Preparativ gel-fraksjonering av DNOM og studier av Hg-DNOM egenskaper

Abstract

I dette arbeidet skulle interaksjoner mellom den vannløselige delen av naturlig organisk materiale (DNOM) og kvikksølv (Hg2+) studeres. Det ble brukt gel-kromatografi (Sephadex™-gel G-25 medium) for å fraksjonere fire forskjellige DNOM-prøver. Prøvematerialet med DNOM var allerede isolert fra vann ved hjelp av omvendt osmose. Planen for denne oppgaven var å tilsette radioaktivt kvikksølv som sporstoff til vann med DNOM og fraksjonere det organiske stoffet ved hjelp av gel-kromatografi og deretter analysere mengden Hg i de ulike fraksjonene. Hensikten med fraksjoneringen var å undersøke hvilken molekylfraksjon som i særlig grad var assosiert til Hg. Hg-analysene ble utført ved hjelp av gamma-spektroskopi. Destillert vann ble valgt som mobilfase i den kromatografiske fraksjoneringen.

Fraksjoneringsresultatene viste betydelige forskjeller mellom de fire ulike DNOM-isolatene. Basert på UV-absorpsjon ved lamda = 254 nm og DOC-analyser, ga to av prøvene i hovedsak kun en topp, mens de to andre resulterte i tre godt separerte topper distinkte topper. Et slikt resultat var forventet ut fra hva vi allerede visste om prøvenes ulike egenskaper. Dermed ble det konkludert med at Sephadex™-gel G-25 medium, med vann som mobilfase, kan benyttes til preparativ fraksjonering og til å karakterisere DNOM med ulike egenskaper. Dette kan være et nyttig verktøy for økologene som ønsker å studere biologisk opptak av kvikksølv fra vann.

Det ble forøvrig funnet at separasjonsegenskapene til Sephadex™-gel G-25 medium endrer seg over tid hvis gel-materialet ikke konserveres. Årsaken til dette antas å være at mikroorganismer endrer gelens struktur.

197Hg (T1/2 = 64,1 timer) ble valgt som radioaktiv Hg-isotop. 197Hg ble produsert på syklotronen ved Fysisk institutt, Universitet i Oslo, ved å bestråle en gullfolie med høyenergetiske protoner. 197Hg0 ble så ekstrahert ut av gullfolien og omdannet til 197Hg2+ før den ble tilsatt DNOM-prøvene. Ettersom 197Hg2+ kun finnes i ultralav (2•10-12 M) konsentrasjon, ble inaktivt kvikksølv, i form av HgCl2, også tilsatt til løsningene med DNOM og radioaktivt kvikksølv. Dette ble gjort for å øke konsentrasjon av kvikksølv, slik at forholdet mellom Hg og DNOM ble tilsvarende det man finner, globalt sett, i vannmiljøet.

Fraksjonering av både blandinger av DNOM og Hg samt blindprøver uten DNOM viste at kvikksølvet alltid kommer ut av kolonnen der den høymolekylære fraksjonen av DNOM kommer. Dette var ikke forventet siden uorganisk Hg var formodet å være i en lavmolekylær form. Forsøket med kvikksølv, slik det ble utført i dette arbeidet, ga derfor ikke tilfredsstillende resultater. Årsaken til dette kan være at det aktive kvikksølvet ikke foreligger i en slik form at det komplekseres med DNOM. Dette kan skyldes dannelse av kolloidalpartikler av Hg2+ i løsningene. I tillegg viser ”blankeksperimenter” at uorganisk Hg adsorberes nesten fullstendig til kolonnen.