배수 이벤트 기간 동안 흐름 중 물과 농업 운하에서 일시 중단 된 입자를 캡처
Summary
미 립 자 형태로 존재 영양소 농업 배수 물에서 전체 부하에 크게 기여할 수 있다. 이 연구에서는 배수 이벤트의 전체 기간 동안 흐름 중 물과 농장 운하 배수에서 일시 중단 된 입자를 캡처 하는 새로운 방법을 설명 합니다.
Abstract
이 연구의 목적은 물 흐름 가중치를 캡처하는 데 사용 하는 방법을 설명 하 고 배수 중 농장 운하에서 일시 중단 된 입자 방전 이벤트. 농장 운하 수송에 취약 하는 인 (P) 등 영양소에 의해 농축 수 있습니다. 일시 중단 된 미 립 자 형태로 인 배수 물에 전체 P 부하에 크게 기여할 수 있다. 침전 탱크 실험 개별 배수 이벤트 기간 동안 일시 중단 된 입자를 캡처를 실시 했다. 팜 채널 방전 물 물 보직의 복합 subsample 대표 되므로 배수 이벤트의 전체 기간 동안 두 200 L 침전 탱크의 시리즈에서 수집 되었다. 임 호프 안정화 콘 궁극적으로 일시 중단 된 미 립 자 밖으로 정착 하는 데 사용 됩니다. 이 콘을 통해 침전 탱크에서 몰래 물에 의해 이루어집니다. 미 립 자 다음 physico-화학 분석을 위해 수집 됩니다.
Introduction
운명과 전송 일시 중단 된 입자의 양화, 특히 농업 시스템1,2에 있는 그것의 역할 때문에 수많은 연구의 대상이 되었습니다. 수생 시스템 내에서 미 립 자 물질에 포함 된 양분의 종합 평가 영양분의 내부 순환 등 수많은 환경 문제를 조사 하 고는 overlying 물 열3, 출시 하는 데 필요한 기판의 안정성, 물 열, 그리고 결국 하류 생태계4물 질 우려 내 빛 가용성. 유기 문제 (앙금) 미 립 자 형태로 저장 하는 인 (P)의 양은 일반적으로 물 열5보다 큽니다. Kenney 외의해 연구. 6 최근 앙금 호수 Lochloosa, 플로리다에서 예금 되었다 1900의 연령 범위 사이의 2006는 나타났다. 이러한 젊은 앙금 물 열에 존재 했던 그 보다 약 55 배 더 많은 P 포함. 입자는 특정 시스템에 미칠 수 있는 잠재적인 영향을 특성화 하는 한 가지 방법은 인 배수 이벤트 기간 동안 배출 하는 침전 물에 저장 된의 양적 인벤토리를 수행 하는 것입니다. 컬렉션 및 이러한 방전 된 입자의 분석은 다운스트림 영양 농축 민감한 생태계에 미치는 영향을 추정 하는 것을 도울 수 있다.
폭풍 이벤트는 일반적으로 시간의 작은 분수를 나타내는 아직 농장 배수에서 P 부하 방전의 대부분을 기여할 수 있습니다. 이 홍수에서 분야를 방지 하기 위해 많은 양의 물은 시간의 짧은 기간 동안 배수 때문입니다. 강 우 강도와 흐름 요금은 중요 한 육로 결선7에 일시 중단 된 앙금의 농도 제어할 수 있는 요소를 운전. 복합 물 흐름 중 샘플을 캡처 방법을 모니터링 설계 복잡 하 고 높은 강도 비 이벤트와 관련 된 오류가 발생 하지 않도록 도움이 되겠습니다. 폭풍 같은 높은 방전 이벤트, 동안 농도에서 신속 하 고 과감 한 변화 증분 볼륨에 대 한 평균 오염 물질 농도의 대표 않을 수 있습니다. 따라서, 흐름 중 물 샘플 훨씬 더 정확 하 게 방전 이벤트의 농도를 나타냅니다 그것은8시간 동안 부하의 합계. 가장 일반적인 흐름 중 샘플 자동 수집된 개별 또는 복합 샘플이 있습니다. 농장에서 내보낸된 일시 중단 된 입자를 포착 하 여 방전 동안 배수를 P 로드 이벤트의 심각도 정할 수 있습니다. 이 연구 도움 캡처 나중 다양 한 물리적, 화학적 속성 특징 수 입자 메서드를 설명 합니다. 배수 방전 잡아 샘플링 대 연속 합성 흐름 방법을 사용 하 여 샘플링의 참신 배수 이벤트의 전체 기간 동안 필드 조건의 더 나은 표현 다는 것 이다. 반면에, 잡아 샘플링 시간에는 “스냅샷” 완벽 하 게 되지 않을 수 있습니다 전체 이벤트의 효과를 나타냅니다.
미국 사우스 플로리다에 버 글레이즈 농업 지역 (EAA) 채널화 되었고 농업, 상업, 및 주거 개발에 대 한 배수는 원래 버의 큰 창 공 이다. 거의 남쪽 그리고 남동9EAA 통해 물 1100 백만 m3 매년 방전 이다. EAA에 토양은 일반적으로 포함 하는 Histosols 35% 미네랄 콘텐츠10미만 이상 유기 85% 무게에 의해 문제가 있고. 운하 퇴적 물 일반적으로 있다 (0.14 g cm-3 0.35 g c m-3에), 사이 낮은 대량 밀도 높은 유기 물 내용 (31-35%) 사이 총 P (TP) 값은 726-1,089 mg k g-1 11사이.
이 데모에서는 목적에 EAA 내 농장 선정 됐다. 어떻게 물에 EAA 내의 흐름의 hydroscape 펌프와 중력에 따라 달라 집니다. 적어도 하나의 주요 운하에는 EAA에 각 팜 구성 및 여러 필드 랑. 필드는 주요 운하를 실행된 수직을 버렸다고. 펌프는 일반적으로 섬 기는 이중; 그들은 농장을 관개 물을 제공 하 고 또한 방전 배수 물 오프. 필드 배수 될 필요가, 주요 운하에 물을 낮 췄 다 고 필드에서 물도 랑, 유압 기온 변화도 의해 구동으로 빼낸. 필드에 전송에서 토양 프로필을 통해 필드 흐름에서 발생 하는 강우량의 대부분은 표면에 약간의 경사 때문 버렸다고. 관개, 동안 시스템으로 반전 됩니다. 아무 네트워크 타일 배수는 EAA에의 있다. 물 테이블 토양 석회석 암반 부하의 confining 계층 인해 특정 높이에서 유지 됩니다. 주요 운하; 물 올린 필드 랑 가득, 그리고 물 침투 토양 프로필 필드에 물 테이블 레벨을 올릴 수 있습니다. 일반적으로, 요구는 EAA에 관개 물에 대 한 3 월, 4 월, 5 월 (건기) 중 아주 작은 배수 방전 발생합니다. 반면, 6 월과 10 월 (우기) 사이 보직 물 볼륨 크게 높은 수준 이다. 농장에 P 로드의 운하12운하 은행 berms 및도 랑의 존재 최소 표면 결선에 대 한 수 있습니다.
이 시각적 실험에 우리 대량 밀도, 유기 물 내용, P 분류13 등 physico-화학 특성에 나중에 사용할 수 있는 배수 이벤트 기간 동안 일시 중단 된 입자 흐름 중의 새로운 방법을 제시합니다 ,14.
Protocol
Representative Results
Discussion
미 립 자 컬렉션은 종료 근처에 배치 했다 배수 장치 물에 대 한 autosamplers 펌프 역 습도. 전원 12 V 배터리 태양 전지 패널에 의해 부과 됩니다에 의해 공급 되었다. autosamplers 현장 습도 출구 펌프, 실행 하 고 펌핑이 중지 하는 경우 그들을 해제 하는 때에 autosamplers에 의해 통제 되었다. 샘플러 입구 라인의 구멍 펌프 역에서 운하 바닥 및 upflow 위 0.5 m은 배치 했다. 흡입구 라인 운하 바닥 및 zip는 철?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
파블로 생체와 조니 모 슬 리에 대 한 필드 샘플링, 도움말 및 비비 아나 나 달과 이리나 Ognevich 실험실 분석에 대 한 감사 하 길.
Materials
| Datalogger | Campbell Scientific | model CR1000 | |
| Auto-sampler | ISCO | model 3700 | |
| Pressure transducer | KPSI | model 700 | |
| Tipping bucket rain guage | Texas Electronics | model TR-525 | |
| Potassium Chloride | Fisher | 7447-40-7 | |
| Sodium Hydroxide | Fisher | 1310-73-2 | |
| Hydrochloric Acid | Fisher | 7647-01-0 | |
| Sulfuric Acid | Fisher | 7664-93-9 | |
| Potassium Persulfate | Fisher | 7727-21-1 | |
| Ammonium Molybdate Tetrahydrate | Fisher | 12054-85-2 | |
| L-Ascorbic Acid | Fisher | 50-81-7 | |
| 100 mg/L Anhydrous Phosphate Standard | ERA | 061 | |
| Antimony Potassium Tartrate Trihydrate | Fisher | 28300-74-5 | |
| Durapore Membrane Filters | Millipore | HVLP04700 | |
| Whatman #41 Filter Paper | Whatman | 1441-150 | |
| Fixed Speed Reciprocal Shaker E6010 | Eberbach Corporation | E6010.00 | |
| Disposable Culture Tubes | Fisher | 14-961-29 | |
| Allegra 25R Centrifuge | Becker Coulter | U.S. 605168-AC | |
| Parafilm | Bemis Company Inc PM 999 | 13-374-12 | |
| Oak Ridge Centrifuge Tubes | Nalgene | 3119-0050 | |
| Fisherbrand 20mL HDPE Scintillation Vials with Urea Cap | Fisher | 03-337-23C | |
| Fisherbrand Natural Polypropylene Jars with White Polypropylene Unlined Cap | Fisher | 02-912-024A | |
| 0.45 membrane filters | Cole-Parmer | Item # UX-15945-25 | |
| 100 ml digestion tubes | Fisher | TC1000-0735 | |
| Glass funnels | Fisher | 03-865 | |
| Spectronic 20 Genesys | Thermo-Fisher | 4001-000 | |
| QuikChem | Latchat | 8500 |
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