मिट्टी पर अपशिष्ट सिंचाई प्रभावों हाइड्रोलिक चालकता: युग्मित क्षेत्र नमूना और संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता के प्रयोगशाला निर्धारण
Summary
यहां हम एक पद्धति है जो मिट्टी के नमूने का आकार और एक हाइड्रोलिक चालकता माप डिवाइस से मेल खाती है मिट्टी कंटेनर के अंदर के साथ तथाकथित दीवार प्रवाह को रोकने के ग़लती से पानी के प्रवाह माप में शामिल किया जा रहा है । इसके उपयोग एक अपशिष्ट जल सिंचाई साइट से एकत्र नमूनों के साथ प्रदर्शन किया है ।
Abstract
1960 के दशक के बाद से, पेंसिल्वेनिया राज्य विश्वविद्यालय में एक वैकल्पिक अपशिष्ट जल निर्वहन अभ्यास शोध किया गया है और इसके प्रभावों पर नजर रखी । बल्कि एक धारा के लिए इलाज अपशिष्ट निर्वहन से, और इस तरह सीधे धारा की गुणवत्ता को प्रभावित, प्रवाह वानिकी और फसली भूमि विश्वविद्यालय द्वारा प्रबंधित करने के लिए लागू किया जाता है । मिट्टी हाइड्रोलिक चालकता में कटौती से संबंधित चिंताओं जब अपशिष्ट पुनः प्रयोग पर विचार हो । इस पांडुलिपि में वर्णित पद्धति, प्रयोगशाला आधारित हाइड्रोलिक चालकता माप तंत्र के आकार के साथ मिट्टी नमूना आकार मिलान, नियंत्रित करने के लाभों के साथ नमूनों की एक अपेक्षाकृत तेजी से संग्रह का लाभ प्रदान करता है प्रयोगशाला सीमा की स्थिति । परिणामों का सुझाव है कि मिट्टी का पुनः प्रयोग के कुछ प्रभाव हो सकता है कि भूमि के लिए साइट के अवसादी क्षेत्रों में गहरी गहराई में पानी संचारित करने की क्षमता पर । अवसादग्रस्तता में मिट्टी हाइड्रोलिक चालकता में कटौती की सबसे गहराई से जो नमूना एकत्र किया गया था करने के लिए संबंधित होने के लिए दिखाई देते हैं, और अनुमान, मिट्टी संरचनात्मक और textural मतभेदों के साथ जुड़े ।
Introduction
नदियों में नगर पालिकाओं से इलाज अपशिष्ट जल का निर्वहन दशकों के लिए एक मानक अभ्यास किया गया है । इस तरह के अपशिष्ट जल मुख्य रूप से प्राप्त पानी में सूक्ष्मजीवों द्वारा जैविक ऑक्सीजन की खपत के लिए क्षमता को कम करने के प्रयोजन के लिए इलाज किया जाता है, निर्वहन अपशिष्ट प्रवाह का एक परिणाम के रूप में । सूक्ष्मजीवों द्वारा ऑक्सीजन की खपत पानी के शरीर में ऑक्सीजन के स्तर को कम करने के प्रवाह में कार्बनिक पदार्थों को नीचा दिखाती है और इस प्रकार मछली सहित जलीय जीवों को नुकसान पहुंचाता है ।
हाल के दशकों में चिंताओं अकार्बनिक पोषक तत्वों, कुछ धातुओं, और अपशिष्ट जल जो नुकसान बनाने के भीतर अंय रसायनों से संबंधित विकसित की है । Kolpin एट अल द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन के कारण । 1, पहले से विचार नहीं रसायनों की एक सीमा पर अधिक से अधिक ध्यान केंद्रित विकसित किया गया है । इस अध्ययन, संयुक्त राज्य अमेरिका भूवैज्ञानिक सोसायटी द्वारा प्रकाशित, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों और नदियों में अंय रसायनों और अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं से मुक्ति के कारण अमेरिका भर में अंय रसायन की व्यापक रेंज के बारे में जागरूकता उठाया ।
1960 के दशक के बाद से, पेन राज्य विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं ने जांच की है और एक वैकल्पिक अपशिष्ट जल निर्वहन अभ्यास एक आर्द्र क्षेत्र में कुछ अनूठा विकसित की है । बल्कि एक धारा के लिए इलाज अपशिष्ट निर्वहन से, और इस तरह सीधे धारा की गुणवत्ता को प्रभावित, प्रवाह वन और फसली भूमि विश्वविद्यालय द्वारा प्रबंधित करने के लिए लागू किया जाता है । इस आवेदन क्षेत्र, उपनाम “रहने वाले फिल्टर”, वर्तमान में नगर पालिका से कुछ से अधिक परिसर से उत्पन्न सभी अपशिष्ट जल प्रवाह स्वीकार करता है । यह अतिरिक्त पोषक तत्वों के लिए संभावना कम कर देता है जो Chesapeake खाड़ी के लिए पानी देने धाराओं में प्रवेश, जो मछली के लिए हानिकारक है गर्म अपशिष्ट जल के निर्वहन से स्थानीय ठंडे पानी मत्स्य पालन की रक्षा, और अंय रसायनों के वितरण से बचाता है जलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों से सीधे संपर्क से अपशिष्ट जल में निहित ।
