Molecular Models of Radionuclide Interaction with Soil Minerals

2015 ◽  
pp. 87-109
Author(s):  
Randall T. Cygan
Keyword(s):  
Molecular Models ◽  
Soil Minerals

Changes in the structure and formal K-Ar age of soil minerals in response to mineral fertilization

2013 ◽  
Vol 62 (1) ◽  
pp. 81-98
Author(s):  
Kadosa Balogh ◽  
Imre Kádár
Keyword(s):  
List Type ◽  
Mineral Fertilization ◽  
Soil Minerals

Ismeretes, hogy trágyázás hatására a talaj agyagásványai megváltoztatják szerkezetüket. Továbbá az is, hogy az Alföld fiatal üledékein mérhető formális K-Ar „korok” legtöbbször mezozoosak. Azaz lényegében megőrizték képződésük korát, mely a lepusztulás, elszállítódás és lerakódás folyamán csak nagyon keveset változhatott. Következésképpen a talajműveléssel járó ásványátalakulás megváltoztatja a formális K-Ar korokat is. Ennek a valószínűsíthető effektusnak a kimutatására tettünk kísérletet annak reményében, hogy a K-Ar módszer alkalmassá tehető azoknak az elváltozásoknak az integrális mérésére, melyeket az agyagásványok képződésük óta elszenvedtek. E munka során biztató eredményeket értünk el, és sikerült körvonalaznunk a további megoldandó feladatokat. Kimutattuk, hogy:A soha nem trágyázott erdő talaj agyagásványainak K-Ar „kora” idősebb a szomszédos, trágyázott nagyüzemi szántó agyagásványainak „koránál”. Az ismert mennyiségű NPK-val trágyázott talajok agyagásványai közül a nagyobb mennyiségű K-műtrágyát kapott talaj agyagásványain mutatható ki fiatalodás, mintha az effektusnak küszöbértéke lenne. A K-műtrágyát nem kapott talajok közül azok kora az „idősebb”, amelyek NP-trágyázásban részesültek. Ez a növényzet K-felvételével lenne magyarázható: ha a NP-trágyázás hatására a növényzet több káliumot vesz fel úgy, hogy a felvett kálium részben a rétegszilikátokból származik. Ebben az esetben a K-Ar kor akkor növekedhet, ha a kálium a 40Ar(rad)-nál nagyobb arányban távozik az agyagásványokból. Ez lehetséges, mivel a 40Ar(rad) keletkezésekor a bomlás visszalökődési energiájának segítségével a 40Ar(rad) átjuthat az oktaéderes rétegbe.A bemutatott 2. táblázat adatai szerint a K-Ar „kor” függ a szemcsemérettől, a kisebb szemcsék „fiatalabbak”. Ez a függés rendkívül hasonló a kisfokú metamorfitokon megfigyelthez. A fiatal üledékek nemcsak a kort, hanem annak a szemcsemérettől való függését is megőrizték a kisfokú metamorfózistól a talajképződésig eltelt idő alatt. A szemcseméret függés oka az illitesedés folyamatának elhúzódása az átalakuláshoz szükséges kálium lassú diffúziója miatt. Az üledékes kőzeten kialakult talaj szemcseméretét a szállítás és talajképződés során végbement aprózódás és mállás ugyanakkor tovább alakítják. Ha tehát a trágyázás hatására bekövetkezett változást kívánjuk vizsgálni, akkor alapvető követelmény, hogy a referenciának használt és a hozzá hasonlított talajból ugyanazt a szemcseméretet vizsgáljuk. Emiatt, a szemcsék összetapadását elkerülendő, kísérletet tettünk a szemcsék karbonátmentesítésére, továbbá a humuszsavak elroncsolására is.A 3. táblázatban együtt tanulmányozhatók a kezeletlen mintákból és a karbonát- és humuszmentesített mintákból elválasztott ásványokon mért K, 40Ar(rad) és koradatok. A karbonát- és humuszmentesítés hatására minden mintában dúsult a Kkoncentráció, a formális K-Ar kor szintén emelkedett, ami azt mutatja, hogy a minták illittartalma nőtt. Emellett azonban a kontrollhoz képest „fiatalodott kort” csak a 4. és 7. minta esetén észleltünk, e két minta közös vonása a K-tartalom nagyobb növekedése és a műtrágyaként hozzáadott kálium magas értéke; ez az eddigiek fényében nem meglepő. Érdekes viszont, hogy a káliumban leggazdagabb 10. minta kora nem csökkent érdemben. Ennek oka vélhetően az, hogy ez a talaj volt a legnagyobb mennyiségű NP-műtrágyával kezelve, ami megnövelhette a növényzet Kfelvételét is (vagy az NH4-ion K-iont szorított ki), így az agyagásványok átalakítására kevesebb kálium maradt.A módszer alkalmazása olyan referencia talaj használatát kívánja meg, ami eredetileg azonos volt a vizsgált talajjal, de trágyázásban nem részesült. Ezt a feltételt egy öreg erdő talaja teljesíti. Az öreg erdők ritkasága az Alföldön azonban korlátozza a módszer alkalmazhatóságát. Felvetődött a kérdés, hogy mivel a kálium nagyon gyorsan megkötődik, a mélyebb talajréteg nem használható-e referencia talajként? A formális K-Ar kor mélységfüggését a 4. táblázatban foglalt adatok egyértelműen mutatják, a mélységgel a formális kor nő. Ebben az esetben viszont nem különböztethető meg a K-műtrágya és az ősi növényzet feltalajban akkumulált K-hatása. A feltételezett effektus kimutatása után a mérési módszer kidolgozása további vizsgálatokat igényel, mindenekelőtt a mintaelőkészítés területén. A továbblépéshez nélkülözhetetlennek látszik az agyagásványminták XRD módszeres vizsgálata. Továbbá a szmektit, az I/S és az illit szétválasztásának, illetve dúsításának megkísérlése eltérő peptizálódásuk alapján, esetleg a kisebb méretű ásványok elválasztása centrifugálással.Az alkalmazási lehetőségek közül fontos lehet az ásványátalakulás mértékének tanulmányozása a talajtípus és a művelés történetének függvényben; a növényzet milyenségének hatása az ásványátalakulásra; továbbá az alföldi folyók gátjai között a folyószabályozás óta leülepedett, azonos fekün képződött talajon a kor mélységfüggésének tanulmányozása, ami ebben az esetben lehetővé tenné a növényzet által felszínre szállított kálium mennyiségének és ásványátalakító hatásának elkülönített tanulmányozását.

Structural Determination of the Hydrofullerene C60D36 by Neutron Diffraction

1998 ◽  
Vol 54 (3) ◽  
pp. 345-350 ◽  
Author(s):  
L. E. Hall ◽  
D. R. McKenzie ◽  
R. L. Davis ◽  
M. I. Attalla ◽  
A. M. Vassallo
Keyword(s):  
Neutron Diffraction ◽  
Density Function ◽  
Diffraction Data ◽  
Fourier Transformation ◽  
Structural Determination ◽  
Molecular Models ◽  
Reduced Density ◽  
C Nmr

A mixture of C60D36 with 24.5 \pm 4.5% C60 by weight has been analysed by neutron diffraction techniques. The diffraction data was converted to a reduced density function G(r) by Fourier transformation. The C60 component of the G(r) was subtracted out. This enabled a comparison for five molecular models of C60D36, with symmetries T, Th , S 6 and two D 3 d isomers, with the experimental G(r). This specimen of C60D36 was found to be best described by a T symmetry isomer, in agreement with 13C NMR and IR data for C60H36 [Attalla et al. (1993). J. Phys. Chem. pp. 6329–6331].

scholarly journals Unveiling Carbon Dioxide and Ethanol Diffusion in Carbonated Water-Ethanol Mixtures by Molecular Dynamics Simulations

Molecules ◽  
2021 ◽  
Vol 26 (6) ◽  
pp. 1711
Author(s):  
Mohamed Ahmed Khaireh ◽  
Marie Angot ◽  
Clara Cilindre ◽  
Gérard Liger-Belair ◽  
David A. Bonhommeau
Keyword(s):  
Carbon Dioxide ◽  
Molecular Dynamics ◽  
Diffusion Coefficients ◽  
Hydrodynamic Radius ◽  
Md Simulations ◽  
Molecular Models ◽  
Experimental Values ◽  
Carbon Dioxide Co2 ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Apparent Disagreement

The diffusion of carbon dioxide (CO2) and ethanol (EtOH) is a fundamental transport process behind the formation and growth of CO2 bubbles in sparkling beverages and the release of organoleptic compounds at the liquid free surface. In the present study, CO2 and EtOH diffusion coefficients are computed from molecular dynamics (MD) simulations and compared with experimental values derived from the Stokes-Einstein (SE) relation on the basis of viscometry experiments and hydrodynamic radii deduced from former nuclear magnetic resonance (NMR) measurements. These diffusion coefficients steadily increase with temperature and decrease as the concentration of ethanol rises. The agreement between theory and experiment is suitable for CO2. Theoretical EtOH diffusion coefficients tend to overestimate slightly experimental values, although the agreement can be improved by changing the hydrodynamic radius used to evaluate experimental diffusion coefficients. This apparent disagreement should not rely on limitations of the MD simulations nor on the approximations made to evaluate theoretical diffusion coefficients. Improvement of the molecular models, as well as additional NMR measurements on sparkling beverages at several temperatures and ethanol concentrations, would help solve this issue.

Stabilization of dissolvable biochar by soil minerals: Release reduction and organo-mineral complexes formation

2021 ◽  
Vol 412 ◽  
pp. 125213
Author(s):  
Fan Yang ◽  
Zibo Xu ◽  
Yuandong Huang ◽  
Daniel C.W. Tsang ◽  
Yong Sik Ok ◽  
...  
Keyword(s):  
Soil Minerals

Investigating Sorption on Iron−Oxyhydroxide Soil Minerals by Solid-State NMR Spectroscopy:  A6Li MAS NMR Study of Adsorption and Absorption on Goethite

2005 ◽  
Vol 109 (39) ◽  
pp. 18310-18315 ◽  
Author(s):  
Ulla Gro Nielsen ◽  
Younkee Paik ◽  
Keinia Julmis ◽  
Martin A. A. Schoonen ◽  
Richard J. Reeder ◽  
...  
Keyword(s):  
Solid State ◽  
Nmr Spectroscopy ◽  
Solid State Nmr ◽  
Mas Nmr ◽  
Iron Oxyhydroxide ◽  
Soil Minerals ◽  
Solid State Nmr Spectroscopy ◽  
Nmr Study

scholarly journals Involvement of single-stranded tails in homologous recombination of DNA injected into Xenopus laevis oocyte nuclei.

1991 ◽  
Vol 11 (6) ◽  
pp. 3268-3277 ◽  
Author(s):  
E Maryon ◽  
D Carroll
Keyword(s):  
Homologous Recombination ◽  
Xenopus Laevis ◽  
Gel Electrophoresis ◽  
Xenopus Laevis Oocyte ◽  
Molecular Models ◽  
Mixed Substrates ◽  
Two Dimensional Gel Electrophoresis ◽  
Recombination Pathway ◽  
Made In

Homologous recombination of DNA molecules injected into Xenopus laevis oocyte nuclei is extremely efficient when those molecules are linear and have overlapping homologous ends. It was previously shown that a 5'----3' exonuclease activity in oocytes attacks injected linear DNAs and leaves them with single-stranded 3' tails. We tested the hypothesis that such tailed molecules are early intermediates on the pathway to recombination products. Substrates with 3' tails were made in vitro and injected into oocytes, where they recombined rapidly and efficiently. In experiments with mixed substrates, molecules with 3' tails entered recombination intermediates and products more rapidly than did molecules with flush ends. Molecules endowed in vitro with 5' tails also recombined efficiently in oocytes, but their rate was not faster than for flush-ended substrates. In most cases, the 5' tails served as templates for resynthesis of the 3' strands, regenerating duplex ends which then entered the normal recombination pathway. In oocytes from one animal, some of the 5' tails were removed, and this was exacerbated when resynthesis was partially blocked. Analysis by two-dimensional gel electrophoresis of recombination intermediates from 5'-tailed substrates confirmed that they had acquired 3' tails as a result of the action of the 5'----3' exonuclease. These results demonstrate that homologous recombination in oocytes proceeds via a pathway that involves single-stranded 3' tails. Molecular models incorporating this feature are discussed.

scholarly journals Toward a mechanistic understanding of electrocatalytic nanocarbon

2021 ◽  
Vol 12 (1) ◽  
Author(s):  
Erik J. Askins ◽  
Marija R. Zoric ◽  
Matthew Li ◽  
Zhengtang Luo ◽  
Khalil Amine ◽  
...  
Keyword(s):  
Spectroscopic Studies ◽  
Synthetic Methods ◽  
Computational Studies ◽  
Molecular Models ◽  
Chemical Production ◽  
True Nature ◽  
Catalytic Mechanisms ◽  
Mechanistic Understanding ◽  
Further Development

AbstractElectrocatalytic nanocarbon (EN) is a class of material receiving intense interest as a potential replacement for expensive, metal-based electrocatalysts for energy conversion and chemical production applications. The further development of EN will require an intricate knowledge of its catalytic behaviors, however, the true nature of their electrocatalytic activity remains elusive. This review highlights work that contributed valuable knowledge in the elucidation of EN catalytic mechanisms. Experimental evidence from spectroscopic studies and well-defined molecular models, along with the survey of computational studies, is summarized to document our current mechanistic understanding of EN-catalyzed oxygen, carbon dioxide and nitrogen electrochemistry. We hope this review will inspire future development of synthetic methods and in situ spectroscopic tools to make and study well-defined EN structures.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document