Le BaSO4 doit être précipité des eaux naturelles (eaux souterraines et/ou eaux de surface) dès que possible, de préférence sur le terrain peu de temps après la collecte/filtration. En capturant sous forme de BaSO4 (ppt), on évite l’incertitude sur la perte d’ion sulfate due au stockage et au transport. Cela vous permet également, en tant que chercheur principal, d’observer visuellement la quantité de BaSO4 (ppt) capturée et de juger si davantage d’eau doit être collectée.
Procédez comme suit :
- Filtrez 1L d’eau à travers un filtre en fibre de verre (~0,7 um de pores). Remarque : la quantité d’échantillon d’eau nécessaire dépendra de la concentration en sulfate dissous (quelque chose qui n’est souvent pas encore connu). Deux options : 1) tester un plus petit volume d’échantillon d’eau en utilisant la procédure ci-dessous. Si le précipité est clairement visible, vous pouvez ajuster votre volume en conséquence. 2) si les concentrations de sulfate dissous sont déjà connues (étude précédente ou données historiques), ajustez votre volume en conséquence. Remarque : 1L d’eau est une quantité conservatrice et est généralement suffisante pour donner assez de BaSO4 ppt.
- Acidifier l’eau à un peu moins de pH 2 en ajoutant ~5mL de HCl de qualité environnementale 3N (cela peut être ajusté en fonction de l’alcalinité des échantillons). Attendre ~10 minutes pour s’assurer que le DIC est chassé de la solution (donner une agitation ou un swish pour aider).
- Ajouter 5mL de solution saturée de BaCl2.
- Laisser le précipité de BaSO4 se déposer (le BaSO4 pur est un précipité propre et blanc).
- Récupérer le précipité sur des membranes de type MCE (Mixed Cellulose Ester) de 0,45um. Nous utilisons Millipore HAWP02500 ou HAWP04700 car elles sont sans cendres.
- Alors que le filtre est encore dans l’appareil de filtration, rincez le précipité avec au moins 500 ml d’eau distillée (idéalement chaude) pour éliminer tout BaCl2 résiduel.
- Placez le filtre dans un flacon à scintillation ou un verre de montre et séchez-le dans un dessiccateur.
- Si vous avez capturé « beaucoup » de BaSO4, grattez-le soigneusement dans un flacon en verre borosilicate clair avec un bouchon de bonne qualité. Fixez le bouchon avec une petite quantité de parafilm.
- Veillez à bien tout emballer ! (Des flacons à scintillation mal rembourrés sont connus pour se briser pendant le transport)
En acidifiant les échantillons avant d’ajouter le BaCl2, il ne devrait pas y avoir de BaCO3 formé. De même, tout CaCO3 détritique aura été dissous.
Les échantillons de BaSO4 sont capturés sur des membranes de type MCE de sorte que si la quantité de précipité est très faible, le papier filtre peut être fondu (four à moufle @ 800 ºC ~1 heure). Dans ce cas, il est préférable de sécher l’échantillon, de plier soigneusement le papier filtre avec l’échantillon et d’envoyer le tout dans un flacon à scintillation bouché à l’ISL-UofC. Nous effectuerons la fusion. Il faut faire attention à ne pas perdre d’échantillon pendant la fusion.
Combien de précipité de BaSO4 peut-on mesurer ?
Réponse courte : « Idéalement », nous apprécions de recevoir ~20mg de BaSO4 en vrac, propre, sec et homogénéisé dans de petits flacons à vis en verre transparent.
Réponse longue : <5mg de BaSO4 est possible à mesurer, mais difficile pour deux raisons :
- Lorsque les concentrations sont faibles (<1ppm), il faut 1 -2 L d’échantillon (filtré) pour obtenir suffisamment de BaSO4 (plus de travail/coût/temps passé à collecter et filtrer sur le terrain)
- Dans ce cas, comme mentionné ci-dessus, nous recommandons de laisser le BaSO4 sur le papier filtre (toujours utiliser des membranes MCE). De plus, si vous calculez à partir des concentrations, rappelez-vous que ~5 à 10% du précipité sera retenu dans les pores du papier filtre
- Une fois reçu à l’ISL, nous grattons soigneusement le BaSO4 du papier filtre à l’aide d’une spatule en acier inoxydable et le pesons dans des coupes de Sn/Ag pour EA-IRMS. Remarque : pendant le raclage, une partie du précipité est souvent perdue en raison de l’envol causé par la charge statique. (Calgary est haut et sec et la charge statique est un gros problème dans le laboratoire)
- Enfin, le raclage du papier filtre pose également des problèmes parce que les fibres de cellulose se détachent et ajoutent de l’O indésirable à la mesure EA-IRMS en vrac
En fin de compte, nous avons besoin de 0,5mg pour chacune des mesures d34S et d18O. Ainsi, alors que théoriquement le strict minimum est de 1 mg (de BaSO4 accessible), en pratique, nous ne pouvons pas vraiment travailler avec moins de 2 – 3 mg. Nous préférons de loin recevoir plus, plutôt que moins. ~20mg est idéal, mais >50mg est exagéré. Comme mentionné ci-dessus, nous vous recommandons, en tant que chercheur principal, d’effectuer la précipitation de BaSO4 dès que possible (sur le terrain ou peu après). Nous vous conseillons également, après avoir filtré, de regarder très attentivement la surface du filtre pour être sûr de voir le ppt de BaSO4. Ce n’est pas facile, mais si même un mince film de précipité n’est pas visible, vous n’en avez probablement pas assez. De plus, utiliser la plus petite membrane de 25 mm plutôt que celle de 47 mm permet de concentrer le précipité sur une plus petite surface.