Name: vegetated treatment systems for removing contaminants associated with surface water toxicity in agriculture and urban runoff
Uploaded: 2017-05-15T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff at JoVE.com

Burada açıklanan iş için para yardımı Kaliforniya Pestisit Yönetmeliği ve Kaliforniya Su Kaynakları Departmanı&#39;ndan geldi.

1. Kentsel Biyo-Wale Etkinlik İzleme <ol><li> Fırtına Su Örneklemesi <ol><li> Park yerinin bioswale girişine girerken parkeden ayrıldığı 4 L ön tedavi yağmuru örneğini ve 4 &quot;çıkış drenajı boyunca biyo oluktan ayrıldığı için 4 L arıtma sonrası yağmursuyu sürün. </li><li> Yerel hava tahminlerini kullanarak, fırtınanın hidrografının başında, ortasında ve sonunda örnekleri toplayın. Fırtına olayı sırasında akarsu değişkenliğini karakterize etmek için örnekleri birleştirin. </li><li> 1.3 L numune elle toplayın ve 4 L&#39;lik kehribar bir şişede kompozit hale getirin. Fırtına suyunun biyolojik şelale içine aktığı birkaç boşluk açıklığında giriş örnekleri toplayın. </li><li> Çıkış drene (aşağıda açıklanmıştır) takılı olan debimetreden 1.3 L çıkış numunesi toplayın ve 4 L kehribar bir şişede kompozit hale getirin. </li><li> Nihai hidrograf örneği toplanana kadar birleştirilen numuneleri buzda saklayın. Ardından onları laboratuara nakledin ve refraktöre tutunKimya ve toksisite testleri için alt örneklemeden önce 4 ° C&#39;de inkübe edin. Numuneleri numune toplama işleminden 48 saat sonra kimya laboratuarına gönder. </li></ol></li><li> Yük Hesaplama <ol><li> Fırtınadan önce, bioswale alanına bitişik bir ışık veya diğer kutuplara tutturarak bir devrilme kovası dijital kayıt cihazı yağmur ölçeri takın. Site için anlık ve toplam yağış belirtmek için yağmur verileri kullanın. </li><li> Biyoyakalın çıkış kanallarına mekanik dişli darbe debimetresi takın. Biyogazdan çıkılan toplam akış kaydedin. NOT: Akış hacmindeki azalmanın, KAPAK tasarımlarında kirleticilerin toplam yükünü azalttığı varsayılmaktadır. </li><li> Yağmur olayı sırasında park yeri toplama alanına düşen suyun hacmini, yağmur göstergesi tarafından kaydedilen yağmur inçlerini kullanarak ekstrapolasyonla modelleyin. Park etme yüzeyinin alanına dayalı olarak arıtma sistemine giren hacmi belirlemek için bu verileri kullanın. </li><li> T tarafından kaydedilen toplam akışı kullanınSızma yüzdesini hesaplamak için çıkış debimetresi. Yağmursuyu sızıntısını belirlemek için giriş ve çıkış hacmi arasındaki farkı hesaplayın. </li><li> Fırtına sırasında kontaminant analitik ölçümlerle birlikte giriş ve çıkış hacmini kullanarak kirletici yükleme ve yük azaltma yüzdelerini hesaplayın. </li><li> Yüzey su toksisitesi ile alakalı kimyasal analitleri ölçün (aşağıda tartışıldığı gibi). Yük hesaplamalarını basitleştirmek için toplam kimyasal gruplar ve benzer toksik etki şekilleri ( örneğin toplam polinükleer aromatik hidrokarbonlar [PAHs], toplam piretroidler ve toplam fipronil ve degradatlar). </li></ol></li><li> Kimya <ol><li> Toplam askıda katı madde (TSS), iz metalleri (USEPA yöntemi 200.8 5 , indüktif çift plazma kütle spektrometresi [ICP / MS]) ve PAH&#39;lar (USEPA yöntemi 625 6 ) için tüm örnekleri analiz edin. </li><li> Örnekleri curre için analiz edin(USEPA yöntemi SW846 8270 modifiye edilmiş 7 , bifenthrin, sipermetrin, fenvalerat / esfenvalerat, permetrin, tetrametrin, L-cyhalothrin, cyfluthrin ve alletrin dahil) ve fipronil ve üç ana bozunumu (fipronil sülfür, Fipronil sülfon, fipronil desülfinil). </li><li> Piretroidleri, yeterli algılama limitleri sağlamak için negatif kimyasal iyonizasyon veya diğer uygun yöntemleri kullanarak gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC / MS) kullanarak analiz edin. Günümüzdeki çoğu pestisitin düşük konsantrasyonlarda oldukça toksik olduğu için, analizleri çevresel risk değerlendirmesi için düşük kimyasal raporlama limitleri gerektirir. Piretroidler için raporlama limitleri, permetrin hariç tüm piretroidler için 0.5 ng / L ila 1.0 ng / L arasındadır (raporlama sınırı = 10 ng / L). </li><li> 1.0 ng / L&#39;lik bir yöntem raporlama limiti sağlayan fipronil için analitik bir prosedür kullanın. Organofosfat pestisitlerin ölçülmesine gerek yoktur.