토양의 유압 전도도에 폐수 관개 영향: 필드 샘플링 고 포화 된 유압 전도도의 실험실 결정
Summary
여기 우리는 토양 샘플 크기와 잘못 물 흐름 측정에 포함 되지 않도록 토양 컨테이너의 내부에 따라 소위 벽 흐름을 방지 하기 위해 유압 전도도 측정 장치를 일치 하는 방법론을 제시. 그것의 사용은 폐수 관개 사이트에서 수집 된 샘플을 시연 했다.
Abstract
1960 년대 이후 펜실베니아 주립 대학에서 다른 폐수 출력 연습을 연구 하 고 그 영향 모니터링 합니다. 보다는 스트림, 하 폐수 처리 방전 하 고 스트림 품질에 영향을 미치는, 유출에 숲 적용은 한 그로 인하여 직접 자른된 토지는 대학에 의해 관리. 토양의 유압 전도도에 감소와 관련 된 우려는 폐수 재사용을 고려할 때 발생 합니다. 토양 샘플 크기 실험실 기반 유압 전도도 측정 기구의 크기와 일치 하는이 원고에 설명 된 방법론의 혜택으로 샘플의 상대적으로 빠른 컬렉션의 혜택을 제공 합니다 제어 실험실 경계 조건입니다. 결과 사이트의 depressional 영역에 깊이 깊이에서 물을 전송 하는 토양의 기능에 폐수 재사용의 일부 영향 되었을 수도 있습니다 것이 좋습니다. 에 우울증에 토양의 유압 전도도 감소의 대부분 관련 된 깊이 있는 샘플 수집, 그리고 토양 구조와 텍스처 차이와 관련 된 추론에 의해 나타납니다.
Introduction
출력 스트림으로 자치 제에서 대우 한 폐수의 수십 년 동안 표준 연습 되었습니다. 이러한 폐수는 방류 폐수 유출 결과로 받는 물에서 미생물에 의해 주로 생물 학적 산소 소비에 대 한 가능성을 줄이기 위해 처리 됩니다. 미생물에 의해 산소 소비 해 수생 생물, 물고기를 포함 하 여 유출 방전에 그리고 그로 인하여 물 몸에 있는 산소 수준을 감소 하는 폐수의 유기 물질을 저하 됩니다.
최근 수십 년간 우려 관련 무기 영양소, 일부 금속 및 피해는 폐수 내의 다른 화학 물질을 개발 했습니다. Kolpin 외 의해 연구 때문 1, 이전으로 간주 하는 화학 물질의 범위에 큰 초점을 진화 했다. 미국 지질 학회에 의해 출판,이 연구 폐수 처리 시설에서 배출 인해 미국 전역 개인 배려 제품의 광범위 및 강 및 시내에 다른 화학 물질에 대 한 인지도 제기.
1960 년대 이후 펜실베니아 주립 대학에서 연구원 조사 있고 대체 폐수 출력 연습을 다소 독특한 습 한 지역에서 개발. 보다는 스트림, 하 폐수 처리 방전 고 그로 인하여 직접 영향을 미치는 스트림 품질, 유출은 숲 및 대학에 의해 관리 자른된 토지에 적용 됩니다. “는 생활는 필터”, 별명,이 응용 프로그램 지역 캠퍼스 플러스 시정 촌에서 일부에서 생성 된 모든 폐수 방류 현재 사용할 수 있습니다. 이 과잉 영양분 체사피크 베이를 물을 제공 스트림 입력을 위한 가능성을 감소, 지역 차 물 어업, 물고기에 유해 하다 고 다른 화학 제품의 납품을 방지 따뜻한 폐수의 방전에서 보호 수 중 생태계를 직접 접촉에서 폐수에 포함 된.
그러나, 행동 변화의 결과 항상 고이 대체 사용 시설 등 면역이 되지 않습니다. 폐수 방류 수의 응용 프로그램 부정적인 물 토양 표면2, 3,,45 에 침투 수 있도록 하는 토양의 능력을 영향을 여부 및 발생, 큰 결선 질문 발현 그리고 그 화학 물질 부정적인 만드는 화학 물질 (영양소, 항생제 또는 다른 제약 화합물, 퍼스널 케어 제품) 폐수 방류 수에 포함 된 로컬 우물의 가능한 오염 여부 사이트, 또는 항생제 저항의 개발 성장 식물6 화학 물질의 통풍 관을 통해 토양 유기 체7 사이트와 같은 환경 영향
이러한 문제 중 일부는, 결과로이 연구 채도에서 토양의 유압 전도도에 폐수 방류의 관개의 영향을 결정 하. 사용 하는 방법은 선택한 사이트 내부 또는 외부 관개 지역에서에서 토양을 수집 하 고 실험실 설치 토양 샘플 컨테이너 크기를 일치 포함 됩니다. 실험실 기구에 맞게 토양 샘플 컨테이너와 토양 사이의 토양 샘플 컨테이너 아래로 이동 하는 물에서 분리 될 샘플에서 토양 매트릭스를 통해 아래로 이동 하는 물에 대 한 중요 하다. 프로토콜이 발생 되도록 실험실 기구를 구성 하는 방법에 대해 설명 합니다.
토양 샘플 트랙터에 부착 된 유압 코어 샘플러를 사용 하 여 수집 됩니다. 토양 코어 물결 풍경에서 선택된 영역에서 수집 된 고 토양 코어 샘플러에 장착 하는 플라스틱 소매에 유지. 이 코어는 정상 가로 위치에서 또는 depressional 지역에 있는 한 하 거 즈 타운 갯벌 명 개에서 수집 됩니다. 6 대표 회담과 6 depressional 사이트는 관개 지역 (총 12 관개 지역 샘플링 사이트)에서 샘플링 됩니다. 또한, 3 개의 정상 및 3 depressional 사이트는 인접 한, 비 관개 지역 (총 6 개의 비 irrigated 사이트)에서 샘플링 됩니다. 6 코어의 최대 각 코어 샘플 약 150 m m 오래 되 고 (100 m m 플라스틱 소매에 50 m m 금속 샘플러의 커팅 헤드에 포함 된 되 고 포함 되는 샘플의 약 1200 m m의 최대 깊이를 각 사이트에서 수집 됩니다. ). 금속 샘플러에서 제거 후 수집 된 토양 코어를 포함 하는 플라스틱 소매 끝 모자 장착, 실험실에 똑바로 그리고 수송 포화 된 유압 전도도 결정 하는 데 사용 됩니다 때까지 똑바로 저장. 토양의 결정 및 토양 솔루션 농도의 칼슘 (Ca), 마그네슘 (Mg), 나트륨 (Na) Mehlich 3 추출 토양 농도8 와 이온된 수의 견적에 대 한 사용 하 여 각 깊이에 토양 샘플을 수집 하는 동시에, 토양 질량: 물 1:2 비율로 추출 대량. 물 추출의 화학 분석 유도 결합 플라즈마 원자 방출 분 광 법 (ICP-AES)에서 가져온 고 나트륨 흡착 비율 (SAR)를 계산 하는 데 사용 했다.
포화 된 유압 전도도의 결정은 주로9일정 머리 메서드 사용 하 여 수행 됩니다. Ca과 Na를 포함 하는 솔루션 유출 전기 전도도 (EC)를 모방 하 염 토양 품질 변수 필드에 적용 하는 폐수와 비슷한 물에 노출 될 것입니다 그래서 유출의 SAR 만들어집니다. 이 경우에 EC 1.3 dS/m 이며 특별 행정구는 3, EC 및 유출의 SAR 샘플 기간 이전 최근 몇 년 동안에 반영. [기술적으로, 특별 행정구 단위 (milliequivalents/리터)½ 있으며 문학에서 일반적으로 식별 되지.]
Klute 및 Dirksen9 의 지속적인 머리 방법 수정 워커8 유압 토양의 견적에 포함 되지 않도록 토양 매트릭스 밖에 서 발생 한 열을 통해 흐름을 방지 하기 위해 흐름 구분의 개발은 전도도입니다. 흐름 구분 기호 토양 샘플 크기에 맞게 선택 하 고 가공 폴 리 염화 비닐 (PVC) 튜브를 사용 하 여 만들어집니다. 화면 토양 샘플을 지원 하 고 토양 매트릭스를 통해 샘플의 밑에 밖으로 흘러로 이동 했습니다 물을 수 있습니다. 두 번째 콘센트 함으로써 토양 매트릭스를 통해 이동 하는 물의 양을 견적에 제대로 포함 되지 않도록 소위 “벽 흐름”을 제거 하는 플라스틱 슬리브의 안쪽에 아래로 흐른는 물에서.
Protocol
Representative Results
Discussion
필드 기반, 평온한 토양 샘플을 수집 하 고 그들의 유압 전도도 값을 얻을 수 있는 능력 사이트의 데이터를 얻기에 중요 하다. 필드 조건, 최고의 대표 하기 위하여 그것은 그들의 환경 분야에서의 실제 국가 대표에 남아 있는 토양 샘플을 사용 하는 것이 중요. 토양 샘플 서브 하거나 예 유도 압축을 처리 하 여 다음 방해는, 포화 된 유압 전도도 영향을 줄 구조 변화를 경험할 것입니다 필드 사이트…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 펜실베니아 주립 대학 사무실의 물리적 공장 일부 자금을 제공 하기 위한이 프로젝트를 지원 하기 위해 감사 하 고 싶습니다. 일부 자금 또한 USDA 지역 연구 프로젝트 W-3170에 의해 제공 되었다. 우리는 에브라임 Govere 분석 작업과 그의 도움에 대 한 우리의 감사를 표현 하 고 싶습니다. 우리의 가장 깊은 감사 찰스 워커, 누구의 엔지니어링 설계 및 건설 기술 우리가이 작업을 수행 가능 하 게 하는 것입니다.
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 |
Riferimenti
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