BaSO4 moet zo snel mogelijk uit natuurlijk water (grondwater en/of oppervlaktewater) worden geprecipiteerd, bij voorkeur in het veld kort na verzameling/filtratie. Door het als BaSO4 (ppt) op te vangen wordt onzekerheid over het verlies van sulfaationen door opslag en transport vermeden. Ook kunt u als hoofdonderzoeker de hoeveelheid opgevangen BaSO4 (ppt) visueel waarnemen en beoordelen of er meer water moet worden opgevangen.
Gewoon als volgt te werk:
- Filtreer 1L water door een glasvezelfilter (~0,7 um poriegrootte). Opmerking: de benodigde hoeveelheid watermonster hangt af van de opgeloste sulfaatconcentratie (iets wat vaak nog niet bekend is). Er zijn twee mogelijkheden: 1) test een kleiner volume monsterwater volgens onderstaande procedure. Als het neerslag duidelijk zichtbaar is, kunt u het volume dienovereenkomstig aanpassen. 2) als de opgeloste sulfaatconcentratie al bekend is (eerder onderzoek of historische gegevens), pas je je volume dienovereenkomstig aan. Opmerking: 1L water is een conservatieve hoeveelheid en is meestal genoeg om genoeg BaSO4 ppt.
- Acidify het water tot net onder pH 2 door het toevoegen van ~5mL van 3N milieukwaliteit HCl (dit kan worden aangepast, afhankelijk van de alkaliteit van de monsters). Wacht ~ 10 minuten om ervoor te zorgen dat de DIC wordt verdreven uit de oplossing (geef het een roer of zwiep om te helpen).
- Voeg 5mL verzadigde BaCl2 oplossing.
- Laat BaSO4 neerslag te vestigen (pure BaSO4 is een schone, witte neerslag).
- Vang neerslag op 0,45um MCE (Mixed Cellulose Ester) type membranen. Wij gebruiken Millipore HAWP02500 of HAWP04700 omdat die asloos zijn.
- Spoel het neerslag, terwijl het filter nog in het filterapparaat zit, met ten minste 500 ml gedestilleerd water (liefst warm) om eventueel achtergebleven BaCl2 te verwijderen.
- Plaats het filter in een scintillatieflesje of horlogeglas en droog het in een exsiccator.
- Als je “veel” BaSO4 hebt opgevangen, schraap het dan voorzichtig in een helder borosilicaatglazen flesje met een dop van goede kwaliteit. Zet de dop vast met een klein beetje parafilm.
- Zorg ervoor dat je alles goed verpakt! (Slecht gevulde scintillatieflacons kunnen tijdens het vervoer breken)
Door de monsters aan te zuren vóór de toevoeging van BaCl2 mag er geen BaCO3 gevormd worden. Ook eventuele detritale CaCO3 zal zijn opgelost.
De BaSO4 monsters worden gevangen op MCE type membranen, zodat als de hoeveelheid neerslag zeer klein is, het filtreerpapier kan worden gesmolten (moffeloven @ 800 ºC ~ 1 uur). In dergelijke gevallen is het het beste het monster te drogen, het filtreerpapier met het monster zorgvuldig te vouwen en het geheel in een afgedichte scintillatieflacon naar het ISL-UofC te sturen. Wij zullen de versmelting uitvoeren. Er moet op worden gelet dat er tijdens het fusen geen monster verloren gaat.
Hoe weinig BaSO4 neerslag kan worden gemeten?
Kort antwoord: “Idealiter” ontvangen we graag ~20mg losse, schone, droge, gehomogeniseerde BaSO4 in kleine heldere glazen schroefdopflacons.
Lang antwoord: <5mg BaSO4 is mogelijk te meten, maar moeilijk om een paar redenen:
- Bij lage concentraties (<1ppm) is 1 -2 L (gefilterd) monster nodig om voldoende BaSO4 te krijgen (meer werk/kosten/tijd besteed aan verzamelen en filteren in het veld)
- In dergelijke gevallen, zoals hierboven vermeld, raden we aan de BaSO4 op het filtreerpapier te laten zitten (gebruik altijd MCE-membranen). Ook, als het berekenen van de concentraties, bedenk dan dat ~ 5 tot 10% van het neerslag zal worden vastgehouden in de poriën van het filtreerpapier
- Eenmaal ontvangen in het ISL, schrapen we zorgvuldig het BaSO4 van het filtreerpapier met behulp van een roestvrij stalen spatel en wegen het in Sn / Ag bekers voor EA-IRMS. Opmerking: bij het afschrapen gaat vaak wat neerslag verloren door “wegvliegen” ten gevolge van statische oplading. (Calgary is hoog en droog en statische lading is een groot probleem in het lab)
- Ten slotte geeft het afschrapen van het filtreerpapier ook problemen omdat cellulosevezels loslaten en ongewenste O toevoegen aan de bulk EA-IRMS meting
Ultimaal hebben we 0,5mg nodig voor elk van d34S en d18O metingen. Dus, terwijl theoretisch het absolute minimum is 1 mg (van toegankelijke BaSO4), in de praktijk, we kunnen niet echt werken met minder dan 2 – 3 mg. Wij ontvangen veel liever meer dan minder. ~20mg is ideaal, maar >50mg is overkill. Zoals hierboven vermeld, raden wij aan dat u, als de hoofdonderzoeker, de precipitatie van BaSO4 zo snel mogelijk uitvoert (in het veld of kort daarna). Wij adviseren ook om na het filtreren heel goed naar het oppervlak van het filter te kijken om er zeker van te zijn dat u het BaSO4 ppt ziet. Dit is niet eenvoudig, maar als er zelfs geen dun laagje neerslag zichtbaar is, heeft u waarschijnlijk niet genoeg. Ook het gebruik van het kleinere 25mm membraan in plaats van de 47mm helpt om het neerslag op een kleiner oppervlak te concentreren.