Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Procedure for organic matter removal from peat samples for XRD mineral analysis
Stockholm University, Faculty of Science, Department of Geological Sciences.ORCID iD: 0000-0003-0237-157X
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Ombrotrophic peatlands are recognised archives of atmospheric mineral dust deposition, where mainly elemental data has been used to infer past net dust deposition rates, sources, grain size and mineralogy of the deposited dust. Although geochemical analysis can be data–rich, there are some inherent limitations. X–ray diffraction (XRD) directly determines the mineralogy of environmental samples but few studies have applied this method to peat samples and a well–developed protocol for extracting the inorganic fraction of highly organic samples (>95 %) is lacking. We tested and compared different levels of pre–treatment: no pre–treatment, thermal combustion (300, 350, 400, 450 and 500°C) and chemical oxidation (H2O2 and Na2S2O8) using a homogenized high organic content (>98 %) composite peat sample. Subsequently, minerals were identified by XRD. The results show that combustion is preferred to chemical oxidation because it most efficiently removes organic matter (OM), an important pre–requisite in order to identify mineral phases by XRD analysis of a mixed sample matrix, and phase transitions that may occur can be anticipated when temperature is the only factor to take into consideration. Combustion at 500°C is the most efficient temperature for OM removal whereas combustion at lower temperatures left significant OM residues. 

Keywords [en]
Paleodust, mineralogy, XRD analysis, peat, Sweden, Holocene
National Category
Earth and Related Environmental Sciences
Research subject
Marine Geology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:su:diva-153722OAI: oai:DiVA.org:su-153722DiVA, id: diva2:1187771
Available from: 2018-03-05 Created: 2018-03-05 Last updated: 2018-04-16Bibliographically approved
In thesis
1. Reconstruction of Holocene atmospheric mineral dust deposition from raised peat bogs in south–central Sweden
Open this publication in new window or tab >>Reconstruction of Holocene atmospheric mineral dust deposition from raised peat bogs in south–central Sweden
2018 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Atmospheric mineral dust plays a dynamic role in the climate system acting both as a forcing and a feedback mechanism. To date, the majority of paleodust studies have been conducted on marine sediments or polar ice cores, while terrestrial deposition has been less studied. As such, it is important to produce new terrestrial Holocene paleo–dust records and fill existing regional gaps. Ombrotrophic (atmospherically–fed) peat bogs can be used to reconstruct dust deposition through elemental chemistry analysis. Multi–elemental data sets are commonly used infer net dust deposition rates, source changes, grain size, and mineral composition. Mineralogical identification of dust particles is particularly important because it allows both provenance tracing and increased understanding in climate and ecosystem feedbacks. Establishing mineralogy from elemental data of mixed mineral matrixes can however be challenging. X–ray diffraction analysis (XRD) is a standard technique for mineral identification which ideally requires removal of organic matter (OM). Therefore, a test procedure was undertaken where common OM removal methods were evaluated on bulk peat samples was therefore undertaken. The results showed that combustion at 500°C was most efficient in removing OM, while leaving the majority of minerals intact, but not all. In this Licenciate thesis, early result of a paleodust study from Draftinge Mosse, southern Sweden, are also outlined. Here, the method development mentioned above was applied, enabling a combination of elemental data with mineralogy. Future work includes minor and trace element analysis by ICP–AES and ICP–MS, evaluation of the reproducibility of single core reconstructions, tests of some of the methodological assumptions used in previous paleodust studies, source tracing and paleodust reconstruction from a second site (Gällsered Mosse). 

Abstract [sv]

Atmosfäriskt mineraldamm, mineralpartiklar som lyfts upp i atmosfären och avsätts via eoliska processer, spelar en komplex roll i klimatsystemet då partiklarna påverkar klimatet, samtidigt som rådande klimat också påverkar partikelmängden. De flesta hittills genomförda mineraldamms- studier har utförts på marina sediment eller iskärnor trots att mineraldammspartiklar i störst utsträckning deponeras på kontinenterna. Ombrotrofa mossar (högmossar) kan användas för att rekonstruera avsättning av mineraldamm över tid genom geokemiska analyser på olika djup i torvkärnor. Den kemiska sammansättningen ger information som kan användas för att härleda variationer i partikelmängd, källområden, kornstorlek, samt mineralogisk sammansättning. Bestämning av mineralen är av särskild vikt då det möjliggör identifikation av partiklarnas källområden samt ger kunskap om partiklarnas del i klimat- och ekosystem processer. Att via geokemiska data identifiera mineral prover av blandad sammansättning är dock utmanande, särskilt då många mineral har en liknande kemisk sammansättning. Röntgen diffraktions analys (XRD) är en standardmetod inom berggrundsgeologi för att identifiera mineral, som här används på torvprover. Metoden är icke-destruktiv, men kräver att provet är relativt rent från amorfa faser, så som organiskt material. Då torv innehåller stora mängder organiskt material (>98 %), som dessutom karaktäriseras av att vara svårnedbrutet, utformades ett testprotokoll för att studera vilken metod som är bäst lämpad för att ta bort organiskt material från denna specifika jordtyp. Resultaten från genomförda tester visade att förbränning (500°C) är mest effektivt och även lämnade en majoritet av mineralen intakta, dock inte alla. I denna licenciatavhandling beskrivs även de övergripande målen med min forskning samt tidiga resultat från en mineraldammstudie från Draftinge mosse (Småland), där resultaten från metodstudien ovan applicerats och kombinerats med andra geokemiska data. Vidare arbete inom detta doktorandprojekt kommer innefatta ytterligare geokemiska analyser (spårämnesanalys med ICP-MS och ICP-AES) samt identifiering av källområden. Dessutom kommer ytterligare en mosse (Gällsered mossse) att studeras för förändringar i avsättning av mineraldamm under de senaste 7000 åren.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Department of Geological Sciences, Stockholm University, 2018. p. 34
Keywords
Mineral dust, paleodust, peat, Sweden, Holocene, mineralogy, XRD
National Category
Climate Research Geology
Identifiers
urn:nbn:se:su:diva-153723 (URN)
Presentation
2018-03-19, Högbom, Svante Arrheniusväg 8, Stockholm, 13:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2018-04-10 Created: 2018-03-05 Last updated: 2018-04-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

Search in DiVA

By author/editor
Sjöström, Jenny
By organisation
Department of Geological Sciences
Earth and Related Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 30 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf