Holocene fires in East Amazonia (Caraja`s), new evidences, chronology and relation with paleoclimate

Past studies have evidenced the presence of charcoal in soils and lacustrine sediments of Amazonia region and suggested occurrences of widespread fires during the Middle Holocene. However, the available records do not indicate the changes in fire regime with enough time resolution. We quantified charcoal fragments in lacustrine sediments in a lake of North Carajas plateau in East Amazonia (5 degrees 50`-6 degrees 35`S and 49 degrees 30`-52 degrees 00`W). The charcoal quantification was compared to other sediment proxies, allowing a connection between paleofires and climate changes. Large variations in sediment characteristics led to distinct stages of sedimentation. From 11,800 (base of CSN 93/4) to 4750 cal yr B.P., low accumulation rates of organic matter are observed. Between 7600 cal yr B.P. (base of CSN 93/3 core) and 4750 cal yr B.P., this initial phase of sedimentation is characterized by low chlorophyll derivate accumulation rates and high accumulation rates of Botryococcus braunii, an alga resistant to episodic drought. The first phase of sedimentation would therefore correspond to, a low take level and a drier climate than today. Large biomass burning events occurred between 7450 cal yr B.P. and 4750 cal yr B.P., as indicated by the high charcoal particle concentration. From 4750 cal yr B.P. to 2800 cal yr B.P., accumulation rates of charcoal particles decreased, and the accumulation rate of chlorophyll derivate was low. From 2800 cal yr B.P. to 1300 cal yr B.P., the charcoal accumulation rates reached their lowest values in the core and a rapid increase in lacustrine production is evidenced by the increase in chlorophyll derivates and carbon accumulation rate. From 1300 cal yr B.P. to the last century, the charcoal accumulation rates increased. During the most recent period, the record is characterized by high accumulation rates of chlorophyll derivates while the charcoal particle accumulation rate decreased. This region is still unaffected by the current increase of anthropogenic fires. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Padronização da coaglutinação na preparação de ácidos nucléicos do parvovírus canino e vírus da cinomose para diagnóstico molecular

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da dinâmica de captura em discos proto-planetários

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biosusceptometria de corrente alternada para avaliação do trânsito gastrintestinal de alimentos líquidos em ratos

The gastrointestinal tract is the main route of nutrients absorption and drugs delivery. Is important to know the parameters related to the tract, like gastric emptying and gastrointestinal transit, in order to better understand the behavior of different kind of meals or drugs passing through the GIT. Many techniques are used to study these parameters, such as manometry, scintigraphy, phenol red, activated charcoal and carbon-13 reading. However, these methods use radiation, are invasive and require animal sacrifice. As an alternative proposal, the Alternate Current Biosusceptometry (ACB), a magnetic technique, has proved to be effective for these studies with small animals, in a noninvasive way, low cost, radiation free and avoiding the animal death. Associating the ACB to magnetic micro or nanoparticles used as tracers, it is possible to observe the meal behavior inside of the GIT. Focusing meanly on liquid meals digestion, this paper had the objective to evaluate the efficiency of the ACB technique in gastric emptying and gastrointestinal transit evaluation of liquid meals in rats. To perform the experiments, magnetic nanoparticles (ferrite, MgFe2O4) were used on a 1,5 ml solution introduced by gavage on similar weight and age rats. The sensor made by 2 pairs of coils, capable of generating and detecting magnetic fields, creates a field on the interest place and when this field is in contact with the marked meal, it changes, resulting on a variation of the measured voltage. The voltage variation is analyzed and is obtained a particle concentration on the interest region. The results showed that is possible to apply the ACB technique on the GIT evaluation of liquid particles digestion, gastric emptying and meal cecum arrival time curves were obtained and from that, is possible to observe a pattern of gastrointestinal transit. Both mean process time values were acquired, proving the technique capability of ...

Mucoadhesive Amphiphilic Methacrylic Copolymer-Functionalized Poly(epsilon-caprolactone) Nanocapsules for Nose-to-Brain Delivery of Olanzapine

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito de diferentes cargas orgânicas em cimentos resinosos experimentais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Zum Transport von partikelgebundenen Schadstoffen in der ungesättigten Zone

Bei einer Risikoabschätzung bezüglich einer Gefährdung des Schutzgutes Grundwasser müssen alle relevanten Transportpfade, auf denen Schadstoffe durch die Bodenzone bis ins Grundwasser verlagert werden, identifiziert und quantifiziert werden. Die Verlagerung von Schadstoffen gebunden an mobile Partikel im Sickerwasser wird dabei oft vernachlässigt. In dieser Arbeit wurden sowohl experimentelle Untersuchungen zum Partikeltransport in der Bodenzone als auch Szenarienmodellierungen hinsichtlich der Wechselwirkung Partikel/Schadstoff durchgeführt. Die experimentellen ungesättigten Säulenversuche wurden unter naturnahen stationären und instationären hydraulischen und hydrochemischen Bedingungen durchgeführt. Dabei wurde der Einfluss der Parameter Durchmesser Bodenmatrix, Partikelgröße, Beregnungsintensität, Oberflächenspannung und Hydrochemie auf den Transport von natürlichen und synthetischen Partikeln untersucht. Des Weiteren wurden Untersuchungen zur partikelgebundenen Verlagerung von Phenanthren durchgeführt. In einer numerischen Szenarienmodellierung mit dem Modell SMART wurde untersucht, unter welchen Randbedingungen der Transport von Partikeln gleichzeitig zu signifikanten partikelgebundenen Schadstoffkonzentrationen im Grundwasser führt. Dabei wurden die Parameter Lithologie Partikel/Boden, Hydrophobizität Schadstoff, Partikelkonzentration, Partikeldurchmesser sowie Körnung Bodenmatrix variiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der partikelgebundene Schadstofftransportpfad in der ungesättigten Bodenzone in verschiedenen Szenarien den Anteil mobiler Schadstoffe, die mit dem Sickerwasser ins Grundwasser gelangen, signifikant erhöht. Auf Basis der experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurde ein zweistufiges Bewertungsschema entwickelt, das bereits im Vorfeld einer Risikoabschätzung als Entscheidungshilfe hinsichtlich der Relevanz einer Mobilisierung, eines Transports und des Rückhalts von partikelgebundenen Schadstoffen in der ungesättigten Zone dient.

Elektrokinetik konzentrierter kolloidaler Suspensionen

In dieser Arbeit wurden wässrige Suspensionen ladungsstabilisierter kolloidaler Partikel bezüglich ihres Verhaltens unter dem Einfluss elektrischer Felder untersucht. Insbesondere wurde die elektrophoretische Mobilität µ über einen weiten Partikelkonzentrationsbereich studiert, um das individuelle Verhalten einzelner Partikel mit dem bisher nur wenig untersuchten kollektiven Verhalten von Partikelensembles (speziell von fluid oder kristallin geordneten Ensembles) zu vergleichen. Dazu wurde ein superheterodynes Dopplervelocimetrisches Lichtstreuexperiment mit integraler und lokaler Datenerfassung konzipiert, das es erlaubt, die Geschwindigkeit der Partikel in elektrischen Feldern zu studieren. Das Experiment wurde zunächst erfolgreich im Bereich nicht-ordnender und fluid geordneter Suspensionen getestet. Danach konnte mit diesem Gerät erstmals das elektrophoretische Verhalten von kristallin geordneten Suspensionen untersucht werden. Es wurde ein komplexes Fließverhalten beobachtet und ausführlich dokumentiert. Dabei wurden bisher in diesem Zusammenhang noch nicht beobachtete Effekte wie Blockfluss, Scherbandbildung, Scherschmelzen oder elastische Resonanzen gefunden. Andererseits machte dieses Verhalten die Entwicklung einer neuen Auswertungsroutine für µ im kristallinen Zustand notwendig, wozu die heterodyne Lichtstreutheorie auf den superheterodynen Fall mit Verscherung erweitert werden musste. Dies wurde zunächst für nicht geordnete Systeme durchgeführt. Diese genäherte Beschreibung genügte, um unter den gegebenen Versuchbedingungen auch das Lichtstreuverhalten gescherter kristalliner Systeme zu interpretieren. Damit konnte als weiteres wichtiges Resultat eine generelle Mobilitäts-Konzentrations-Kurve erhalten werden. Diese zeigt bei geringen Partikelkonzentrationen den bereits bekannten Anstieg und bei mittleren Konzentrationen ein Plateau. Bei hohen Konzentrationen sinkt die Mobilität wieder ab. Zur Interpretation dieses Verhaltens bzgl. Partikelladung stehen derzeit nur Theorien für nicht wechselwirkende Partikel zur Verfügung. Wendet man diese an, so findet man eine überraschend gute Übereinstimmung der elektrophoretisch bestimmten Partikelladung Z*µ mit numerisch bestimmten effektiven Partikelladungen Z*PBC.

Eigenschaftskorrelationen in kolloidalen Festkörpern und Fluiden aus optischen Experimenten

Die Arbeit beschäftigt sich mit ein- und zweikomponentigen, geladenen Kolloidsystemen, die in vollentsalzten wässrigen und organischen Dispersionen kristalline Strukturen ausbilden. Im ersten Teil der Arbeit wird die Wechselwirkung der Kolloide mit verschiedenen Methoden charakterisiert. Dabei zeigten sich quantitative Übereinstimmungen zwischen den Resultaten aus Zellenmodellrechnungen und aus elektrokinetischen Messungen einerseits und Messungen des Phasenverhaltens und der Elastizität andererseits. Diese nunmehr gut gesicherten Diskrepanzen und Korrelationen bedürfen des theoretischen Verständnisses. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Erstarrungsverhalten kolloidaler Scherschmelzen in den kristallinen Zustand mit (zeitaufgelöster) statischer Lichtstreuung und mikroskopischen Methoden untersucht. Dies erlaubte zunächst die kritische Überprüfung klassischer Modelle zur Kristallisationskinetik (Wilson- Frenkel- Gesetz, klassische Nukleationstheorie, Kolmogorov- Johnson- Mehl- Avrami (KJMA)- Modell). Es zeigte sich, dass diese Modelle gut geeignet sind die Verfestigung auch geladener kolloidaler Schmelzen zu beschreiben, wenn die diffusive Einteilchendynamik korrekt berücksichtigt wird. Erstmals wurden Oberflächenspannungen zwischen Kristallkeim und Schmelze für geladene Systeme bestimmt, die im Gegensatz zu Hartkugel- Systemen eine lineare Zunahme mit der Partikelkonzentration aufweisen. Der Methodenpark und die Auswerteverfahren wurden sodann auf binäre kolloidale Mischungen übertragen. Entsprechend den Einzelkomponenten kristallisieren alle Mischungen in einer kubischen Struktur. Leitfähigkeitsmessungen und Elastizität stehen meist im Einklang mit der Nukleation zufallsgeordneter Substitutionskristalle. Für mehrere Proben mit unterschiedlichen Größenverhältnissen wurde mit statischer Lichtstreuung der Einfluss der Komposition und der Partikelkonzentration auf das Nukleationsverhalten untersucht. Im Allgemeinen wurde das Nukleationsszenario einkomponentiger Systeme mit einigen unerwarteten, quantitativen Unterschieden reproduziert. Für eine Probe, die eine Kompositionsordnung andeutet, wurden interessante Korrelationen zwischen der Nukleationskinetik und den Eigenschaften des resultierenden Festkörpers gefunden.

Aufbau und Charakterisierung eines flugzeuggetragenen Einzelpartikel-Massenspektrometers

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein flugzeuggetragenes Laserablations-Einzelpartikel-Massenspektrometer von Grund auf entworfen, gebaut, charakterisiert und auf verschiedenen Feldmesskampagnen eingesetzt. Das ALABAMA (Aircraft-based Laser ABlation Aerosol MAss Spectrometer) ist in der Lage die chemische Zusammensetzung und Größe von einzelnen Aerosolpartikeln im submikrometer-Bereich (135 – 900 nm) zu untersuchen.rnNach dem Fokussieren in einer aerodynamischen Linse wird dafür zunächst derrnaerodynamische Durchmesser der einzelnen Partikel mit Hilfe einer Flugzeitmessung zwischen zwei Dauerstrichlasern bestimmt. Anschließend werden die zuvor detektierten und klassifizierten Partikel durch einen gezielten Laserpuls einzeln verdampft und ionisiert. Die Ionen werden in einem bipolaren Flugzeit-Massenspektrometer entsprechend ihrem Masse zu- Ladungs Verhältnisses getrennt und detektiert. Die entstehenden Massenspektren bieten einen detaillierten Einblick in die chemische Struktur der einzelnen Partikel.rnDas gesamte Instrument wurde so konzipiert, dass es auf dem neuen Höhenforschungsflugzeug HALO und anderen mobilen Plattformen eingesetzt werden kann. Um dies zu ermöglichen wurden alle Komponenten in einem Rahmen mit weniger als 0.45 m³ Volumen untergebracht. Das gesamte Instrument inklusive Rahmen wiegt weniger als 150 kg und erfüllt die strengen sicherheitsvorschriften für den Betrieb an Bord von Forschungsflugzeugen. Damit ist ALABAMA das kleinste und leichteste Instrument seiner Art.rnNach dem Aufbau wurden die Eigenschaften und Grenzen aller Komponenten detailliert im Labor und auf Messkampagnen charakterisiert. Dafür wurden zunächst die Eigenschaften des Partikelstrahls, wie beispielsweise Strahlbreite und –divergenz, ausführlich untersucht. Die Ergebnisse waren wichtig, um die späteren Messungen der Detektions- und Ablationseffizienz zu validieren.rnBei den anschließenden Effizienzmessungen wurde gezeigt, dass abhängig von ihrer Größe und Beschaffenheit, bis zu 86 % der vorhandenen Aerosolpartikel erfolgreich detektiert und größenklassifiziert werden. Bis zu 99.5 % der detektierten Partikel konnten ionisiert und somit chemisch untersucht werden. Diese sehr hohen Effizienzen sind insbesondere für Messungen in großer Höhe entscheidend, da dort zum Teil nur sehr geringe Partikelkonzentrationen vorliegen.rnDas bipolare Massenspektrometer erzielt durchschnittliche Massenauflösungen von bis zu R=331. Während Labor- und Feldmessungen konnten dadurch Elemente wie Au, Rb, Co, Ni, Si, Ti und Pb eindeutig anhand ihres Isotopenmusters zugeordnet werden.rnErste Messungen an Bord eines ATR-42 Forschungsflugzeuges während der MEGAPOLI Kampagne in Paris ergaben einen umfassenden Datensatz von Aerosolpartikeln innerhalb der planetaren Grenzschicht. Das ALABAMA konnte unter harten physischen Bedingungen (Temperaturen > 40°C, Beschleunigungen +/- 2 g) verlässlich und präzise betrieben werden. Anhand von charakteristischen Signalen in den Massenspektren konnten die Partikel zuverlässig in 8 chemische Klassen unterteilt werden. Einzelne Klassen konnten dabei bestimmten Quellen zugeordnet werden. So ließen sich beispielsweise Partikel mit starkerrnNatrium- und Kaliumsignatur eindeutig auf die Verbrennung von Biomasse zurückführen.rnALABAMA ist damit ein wertvolles Instrument um Partikel in-situ zu charakterisieren und somit verschiedenste wissenschaftliche Fragestellungen, insbesondere im Bereich der Atmosphärenforschung, zu untersuchen.

Charakterisierung von optischen Partikelspektrometern und in-situ Messungen zur Mikrophysik der polaren Stratosphärenwolken

Polare Stratosphärenwolken (PSC), die unterhalb einer Temperatur von etwa -78 °C in polaren Regionen auftreten, üben einen starken Einfluss auf die stratosphärische Ozonschicht aus. Dieser Einfluss erfolgt größtenteils über heterogene chemische Reaktionen, die auf den Oberflächen von Wolkenpartikeln stattfinden. Chemische Reaktionen die dabei ablaufen sind eine Voraussetzung für den späteren Ozonabbau. Des Weiteren verändert die Sedimentation der Wolkenpartikel die chemische Zusammensetzung bzw. die vertikale Verteilung der Spurengase in der Stratosphäre. Für die Ozonchemie spielt dabei die Beseitigung von reaktivem Stickstoff durch Sedimentation Salpetersäure-haltiger Wolkenpartikeln (Denitrifizierung) eine wichtige Rolle. Durch gleichen Sedimentationsprozess von PSC Elementen wird der Stratosphäre des weiteren Wasserdampf entzogen (Dehydrierung). Beide Prozesse begünstigen einen länger andauernden stratosphärischen Ozonabbau im polaren Frühling.rnGerade im Hinblick auf die Denitrifikation durch Sedimentation größerer PSC-Partikel werden in dieser Arbeit neue Resultate von in-situ Messungen vorgestellt, die im Rahmen der RECONCILE-Kampagne im Winter des Jahres 2010 an Bord des Höhenforschungs-Flugzeugs M-55 Geophysica durchgeführt wurden. Dabei wurden in fünf Flügen Partikelgrößenverteilungen in einem Größenbereich zwischen 0,5 und 35 µm mittels auf der Lichtstreuung basierender Wolkenpartikel-Spektrometer gemessen. Da polare Stratosphärenwolken in Höhen zwischen 17 und 30 km auftreten, sind in-situ Messungen vergleichsweise selten, so dass noch einige offene Fragen bestehen bleiben. Gerade Partikel mit optischen Durchmessern von bis zu 35µm, die während der neuen Messungen detektiert wurden, müssen mit theoretischen Einschränkungen in Einklang gebracht werden. Die Größe der Partikel wird dabei durch die Verfügbarkeit der beteiligten Spurenstoffe (Wasserdampf und Salpetersäure), die Sedimentationsgeschwindigkeit, Zeit zum Anwachsen und von der Umgebungstemperatur begrenzt. Diese Faktoren werden in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Aus dem gemessenen Partikelvolumen wird beispielsweise unter der Annahme der NAT-Zusammensetzung (Nitric Acid Trihydrate) die äquivalente Konzentration des HNO 3 der Gasphase berechnet. Im Ergebnis wird die verfügbare Konzentration von Salpetersäure der Stratosphäre überschritten. Anschließend werden Hypothesen diskutiert, wodurch das gemessene Partikelvolumen überschätzt worden sein könnte, was z.B. im Fall einer starken Asphärizität der Partikel möglich wäre. Weiterhin wurde eine Partikelmode unterhalb von 2-3µm im Durchmesser aufgrund des Temperaturverhaltens als STS (Supercooled Ternary Solution droplets) identifiziert.rnUm die Konzentration der Wolkenpartikel anhand der Messung möglichst genau berechnen zu können, muss das Messvolumen bzw. die effektive Messfläche der Instrumente bekannt sein. Zum Vermessen dieser Messfläche wurde ein Tröpfchengenerator aufgebaut und zum Kalibrieren von drei Instrumenten benutzt. Die Kalibration mittels des Tröpfchengenerators konzentrierte sich auf die Cloud Combination Probe (CCP). Neben der Messfläche und der Größenbestimmung der Partikel werden in der Arbeit unter Zuhilfenahme von Messungen in troposphärischen Wolken und an einer Wolkensimulationskammer auch weitere Fehlerquellen der Messung untersucht. Dazu wurde unter anderem die statistische Betrachtung von Intervallzeiten einzelner Messereignisse, die in neueren Sonden aufgezeichnet werden, herangezogen. Letzteres ermöglicht es, Messartefakte wie Rauschen, Koinzidenzfehler oder „Shattering“ zu identifizieren.rn

Quantum dot cytotoxicity in vitro: An investigation into the cytotoxic effects of a series of different surface chemistries and their core/shell materials

Abstract The aim of this study was to assess the effects of a series of different surface coated quantum dots (QDs) (organic, carboxylated [COOH] and amino [NH(2)] polytethylene glycol [PEG]) on J774.A1 macrophage cell viability and to further determine which part of the QDs cause such toxicity. Cytotoxic examination (MTT assay and LDH release) showed organic QDs to induce significant cytotoxicity up to 48 h, even at a low particle concentration (20 nM), whilst both COOH and NH(2) (PEG) QDs caused reduced cell viability and cell membrane permeability after 24 and 48 h exposure at 80 nM. Subsequent analysis of the elements that constitute the QD core, core/shell and (organic QD) surface coating showed that the surface coating drives QD toxicity. Elemental analysis (ICP-AES) after 48 h, however, also observed a release of Cd from organic QDs. In conclusion, both the specific surface coating and core material can have a significant impact on QD toxicity.

