여기에 설명 된 작업에 대한 자금 지원은 캘리포니아 주 농약 규제 및 캘리포니아 수자원 국에서 이루어졌습니다.

1. 도시 Bioswale 효능 모니터링 <ol><li> 폭풍우 물 샘플링 <ol><li> 샘플 4 L의 전처리 빗물이 주차장을 떠나 bioswale 입구로 들어가고, 4 L의 후 처리 우수가 4 &quot;배출구 배출구를 통해 바이오 서널을 떠날 때 샘플을 빗물로 채 웁니다. </li><li> 지역 날씨 예보를 사용하여 폭풍의 수문 곡선의 시작, 중간 및 끝에서 샘플을 수집하십시오. 폭풍우 사건 동안 유출의 변동성을 특성화하기 위해 샘플을 합성하십시오. </li><li> 손으로 1.3 L 샘플을 수집하고 4 L 앰버 병에 넣습니다. 빗물이 바이오스 월로 흘러 들어가는 여러 가지 연석 입구에서 입구 샘플을 수집하십시오. </li><li> 배출 배수구 (아래에 설명 됨)에 부착 된 유량계에서 1.3 L 배출구 샘플을 수집하고 4 L 호박 병에 넣습니다. </li><li> 최종 수문 그래프 샘플이 수집 될 때까지 합성 된 샘플을 얼음에 보관하십시오. 그런 다음 실험실로 이송하고 반사광을 잡으십시오.화학 및 독성 시험을 위해 서브 샘플링하기 전에 4 ° C에서 igerator. 시료 채취로부터 48 시간 이내에 시료를 화학 실험실로 보내십시오. </li></ol></li><li> 계산로드 <ol><li> 폭풍이 터지기 전에 bioswale 부지에 인접한 가벼운 기둥이나 다른 기둥에 부착하여 기울임 식 양동이 디지털 로거 레인 게이지를 설치하십시오. 비 데이터를 사용하여 사이트의 순간 강우량과 총 강우량을 표시하십시오. </li><li> bioswale의 배수구에 기계식 기어드 펄스 유량계를 설치하십시오. bioswale에서 나가는 총 유량을 기록하십시오. 참고 : 유출 물량의 감소는 LID 설계에서 오염 물질의 전체 적재량을 감소시키는 것으로 추정됩니다. </li><li> 비오는 날에는 주차장 계량 지역에 떨어지는 물의 양을 추운 날씨의 비가 내린 인치를 사용하여 외삽으로 모델링하십시오. 이 데이터를 사용하여 주차장 표면적을 기준으로 치료 시스템에 들어가는 양을 결정합니다. </li><li> t로 기록 된 총 유량을 사용하십시오.침투 율을 계산하기위한 출구 유량계. 폭풍 침투를 결정하기 위해 입구 및 출구 볼륨의 차이를 계산하십시오. </li><li> 오염 물질 분석 측정과 함께 유입구 및 배출구 볼륨을 사용하여 폭풍우 동안 오염 부하량 및 부하 감소 비율을 계산합니다. </li><li> 지표수 독성과 관련된 화학 분석 물을 측정합니다 (아래 설명 참조). 부하 계산을 단순화하고 유사한 독성 작용 모드 ( 예 : 총 다핵 방향족 탄화수소 [PAHs], 총 피레스 로이드 및 총 피 프로 닐 및 분해물)를 기반으로하는 총 화학 그룹. </li></ol></li><li> 화학 <ol><li> 총 부유 물질 (TSS), 미량 금속 (USEPA 방법 200.8 5 , 유도 결합 플라즈마 질량 분석 [ICP / MS]) 및 PAH (USEPA 방법 625 6 ) 매개 변수에 대한 모든 샘플을 분석하십시오. </li><li> curre에 대한 샘플 분석(USEPA method SW846 8270 modified 7 , bifenthrin, cypermethrin, fenvalerate / esfenvalerate, permethrin, tetramethrin, L-cyhalothrin, cyfluthrin, allelerin) 및 피 프로 닐과 그것의 세 가지 주요 분해물 (fipronil sulfide, 피 프로 닐 설폰, 피 프로 닐 설피 닐). </li><li> 적절한 검출 한계를 제공하기 위해 네거티브 화학 이온화 또는 기타 적절한 방법을 사용하여 가스 크로마토 그래피 - 질량 분석기 (GC / MS)를 사용하여 피레스 로이드를 분석하십시오. 대부분의 현재 사용되는 살충제는 저농도에서 매우 독성이 있기 때문에, 분석을 위해서는 환경 위험 평가와 관련하여 낮은 화학적보고 한계가 필요합니다. 피레스 로이드에 대한보고 한계는 퍼 메스 린 (보고 한계 = 10 ng / L)을 제외한 모든 피레스 로이드에 대해 0.5 ng / L ~ 1.0 ng / L입니다. </li><li> 1.0ng / L의보고 한계를 제공하는 피 프로 닐의 분석 절차를 사용하십시오. 유기 인계 살충제는 측정 할 필요가 없습니다.예를 들어 캘리포니아의 도시 지역에서의 지역 사용 패턴 8 ) . </li><li> imidacloprid에 대한보고 한계가 50 ng / L 인 triple quadrupole 질량 분석기에 결합 된 초 고성능 액체 크로마토 그래피를 사용하여 네오 니코 티 노이드 농약 ( 예 : imidacloprid)을 측정합니다. </li></ol></li><li> 독성 시험 <ol><li> 수정 된 미국 환경 보호국 (USEPA) 급성 시험 프로토콜 10 에 따라 3 가지 시험 종을 사용하여 합성 된 유입구 및 배출구 우수 표본에 대한 독성 시험을 수행합니다. cladoceran Ceriodaphnia dubia를 이용한 시험은 96 시간 후에 생존을 측정한다. Amphipod Hyalella azteca를 이용한 시험은 10 일 후에 생존을 측정합니다. 미나리 Chironomus dilutus 의 시험은 10 일 후에 생존과 성장을 측정합니다. </li><li> U 후 96 시간 생존 검사를 실시한다 .S. EPA 지침. <ol><li> 유입 및 유출 우수 샘플 5 개 각각에 C. dubia 신생아 5 마리를 노출시킵니다. 복제물은 15 mL의 시험 용액이 들어있는 20 mL 섬광 바이알로 구성됩니다. </li><li> 신생아에게 빗물 테스트 솔루션을 매일 100 % 갱신하기 2 시간 전에 효모, 자필, 송어 차우 (= YCT, 미국 EPA 지침에 따라)와 Selenastrum algae의 혼합물을 공급합니다. 생존 한 신생아의 총 수를 매일 기록하십시오. </li><li> 유입 및 유출 우수 샘플에 96 시간 노출 후 최종 C. dubia 생존을 t- 테스트를 사용하여 중간 정도의 경수 처리 수에서 생존률과 비교합니다. US EPA에서 권장하는 통계 절차를 따르십시오. </li></ol></li><li> 미국 EPA 지침에 따라 Amphipod H. azteca 로 급성 10 일 생존 검사를 실시하십시오. <ol><li> 다섯 번 반복하여 각각 10 일, 9 일에서 15 일 사이의 amphipod를 노출시킨다. 복제물은 200 mL의 시험 용액이 들어있는 300 mL 유리 비커로 구성됩니다. </li><li&gt; amphipod 테스트를 10 일 동안 실시하고 생존하는 양서류 수를 매일 계산하고 48 시간마다 테스트 용액의 50 %를 갱신하십시오. 갱신 후 YCT 1.5 mL로 48 시간마다 각 비이커에 공급하십시오. </li><li> 위에서 설명한대로 우물에서의 양서류의 최종 생존과 실험실 우물에서의 10 일 생존을 비교하십시오. </li></ol></li><li> US EPA 지침에 따라 만성 10 일 생존 및 성장 테스트를 midge C. dilutus로 실시하십시오. <ol><li> 네 번 반복하여 각각 12, 7-d 오래된 동물을 폭로하십시오. 복제물은 시험 용액 200 mL가 들어있는 300 mL 유리 비커로 구성됩니다. 유생에 의한 관의 형성을위한 기질로서 모래 5 mL를 각각의 미지 시험 용기에 공급한다. </li><li> 시험을 10 일 동안 실시하고 매일 비이커마다 48 시간마다 50 %의 시험 용액을 다음과 같이 물고기 음식 슬러리 (4g / L)의 양을 늘려서 갱신하십시오 : 0 일에서 3 일까지, 0.5 mL / 일; 제 4 일 내지 제 6 일, 1.0 mL / 일; 일 7 내지 10, 1.5 mL / 일. </li><li> 최종 생존율과위에 기술 된 바와 같이 실험실의 우물물에서 10 일 생존까지 우수의 표본 성장. 시험 생물의 초기 무게와 비교하여 10 일에 무산소 건조 중량으로 생존 한 동물의 성장을 측정하십시오. </li></ol></li><li> 모든 독성 시험에서 적절한 미터와 전극을 사용하여 용존 산소, pH 및 전도도를 측정하십시오. 분광 광도계를 사용하여 비 이온화 된 암모니아를 측정합니다. <ol><li> 시험 시작 및 종료시 물의 경도 및 알칼리성을 측정합니다. 10 </li><li> 연속 기록 온도계로 수온을 기록하십시오. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. 통합 식생 농업 배수관 효 능 모니터링 <ol><li> 통합 도랑 건설 참고 : 현재의 예에서 사용 된 농업 배수 도랑은 길이가 152m이고 상단 및 깊이 1m에서 5m의 반 V 자 모양의 단면 너비를 갖습니다. 도랑 식생은 n의 조합입니다.주로 붉은 곰팡이 ( Festuca rubra )가 뿌려진 잡초 종. 이 예에서 통합 된 식물 도랑 재배 시험은 과립 화 된 활성탄 (GAC)과 식물 퇴적물과 통합 된 퇴비 필터 처리로 구성됩니다. <ol><li> 2 개의 퇴비 필터와 6 개의 탄소 필터를 건설하고 식생 한 도랑의 3 개의 다른 섹션에 설치하십시오 ( 그림 2 ). 탄소 또는 퇴비로 채워진 2m 길이의 20cm 직경 슬리브를 사용하십시오. </li><li> 6 개의 슬리브에 30L의 입자 화 된 활성탄을 채우고 이들을 152m의 식생 된 도랑 끝에 146m 지점에 도랑에 놓습니다. GAC가 채워진 슬리브를 상류 가장자리에있는 와이어 스테이크로 도랑 바닥에 고정합니다. </li><li> 각 GAC 슬리브의 하류 가장자리에 길이 2.5m의 6 &quot;너비의 소나무 판을 놓고 채널의 양 측면과 하단에 파인 보드를 파서 물을 우회하여 카본 슬리브를 언더 커팅하지 않도록합니다. 찬성탄소와의 수 접촉 시간을 최대화하기 위해 수직 지지대를 설치하십시오. </li><li> 퇴비 슬리브에는 지역 폐기물 매립과 같은 깨끗한 자원에서 부분적으로 분해 된 정원 쓰레기 약 15kg을 채우십시오. 2m 길이의 퇴비 슬리브 2 개를 식물 위의 수로 (64m)와 152m의 길이 (123m)에 위치시킨다 ( 그림 2 ). </li></ol></li><li> 유출 시뮬레이션 및 샘플링 참고 :이 프로토콜은 모의 된 농업 유거 재판 및 통합 된 식물 치료 시스템을 사용하여 치료 효능을 평가하기위한 모니터링을 수행하는 방법을 설명합니다. 현재의 예에서 통합 식생 - 퇴비 - 탄소 시스템은 살리나스 계곡의 상업 농장에서 3.2 L / s 및 6.3 L / s 속도의 전형적인 야외에서 배출되는 유량을 나타내는 두 유량에서 평가되었다. Organophosphate 살충제 chlorpyrifos는 온화한 용해도를 가지고 있기 때문에이 시험에서 모델 살충제로 사용되었습니다따라서 해충 관리에 일반적으로 사용되는 대표적인 살충제의 중간 범위의 용해도를 나타냅니다. Chlorpyrifos는 농업 유역에 미치는 영향 때문에 캘리포니아 중앙에서 현재 진행중인 규제 조치의 주제이기도합니다. 목표 chlorpyrifos 투여 량은 약 2,600 ng / L이었다. 유량과 목표 chlorpyrifos 농도는 지역 관개 유출량 3,11에서 이전에 측정 된 범위 내에 있었다. 식생 된 도랑을 통과하는 물의 수력 학적 체류 시간은 여기에 주어진 예에서 모니터되지 않았다. 이러한 시스템의 체류 시간은 물의 유입 속도, 이전의 관개 및 비 때문에 토양 포화도, 위어 및 침전지와 같은 흐름을 방해하는 구조물의 존재 및 초목으로 덮인 표면적의 양에 따라 다릅니다. 이전 연구에 따르면 소규모 도랑 시스템의 경우 몇 시간의 체류 시간이살리나스 밸리 3 , 4 . 시각적 관찰 결과 GAC 필터의 체류 시간은 1 ~ 2 분이었다. <ol><li> 부유 된 퇴적물과 혼합 된 지하수를 사용하여 모의 된 농업 유거수를 만듭니다. 모델 살충제 인 chlorpyrifos를 사용한 시험의 경우, 증류수에 인증 된 스톡 용액을 첨가하여 매 3.2L / s 시험을 위해 10mg / L의 새로운 스톡 용액을 준비하십시오. 6.3 L / s 시험마다 20 mg / L의 새로운 chlorpyrifos 원액을 준비하십시오. <ol><li> 계량 펌프를 사용하여 유수 처리장으로 들어가기 전에 일정한 양의 스톡 용액을 유수에 제공하십시오. 계량 펌프를 사용하여 모의 관개 수의 흐름에 50 mL / 분의 저장 용액을 전달하십시오. </li></ol></li><li> 디지털 유량계로 입구 유량을 모니터링하고이 데이터를 사용하여 도랑 입구에 가해지는 유수의 총량을 정량화하십시오. </li><li> 일에 위어를 세우다.도랑의 출구와 디지털 유량계에 연결된 출구 파이프를 연결하십시오. 도랑을 빠져 나오는 유거수를 기록하려면이 미터를 사용하십시오. </li><li> 디지털 유량계에 연결된 데이터 로거를 사용하여 5 분 간격으로 유량을 기록하십시오. 주입구와 도랑 입구 아래에있는 다양한 스테이션 ( 예 : 23 m, 45 m 및 68 m)에 위치한 연동 식 펌프를 활성화하여 5 분 간격으로 스테인리스 강 컨테이너로 혼합 된 하위 샘플을 수집하려면 데이터 로거를 프로그래밍하십시오. </li></ol></li><li> 화학 <ol><li> 각 유거 재판의 끝에서 시험에서 나온 유수의 합성 샘플을 호박색 유리 병으로 옮기고 나중에 독성 및 화학 분석을 위해 4 ° C에서 얼음에 샘플을 유지합니다. </li><li> GC-MS 또는 ELISA (enzyme-linked immunosorbent assays)를 사용하여 총 부유 고형물 (TSS) 및 클로르 피리 포스에 대한 복합 샘플을 분석하십시오. </li><li> &quot;흡입구&quot;합성 샘플 (전처리)과 &amp; #TSS 및 살충제 부하를 줄이기위한 통합 도랑 시스템의 효능을 평가하기위한 합성 샘플 (후 처리)을 발표했다. </li></ol></li><li> 독성 시험 <ol><li> bioswale 모니터링에 대해 위에서 설명한 바와 같이 96 시간 Ceriodaphnia dubia 독성 시험 10을 사용하여 각 시험의 유입구 (전처리) 및 배출구 (후 처리)의 합성 샘플에 물 기둥의 독성을 결정했습니다. C. dubia 는 chlorpyrifos (중위 치 농도 (LC50) = 53 ng / L 12 )에 대한 감도로 인해 농업 유출수 독성에 대한 적절한 모니터링 종입니다. </li></ol></li></ol>

