BaSO4 powinien być wytrącany z wód naturalnych (wody gruntowe i/lub powierzchniowe) ASAP, najlepiej w terenie, wkrótce po pobraniu/filtracji. Poprzez wychwytywanie jako BaSO4 (ppt), unika się niepewności co do utraty jonów siarczanowych z powodu przechowywania i transportu. Pozwala to również Tobie, jako głównemu badaczowi, na wizualną obserwację ilości wychwyconego BaSO4 (ppt) i ocenę, czy należy zebrać więcej wody.
Postępuj w następujący sposób:
- Przefiltruj 1L wody przez filtr z włókna szklanego (rozmiar porów ~0.7 um). Uwaga: ilość wymaganej próbki wody będzie zależała od stężenia rozpuszczonego siarczanu (co często nie jest jeszcze znane). Dwie opcje: 1) zbadać mniejszą objętość próbki wody stosując poniższą procedurę. Jeśli osad jest wyraźnie widoczny, można odpowiednio dostosować objętość próbki. 2) jeśli stężenie rozpuszczonych siarczanów jest już znane (poprzednie badania lub dane historyczne), dostosuj odpowiednio objętość. Uwaga: 1L wody jest ilością konserwatywną i zazwyczaj wystarcza do uzyskania wystarczającej ilości BaSO4 ppt.
- Zakwaszaj wodę do pH 2 poprzez dodanie ~5mL 3N HCl (może to być dostosowane w zależności od zasadowości próbek). Odczekaj ~10 minut, aby upewnić się, że DIC jest wypchnięty z roztworu (zamieszaj lub wymieszaj, aby pomóc).
- Dodaj 5mL nasyconego roztworu BaCl2.
- Pozwól, aby osad BaSO4 osiadł (czysty BaSO4 jest czystym, białym osadem).
- Odzyskaj osad na membranach typu MCE (Mixed Cellulose Ester) 0.45um. Używamy membran Millipore HAWP02500 lub HAWP04700, ponieważ są one bezpopiołowe.
- Podczas gdy filtr jest nadal w aparacie filtracyjnym, przepłucz osad co najmniej 500 ml wody destylowanej (najlepiej ciepłej), aby usunąć wszelkie pozostałości BaCl2.
- Umieść filtr w fiolce scyntylacyjnej lub szkiełku zegarkowym i wysusz w eksykatorze.
- Jeśli wychwyciłeś „dużo” BaSO4, zeskrob go ostrożnie do czystej fiolki ze szkła borokrzemowego z dobrej jakości korkiem. Zabezpiecz korek niewielką ilością parafilmu.
- Pewnie wszystko dobrze zapakuj! (Słabo wyściełane fiolki scyntylacyjne są znane z pękania podczas transportu)
Przez zakwaszenie próbek przed dodaniem BaCl2 nie powinno być żadnych BaCO3 utworzonych. Również, każdy detrytowy CaCO3 zostanie rozpuszczony.
Próbki BaSO4 są wychwytywane na membranach typu MCE, więc jeśli ilość osadu jest bardzo mała, papier filtracyjny może być stopiony (piec muflowy @ 800 ºC ~1h). W takich przypadkach najlepiej jest wysuszyć próbkę, złożyć ostrożnie bibułę filtracyjną z próbką i przesłać całość w zakorkowanej fiolce scyntylacyjnej do ISL-UofC. My wykonamy utrwalanie. Należy uważać, aby nie stracić żadnej próbki podczas fusingu.
Jak mała ilość osadu BaSO4 może być zmierzona?
Krótka odpowiedź: „Idealnie” doceniamy otrzymanie ~20mg luźnego, czystego, suchego, zhomogenizowanego BaSO4 w małych przezroczystych szklanych fiolkach typu screw top.
Długa odpowiedź: < 5mg BaSO4 jest możliwe do zmierzenia, ale trudne z kilku powodów:
- Gdy stężenia są niskie (<1ppm), 1 -2 L (przefiltrowanej) próbki jest potrzebne, aby uzyskać wystarczającą ilość BaSO4 (więcej pracy/kosztów/czasu spędzonego na zbieraniu i filtrowaniu w terenie)
- W takich przypadkach, jak wspomniano powyżej, zalecamy pozostawienie BaSO4 na bibule filtracyjnej (zawsze używaj membran MCE). Ponadto, jeśli obliczamy stężenia, pamiętaj, że ~5 do 10% osadu zostanie zatrzymane w porach bibuły filtracyjnej
- Po otrzymaniu w ISL, ostrożnie zeskrobujemy BaSO4 z bibuły filtracyjnej za pomocą szpatułki ze stali nierdzewnej i ważymy go do kubków Sn/Ag dla EA-IRMS. Uwaga: podczas skrobania, niektóre osady są często tracone z powodu „fly away” spowodowane przez ładunek elektrostatyczny. (Calgary jest wysoki i suchy, a ładunek statyczny jest dużym problemem w laboratorium)
- Wreszcie, skrobanie bibuły filtracyjnej również powoduje problemy, ponieważ włókna celulozy są luźne i dodają niechciane O do pomiaru EA-IRMS
W przybliżeniu, potrzebujemy 0.5mg dla każdego z pomiarów d34S i d18O. Tak więc, podczas gdy teoretycznie minimum jest 1 mg (z dostępnego BaSO4), w praktyce, nie możemy naprawdę pracować z mniej niż 2 – 3 mg. Wolimy otrzymywać więcej, niż mniej. ~20mg jest idealne, ale >50mg jest overkill. Jak wspomniano powyżej, zalecamy, abyś, jako główny badacz, wykonał strącanie BaSO4 ASAP (w terenie lub wkrótce potem). Zalecamy również, aby po filtrowaniu, przyjrzeć się naprawdę dokładnie powierzchni filtra, aby upewnić się, że widzisz BaSO4 ppt. Nie jest to łatwe, ale jeśli nawet cienka warstwa osadu nie jest widoczna, prawdopodobnie nie ma go wystarczająco dużo. Również, użycie mniejszej membrany 25mm zamiast 47mm pomaga skoncentrować osad na mniejszej powierzchni.