mínimos de especies particulares se pueden ver en profundidad. tienda de campaña. &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; Un núcleo fue tomada en la bahía de Batista, un humedal al sureste de Nueva Orleans, cerca de nueve meses después del inicio del derrame de Deepwater Horizon Este humedal fue fuertemente aceitado, y los datos obtenidos del núcleo de sedimento indican altas concentraciones de sulfuro en los porewaters utilizando un método Hach (http://hach.com) basado en 14;. véase la Figura 1 las concentraciones máximas de sulfuro de 49,2 mg / LS 2- se observan en la sección del núcleo obtuvieron entre la profundidad 24-27 cm. las concentraciones totales de hierro en estos porewaters fueron consistentemente baja (&lt;0,2 ppm) y no se detectó Fe (III). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53393/53393fig1.jpg" /> . Figura 1: Porewaters de Bay Batista, Louisiana Los datos mostrados es de porewaters extraídos de un núcleo de sedimento utilizando los métodos descritos en el presente documento; el núcleo se obtuvo de Bayou Batista, Louisiana, en el año following el derrame de petróleo de Deepwater Horizon en el Golfo de México. Las concentraciones de sulfuro disuelto en porewaters como una función de la profundidad por debajo de la interfase agua-sedimento. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53393/53393fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Los productos que sean cargados en bolsa con guantes en el paso 2.1.7 </td></tr><tr><td> contenedores de residuos </td></tr><tr><td> Caja de guantes desechables </td></tr><tr><td> Kimwipes y toallas de papel </td></tr><tr><td> cuchillas de afeitar </td></tr><tr><td> Botella con atomizador (s) de H2O dd </td></tr><tr><td> Marcador permanente </td></tr><tr><td> cucharas de plástico desechables </td></tr><tr><td> 50 ml tubos de centrífuga de un en un bastidor; uno por cada sección del núcleo más el suficiente para que recubre el agua. </td></tr&gt; <tr><td> Filtros de jeringa en número suficiente para filtrar el agua suprayacente. </td></tr><tr><td> anillos de revestimiento del núcleo </td></tr><tr><td> rebanadoras centrales </td></tr><tr><td> Medidor de oxígeno portátil </td></tr><tr><td> un material de plástico, tal como tubos de centrífuga-ácido limpiado según las instrucciones. </td></tr></tbody></table> Tabla 1: Materiales para sellar en la bolsa del guante.

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Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

Sedimentos Core y Secciones Extracción de Pore aguas bajo condiciones anóxicas

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

sediment-core-sectioning-extraction-pore-waters-under-anoxic

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

8.9K vistas.  Vassar College. A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

Video: Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

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.

Laboratorio-determinado Fósforo Flujo de sedimentos lacustres como medida de fósforo Interna 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) ...

Investigación

Medio ambiente

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

El intercambio de O bentónica<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; y nutrientes disueltos usando pequeños incubaciones Core

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

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.

Lisímetro suelo de excavación para acoplados hidrológicos, geoquímicos, e investigaciones microbiológicas

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

Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space of a carbonate rock at pressures and temperatures representative of typical formations used for CO2 storage. Chemical equilibrium between the CO2, brine and rock phases was maintained using a high pressure high temperature reactor, replicating conditions far away from the injection site. Fluid flow was controlled using high pressure high temperature syringe pumps. To maintain representative in-situ conditions within the micro-CT scanner a carbon fiber high pressure micro-CT coreholder was used. Diffusive CO2 exchange across the confining sleeve from the pore-space of the rock to the confining fluid was prevented by surrounding the core with a triple wrap of aluminum foil. Reconstructed brine contrast was modeled using a polychromatic x-ray source, and brine composition was chosen to maximize the three phase contrast between the two fluids and the rock. Flexible flow lines were used to reduce forces on the sample during image acquisition, potentially causing unwanted sample motion, a major shortcoming in previous techniques. An internal thermocouple, placed directly adjacent to the rock core, coupled with an external flexible heating wrap and a PID controller was used to maintain a constant temperature within the flow cell. Substantial amounts of CO2 were trapped, with a residual saturation of 0.203 &#177; 0.013, and the sizes of larger volume ganglia obey power law distributions, consistent with percolation theory.

We present a methodology for the imaging of multiple fluid phases at reservoir conditions by the use of x-ray microtomography. We show some representative results of capillary trapping in a carbonate rock sample.

Imaging Embalse Condición Pore escala de múltiples fases fluidas Usando Microtomografía de rayos X

X-ray microtomography was used to image, at a resolution of 6.6 &#181;m, the pore-scale arrangement of residual carbon dioxide ganglia in the pore-space ...

Ingeniería

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical data that may be used in predictive modelling to forecast evolutionary responses of natural ecosystems to future environmental changes. However, excluding a few exceptional cases, long-term studies are scarce because of logistic difficulties associated with accessing temporal samples. Temporal dynamics are frequently studied in the laboratory or in controlled mesocosm experiments with exceptional studies that reconstruct the evolution of natural populations in the wild.
Here, a standard operating procedure (SOP) is provided to revive or resurrect dormant Daphnia magna, a widespread zooplankton keystone species in aquatic ecosystems, to dramatically advance the state-of-the-art longitudinal data collection in natural systems. The field of Resurrection Ecology was defined in 1999 by Kerfoot and co-workers, even though the first attempts at hatching diapausing zooplankton eggs date back to the late 1980s. Since Kerfoot&#39;s seminal paper, the methodology of resurrecting zooplankton species has been increasingly frequently applied, though propagated among laboratories only via direct knowledge transfer. Here, an SOP is described that provides a step-by-step protocol on the practice of resurrecting dormant Daphnia magna eggs.
Two key studies are provided in which the fitness response of resurrected Daphnia magna populations to warming is measured, capitalizing on the ability to study historical and modern populations in the same settings. Finally, the application of next generation sequencing technologies to revived or still dormant stages is discussed. These technologies provide unprecedented power in dissecting the processes and mechanisms of evolution if applied to populations that have experienced changes in selection pressure over time.

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies are essential to understanding the process of evolution and the mechanisms of adaptation. Generally, these studies require commitments beyond the life-time of researchers. Here, a powerful method is described that dramatically advances state-of-the-art data collection to generate longitudinal data in natural systems.

Resurrección de latente Daphnia magna: protocolo y aplicaciones

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical ...

Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, this resolution provides records at the annual to decadal scale, at best. An extrusion method, using a calibrated, threaded-rod is presented here, which allows for millimeter-scale subsampling of aquatic sediment cores of varying diameters. Millimeter scale subsampling allows for sub-annual to monthly analysis of the sedimentary record, an order of magnitude higher than typical sampling schemes. The extruder consists of a 2 m aluminum frame and base, two core tube clamps, a threaded-rod, and a 1 m piston. The sediment core is placed above the piston and clamped to the frame. An acrylic sampling collar is affixed to the upper 5 cm of the core tube and provides a platform from which to extract sub-samples. The piston is rotated around the threaded-rod at calibrated intervals and gently pushes the sediment out the top of the core tube. The sediment is then isolated into the sampling collar and placed into an appropriate sampling vessel (e.g., jar or bag). This method also preserves the unconsolidated samples (i.e., high pore water content) at the surface, providing a consistent sampling volume. This mm scale extrusion method was applied to cores collected in the northern Gulf of Mexico following the Deepwater Horizon submarine oil release. Evidence suggests that it is necessary to sample at the mm scale to fully characterize events that occur on the monthly time-scale for continental slope sediments.

An extrusion method using a calibrated threaded-rod is presented, which allows for mm scale subsampling of aquatic sediment cores. Millimeter-scale sampling is necessary to fully characterize recent event stratigraphy in sediment records.

Método de extrusión de sedimentos Core con una resolución milimétrica Utilizando una varilla roscada-calibrado

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, ...

Química

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has become particularly relevant for assessing the anthropogenic-altered global nitrogen cycle and the emission of greenhouse gases (i.e., N2O). Several methods are available for measuring denitrification, but none of them are completely satisfactory. Problems with existing methods include their insufficient sensitivity, and the need to modify the substrate levels or alter the physical configuration of the process using disturbed samples.This work describes a method for estimating sediment denitrification rates that combines coring, acetylene inhibition, and microsensor measurements of the accumulated N2O. The main advantages of this method are a low disturbance of the sediment structure and the collection of a continuous record of N2O accumulation; these enable estimates of reliable denitrification rates with minimum values up to 0.4-1 &#181;mol N2O m-2 h-1. The ability to manipulate key factors is an additional advantage for obtaining experimental insights. The protocol describes procedures for collecting the cores, calibrating the sensors, performing the acetylene inhibition, measuring the N2O accumulation, and calculating the denitrification rate. The method is appropriate for estimating denitrification rates in any aquatic system with retrievable sediment cores. If the N2O concentration is above the detection limit of the sensor, the acetylene inhibition step can be omitted to estimate the N2O emission instead of denitrification. We show how to estimate both actual and potential denitrification rates by increasing nitrate availability as well as the temperature dependence of the process. We illustrate the procedure using mountain lake sediments and discuss the advantages and weaknesses of the technique compared to other methods. This method can be modified for particular purposes; for instance, it can be combined with 15N tracers to assess nitrification and denitrification or field in situ measurements of denitrification rates.

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

This method estimates sediment denitrification rates in sediment cores using the acetylene inhibition technique and microsensor measurements of the accumulated N2O. The protocol describes procedures for collecting the cores, calibrating the sensors, performing the acetylene inhibition, measuring the N2O accumulation, and calculating the denitrification rate.

Estimación de las tasas de desnitrificación sedimento usando corazones y N2O microsensores

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has ...

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence (OSL) Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat exposure, which effectively resets the luminescence clock. The systematics of OSL dating is based on the dosimetric properties of common minerals, like quartz and feldspar. The acquired luminescence with exposure to natural ionizing radiation after burial provides a depositional age for many Quaternary sedimentary systems, spanning the past 0.5 Ma. This contribution details the procedures for separating pure quartz grains of a known range of particle sizes to facilitate luminescence analysis with small or single grain aliquots. Specifically, protocols are given for the needed data and interpretations for effective OSL dating of terrestrial sediment cores or sample tubes from exposures. These cores, 5-20 m long in 1.2 m sections, are split lengthwise and crown-cut leaving 80% of core volume undisturbed, which facilitates sampling of light-protected sediment for OSL dating deep within the core. Sediment samples are then subjected to a series of physical separations to obtain a certain grain-size interval (e.g., 150-250 &#181;m). Magnetic minerals are removed in wet and dry states using magnets. A series of chemical digestions starts with soaking in H2O2 to remove organic matter, followed by HCl exposure to remove carbonate minerals, followed by density separation. Subsequently, grains are soaked in HF for 80 min and after in HCl to render solely quartz grains. The mineralogic purity (&#62;99%) of the quartz extract is quantified with grain petrographic assessment and Raman spectroscopy. Repeating this quartz isolation procedure may be necessary with sediment that contains &#60;15% quartz grains. Excitation of the purified quartz grains by LED-derived blue and IR light allows calculations of the fast and IR depletion ratios, which are metrics to assess the dominance of luminescence emissions from quartz.

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence OSL Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

This protocol is for the isolation of quartz grains by size for luminescence dating of sediments. Outlined are physical cleansing and chemical digestions by soaking sequentially in H2O2, HCl, HF, and HCl again to isolate quartz grains. The quartz purity is quantified with microscopic assessment, Raman spectroscopy, and IR depletion ratio.

Aislamiento de granos de cuarzo para la datación por luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) de sedimentos cuaternarios para investigación paleoambiental

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat ...