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	<li>Anderson, B. S., Hunt, J. W., Markewicz, D., Larsen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Toxicity in California Waters, Surface Water Ambient Monitoring Program. , (2011).</li><li>Anderson, B. S., Phillips, B. M., Voorhees, J. P., Siegler, K., Tjeerdema, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioswales+reduce+contaminants+associated+with+toxicity+in+urban+stormwater.">Bioswales reduce contaminants associated with toxicity in urban stormwater.</a> Environ Toxicol Chem. 35 (12), 3124-3134 (2016).</li><li>Anderson, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pesticide+and+toxicity+reduction+using+an+integrated+vegetated+treatment+system.">Pesticide and toxicity reduction using an integrated vegetated treatment system.</a> Environ Toxicol Chem. (30), 1036-1043 (2011).</li><li>Phillips, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mitigation Strategies for Reducing Aquatic Toxicity from Chlorpyrifos in Cole Crop Irrigation Runoff. , (2014).</li><li>U.S. EPA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Method 1640: Determination of Trace Elements in Ambient Waters by On-Line Chelation Pre-concentration and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. , (1995).</li><li>U.S. EPA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods for organic chemical analysis of municipal and industrial wastetwater, Method 625- Base/neutrals and acids. , (1984).</li><li>U.S. EPA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (1993).</li><li>Johnson, H. M., Domagalski, J. L., Saleh, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+Pesticide+Concentrations+in+Streams+of+the+Western+United+States.">Trends in Pesticide Concentrations in Streams of the Western United States.</a> J Am Water Resour Assoc. 47 (2), 265-286 (1993).</li><li>Siegler, K., Phillips, B. M., Anderson, B. S., Voorhees, J. P., Tjeerdema, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+and+spatial+trends+in+sediment+contaminants+associated+with+toxicity+in+California+watersheds.">Temporal and spatial trends in sediment contaminants associated with toxicity in California watersheds.</a> Environ Poll. , 1-6 (2015).</li><li>U.S. EPA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods for measuring acute toxicity of effluents and receiving water to freshwater and marine organisms. , (2002).</li><li>Bailey, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+acute+toxicity+of+diazinon+and+chlorpyrifos+to+Ceriodaphnia+dubia.">Joint acute toxicity of diazinon and chlorpyrifos to Ceriodaphnia dubia.</a> Environ Toxicol Chem. 16, 2304-2308 (1997).</li><li>Supowit, S., Sadaria, A. M., Reyes, E. J., Halden, R. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+balance+of+fipronil+and+total+toxicity+of+fipronil-related+compounds+in+process+streams+during+conventional+wastewater+and+wetland+treatment.">Mass balance of fipronil and total toxicity of fipronil-related compounds in process streams during conventional wastewater and wetland treatment.</a> Environ Sci Technol. 50 (3), 1519-1526 (2016).</li><li>Stang, C., Bakanov, N., Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+in+water-macrophyte+systems+to+uncover+the+dynamics+of+pesticide+mitigation+processes+in+vegetated+surface+waters/streams.">Experiments in water-macrophyte systems to uncover the dynamics of pesticide mitigation processes in vegetated surface waters/streams.</a> Environ Sci Pollut Res. , (2015).</li><li>Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+studies+on+exposure,+effects,+and+risk+mitigation+of+aquatic+nonpoint-source+insecticide+pollution:+A+review.">Field studies on exposure, effects, and risk mitigation of aquatic nonpoint-source insecticide pollution: A review.</a> J Environ Qual. 33 (2), 419-448 (2004).</li><li>Moore, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+and+fate+of+atrazine+and+lambda-cyhalothrin+in+a+vegetated+drainage+ditch+in+the+Mississippi+Delta.">Transport and fate of atrazine and lambda-cyhalothrin in a vegetated drainage ditch in the Mississippi Delta.</a> Agric Ecosyst Environ. 87, 309-314 (2001).</li><li>Phillips, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+the+Landguard+A900+Enzyme+on+the+Macroinvertebrate+Community+in+the+Salinas+River,+California,+United+States+of+America.">The Effects of the Landguard A900 Enzyme on the Macroinvertebrate Community in the Salinas River, California, United States of America.</a> Arch Environ Contam Toxicol. 70 (2), 231-240 (2016).</li><li>Han, W., Fang, J., Liu, X., Tang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techno-economic+feasibility+evaluation+of+a+combined+bioprocess+for+fermentative+hydrogen+production+from+food+waste.">Techno-economic feasibility evaluation of a combined bioprocess for fermentative hydrogen production from food waste.</a> Bioresource Technology. , 107-112 (2016).</li><li>Solomon, K. R., Giddings, J. M., Maund, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probabilistic+risk+assessment+of+cotton+pyrethroids:+I.+Distributional+analysis+of+laboratory+aquatic+toxicity+data.">Probabilistic risk assessment of cotton pyrethroids: I. Distributional analysis of laboratory aquatic toxicity data.</a> Environ Toxicol Chem. 20, 652-659 (2001).</li><li>Weston, D. P., Lydy, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+the+Insecticide+Fipronil+and+Its+Degradates+to+Benthic+Macroinvertebrates+of+Urban+Streams.">Toxicity of the Insecticide Fipronil and Its Degradates to Benthic Macroinvertebrates of Urban Streams.</a> Environ Sci Tech. , (2014).</li><li>Voorhees, J. P., Anderson, B. S., Phillips, B. M., Tjeerdema, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+treatment+as+a+method+to+remove+imidacloprid+from+agriculture+runoff.">Carbon treatment as a method to remove imidacloprid from agriculture runoff.</a> Bull Environ Contam Toxicol. , (2017).</li></ol>

저자는 경쟁적인 금전적 이해 관계가 없다고 선언합니다.

이 프로토콜에 설명 된 관행은 농업 관개 및 우수 유거에서 오염 물질을 제거하기위한 전반적인 전략의 최종 단계로 사용됩니다. bioswales 및 기타 도시 녹색 인프라 LID 관행은 인접한 수역에 도달하기 전에 유거수에서 오염 물질을 제거하기위한 마지막 요소로 사용됩니다. 이 프로토콜은 현재의 살충제에 중점을두고 도시 오염 물질과 관련된 독성을 제거하기위한 처리 효능을 결정하기 위해 도시의 생물 생물을 모니터링하는 방법을 강조합니다. 모니터링 연구를 설계하는 중요한 단계는 모델링 접근법과 폭풍우 수위도를 촬영하기위한 샘플링 설계, 적절한 검출 한계가있는 적절한 분석 물 목록, 지표수 독성을 일으키는 것으로 알려진 도시 오염 물질에 적합한 독성 지표와 종말점의 사용을 포함합니다. 예를 들어, 페닐 피라 졸 농약 피 프로 니의 분해물 제거나는 적당한 용해도로 인하여 불일치했다. 바이오스 웨일 및 기타 뚜껑 실례에 의해 완전히 제거되지 않은 특정 오염 물질을 처리하기 위해서는 현재의 바이오스 렘 설계를 수정해야 할 수 있습니다. 예를 들어, 고도로 용해되는 네오 니코 티 노이드 농약의 사용이 증가하고 있으며, 이들은 식물 공급원에 쉽게 흡수되지 않습니다. 보다 용해성 인 살충제를 처리하려면 GAC 4 를 사용하여 여과하는 등의 추가 단계가 필요할 수 있습니다. 농경지 관개 유출로부터 살충제 및 다른 오염 물질을 제거하기 위해 사용되는 식생 처리 시스템은 생물 고래와 유사한 설계 요소를 결합한다. 통합 식생 배수로는 거친 부유 입자가 침강 할 수 있도록 설계된 침전 구역을 포함하고 농약 흡수를위한 식생 섹션이 뒤 따른다. 연구 결과에 따르면 이러한 처리 방법은 홍보로 농업 관련 오염 물질을 제거합니다팅 침투 및 정착 된 입자 및 식물 표면에 수착을 통한 살충제 제거 15 , 16 . 연구에 따르면 제거 효율은 표적 오염원에 따라 다르며 용해성이 높은 농약은 제거하기가 더 어렵습니다 3 . 목표는 살충제가 수역에 유입되기 전에 살충제를 비 독성 농도로 감소시키는 것이므로 &quot;연마&quot;단계로 사용하기 위해 추가적인 처리가 필요합니다. 여기에는 치료 효소 3 , 4 , 17의 사용 , 그리고 최근에는 GAC의 사용이 포함됩니다. GAC를 포함하는 시스템이보다 효과적 일 것으로 예상되며, 최근의 실험에 따르면 네오 니코틴이 미다 크립 리드가 현장 유속 및 농도에서 GAC에 의해 완전히 제거 되었음이 입증되었습니다 (Voorheeset al. , 언론에서 21 ). 통합 식생 처리 시스템에 GAC를 통합하는 데 관심이있는 재배자를위한 실질적인 고려 사항은 사용 편의성, GAC 기대 수명 및 조달 및 폐기 비용입니다. 예를 들어, GAC의 현재 조달 및 폐기 비용은 파운드 당 약 3 달러입니다. 이것들은 진행중인 연구의 주제입니다. 여기에 제시된 예에서와 같이 침전 및 식생 도랑이 대다수의 부유 입자 및 오염 물질을 제거한 후 식생 시스템 끝에 GAC 충진 처리 슬리브를 통합하여 현장에서 GAC의 효율성을 높일 수 있습니다 4 . 도시 유출을위한 농업 및 생물 다양성을위한 통합 식생 처리 시스템의 모든 구성 요소의 설치 및 유지 보수를위한 비용 고려는보다 상세한 기술적 경제적 타당성 연구를 요구할 것이다. 독성 모니터링 단점해설 살충제 사용 패턴은 도시 사용을위한 유기 인산염과 같은 오래된 등급의 규제와 함께 개선되고 피레스 로이드, 페닐 피라 졸 ( 예 : 피로 닐) 및 네오 니코틴이 미드 ( 예 : 이미 다 클로 리드)와 같은 새로운 등급의 사용이 증가함에 따라 민감한 시험 종을 사용하는 것이 중요합니다 가장 일반적으로 사용되는 살충제. 이 논문에서 설명한 도시의 생물학적 예에서 사용 된 두 종은 현재 사용되는 살충제에 가장 민감한 종이다. Amphipod H. azteca 는 피레스 로이드 농약 19 및 일부 유기 인산염에 매우 민감하며 C. dilutus 는 피 프로 닐과 그 분해물 및 네오 니코 티 노이드 20에 가장 민감한 종입니다. 이러한 부류의 살충제를 처리하기위한 식생 시스템의 다양한 성능을 감안할 때, 사후 처리 모니터에 대해 적절한 독성 시험을 통합하는 것이 중요합니다g의 도시 및 농업 폐수를 수거하여 수역을 보호하고 있습니다.

수자원 독성은 캘리포니아 분수계에서 흔히 나타나며 수십 년간의 모니터링으로 인해 독성은 종종 살충제 및 기타 오염물로 인한 것으로 나타났습니다 1 . 지표수 오염의 주요 원인은 도시 및 농업 자원으로부터 유출 된 우수 및 유거수이다. 수역은 오염 물질로 인해 열화 된 것으로 표시되고 도시 및 농경지에서 독성을 확인하기 때문에 수질 감독청은 오염 부하량을 줄이기위한 관행을 시행하기 위해 주 및 연방 기금 출처와 협력합니다. 홍수를 줄이고 침투 및 저장을 통해 우수를 회수하기 위해 캘리포니아의 도시 유역에서 녹색 인프라가 촉진되고 있습니다. LID (Low Impact Development) 설계가 많은 지역에서 신규 건설을 요구 받고 있지만, 용해 된 고형물, 금속 및 탄화수소와 같은 기존 오염 물질의 측정을 넘어서 이러한 시스템의 효용성을 모니터링 한 연구는 거의 없습니다뼈. 보다 집중적 인 모니터링은 최근에 표면 수 독성의 원인 인 화학 물질 농도 및 화학 물질 부하의 감소를 평가하고 생물 고사가 유거수의 독성을 감소시키는 지 여부를 직접 결정합니다. 이는 생물 고래가 일부 오염 물질 등급 2 와 관련된 독성을 제거하는데 효과적이라는 것을 보여 주었지만, 우려되는 화학 물질에 대해서는 추가 연구가 필요하다. 식생 처리 시스템은 캘리포니아의 농업 유역에서도 시행되고 있으며, 농업 관개 유출수 3 , 4의 살충제 및 기타 오염 물질을 감소시키는 데 효과적입니다. 이러한 시스템은 표층수에 대한 오염 물질 부하를 줄이기위한 일련의 접근법의 구성 요소를 나타냅니다. 지표수 독성을 일으키는 오염 물질을 완화하기위한 것이기 때문에 구현 프로세스의 핵심 구성 요소는 e장기적인 효과를 확인하십시오. 모니터링에는 민감한 지표 종에 대한 독성 시험뿐만 아니라 관심 화학 물질의 화학 분석도 포함됩니다. 이 기사는 도시 주차장 bioswale과 농업 식생 배수 도랑 시스템에 대한 프로토콜 및 모니터링 결과를 설명합니다. 일반적인 혼합 사용 도시 쇼핑 공간의 폭풍우 유출을 치료하기 위해 사용될 수있는 것과 같은 전형적인 주차장 바이오스 일의 설계 속성은 처리되는 지역에 따라 다릅니다. 여기에 설명 된 예에서 53,286 평방 피트의 아스팔트는 4,683 평방 피트의 조경으로 이루어진 swale로 배출되는 불 침투성 표면 영역을 만듭니다. 이 표면적으로부터의 유거수를 수용하기 위해 215 피트 길이의 평평한 바닥, 반절 형 채널은 측면 경사가 50 % 미만이고 종 방향 경사가 1 % 인 swale로 구성됩니다 ( 그림 1 ). 이 늪지는 표토 6 인치에 심어진 본초 풀,압축 된 지하철에서 2.5 피트 이상 빨간색. 빗물은 주차 구역에서 물결 모양의 여러 진입 지점으로 흐릅니다. 물은 식생 한 지역에 침투 한 다음 지하에 침투하여 4 인치 구멍이 뚫린 배수구로 배수합니다. 이 시스템은 인접한 습지로 연결되는 시스템을 통해 물을 배수합니다. 결국 인접한 습지가 지역 크릭으로 배수됩니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="679">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">HOBO tipping-bucket digital logger rain gauge&#160;</td>
			<td style="width:177px;">Onset Computer Co., Bourne MA, USA)</td>
			<td style="width:119px;">Onset RG3</td>
			<td style="width:167px;">Rain gauge</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mechanical geared pulse flow meter&#160;</td>
			<td style="width:177px;">Seametrics Inc., Kent WA</td>
			<td>Seametrics MJ-R</td>
			<td>Flow meter for measuring bioswale outlet flow</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Filtrexx SafteySoxx</td>
			<td style="width:177px;">Filtrexx Co. - info@filtrexx.com</td>
			<td style="width:119px;">SafetySoxx</td>
			<td>perforated synthetic cloth for granulated activated carbon and compost</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Granulated activated carbon&#160;</td>
			<td style="width:177px;">Evoqua - Siemens Corp., Oakland CA</td>
			<td style="width:119px;">AC380</td>
			<td>GAC for agriculture irrigation water treatment</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Digital flow meters&#160;</td>
			<td style="width:177px;">Seametrics Inc. Kent WA</td>
			<td style="width:119px;">Ag2000; WMP101</td>
			<td>Flow meters for agriculture irrigation treatment system monitoring</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Data Loggers</td>
			<td>Campbell Scientific Inc., Logan, UT</td>
			<td style="width:119px;">CR1000</td>
			<td>Data loggers for recording flow data</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Peristaltic pumps for composite sampling</td>
			<td style="width:177px;">Omega Engineering Inc. Stamford CT</td>
			<td>Omegaflex FPU-122-12VDC&#160;</td>
			<td>Pumps for composite sampling</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

vegetated treatment systems for removing contaminants associated with surface water toxicity in agriculture and urban runoff

도시 빗물과 농업 관개 유출수는 종종 인접한 수역에 독성이있는 복잡한 오염물 혼합물을 포함합니다. 유출은 식물과 토양에 대한 오염 물질의 흡수를 촉진하고 침투를 촉진하도록 고안된 간단한 시스템으로 처리 될 수 있습니다. 도시 빗물 처리를위한 바이오스 왈 (bioswale) 처리 시스템과 농업 관개 유거수를 처리하기위한 식생 배수로의 두 가지 시스템이 설명된다. 둘 다 유거수에서 오염 물질을 감소시키는 비슷한 특성을 가지고 있는데, 토양과 식물 표면에 오염 물질이 흡수되는 식생과 물의 침투입니다. 이러한 시스템은 또한 잔류 오염물을 제거하기위한 연마 단계로서 과립 화 된 활성탄의 통합을 포함 할 수있다. 농업 및 도시 유역에서 이러한 시스템을 구현하려면 치료 효과를 검증하기 위해 시스템 모니터링이 필요합니다. 여기에는 독성을 일으키는 특정 오염원에 대한 화학 모니터링이 포함됩니다.현재 논문은 수생 무척추 동물에 대한 지표 수 독성의 원인이되기 때문에 현재 사용되는 살충제의 모니터링을 강조한다.

도시 Bioswale 효능 폭풍 18.5 시간 동안에는 비가 내림에 의해 1.52 &quot;의 비가 기록되었으며, 이로 인해 주차장에서 바이오스 웨일로 흐르는 물이 50,490 갤런이였습니다.이 총량 중 5,248 갤런이 출구 유량계에 기록되었습니다 바이오스 웨일은 모니터링 된 모든 화학 물질을 감소 시켰으며 총 부유 고형물은 72 % 감소했다 ( 표 1 ). PAH의 농도는 검출되었을 때 매우 낮았으며, PAH는 모두 100 % 감소하였으며 아울렛은 97 %, 구리는 92 % 감소 하였다 ( 표 1 ). 유입구 샘플에서 많은 피레스 로이드 농약이 검출되었고 이들 모두는 배출구 샘플에서 감소했습니다. 총 피레스 로이드 농축액99 % 감소했습니다. 입구 샘플에서 pyrethroids bifenthrin, cypermethrin, lambda-cyhalothrin 및 permethrin의 독성 농도가 검출되었고 배출구 샘플 ( 표 1 )에서 H. azteca 에 대한 중간 치사 농도 (LC50)보다 낮은 농도로 감소되었습니다. 예를 들어, bifenthrin은 입구 표본의 독성 농도에서 검출되었고 출구 표본에서 93 % 감소했습니다. 페닐 피라 졸 농약 피 프로 닐의 치료법은 일관성이 없었다. 피 프로 닐의 모 화합물은 유입구 샘플에서 검출되었고 배출구 샘플에서 100 % 감소되었다. 피 프로 닐 분해물, 피 프로 닐 탈 피닐 및 피 프로 닐 설폰이 유입구 샘플에서 검출되었다. 탈황 폐액은 배출구 시료에서 100 % 감소되었지만 설폰 분해물은 45 % 증가했다. 피 프로 닐의 다양한 치료에 대한 가능한 이유는 적절한 용해도를 포함합니다. 네오 니코 티 노이드 농약ide 시료에서 imidacloprid가 검출되지 않았습니다. 폭우의 독성은 시험 된 종에 따라 다양합니다. 유입구 샘플 중 어느 것도 대황 (Daphnids)에 독성을 나타내지 않았다 ( 표 1 ). 모든 유입구 샘플은 H. azteca 에 독성을 나타내고 독성은 bioswale 에 의해 감소되었다. Amphipod 생존율은 입구 표본에서 66 % 였고 출구에서 98 %로 향상되었습니다. C. dilutus 생존에 대한 독성이 유입 및 유출 시료에서 관찰되었다. C. dilutus 무게의 현저한 감소가 입구 표본에서 관찰되었고, 출구 표본에서 표본 성장이 49 %로 유의하게 향상되었습니다 ( 표 1 ). 통합 된 농업 식수 배수관 효 능 chlorpyrifos를 처리하는 통합 식생 도랑 시스템의 효율은 유속에 따라 다르지만, 스파이크 된 TSS 및 chlorpyrifos관개 수는 두 유속 모두에서 유의하게 감소 하였다. 3.2 L / s 및 6.3 L / s에서 수행 된 3 회의 시험에서 평균 TSS 감소는 각각 79.7 % 및 82.3 %였다. Chlorpyrifos는 낮은 유속 시험 2 회에서 약 750 ng / L에서 검출 (50 ng / L 미만)으로 감소되었으며, 세 번째 시험에서는 78 ng / L의 추정 농도 (보고 한계 이하)로 감소했습니다. 세 가지 실험 모두에서 chlorpyrifos가 평균 707 ng / L에서 100 ng / L 미만으로 감소했습니다. 침투와 결합 할 때, 평균 유하 감소는 각각 낮은 유속 및 높은 유속에 대해 98 % 및 94 %였다 ( 표 2 ). 모든 흡입 시료 (전처리)에서 C. dubia에 대한 완전한 사망이 관찰되었다. 3.2 L / s 배출구 시료 중 2 개와 6.3 L / s 배출구 시료 중 하나는 독성이 없었으며 ( 표 2 ), 3 개의 가장 낮은 chlorpyrifos concentration<html> 식료품. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55391/55391fig1.jpg" /> 그림 1 : 주차장 bioswale의 이미지. 유입구 (처리되지 않은) 빗물 샘플은 여러 개의 커브 개구부에서 bioswale로 수집되었습니다. 배출구 (처리 된) 빗물 샘플은 이미지의 상단에 위치한 오버 플로우 화격자 안쪽에 위치한 배수관에서 수집했습니다 (표시되지 않음). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55391/55391fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55391/55391fig2.jpg" /> 그림 2 : 통합 식생 계통 시스템 (152m 길이, 축척에 맞지 않음)의 개략도. 전체 도랑은 붉은 곰팡이 풀로 심었습니다. 퇴비와 GAC 설치는 그림과 같이 배치되었습니다.ftp_upload / 55391 / 55391fig2large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td style="width:180px"> 독성 </td><td> 단위 </td><td> 입구 </td><td> 콘센트 </td></tr><tr><td> H. 아제 카 </td><td> 생존율 </td><td> 66 </td><td> 98 </td></tr><tr><td> C. 두비 아 </td><td> 생존율 </td><td> 100 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> C. dilutus </td><td> 생존율 </td><td> 81 </td><td> 71 </td></tr><tr><td></td><td> 드라이 Wt. (mg) </td><td> 0.39 </td><td> 0.77 </td></tr><tr><td> 화학 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> TSS </td><td> mg / L </td><td> 136 </td><td> 38 세 </td></tr><tr><td> 비프 센트 린 </td><td> ng / L </td><td> 5.6 </td><td> 0.4 </td></tr><tr><td> Cyfluthrin </td><td> ng / L </td><td> 1.2 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 사이퍼메스 린 </td><td> ng / L </td><td> 3.1 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> (Es) 펜 발레 레이트 </td><td> ng / L </td><td> 0.7 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 펜 프로 파스 린 </td><td> ng / L </td><td> 3.6 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> L-Cyhalothrin </td><td> ng / L </td><td> 1.3 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 페르메스 린 </td><td> ng / L </td><td> 15 명 </td><td> ND </td></tr><tr><td> 피 프로 닐 </td><td> ng / L </td><td> 0.8 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 피프로 닐 데스 술 피닐 </td><td> ng / L </td><td> 0.6 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 피로 필 설파이드 </td><td> ng / L </td><td> 노스 다코타 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 피 프로 닐 술폰 </td><td> ng / L </td><td> 0.6 </td><td> 1.1 </td></tr><tr><td> 이이다클로 프리드 </td><td> ng / L </td><td> 노스 다코타 </td><td> 노스 다코타 </td></tr><tr><td> 카드뮴 </td><td> μg / L </td><td> 0.52 </td><td> 0.07 </td></tr><tr><td> 구리 </td><td> μg / L </td><td> 78 </td><td> 5.9 </td></tr><tr><td> 리드 </td><td> μg / L </td><td> 11 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 니켈 </td><td> μg / L </td><td> 32 </td><td> 2.8 </td></tr><tr><td> 아연 </td><td> μg / L </td><td> 590 </td><td> 15 명 </td></tr><tr><td> 총 PAH </td><td> μg / L </td><td> 0.47 </td><td> 노스 다코타 </td></tr></tbody></table> 표 1 : 한 번의 폭풍으로 모니터링되는 bioswale 입구 및 출구의 독성 및 화학 성. TSS = 총 부유 물질; ND = 감지되지 않음. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td colspan="3"> 3.2 리터 / 초 </td><td colspan="3"> 6.3 리터 / 초 </td></tr><tr><td></td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 &lt;/ td&gt; <td> 1 </td><td> 2 </td><td> 삼 </td></tr><tr><td> 클로르 피리 리오스 (ng / L) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 입구 </td><td> 638 </td><td> 738 </td><td> 879 </td><td> 282 </td><td> 973 </td><td> 966 </td></tr><tr><td> 콘센트 </td><td> 노스 다코타 </td><td> 노스 다코타 </td><td> 78 </td><td> 52 </td><td> 82 </td><td> 58 </td></tr><tr><td> 비율 변경 </td><td> -100 </td><td> -100 </td><td> -91 </td><td> -82 </td><td> -92 명 </td><td> -94 </td></tr><tr><td> TSS (mg / L) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 입구 </td><td> 422 </td><td> 588 </td><td> 448 </td><td> 238 </td><td> 218 </td><td> 258 </td></tr><tr><td> 콘센트 </td><td> 46 </td><td> 66 </td><td> 176 </td><td> 40 </td><td> 52 </td><td> 31 </td></tr><tr><td> 당센트 변경 </td><td> -89 </td><td> -89 </td><td> -61 </td><td> -83 </td><td> -76 </td><td> -88 </td></tr><tr><td> 독성 (생존율 %) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 입구 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 콘센트 </td><td> 96 * </td><td> 100 * </td><td> 0 </td><td> 100 * </td><td> 0 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> 제어 </td><td> 96 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 96 </td><td> 100 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> 평균 클로르 피리 리오스 감소 </td><td></td><td> 97 % </td><td></td><td></td><td> 89 % </td><td></td></tr><tr><td> 평균 유거수 침투 </td><td></td><td> 52 % </td><td></td><td></td><td> 43 % </td><td></td></tr><tr><td> 평균 Chlorpyrifos 부하 감소 </td><td></td><td> 98 %/ td&gt; <td></td><td></td><td> 94 % </td><td></td></tr></tbody></table> 표 2 : 2 개의 유속 (3.2 L / s 및 6.3 L / s)에서 통합 도랑 처리의 유효성을 평가하는 반복 시험에서 복합 샘플의 Chlorpyrifos 농도, 총 부유 고형물 농도 및 생존율 (%). 별표 (Asterisk)는 유의 한 독성 감소를 나타냅니다.

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Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff

이 기사는 수생 독성과 관련된 살충제 및 기타 오염 물질을 제거하기 위해 도시의 우수 및 농업 관개 유거수를 처리하는 처리 시스템의 설계 속성 및 효율성을 요약합니다.

농업과 도시 유출수의 지표수 독성과 관련된 오염 물질 제거를위한 식물 처리 시스템

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

10.5K 조회수.  University of California, Davis.  이 기사는 수생 독성과 관련된 살충제 및 기타 오염 물질을 제거하기 위해 도시의 우수 및 농업 관개 유거수를 처리하는 처리 시스템의 설계 속성 및 효율성을 요약합니다. 

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Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use due to increased demand for landscape irrigation. Improper irrigation practices and large rainfall events can result in runoff from urban landscapes which has potential to carry nutrients and sediments into local streams and lakes where they may contribute to eutrophication. A 1,000 m2 facility was constructed which consists of 24 individual 33.6 m2 field plots, each equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated urban landscapes. Runoff volumes from the first and second trials had coefficient of variability (CV) values of 38.2 and 28.7%, respectively. CV values for runoff pH, EC, and Na concentration for both trials were all under 10%. Concentrations of DOC, TDN, DON, PO4-P, K+, Mg2+, and Ca2+ had CV values less than 50% in both trials. Overall, the results of testing performed after sod installation at the facility indicated good uniformity between plots for runoff volumes and chemical constituents. The large plot size is sufficient to include much of the natural variability and therefore provides better simulation of urban landscape ecosystems.

This paper describes the design, construction, and function of a 1,000 m2 facility containing 24 individual 33.6 m2 field plots equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated home lawns.

도시 유출의 연구 시설의 설계 및 건설

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

연구

환경과학

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The objective of this study was to characterize the effects of antecedent soil moisture content on the fate and transport of surface applied commercial urea, a common form of nitrogen (N) fertilizer, following a rainfall event that occurs within 24&#160;hr&#160;after fertilizer application. Although urea is assumed to be readily hydrolyzed to ammonium and therefore not often available for transport, recent studies suggest that urea can be transported from agricultural soils to coastal waters where it is implicated in harmful algal blooms. A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall across packed soil boxes that had been prewetted to different soil moisture contents. By controlling rainfall and soil physical characteristics, the effects of antecedent soil moisture on urea loss were isolated. Wetter soils exhibited shorter time from rainfall initiation to runoff initiation, greater total volume of runoff, higher urea concentrations in runoff, and greater mass loadings of urea in runoff. These results also demonstrate the importance of controlling for antecedent soil moisture content in studies designed to isolate other variables, such as soil physical or chemical characteristics, slope, soil cover, management, or rainfall characteristics. Because rainfall simulators are designed to deliver raindrops of similar size and velocity as natural rainfall, studies conducted under a standardized protocol can yield valuable data that, in turn, can be used to develop models for predicting the fate and transport of pollutants in runoff.

A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall to packed soil boxes in a study of the fate and transport of urea, a nonpoint source environmental contaminant. Under uniform soil and rainfall conditions, antecedent soil moisture content exerted strong control over urea loss in surface runoff.

토양 유출을 연구하기 위해 강우 시뮬레이션을 실시하기위한 프로토콜

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

A Whole Cell Bioreporter Approach to Assess Transport and Bioavailability of Organic Contaminants in Water Unsaturated Systems

Bioavailability of contaminants is a prerequisite for their effective biodegradation in soil. The average bulk concentration of a contaminant, however, is not an appropriate measure for its availability; bioavailability rather depends on the dynamic interplay of potential mass transfer (flux) of a compound to a microbial cell and the capacity of the latter to degrade the compound. In water-unsaturated parts of the soil, mycelia have been shown to overcome bioavailability limitations by actively transporting and mobilizing organic compounds over the range of centimeters. Whereas the extent of mycelia-based transport can be quantified easily by chemical means, verification of the contaminant-bioavailability to bacterial cells requires a biological method. Addressing this constraint, we chose the PAH fluorene (FLU) as a model compound and developed a water unsaturated model microcosm linking a spatially separated FLU point source and the FLU degrading bioreporter bacterium Burkholderia sartisoli RP037-mChe by a mycelial network of Pythium ultimum. Since the bioreporter expresses eGFP in response of the PAH flux to the cell, bacterial FLU exposure and degradation could be monitored directly in the microcosms via confocal laser scanning microscopy (CLSM). CLSM and image analyses revealed a significant increase of the eGFP expression in the presence of P. ultimum compared to controls without mycelia or FLU thus indicating FLU bioavailability to bacteria after mycelia-mediated transport. CLSM results were supported by chemical analyses in identical microcosms. The developed microcosm proved suitable to investigate contaminant bioavailability and to concomitantly visualize the involved bacteria-mycelial interactions.

A whole cell bioreporter assay with Burkholderia sartisoli RP037-mChe was developed to detect fractions of an organic contaminant (i.e., fluorene) available for bacterial degradation after active transport by mycelia bridging air-filled pores in a water unsaturated model system.

전체 셀 Bioreporter 접근 물 불포화 시스템에서 유기 오염 물질의 운송과 생체 이용률을 평가하기 위해

Bioavailability of contaminants is a prerequisite for their effective biodegradation in soil. The average bulk concentration of a contaminant, however, is ...

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity sensor. A monolayer of RTgill-W1 cells forms on the sensing electrodes enclosed within the biochips. The biochips are then used for testing in a field portable electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) device designed for rapid toxicity testing of drinking water. The manuscript further describes how to run a toxicity test using the prepared biochips. A control water sample and the test water sample are mixed with pre-measured powdered media and injected into separate channels of the biochip. Impedance readings from the sensing electrodes in each of the biochip channels are measured and compared by an automated statistical software program. The screen on the ECIS instrument will indicate either "Contamination Detected" or "No Contamination Detected" within an hour of sample injection. Advantages are ease of use and rapid response to a broad spectrum of inorganic and organic chemicals at concentrations that are relevant to human health concerns, as well as the long-term stability of stored biochips in a ready state for testing. Limitations are the requirement for cold storage of the biochips and limited sensitivity to cholinesterase-inhibiting pesticides. Applications for this toxicity detector are for rapid field-portable testing of drinking water supplies by Army Preventative Medicine personnel or for use at municipal water treatment facilities.

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described.

준비 및 시험 독성에 대한 신속한 평가 음주의 물 샘플에 대한 RTgill-W1 세포와 유체 바이오칩을 임피던스 기반

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

This manuscript describes a duplex digital PCR assay (EntHF183 dPCR) for simultaneous quantification of Enterococcus spp. and the human fecal-associated HF183 marker. The EntHF183 duplex dPCR (referred as EntHF183 dPCR hereon) assay uses the same primer and probe sequences as its published individual quantitative PCR (qPCR) counterparts. Likewise, the same water filtration and DNA extraction procedures as performed prior to qPCR are followed prior to running dPCR. However, the duplex dPCR assay has several advantages over the qPCR assays. Most important, the dPCR assay eliminates the need for running a standard curve and hence, the associated bias and variability, by direct quantification of its targets. In addition, while duplexing (i.e. simultaneous quantification) Enterococcus and HF183 in qPCR often leads to severe underestimation of the less abundant target in a sample, dPCR provides consistent quantification of both targets, whether quantified individually or simultaneously in the same reaction. The dPCR assay is also able to tolerate PCR inhibitor concentrations that are one to two orders of magnitude higher than those tolerated by qPCR. These advantages make the EntHF183 dPCR assay particularly attractive because it simultaneously provides accurate and repeatable information on both general and human-associated fecal contamination in environmental waters without the need to run two separate qPCR assays. Despite its advantages over qPCR, the upper quantification limit of the dPCR assay with currently available instrumentation is approximately four orders of magnitude lower than that achievable by qPCR. Consequently, dilution is needed for measurement of high concentrations of target organisms such as those typically observed following sewage spills.

A Duplex Digital PCR Assay for Simultaneous Quantification of the Enterococcus spp. and the Human Fecal-associated HF183 Marker in Waters

This manuscript describes a duplex digital PCR assay that can be used to simultaneously quantify Enterococcus spp. and the HF183 genetic markers as indicators of general and human-associated fecal contamination in recreational waters.

동시 정량을위한 이중 디지털 PCR 분석<em&gt; 엔테로 종.</em&gt;과 바다에서 인간 방패 관련 HF183 마커

This manuscript describes a duplex digital PCR assay (EntHF183 dPCR) for simultaneous quantification of Enterococcus spp. and the human fecal-associated ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

바다 표면 및 샘플 분석에 Microplastics 샘플링을위한 프로토콜

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food webs. Toxicity testing based on microorganisms are widely used because they are relatively quick, reproducible, cheap, and are not associated with ethical issues. Here, we describe an ecotoxicological method to evaluate the biological response of the marine bacterium Vibrio anguillarum. This method assesses the acute toxicity of chemical compounds, including new contaminants such as nanoparticles, as well as environmental samples. The endpoint is the reduction of bacterial culturability (i.e., the capability to replicate and form colonies) due to exposure to a toxicant. This reduction can be generally referred to as mortality. The test allows for the determination of the LC50, the concentration that causes a 50% decrease of bacteria actively replicating and forming colonies, after a 6 h exposure. The culturable bacteria are counted in terms of colony forming units (CFU), and the &#34;mortality&#34; is evaluated and compared to the control. In this work, the toxicity of copper sulphate (CuSO4) was evaluated. A clear dose-response relationship was observed, with a mean LC50 of 1.13 mg/L, after three independent tests. This protocol, compared to existing methods with microorganisms, is applicable in a wider range of salinity and has no limitations for colored/turbid samples. It uses saline solution as the exposure medium, avoiding any possible interferences of growth medium with the investigated contaminants. The LC50 calculation facilitates comparisons with other bioassays commonly applied to ecotoxicological assessments of the marine environment.

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

This work describes a new protocol to assess the ecotoxicity of pollutants, including emerging contaminants such as nanomaterials, using the marine bacterium Vibrio anguillarum. This method allows for the determination of the LC50, or mortality, the concentration that causes a 50% decrease in bacteria culturability, after a 6 h exposure.

해양 박테리아와 생태 독성 학적 방법<em&gt; 비브리오 앵 귈라 룸</em&gt; 환경 오염 물질의 급성 독성 평가

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

연속 Instream 영양분과 농업 Watersheds에 앙금의 모니터링

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current measures to combat such pathogens have proved too conservative and, thus, not sufficiently effective, and they can potentially pose environmental risks. Therefore, it is extremely necessary to identify host-resistance factors to assist in controlling plant diseases naturally through the identification of resistant germplasm, the isolation and characterization of resistance genes, and the molecular breeding of resistant cultivars. In this regard, there is need to establish an accurate, rapid, and large-scale inoculation method to breed and develop plant resistance genes. The rice blast fungal pathogen Magnaporthe grisea causes severe disease symptoms and yield losses. Recently, M. grisea has emerged as a model organism for studying the mechanisms of plant-fungal pathogen interactions. Hence, we report the development of a plant virulence test method that is specific for M. grisea. This method provides for both spray inoculation with a conidial suspension and wounding inoculation with mycelium cubes or droplets of conidial suspension. The key step of the wounding inoculation method for detached rice leaves is to make wounds on plant leaves, which avoids any interference caused by host penetration resistance. This spray/wounding protocol contributes to the rapid, accurate, and large-scale screening of the pathotypes of M. grisea isolates. This integrated and systematic plant infection method will serve as an excellent starting point for gaining a broad perspective of issues in plant pathology.

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Here, we present a protocol to test plant virulence with the plant pathogen Magnaporthe grisea. This report will contribute to the large-scale screening of the pathotypes of fungi isolates and serve as an excellent starting point for understanding the resistant mechanisms of plants during molecular breeding.

식물 감염 테스트: 스프레이 식물 병원 체 Magnaporthe Grisea 와 상처-중재 접종

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water quality. However, commercially available incubators are often costly, difficult to transport, not flexible in terms of volume, and/or poorly adapted to local field conditions where access to electricity is unreliable. The purpose of this study was to develop an adaptable, low-cost and transportable incubator that can be constructed using readily available components. The electronic core of the incubator was first developed. These components were then tested under a range of ambient temperature conditions (3.5 &#176;C - 39 &#176;C) using three types of incubator shells (polystyrene foam box, hard cooler box, and cardboard box covered with a survival blanket). The electronic core showed comparable performance to a standard laboratory incubator in terms of the time required to reach the set temperature, inner temperature stability and spatial dispersion, power consumption, and microbial growth. The incubator set-ups were also effective at moderate and low ambient temperatures (between 3.5 &#176;C and 27 &#176;C), and at high temperatures (39 &#176;C) when the incubator set temperature was higher. This incubator prototype is low-cost (&lt; 300 USD) and adaptable to a variety of materials and volumes. Its demountable structure makes it easy to transport. It can be used in both established laboratories with grid power or in remote settings powered by solar energy or a car battery. It is particularly useful as an equipment option for field laboratories in areas with limited access to resources for water quality monitoring.

This paper describes a method for building an adaptable, low-cost and transportable incubator for microbial testing of drinking water. Our design is based on widely available materials and can operate under a range of field conditions, while still offering the advantages of higher-end laboratory-based models.

분야와 실험실 사용을 위한 저비용 모바일 인큐베이터의 건설

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...