שפכים השפעות השקיה על אדמת מוליכות הידראולית: מצמידים שדה דגימה ונחישות מעבדה של רוויה מוליכות הידראולית

Summary

כאן אנו מציגים מתודולוגיה אשר תואם את גודל דגימה אדמה ומכשיר מדידת מוליכות הידראולית כדי למנוע זרימת ה”קיר לאורך בתוך המיכל אדמה להיכלל בטעות במדידות זרימת מים. השימוש בו הוא הפגין עם הדגימות שנאספו מתוך אתר השקיה בשפכים.

Abstract

מאז שנות השישים המוקדמות, אימון פריקה חלופי טיהור שפכים באוניברסיטת המדינה פנסילבניה יש נחקרו ופיקחו את ההשפעות שלה. יותר מאשר מתרוקנת מטופלים שפכים לנחל, ובכך להשפיע על איכות זרם, למסקנות חלה המיוערים עד והיא אדמה שנחתכו מנוהל על-ידי האוניברסיטה. חששות הקשורים הפחתות ב מוליכות הידראולית אדמה מתרחשות כאשר בוחנים קולחין. המתודולוגיה המתוארת בכתב היד, התאמת גודל דגימת קרקע עם הגודל של המנגנון מדידה מבוסס המעבדה מוליכות הידראולית, מספק את היתרונות של אוסף מהירה יחסית של דגימות עם היתרונות של מבוקר תנאי מעבדה גבול. התוצאות מראים כי אולי היו כמה ההשפעה של קולחין על היכולת של הקרקע להעביר מים בעומק עמוק יותר באזורים depressional של האתר. רוב הפחתות מוליכות הידראולית הקרקע בעוד שהמפלצת מופיעים כמקושרים לעומק מ אשר נאסף המדגם, במשתמע, המשויך ההבדלים רקמתי מבניים קרקע.

Introduction

פריקה של קולחין של עיריות אל נחלים כבר אימון רגיל במשך עשרות שנים. שפכים כזה הוא טיפל בעיקר לצורך הפחתת פוטנציאל צריכת חמצן ביולוגית על-ידי מיקרואורגניזמים במים המקבל, כתוצאה למסקנות בשפכים משוחררים. צריכת החמצן על ידי מיקרואורגניזמים השתנה בחומרים אורגניים בשפכים הפחתת רמות החמצן בגוף מים לתוך אשר למסקנות משוחרר, ובכך הפגיעה אורגניזמים ימיים, כולל דגים.

בעשורים האחרונים פיתחו דאגות הקשורות חומרים מזינים אורגניים, מתכות מסוימות של כימיקלים אחרים בתוך השפכים היוצרות לפגוע. בעקבות מחקר שפורסם על ידי. Kolpin et al. ¹, התפתח דגש גדול יותר על מגוון כימיקלים שלא נעשתה בעבר. המחקר, שפורסם על ידי החברה הגיאולוגית ארצות הברית, בחזקת המודעות לגבי מגוון רחב של מוצרי טיפוח אישי וכימיקלים אחרים, נהרות ונחלים ברחבי ארה ב בשל משירות מתקנים לטיהור שפכים.

מאז שנות השישים המוקדמות, חוקרים באוניברסיטת פן יש חקר ופיתח חלופי טיהור שפכים פריקה תרגול ייחודי במידה מסוימת באזור לח. יותר מאשר מתרוקנת מטופלים שפכים לנחל ולאחר והשפעתן ובכך ישירות איכות זרם, למסקנות מוחל על המיוערים ואת האדמה החתוכה מנוהל על-ידי האוניברסיטה. אזור יישום זה, שזכה לכינוי “חיים מסנן”, מקבל כיום כל השפכים למטעי המופקים הקמפוס ועוד כמה מעיריית. זה מקטין את הסבירות של עודף חומרים מזינים להזין נחלים שבהם להעביר מים מפרץ צ’ספיק, מגן את הדיג מים קרים המקומית הפרשות של שפכים חמים אשר מזיק לדגים, ומונעת את המסירה של כימיקלים אחרים הכלול השפכים ישירות ליצור קשר עם המערכת האקולוגית הימית.

עם זאת, תמיד יש תוצאות של שינויים בהתנהגות ולאחר המתקן הזה שימוש חלופי אינה חסינה בפני כזה. שאלות שהתעוררו לגבי אם היישום של שפכים למסקנות השפיע לרעה ביכולת של הקרקע המים לחדור את אדמת פני שטח^{2, 3,4,5} וגרם נגר רבתי, האם יש זיהום אפשרי הבארות מקומי עם כימיקלים (חומרים מזינים, אנטיביוטיקה או אחרים תרכובות פרמצבטיות, מוצרי טיפוח אישי) הכלול למסקנות בשפכים והאם את הכימיקלים האלה יוצר שליליות השפעות סביבתיות, כגון דרך ספיגת כימיקלים לתוך צמחים⁶ גדל על האתר, או את התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה אדמה אורגניזמים⁷ באתר.