ALTERNATING CURRENT DIELECTROPHORESIS OF CORE-SHELL NANOPARTICLES: EXPERIMENTS AND COMPARISON WITH THEORY

Nanoparticles are fascinating where physical and optical properties are related to size. Highly controllable synthesis methods and nanoparticle assembly are essential [6] for highly innovative technological applications. Among nanoparticles, nonhomogeneous core-shell nanoparticles (CSnp) have new properties that arise when varying the relative dimensions of the core and the shell. This CSnp structure enables various optical resonances, and engineered energy barriers, in addition to the high charge to surface ratio. Assembly of homogeneous nanoparticles into functional structures has become ubiquitous in biosensors (i.e. optical labeling) [7, 8], nanocoatings [9-13], and electrical circuits [14, 15]. Limited nonhomogenous nanoparticle assembly has only been explored. Many conventional nanoparticle assembly methods exist, but this work explores dielectrophoresis (DEP) as a new method. DEP is particle polarization via non-uniform electric fields while suspended in conductive fluids. Most prior DEP efforts involve microscale particles. Prior work on core-shell nanoparticle assemblies and separately, nanoparticle characterizations with dielectrophoresis and electrorotation [2-5], did not systematically explore particle size, dielectric properties (permittivity and electrical conductivity), shell thickness, particle concentration, medium conductivity, and frequency. This work is the first, to the best of our knowledge, to systematically examine these dielectrophoretic properties for core-shell nanoparticles. Further, we conduct a parametric fitting to traditional core-shell models. These biocompatible core-shell nanoparticles were studied to fill a knowledge gap in the DEP field. Experimental results (chapter 5) first examine medium conductivity, size and shell material dependencies of dielectrophoretic behaviors of spherical CSnp into 2D and 3D particle-assemblies. Chitosan (amino sugar) and poly-L-lysine (amino acid, PLL) CSnp shell materials were custom synthesized around a hollow (gas) core by utilizing a phospholipid micelle around a volatile fluid templating for the shell material; this approach proves to be novel and distinct from conventional core-shell models wherein a conductive core is coated with an insulative shell. Experiments were conducted within a 100 nl chamber housing 100 um wide Ti/Au quadrapole electrodes spaced 25 um apart. Frequencies from 100kHz to 80MHz at fixed local field of 5Vpp were tested with 10-5 and 10-3 S/m medium conductivities for 25 seconds. Dielectrophoretic responses of ~220 and 340(or ~400) nm chitosan or PLL CSnp were compiled as a function of medium conductivity, size and shell material.

Polychlorinated Biphenyls in Glaciers. 2. Model Results of Deposition and Incorporation Processes

In previous work, Alpine glaciers have been identified as a secondary source of persistent organic pollutants (POPs). However, detailed understanding of the processes organic chemicals undergo in a glacial system was missing. Here, we present results from a chemical fate model describing deposition and incorporation of polychlorinated biphenyls (PCBs) into an Alpine glacier (Fiescherhorn, Switzerland) and an Arctic glacier (Lomonosovfonna, Norway). To understand PCB fate and dynamics, we investigate the interaction of deposition, sorption to ice and particles in the atmosphere and within the glacier, revolatilization, diffusion and degradation, and discuss the effects of these processes on the fate of individual PCB congeners. The model is able to reproduce measured absolute concentrations in the two glaciers for most PCB congeners. While the model generally predicts concentration profiles peaking in the 1970s, in the measurements, this behavior can only be seen for higher-chlorinated PCB congeners on Fiescherhorn glacier. We suspect seasonal melt processes are disturbing the concentration profiles of the lower-chlorinated PCB congeners. While a lower-chlorinated PCB congener is mainly deposited by dry deposition and almost completely revolatilized after deposition, a higher-chlorinated PCB congener is predominantly transferred to the glacier surface by wet deposition and then is incorporated into the glacier ice. The incorporated amounts of PCBs are higher on the Alpine glacier than on the Arctic glacier due to the higher precipitation rate and aerosol particle concentration on the former. Future studies should include the effects of seasonal melt processes, calculate the quantities of PCBs incorporated into the entire glacier surface, and estimate the quantity of chemicals released from glaciers to determine the importance of glaciers as a secondary source of organic chemicals to remote aquatic ecosystems.

New LA-ICP-MS cryocell and calibration technique for sub-millimeter analysis of ice cores

Ice cores provide a robust reconstruction of past climate. However, development of timescales by annual-layer counting, essential to detailed climate reconstruction and interpretation, on ice cores collected at low-accumulation sites or in regions of compressed ice, is problematic due to closely spaced layers. Ice-core analysis by laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry (LA-ICP-MS) provides sub-millimeter-scale sampling resolution (on the order of 100μm in this study) and the low detection limits (ng L–1) necessary to measure the chemical constituents preserved in ice cores. We present a newly developed cryocell that can hold a 1m long section of ice core, and an alternative strategy for calibration. Using ice-core samples from central Greenland, we demonstrate the repeatability of multiple ablation passes, highlight the improved sampling resolution, verify the calibration technique and identify annual layers in the chemical profile in a deep section of an ice core where annual layers have not previously been identified using chemistry. In addition, using sections of cores from the Swiss/Italian Alps we illustrate the relationship between Ca, Na and Fe and particle concentration and conductivity, and validate the LA-ICP-MS Ca profile through a direct comparison with continuous flow analysis results.