수질 평가를 위한 실험실 소우주에서 인 방출 측정

요약

포화 토양 및 퇴적물에서 인(P) 탈착 전위를 정확하게 정량화하는 것은 P 모델링 및 운송 완화 노력에 중요합니다. 장기간 포화도 하에서 토양-물 산화 역학 및 P 동원을 더 잘 설명하기 위해 실험실 소우주의 반복 샘플링을 기반으로 간단한 접근법이 개발되었습니다.

초록

인 (P)은 수생 환경에 대한 운송 위험을 줄이기 위해 신중한 관리가 필요한 농업 생태계에서 영양소를 제한하는 중요한 영양소입니다. P 생체 이용률의 일상적인 실험실 측정산화 조건 하에서 건조 된 샘플에 수행 하는 화학 추출에 따라. 유용하지만, 이러한 시험은 장기간의 물 포화 하에서 P 방출을 특성화하는 것에 대하여 제한된다. 산화철 및 기타 금속에 결합된 비질 정형외과 인가산염은 환경 저감시 용액에 빠르게 탈지되어 표면 유출 및 지하수에 대한 P 동원 위험을 증가시킬 수 있습니다. 확장된 포화 동안 P 탈착 전위 및 이동성을 더 잘 정량화하기 위해, 시간이 지남에 따라 모공수의 반복 샘플링과 오버레이 홍수를 기반으로 실험실 소우주 방법이 개발되었습니다. 이 방법은 물리화학적 특성이 다양한 토양 및 퇴적물로부터 P 방출 전위를 정량화하는 데 유용하며, 수학적 활성 영역에서 P 방출 위험을 더 잘 특성화하여 현장별 P 완화 노력을 개선할 수 있습니다. 이 방법의 장점으로는 현장에서 역학, 단순성, 저렴한 비용 및 유연성을 시뮬레이션할 수 있는 기능이 있습니다.

서론

인 (P)은 작물과 수생 바이오 매스 생산성 모두에 중요한 제한 영양소입니다. 표면 물 수문학은 P 운명과 수송의 주요 드라이버, 그것은 또한 유출 및 홍수 / 연못 이벤트 동안 재화 잠재력에 영향을 미치는 동안 퇴적물과 P의 물리적 수송을 제어하기 때문에. 다양한 실험실 기반 추출 방법은 일반적으로 산화 조건하에서 현장 스케일에서 P 방출을 추정하는 데 사용됩니다. 다른 메커니즘이 P 방출에 기여할 수 있는 동안, 철 인산염의 환원 용해는 물^1,2,^3에큰 정형 된 반응 장치입니다 ⁴. 습지에서 P 생지구화학을 제어하는 메커니즘의 검토에서, 레독스 상태는 토양 및 얕은 지하수에 P방출을 제어하는 주요 변수로 가설되었다 5. 따라서 기존의 P 테스트는 장기간 포화 도하에서 P 방출의 신뢰할 수 있는 예측 변수가 아닐 수 있습니다.

P 운명 및 운송에 물 거주 시간 및 산화 재도스 상태의 중요성을 감안할 때, 실험실 접근 은 농업 및 습지 생태계에 대한 개선 ....

프로토콜

1. 샘플 수집

1. 원하는 부위에서 약 4L의 토양(또는 퇴적물)을 채취하십시오. 수집 영역은 P 및 토양 특성의 공간 변화를 제한하기 위해 상대적으로 작아야 합니다.
2. 거친 (20 mm) 스크린을 통해 체 샘플은 2mm 스크린을 따랐다. 체질 후 샘플을 철저히 손으로 섞습니다.
3. 100g의 필드 축축한 토양이나 퇴적물을 계량하십시오. 오븐에서 24시간 동안 105°C에서 건조시키고 중량 측정 수분 함량(토양 물 질량/건조 토양 질량)을 계산합니다.
4. 화학 분석을 위해 500 mL 하위 샘플을 가져 가라.
   참고 : 토양 pH, 유기 물 함량 및 비질 무기 P (Pi) 농도는 토양 테스트를 권장합니다. 여기서, 비질 토양 Pi 가용성은 1) 1.25몰^L-1 암모늄-아세테이트(pH=4.8; 이하 개질모건 추출 가능 P로지칭됨)에 의해 추출된 Pi에 의해 추출된 비관적 토양 Pi에 의해 추출된 Pi에 의해 추출되었다. 증류수 및 3) P는 1.25 몰^L-1 암모늄-아세테이트(pH=4.8)로 추출하여 유도결합플라즈마-광방출 분광법(ICP)에 의해^{측정된다.}

결과

리파리안 영역의 P 방출 잠재력에 초점을 맞춘 최근 연구의 결과는 사이트 레벨 P 방출 역학을 특성화하는 방법의 능력을 입증하기 위해 강조 6. 일부 토양은 시간이 지남에 따라 SRP에서 최소한의 변화를 보였지만, 다른 토양은 PW- 및 FW-SRP 농도가 크게 증가했습니다(그림1). 대조적인 추세가 있는 두 사이트는 그림1에 나와 있습니다. 토양 7은 낮은 토양 pH를 가진 리파리아 부위이며 PW로부터 거의 연속적인 SRP 흡착을 특징으로 한다(도1A). 토양(14)은 인접한 옥수수 생산장에서 고음질 토양 Pi(토양 14)를 사용하여 샘플링하고 침수 첫 달에 걸쳐 PW-SRP의거의 7배 증가를 입증하였다(도 1B).

토론

소우주 접근법의 주요 기술적 장점은 포화 토양 이나 퇴적물을 즉시 중복 및 P 상태에서 크게 다를 수 있는 FW에 의해 오버레이되는 체재 조건을 시뮬레이션하는 능력입니다. 배수 도랑, 침수 된 농지, 습지 및 riparian / 근류 영역과 같은 가변 소스 영역 수문학을 가진 풍경은 모두 감소 된 PW가 더 낮은 Pi 농도로 더 많은 산화 수로 인해 주기적으로 오버레이되는 곳의 예입니다. 이러한 레독스 그라데이션은 Pi 흡착 /탈착에 강하게 영향을 미칠 수 있으므로 표면 및 지하수 1,^{2,3,4,5,6, 12<.......}

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
1.25cm 플라스틱 호스 미늘	수많은	NA
인 측정을 위한 화학 시약	수많은	NA	P 분석 능력이 가정됩니다.
1.25cm 비트가 있는 코드 없는 또는 전기 드릴	수많은	NA
눈금이 매겨진 플라스틱 비커(1L)	수많은	NA
에 대한 자세한 내용은 인용된 참고 문헌을 참조하십시오.흄 후드, 온도 제어 및 산성 폐기물 처리 시스템을 갖춘 실험실	NA	NA
나일론 메쉬 필터 스크린(100um)	수많은	NA
실리콘	수많은	NA
UV 분광 광도계	수많은	NA