Академический кредит: экологические почвы в парках Нью-Джерси с помощью SciAps XRF

Самая последняя программа SciAps из Университета Рутгерса в Ньюарке, где исследователи обнаружили превышение содержания тяжелых металлов в почве местных парков.

Доктор Ашаки Руфф , доцент, и Суа Йеке, доктор философии второго года обучения. студент факультета наук о Земле и окружающей среде Университета Рутгерса , портативный XRF для анализа рекреационных почв в муниципальных парках на наличие загрязняющих веществ.

SciAps одолжила им X-200 летом 2021 года (с тех пор этот инструмент был заменен SciAps X-505 ), и в результате исследования « Рентгеновская оценка тяжелых металлов в парках Ньюарка, штат Нью-Джерси » были обнаружены мышьяк, кобальт . , и свинец в концентрациях, превышающих предельные значения Департамента охраны окружающей среды Нью-Джерси в этих рекреационных почвах с высоким контактом.

> Прочтите об их использовании XRF в полевых условиях

> Прочтите заметку

Полученные данные требуют дальнейшего анализа. Летом 2022 года команда будет работать с совершенно новой системой One Box с SciAps X-505 XRF и Z-903 LIBS , купленной за счет гранта Национального научного фонда. Прошлогодняя работа, включенная в заявку на грант, сыграла важную роль в получении грантовых денег.

«Нам не терпится вернуться в поле с нашей собственной системой летом, — говорит Руфф. «Мы очень взволнованы».

Новый инструмент для общественных исследований

Rutgers считается опорным учреждением в Ньюарке, и подобный проект продвигает их миссию по исследованиям, обучению и обучению на уровне сообщества. Портативный XRF не только имел решающее значение для научной достоверности исследования, но также привлек внимание как инструмент связей с общественностью в сообществе, где вырос Йеке.

«Моей любимой частью проведения исследования была возможность показать всем любопытным детям, что я делаю с анализатором», — говорит Йекех. «Рядом находится один из парков, где живет много испанцев, кубинцев и бразильцев. Пятилетний мальчик задал мне столько вопросов, а потом извинился за беспокойство. Конечно, это не мешало. Мне понравилось», — говорит она. Узнав о XRF и понаблюдав за ее работой (с разрешения его родителей), она говорит, что он сказал ей: «Я хочу стать ученым, когда вырасту. Я думал, что стану фабричным рабочим, как моя мама, но теперь я хочу стать ученым, как ты». Это было так мило», — говорит Йеке с широкой улыбкой.

Привлечение сообщества является элементом дизайна проекта. На самом деле, этот проект восходит к одному из более ранних студенческих проектов Раффа и разработке удобрений в Rutgers. В ходе этого исследования были проанализированы почвы в общественных садах и выявлено преобладание свинца . Когда Йеке, жительница Ньюарка, присоединилась к программе, она знала, где она хотела бы провести дальнейшие проверки на наличие загрязняющих веществ: в парках, которые она, ее семья и друзья часто посещали. Она исследовала, когда и когда были застроены парки, а затем исследовала, как и где жители могут подвергаться максимальному воздействию почвы и потенциальных загрязнителей.

«Для меня было очень важно работать с загрязнением почвы и воды, особенно в местах, где играют люди. Я приехал из Либерии, поэтому в молодости на меня сильно повлияло загрязнение почвы и воды. Летом работа над проектом парка показала мне, насколько важна наука об окружающей среде. В парке, где я брал пробы, было много детей — много команд на полях и маленьких детей, занятых различными видами деятельности, — и это длилось не час или около того, а постоянно в течение всего дня», — говорит Йекех. .

Как только форма проекта была определена, стало еще более очевидным, что им понадобится портативный XRF, который позволит им автоматически видеть, какие металлы и металлические соединения присутствуют. «Это позволило нам принять действительно согласованные решения о том, какие почвы мы хотим взять для оценки», — говорит Руфф.

Критическое оборудование с hXRF

Во время проекта общественных садов Рауфф обнаружил две вещи: во-первых, одного взгляда на почву общественных садов было недостаточно в таком городе, как Ньюарк, который известен загрязнением окружающей среды; во-вторых, они потратили много времени, принося в лабораторию слишком много образцов.

Используя ограничения NJDEP для почв, контактирующих с жилыми помещениями, в качестве стандарта для оценки почв, Йеке и два студента бакалавриата, которых она наставляла, использовали академический кредит SciAps для нацеливания и сбора образцов. Теперь в лаборатории они добавляют данные о мышьяке, свинце и кобальте с GPS-координатами в свою ГИС, чтобы показать концентрацию и активность от одной области к другой.

Руфф говорит, что SciAps XRF повысила эффективность проекта и удобство работы пользователей. По ее словам, ранее они пытались работать с анализатором другой компании и не получили достаточной поддержки или рекомендаций. «На самом деле пришла компания SciAps и сделала для нас довольно информативную демонстрацию, — говорит Рафф. «Когда мы одолжили XRF через программу Academic Loaner, нас научили, как его использовать, и мы собрали бесценные данные. Это укрепило решение о покупке анализаторов у SciAps».

Для Йеке данные академического кредита не только начали ее проект, но и будут включены в презентационную часть квалификационного экзамена на получение степени доктора философии.

«Без программы SciAps Academic Loaner Program я бы не продвинулся так далеко вперед, как сейчас. Я начал это путешествие с группой студентов, но теперь я далеко продвинулся в своем проекте», — говорит Йеке. «Итак, большое спасибо за эту программу. Это очень необходимо, особенно для таких лабораторий, как лаборатория доктора Руффа, и других лабораторий, которым это может понадобиться в будущем».

Следующие шаги: полный анализ, теперь с включенным углеродом

На следующем этапе исследователи будут использовать SciAps X-505 для проведения полного анализа почв, чтобы получить оценку потенциальной подвижности загрязнителей и способности загрязненных почв проникать в воздух. SciAps Z-903 LIBS (лазер) позволит им расширить исследование, чтобы увидеть, что происходит с углеродом в почве.

«Я хочу понять, как соотносятся содержание металла и содержание углерода. Из нашего анализа видообразования мы уже знаем, что у нас есть металлы, связанные с большим количеством органического материала, и поэтому я думаю, что будет интересно и информативно также количественно определить углерод в почвах и посмотреть, как выглядят корреляции», — говорит Рафф.

Расширение опыта кампуса

В кампусе Руфф уже добавил XRF-анализ к модулям почвы в курсах экологии и геохимии для тех студентов, которые не обязательно участвуют в исследованиях, но получат пользу от непосредственного анализа образцов в классе. «Мы собираемся разрабатывать и модифицировать модули курса, чтобы включать XRF везде, где это возможно», — говорит Руфф.

Руфф также будет использовать анализаторы XRF и LIBS в небольших исследовательских проектах для студентов, которые связаны со всем проектом. «Мы можем привлечь более широкий круг студентов к такого рода общественным или общественным исследованиям. Так что я могу проводить летние программы со студентами, а использование XRF будет спасением с точки зрения проведения анализа в полевых условиях», — говорит Руфф.

И когда у Йеке есть возможность поговорить со старшеклассниками о своем проекте, она может рассказать им о программе «Науки об окружающей среде» в Рутгерсе и о том, как университет предлагает им летние программы. «Когда я говорю им, что я доктор философии. кандидатов в программе, я думаю, что для них здорово видеть, что кто-то из их района продвигается вперед в образовании», — говорит Йеке.