Pore-scale Imaging and Characterization of Hydrocarbon Reservoir Rock Wettability at Subsurface Conditions Using X-ray Microtomography

In situ wettability measurements in hydrocarbon reservoir rocks have only been possible recently. The purpose of this work is to present a protocol to characterize the complex wetting conditions of hydrocarbon reservoir rock using pore-scale three-dimensional X-ray imaging at subsurface conditions. In this work, heterogeneous carbonate reservoir rocks, extracted from a very large producing oil field, have been used to demonstrate the protocol. The rocks are saturated with brine and oil and aged over three weeks at subsurface conditions to replicate the wettability conditions that typically exist in hydrocarbon reservoirs (known as mixed-wettability). After the brine injection, high-resolution three-dimensional images (2 &#181;m/voxel) are acquired and then processed and segmented. To calculate the distribution of the contact angle, which defines the wettability, the following steps are performed. First, fluid-fluid and fluid-rock surfaces are meshed. The surfaces are smoothed to remove voxel artefacts, and in situ contact angles are measured at the three-phase contact line throughout the whole image. The main advantage of this method is its ability to characterize in situ wettability accounting for pore-scale rock properties, such as rock surface roughness, rock chemical composition, and pore size. The in situ wettability is determined rapidly at hundreds of thousands of points. 
The method is limited by the segmentation accuracy and X-ray image resolution. This protocol could be used to characterize the wettability of other complex rocks saturated with different fluids and at different conditions for a variety of applications. For example, it could help in determining the optimal wettability that could yield an extra oil recovery (i.e., designing brine salinity accordingly to obtain higher oil recovery) and to find the most efficient wetting conditions to trap more CO2 in subsurface formations.

This protocol is presented to characterize the complex wetting conditions of an opaque porous medium (hydrocarbon reservoir rock) using three-dimensional images obtained by X-ray microtomography at subsurface conditions.

Proyección de imagen de escala de poro y caracterización de hidrocarburos depósito Roca mojabilidad en condiciones subsuperficiales mediante microtomografía de rayos x

In situ wettability measurements in hydrocarbon reservoir rocks have only been possible recently. The purpose of this work is to present a protocol to ...

Dissolved Solute Sampling Across an Oxic-Anoxic Soil-Water Interface Using Microdialysis Profilers

Biogeochemical processes shift rapidly in both spatial (millimeter scale) and temporal (hour scale to day scale) dimensions at the oxic-anoxic interface in response to disturbances. Deciphering the rapid biogeochemical changes requires in situ, minimally invasive tools with high spatial and temporal sampling resolution. However, the available passive sampling devices are not very useful in many cases either due to their disposable nature or the complexity and extensive workload for sample preparation.
To address this problem, a microdialysis profiler with 33 individual polyethersulfone nanomembrane tubes (semipermeable, &#60;20 nm pore size) integrated into the one-dimensional skeleton (60 mm) was established to iteratively sample the dissolved compounds in porewater across the soil-water interface at a high resolution of 1.8 mm (outer diameter plus one spacing, i.e., 0.1 mm between probes). The sampling mechanism is based on the principle of concentration gradient diffusion. The automatic loading of degassed water allows minimal disturbance to the chemical species across the oxic-anoxic interface.
This paper describes the procedures of device setup and continuous porewater sampling across the soil-water interface on a daily basis. Concentration-depth profiles were selectively measured before (on Day 6) and after (on Day 7) disturbances induced by irrigation. The results showed that concentration-depth profiles were undergoing rapid changes, especially for redox-sensitive elements (i.e., iron and arsenic). These protocols can help investigate the biogeochemical responses across the soil-water interface under various disturbances caused by physical, chemical, and biological factors. The paper thoroughly discusses the advantages and disadvantages of this method for potential use in the environmental sciences.

A microdialysis profiler is described to sample dissolved porewater solutes across an oxic-anoxic soil-water interface in situ with minimal disturbance. This device is designed to capture rapid changes in concentration-depth profiles induced by disturbances at the soil-water interface and beyond.

Muestreo de soluto disuelto a través de una interfaz suelo-agua óxica-anóxica utilizando perfiladores de microdiálisis

Biogeochemical processes shift rapidly in both spatial (millimeter scale) and temporal (hour scale to day scale) dimensions at the oxic-anoxic interface ...

Sedimentos Core y Secciones Extracción de Pore aguas bajo condiciones anóxicas

Resumen

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