हालांकि, वहां हमेशा व्यवहार परिवर्तन के परिणाम हैं, और इस वैकल्पिक उपयोग की सुविधा के लिए प्रतिरक्षा नहीं है ऐसे । सवाल है कि अपशिष्ट जल प्रवाह के आवेदन नकारात्मक है मिट्टी के लिए मिट्टी की सतह2, 3,4,5 और कारण अधिक से अधिक अपवाह घुसपैठ के लिए पानी की अनुमति की क्षमता को प्रभावित किया है के बारे में पैदा हुई है, क्या वहां रासायनिक (पोषक तत्वों, एंटीबायोटिक दवाओं या अंय दवा यौगिकों, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों) अपशिष्ट प्रवाह में निहित के साथ स्थानीय कुओं की एक संभव संदूषण है, और क्या उन रसायनों नकारात्मक पैदा कर रहे है इस तरह के रूप में रसायनों के के माध्यम से पर्यावरण प्रभावों,6 पौधे साइट पर उगाया जाता है, या साइट पर7 मिट्टी जीवों में एंटीबायोटिक प्रतिरोध के विकास ।
इन चिंताओं में से कुछ का एक परिणाम के रूप में, इस अध्ययन संतृप्ति पर मिट्टी हाइड्रोलिक चालकता पर अपशिष्ट प्रवाह की सिंचाई के प्रभावों का निर्धारण करने के लिए आयोजित किया जाता है । दृष्टिकोण का इस्तेमाल किया चयनित साइटों से मिट्टी एकत्र शामिल है या तो भीतर या सिंचित क्षेत्र के बाहर और प्रयोगशाला सेटअप के साथ मिट्टी नमूना कंटेनर आकार मिलान । यह मिट्टी नमूना कंटेनर के लिए महत्वपूर्ण है प्रयोगशाला उपकरण में फिट करने के लिए और पानी है कि मिट्टी मैट्रिक्स के माध्यम से नीचे ले जाता है के लिए पानी है कि मिट्टी और मिट्टी नमूना कंटेनर के बीच नीचे ले जाता है से अलग हो । प्रोटोकॉल का वर्णन कैसे प्रयोगशाला तंत्र का निर्माण किया है यह सुनिश्चित करने के लिए हुई ।
मिट्टी के नमूने एक हाइड्रोलिक कोर एक ट्रैक्टर से जुड़ी पारखी का उपयोग कर एकत्र कर रहे हैं । मिट्टी कोर लहरदार परिदृश्य में चयनित क्षेत्रों से एकत्र कर रहे हैं और मिट्टी के कोर पारखी में फिट एक प्लास्टिक आस्तीन में बनाए रखा । ये कोर एक Hagerstown गाद दोमट से एकत्र कर रहे हैं, या तो एक शिखर संमेलन परिदृश्य स्थिति में या एक अवसादी क्षेत्र में स्थित है । छह प्रतिनिधि शिखर और छह अवसाद साइटों सिंचित क्षेत्र (कुल 12 सिंचित क्षेत्र नमूना साइटों के) से नमूना लिया जाता है । इसके अलावा, तीन शिखर सम्मेलनों और तीन अवसाद स्थलों का एक निकटवर्ती, गैर-सिंचित क्षेत्र (कुल छह गैर-सिंचित साइटों का) से नमूना लिया जाता है । अधिकतम छह कोर की एक अधिकतम गहराई के लिए प्रत्येक साइट पर एकत्र किया जाता है लगभग १,२०० मिमी, प्रत्येक कोर नमूना लगभग १५० मिमी लंबे होने के साथ (१०० मिमी का नमूना प्लास्टिक आस्तीन में समाहित किया जा रहा है और ५० मिमी धातु पारखी के काटने के सिर में समाहित किया जा रहा ). धातु पारखी से हटाने के बाद, एकत्र मिट्टी कोर युक्त प्लास्टिक आस्तीन अंत टोपियां के साथ फिट कर रहे हैं, प्रयोगशाला के लिए ईमानदार उत्पात, और वे संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है जब तक ईमानदार संग्रहीत । समवर्ती, मिट्टी के नमूनों मिट्टी और मिट्टी के संकल्प के लिए प्रत्येक गहराई में एकत्र कर रहे है कैल्शियम की सांद्रता (सीए), मैग्नीशियम (मिलीग्राम), और सोडियम (एनए) मिट्टी की सांद्रता के अनुमान के लिए एक Mehlich 3 निष्कर्षण का उपयोग8 और जल मिट्टी के 1:2 अनुपात में अर्क: जल मास । पानी के अर्क के रासायनिक विश्लेषण Inductively से मिलकर प्लाज्मा परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईसीपी-एईएस) प्राप्त किए गए थे और सोडियम सोखना अनुपात (SAR) की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया गया.
संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता का निर्धारण मुख्य रूप से एक निरंतर सिर विधि9का उपयोग किया जाता है । एक सीए और ना लवण युक्त समाधान के लिए प्रवाह विद्युत चालकता (ईसी) और प्रवाह का SAR नकल बनाया है तो मिट्टी के पानी की गुणवत्ता चर को उजागर किया जाएगा अपशिष्ट क्षेत्र में लागू करने के समान । इस मामले में, चुनाव आयोग १.३ dS/एम है और sar 3 है, चुनाव आयोग और प्रवाह के sar हाल के वर्षों में नमूना अवधि से पहले को प्रतिबिंबित । [तकनीकी तौर पर, SAR के लिए इकाइयां (milliequivalents/लीटर)½ हैं और वे आमतौर पर साहित्य में पहचाने नहीं जाते.]
Klute और9 Dirksen के लगातार सिर विधि के संशोधन के लिए वाकर द्वारा एक प्रवाह विभाजक के विकास है8 कॉलम जो मिट्टी मैट्रिक्स से बाहर हुई मिट्टी हाइड्रोलिक के अनुमान में शामिल किया जा रहा से प्रवाह को रोकने के लिए चालकता. प्रवाह विभाजक polyvinyl क्लोराइड (पीवीसी) चयनित टयूबिंग का उपयोग कर बनाया गया है और मिट्टी नमूना आकार से मेल मशीन । एक स्क्रीन मिट्टी के नमूने का समर्थन करता है और पानी है कि मिट्टी मैट्रिक्स के माध्यम से ले जाया गया है बाहर नमूना के नीचे प्रवाह की अनुमति देता है । एक दूसरी दुकान पानी है कि प्लास्टिक की आस्तीन के अंदर नीचे प्रवाहित किया गया है उत्सर्जन करता है, जिससे “दीवार के प्रवाह” गलत तरीके से पानी की राशि है कि मिट्टी मैट्रिक्स के माध्यम से चलता है की मात्रा के अनुमान में शामिल होने से नष्ट कर कहा जाता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
क्षेत्र आधारित, अबाधित मिट्टी के नमूनों को इकट्ठा करने और उनके हाइड्रोलिक चालकता मूल्यों को प्राप्त करने की क्षमता एक साइट के डेटा प्रतिनिधि प्राप्त करने में महत्वपूर्ण है । आदेश में सबसे अच्छा क्षे?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक के लिए आंशिक धन प्रदान करने के लिए इस परियोजना का समर्थन करने के लिए भौतिक संयंत्र के पेंसिल्वेनिया राज्य विश्वविद्यालय कार्यालय शुक्रिया अदा करना चाहूंगा । आंशिक धन भी USDA-क्षेत्रीय अनुसंधान परियोजना डब्ल्यू-३१७० द्वारा प्रदान की गई थी । हम विश्लेषणात्मक कार्य के साथ उनकी सहायता के लिए एप्रैम Govere के प्रति हमारा आभार व्यक्त करना चाहेंगे. हमारी गहरी कृतज्ञता चार्ल्स वाकर, जिसका इंजीनियरिंग डिजाइन और निर्माण कौशल के लिए यह हमारे लिए यह काम संचालित करने के लिए संभव बना दिया है ।
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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