Effect of sterilization and experimental conditions on the isotopic exchange of nickel in two contrasting soils

Summary A detailed study of the isotopic exchangeability of native nickel is presented for two contrasting soils. Non‐sterile soils were compared with γ‐sterilized soil to assess the role of microbial activity in modifying nickel speciation. The distribution coefficient, K d , was measured in a range of suspensions and in moist soil. Solution and soil solids were separated by double centrifuging. Soils were wetted with either water or 0.01  m CaCl 2 solution. The change in K d was also recorded for the soils incubated moist over a 6‐week period. K d values decreased markedly as suspension was more concentrated, and data obtained in moist soil followed the same trend. Data obtained at a soil:solution ratio of 1:1 are closer to those obtained for soil incubated at field capacity (or drier) than those obtained at the more usual 1:10 ratio. Sterilization caused a marked increase in nickel solubility (about a threefold decrease in K d for one soil and a 25% decrease for the other). Soil analysis showed that sterilization modified only water‐extractable organic carbon and EDTA‐extractable Mn. The effect of solution composition on K d was less marked. These effects are attributed largely to dissolved organic carbon and easily extractable manganese oxides. There was relatively little change in K d over the 6‐week period, suggesting that except for strongly anoxic soils, the distribution of nickel measured after 24 hours is a good estimation of K d in situ . Effet de la stérilisation et des conditions expérimentales sur l'échange isotopique du nickel dans deux sols contrastés Résumé Une étude détaillée de l'échangeabilité isotopique du nickel natif de deux sols contrastés est présentée. Les sols non‐stériles ont été comparés aux sols stérilisés par rayonnement‐γ pour évaluer le rôle de l'activité microbienne dans la modification de la spéciation du nickel. Le coefficient de distribution, K d , a été mesuré dans une gamme de suspensions et dans le sol humide. La solution et la phase solide du sol ont été séparées par centrifugation en deux étapes. Les sols ont été humectés soit avec l'eau soit avec une solution de 0,01 m CaCl 2 . La modification du K d a été suivie pour les sols humides sur une période de 6 semaines. Les valeurs de K d diminuaient fortement avec l'augmentation de la teneur en solide de la suspension. Les données obtenues avec un rapport sol:solution de 1:1 sont plus proches de celles obtenues pour le sol incubéà la capacité au champ (ou plus sec) que celle obtenu au rapport 1:10, qui est plus souvent utilisé. La stérilisation a résulté dans une augmentation importante de la solubilité du nickel (une diminution du K d d'environ un facteur de 3 pour un sol et une diminution de 25% pour l'autre). L'analyse du sol indiquait que la stérilisation modifiait seulement le carbone organique extractible à l'eau et le Mn extractible par l'EDTA. L'effet de la composition de la solution sur le K d était moins marqué. Ces effets sont attribués principalement au carbone organique dissout et les oxydes de manganèse facilement extractibles. Le K d évoluait peu pendant la période de 6 semaines, ce qui suggère que la distribution du nickel mesuré après 24 heures soit une bonne estimation du K d in situ , sauf éventuellement pour les sols fortement anoxiques.