כתוצאה, חלק חששות אלה המחקר מבוצע כדי לקבוע את ההשפעות של ההשקייה השפכים למטעי על אדמת מוליכות הידראולית-רוויה. לגישת כרוך איסוף קרקעות מאתרים נבחרים בתוך או מחוץ לאזור שלחין התאמת גודל מיכל המדגם אדמה עם הגדרת מעבדה. חשוב על המכולה דגימת קרקע להתאים המנגנון מעבדה ועל המים נע כלפי מטה דרך המטריקס אדמה במדגם להיפרד מן המים נע כלפי מטה בין הקרקע לבין המכולה דגימת קרקע. הפרוטוקול מתאר איך המנגנון מעבדה בנויה כדי להבטיח שהדבר אירע.

דגימות. אדמה נאספים באמצעות דוגמאות הליבה הידראולי המצורפת טרקטור. ליבות אדמה נאספים מן האזורים שנבחרו בנוף גלית, נשמרים בשרוול פלסטיק משתלב את הדוגם הליבה של אדמה. הליבות האלו הם נאספו מ חמרה סחופת Hagerstown, מלון או בעמדה פסגת נוף או באזור depressional. פסגות נציג 6 ו- 6 אתרי depressional הם לטעום מן האזור שלחין (סך של 12 אתרי הדגימה שלחין באזור). בנוסף, שלוש פסגות ושלושה אתרים depressional הם לטעום מאזור סמוך, שאינם מושקים (סה”כ 6 אתרי שאינם מושקים). לכל היותר שש ליבות נאסף בכל אתר לעומק מרבי של-1200 מ מ, עם כל דגימה להיות כ 150 מ”מ (100mm המדגם בתוך שרוול פלסטיק ו 50 מ מ מוחזקים בתוך ראש חיתוך הדוגם מתכת ). לאחר הסרת מ הדוגם מתכת, שרוולי פלסטיק המכיל הליבות אדמה שנאספו הינם מצוידים עם הקצה אותיות גדולות, מועבר זקוף למעבדה, מאוחסנים זקוף עד שהם משמשים כדי לקבוע את מוליכות הידראולית רוויים. במקביל, דגימות. אדמה נאספים בעומק כל הקביעה של אדמה, אדמה פתרון ריכוזי סידן (Ca), מגנזיום (Mg), נתרן (Na) באמצעות החילוץ של Mehlich 3 עבור הערכות של אדמת ריכוזים⁸ ומים יונים תמציות ביחס של 1:2 של אדמת מסה: מים בנפח גדול. בדיקות כימיות של תמציות מים, התקבלו Inductively בשילוב פלזמה אטומי ספקטרוסקופית פליטה (ICP-AES), שימשו כדי לחשב את יחס ספיחה נתרן (SAR).

הקביעה של מוליכות הידראולית רווי מתבצע בעיקר באמצעות שיטת ראש קבוע⁹. פתרון המכיל Ca ו- Na מלחי לחקות את קולחים מוליכות חשמלית (EC) SAR של למסקנות נוצר אז הקרקע יהיה חשוף למים משתני איכות דומה למי השפכים מיושם בשטח. במקרה זה, EC 1.3 dS/m והוא SAR 3, המשקף את הנציבות האירופית לבין SAR של למסקנות בשנים האחרונות לפני תקופת המדגם. [מבחינה טכנית, מספר היחידות עבור SAR (milliequivalents/ליטר)^½ , לא מזוהים בדרך כלל בספרות.]

השינוי בשיטה ראש קבוע של אשר, Dirksen⁹ היא הפיתוח של מפריד זרימה על ידי ווקר⁸ כדי למנוע זרימה דרך העמודה אשר אירעה מחוץ המטריקס קרקע מ להיות נכללת בהערכה של הקרקע הידראולי מוליכות. במפריד זרימה נבנה באמצעות צינורות פוליוויניל כלוריד (PVC) נבחר ולא במכונה כדי להתאים את גודל דגימת קרקע. המסך תומך את דגימת קרקע ומאפשר המים שהועבר דרך המטריקס אדמה לזרום החוצה התחתון של המדגם. פורקן השני פולט המים יש זרמו למטה בתוך שרוול פלסטיק, סילוק ובכך כביכול “קיר” זרימה”של שגוי להיות נכללת בהערכה של כמות המים עובר דרך המטריקס קרקע.

Protocol

1. בחירת מיקומים דיגום קרקע לזהות דרך צילומי אויר, אתר visit(s) מיקומים אשר קיבלו השקיה על ידי שפכים אלה שאין. בחר במספר אתרים הנציג שממנו לדגימה, הקדשת תשומת לב להבדלים נוף אפשרי (בעיקר נוף מיקום, כגון הפסגה, שיפוע צד, מדרון הבוהן ודיכאון) שבו שדואגים מים, קרקע וצמחים בצורה שונה. ?…

Representative Results

כדי לחקור את השאלה אם היישום השפכים למטעי באתר חיים מסנן השפיע את היכולת של הקרקע להעביר מים, ערכנו ניסויים כדי למדוד את מוליכות הידראולית רוויה קרקעות. השווינו מוליכות הידראולית של קרקעות מאזורים שלחין של האתר עם אלה באזורים שאינם מושקים של האתר. ההשפעה של השפכים למטעי ?…

Discussion

היכולת לאסוף דגימות. אדמה מבוסס-השדה, ללא הפרעה ולקבל את הערכים מוליכות הידראולית שלהם חשוב בהשגת הנתונים נציג של האתר. על מנת לייצג את תנאי המגרש, חשוב להשתמש דגימות. אדמה אשר נשארים נציג מצבו הגופני של הסביבה שלהם בשטח. דגימות. אדמה נאסף מתוך אתר שדה אשר ואז נגרמת הפרעה על-ידי יצירת תת-דגימ…

Materials

Sampling equipment:
Soil Sampler Drill Rig	Giddings Machine Co. Inc	#25-TS / Model HDGSRTS	* NOTE: This model is comparable to the model we utilized but which is no longer produced
Kelly Bar	Giddings Machine Co. Inc	#KB-208 8 Ft. Kelly Bar
Soil Sample Collection Tube	Giddings Machine Co. Inc	#ZC-180 4-3/4” X 7-1/4”
Soil Collection Tube Bit	Giddings Machine Co. Inc	#ZC-190 4-3/4” Standard Relief
Plastic Liner for Soil Sample	Giddings Machine Co. Inc	#ZC-208 3-5/8” x 6”	Enough for the number of samples being collected
Black end caps a for bottom of sample liners	Giddings Machine Co. Inc		To retain samples in liners
Red end caps a for top of sample liners	Giddings Machine Co. Inc		To retain samples in liners
Cooler Chest			Store & maintain samples upright in sample liners during transport from field to lab
Protective gear:
Hardhats, googles, and gloves			other items as needed for personal protection
Saw
Drill and bits
PVC Cement
6 to 8 – 19 mm x 184 mm x 2438 mm boards
2 – barbed fittings; 13 mm HB x MGHT			to connect plastic tubing to supply gutter and to drainage gutter
6 – barbed fitting			to connect plastic tubing to outer PVC cylinder to allow for water drainage
3000 mm long – 19 mm OD / 13 mm ID plastic tubing
6 – 85 mm diameter circular mesh pieces			Can be cut from (e.g.) a 600 mm long, 6 mm x 18 gauge wire mesh (e.g. galvanized steel gutter guard)
Schedule 40 PVC pipe – 96 mm ID / 114 mm OD
Schedule 40 PVC pipe – 73 mm ID / 89 mm OD
Schedule 40 PVC pipe – 63 mm ID / 73 mm OD, OR 6 – 73 mm plastic shower drains
Schedule 40 PVC pipe – 25 mm ID
6 – 6 mm thick x 155 mm square sheets of PVC			Can purchase 2 – 6 mm x 300 mm (appx) sheets for about $20 each from: https://www.interstateplastics.com/Pvc-Gray-Sheet-PVCGE~~SH.php?vid=20180212222911-7p
6 – 140 mm by 19 mm plastic funnels			To direct water flowing from soil sample into collection beaker
Adhesive caulk
1 – length of 150 mm x 1200 mm wire mesh cloth			4 Mesh works well
2 – 120 mm x 1219 mm plastic gutter with end caps
4 – gutter hangers
1 – additional gutter end cap			To be cut as described in procedures to create a constant head in the supply gutter
1 – large plastic tub			Appx 65 L in volume, for example, to serve as water source for the hydraulic conductivity procedure
1 – large plastic tub			To serve for wetting up soil samples
1 – Submersible pump			e.g. Beckett M400 AUL or M400 AS
Plastic tubing			Various sized drainage tubes, water supply tube, and drain from drainage gutter
Container of Cheese Cloth			To place at bottom of soil sample help retain soil in plastic sample container during hydraulic conductivity and wetting up
Rubber bands			Large enough to fit around plastic sample liners tightly
Scale which measures to at least 0.1 gram
Beaker or other container to collect water from each sample
Sodium Chloride			For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil
Calcium Chloride			For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil