जल गुणवत्ता आकलन के लिए प्रयोगशाला माइक्रोकॉस्म में फास्फोरस रिलीज को मापने
Summary
संतृप्त मृदा तथा तलछटों में फास्फोरस (च) विशोषण संभाव्यता का सटीक परिमाणन पी मॉडलिंग और परिवहन शमन प्रयासों के लिए महत्वपूर्ण है। लंबे समय तक संतृप्ति के तहत situ मिट्टी-पानी redox गतिशीलता और पी लामबंदी के लिए बेहतर खाते के लिए, प्रयोगशाला microcosms के बार-बार नमूने के आधार पर एक सरल दृष्टिकोण विकसित किया गया था।
Abstract
फास्फोरस (पी) कृषि पारिस्थितिकी तंत्र में एक महत्वपूर्ण सीमित पोषक तत्व है जिसके लिए जलीय वातावरण के लिए परिवहन जोखिम को कम करने के लिए सावधान प्रबंधन की आवश्यकता होती है। पी जैव उपलब्धता के नियमित प्रयोगशाला उपाय ऑक्सीकरण शर्तों के तहत सूखे नमूनों पर किए गए रासायनिक निष्कर्षणों पर आधारित हैं। जबकि उपयोगी, इन परीक्षणों लंबे समय तक पानी संतृप्ति के तहत पी रिलीज की विशेषता के संबंध में सीमित हैं. लेबिल ऑर्थोफॉस्फेट ऑक्सीकरण लोहे और अन्य धातुओं के लिए बाध्य तेजी से वातावरण को कम करने में समाधान करने के लिए deorb कर सकते हैं, सतह runoff और भूजल के लिए पी जुटाने के जोखिम में वृद्धि. विस्तारित संतृप्ति के दौरान पी विशोषण क्षमता और गतिशीलता को बेहतर मात्रा में निर्धारित करने के लिए, समय के साथ poresपानी और overlying बाढ़ के पानी के बार-बार नमूने के आधार पर एक प्रयोगशाला microcosm विधि विकसित की गई थी। विधि physicochemical गुणों में बदलती मिट्टी और तलछट से पी रिलीज क्षमता की मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयोगी है और बेहतर hydrologically सक्रिय क्षेत्रों में पी रिलीज जोखिम की विशेषता द्वारा साइट-विशिष्ट पी शमन प्रयासों में सुधार कर सकते हैं. विधि के लाभ situ गतिशीलता, सादगी, कम लागत, और लचीलेपन में अनुकरण करने की क्षमता शामिल हैं.
Introduction
फास्फोरस (पी) फसल और जलीय बायोमास उत्पादकता दोनों के लिए एक महत्वपूर्ण सीमित पोषक तत्व है। सतही जल जल विज्ञान पी भाग्य और परिवहन का एक मुख्य चालक है, क्योंकि यह तलछट और पी के भौतिक परिवहन को नियंत्रित करता है, जबकि यह बहाव और बाढ़/पोडिंग घटनाओं के दौरान पुनर्संचलन क्षमता को भी प्रभावित करता है। विभिन्न प्रयोगशाला आधारित निष्कर्षण विधियों आमतौर पर ऑक्सीकरण शर्तों के तहत क्षेत्र पैमाने पर पी रिलीज का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। जबकि विभिन्न तंत्र पी रिलीज में योगदान कर सकते हैं, लोहे के फॉस्फेट के रिडक्टिव विघटन एक अच्छी तरह से स्थापित प्रतिक्रिया तंत्र है कि पानी के लिए बड़े ऑर्थोफॉस्फेट-पी प्रवाह के लिए नेतृत्व कर सकते हैं1,2,3, 4. आर्द्रभूमियों में पी बायोजियोकेमेस्ट्री को नियंत्रित करने वाले तंत्रों की समीक्षा में, मिट्टी और उथले भूजल5के लिए मुख्य चर नियंत्रण पी रिलीज होने के लिए रेडॉक्स स्थिति परिकल्पना की गई थी। इस तरह, पारंपरिक पी परीक्षण लंबे समय तक संतृप्ति के तहत पी रिलीज के विश्वसनीय भविष्यवक्ताओं नहीं हो सकता है.
पानी निवास समय और P भाग्य और परिवहन पर redox स्थिति के महत्व को देखते हुए, प्रयोगशाला दृष्टिकोण बेहतर situ स्थितियों में अनुकरण करने के लिए डिज़ाइन किया गया कृषि और आर्द्रभूमि पारिस्थितिकी प्रणालियों के लिए बेहतर पी परिवहन जोखिम सूचकांक के अधीन करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं चर संतृप्ति. चूंकि ऑर्थोफॉस्फेट तुरंत जैव उपलब्ध है, संतृप्ति के दौरान विशोषण की दर और सीमा को गैर-बिंदु स्रोत पी प्रदूषण जोखिम के सूचकांक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हमारी विधि poreswater (पीडब्ल्यू) और overlying बाढ़ के पानी (FW), चर स्रोत क्षेत्र जल विज्ञान के साथ क्षेत्रों में एक विशिष्ट स्थिति (जैसे, बाढ़ कृषि क्षेत्रों, झीलों, जल निकासी खाइयों, और तटवर्ती / पास-स्ट्रीम ज़ोन). विधि मूल रूप से उत्तरी न्यूयॉर्क (यूएसए) से मौसमी बाढ़ मिट्टी में पी रिलीज क्षमता की विशेषता विकसित किया गया था और हाल ही में उत्तर पश्चिमी वरमोंट झील Champlain बेसिन 6 से तटवर्ती मिट्टी के P deorption क्षमता की मात्रा के लिए आवेदन किया . यहाँ, हम प्रयोगशाला microcosm विधि के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं और एक हाल ही में प्रकाशित अध्ययन से परिणामों को उजागर करने के लिए अपनी क्षमता का आकलन P desorption क्षमता की मात्रा. हम भी पी रिलीज क्षमता और नियमित मिट्टी परीक्षण की विश्वसनीयता के बीच संबंध प्रदर्शित (लेबिल निकालने योग्य पी, पीएच) साइटों भर में रिलीज की भविष्यवाणी करने के लिए.
विधि बाहर ले जाने के लिए पर्याप्त जलवायु नियंत्रण, वेंटिलेशन, पानी, और एक उचित एसिड अपशिष्ट निपटान प्रणाली के साथ एक विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला तक पहुंच की आवश्यकता है। विधि नियमित रासायनिक अभिकर्मकों और प्रयोगशाला उपकरण (सिंक, हुड, कांच के बर्तन, आदि) के लिए उपयोग मान. नियमित प्रयोगशाला की जरूरत से परे, एक झिल्ली निस्पंदन ($ 0.45 डिग्री मी) प्रणाली की आवश्यकता है और पी को मापने के लिए एक यूवी स्पेक्ट्रोफोटोमीटर. एक पीएच मीटर या multiparameter पानी की गुणवत्ता की जांच की सिफारिश भी कर रहे हैं, लेकिन आवश्यक नहीं है. प्रयोगशाला तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है और स्थिर रखा जाना चाहिए जब तक कि तापमान ही एक प्रयोगात्मक कारक के रूप में जांच की जा रही है (20 डिग्री सेल्सियस की सिफारिश की है). उचित उपकरणों के साथ एक पर्याप्त विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला के लिए unhindered उपयोग विधि ठीक से प्रदर्शन और सार्थक परिणाम उत्पन्न करने के लिए एक शर्त है।
Protocol
Representative Results
Discussion
microcosm दृष्टिकोण का एक मुख्य तकनीकी लाभ के लिए इन-सीटू स्थितियों जिससे संतृप्त मिट्टी या तलछट तुरंत FW द्वारा overlain है कि काफी redox और पी स्थिति में अलग हो सकता है अनुकरण करने की क्षमता है. इस तरह के जल निकासी ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के साथ एक समझौते के माध्यम से वरमोंट जल संसाधन और झील अध्ययन केंद्र द्वारा धन उपलब्ध कराया गया था। निष्कर्ष और राय लेखकों और नहीं वरमोंट जल संसाधन और झील अध्ययन केंद्र या USGS के उन हैं.
Materials
| 1.25 cm plastic hose barbs | numerous | NA | |
| Chemical reagents for phosphorus determination | numerous | NA | P analysis capability is assumed; refer to cited references for details on method |
| Chordless or electric drill with 1.25 cm bit | numerous | NA | |
| Graduated plastic beakers (1L) | numerous | NA | |
| Laboratory with fume hoods, temperature control, and acid waste disposal system | NA | NA | |
| Nylon mesh filter screen (100um) | numerous | NA | |
| Silicone | numerous | NA | |
| UV Spectrophotometer | numerous | NA |
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