Örneğin, Kaliforniya&#39;daki kentsel alanlarda yerel kullanım desenlerine bakmak 8 , 9 . </li><li> 50 ng / L imidacloprid için raporlama sınırı olan üçlü dörtlü kutuplu bir kütle spektrometresi ile birleştirilmiş ultra performans sıvı kromatografisini kullanarak neonikotinoid böcek ilacı ( örn. , Imidakloprid) ölçün. </li></ol></li><li> Zehirlilik Testi <ol><li> Birleşik Çevre Koruma Ajansı (USEPA) akut test protokolleri 10&#39;u takiben, 3 test türünü kullanarak kompozit giriş ve çıkış yağmursuyu örnekleri üzerinde toksisite testleri yapın. Cladoceran Ceriodaphnia dubia ile yapılan test 96 saat sonra sağkalımı ölçer. Amphipod Hyalella azteca ile yapılan test 10 gün sonra hayatta kalmayı ölçer. Mikrodalga Chironomus dilutus testi, 10 gün sonra hayatta kalma ve büyümeyi ölçer. </li><li> Akabinde 96 saatlik bir hayatta kalma testi uygulayarak C.dubia ile kapüşon uygulayın .EPA rehberliği. <ol><li> Beş giriş ve çıkış yağmursuyu örneğinin beş çoğaltmasında beş C. dubia yenidoğanını açığa vurun. Çoğaltıcılar, 15 mL test solüsyonu içeren 20 mL sintilasyon şişelerinden oluşur. </li><li> Yağmursuyu testi çözümlerinin her gün% 100 yenilenmesinden 2 saat önce yem yenidoğan maya, kerofil, alabalık yemi (= US EPA rehberliğinde YCT) ve Selenastrum alglerinin karışımını yeniler. Günlük hayatta kalan yenidoğan sayısını kaydedin. </li><li> 96 saat boyunca giriş ve çıkış yağmursuyu örneklerine maruz bırakıldıktan sonra C. dubia&#39;nın sağkalım süresini karşılaştırarak, orta sertlikte kontrol suyunda bir t-testi kullanarak hayatta kalın. US EPA tarafından önerilen istatistiksel prosedürleri takip edin. </li></ol></li><li> US EPA rehberliğinde amfipod H. azteca ile akut 10 günlük sağkalım testleri uygulayın . <ol><li> Beş çoğaltmanın her birinde 10, 9 gün ila 15 günlük amfibi süreleri uygulayın. Çoğaltıcılar, 200 mL test solüsyonu içeren 300 mL cam bidonlardan oluşur. </li><li&gt; Amfipod testleri 10 gün sürer, gündüz ayakta kalan amfipodların sayısını hesaplar ve 48 saatte bir test solüsyonunun% 50&#39;sini yeniler. Yenileme işleminden sonra her beheri her 48 saatte bir 1.5 mL YCT ile besleyin. </li><li> Yağmursuyu örneklerinde amfipodların son sağkalımlarını, yukarıda tarif edildiği gibi laboratuar kuyusu suyunda 10 günlük sağkalım ile karşılaştırın. </li></ol></li><li> US EPA rehberliğinde , midge C. dilutus ile kronik 10. saat sağkalım ve büyüme testleri uygulayın . <ol><li> Dört tekrarlamanın her birinde 12, 7-d yaşlı hayvanları açığa vurun. Çoğaltıcılar, 200 mL test solüsyonu içeren 300 mL cam bidondan oluşur. Larvalar tarafından tüp yapımı için alt katman olarak her bir süpürge test kabını 5 mL kum ile birlikte verin. </li><li> Her bir beher için günlük olarak balık yemi bulamacının (4 g / L) artan miktarı ile 10 d için testler yapın ve her 48 saatte bir test solüsyonunun% 50&#39;sini yenileyin: 0-3 gün, 0,5 mL / gün; Gün 4 ila 6, 1.0 mL / gün; Gün 7-10, 1.5 mL / gün. </li><li> Nihai hayatta kalma oranını veYağmur suyu örneklerinde yukarıda tarif edildiği gibi laboratuvar kuyusu suyunda 10-günlük hayatta kalma. Canlı hayvanların, test organizmalarının başlangıç ​​ağırlığına kıyasla 10 d&#39;de külsüz kuru ağırlık olarak büyümesini ölçün. </li></ol></li><li> Tüm toksisite testleri için, uygun sayaçlar ve elektrotlar kullanarak çözünmüş oksijen, pH ve iletkenliği ölçün. Spektrofotometre kullanarak iyonize edilmemiş amonyak ölçün. <ol><li> Testlerin başlangıcında ve sonlandırılmasında su sertliğini ve alkaliliği ölçün. 10 </li><li> Sürekli bir kayıt termometresi ile su sıcaklığını kaydedin. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Entegre Vejetasyonlu Tarımsal Drenaj Hendek Etkinliği İzleme <ol><li> Entegre Hendek İnşaatı NOT: Mevcut örnekte kullanılan tarım drenaj hendekleri 152 m uzunluğundadır ve üst ve 1 m derinlikte 5 m yarı-V-şeklinde kesit genişliğine sahiptir. Hendek bitki örtüsü, nÖncelikle kırmızı fescue ( Festuca rubra ) ile tohumlanmış ative çim türleri. Bu örnekte, entegre vejetatif hendek denemeleri, granüle edilmiş aktif karbon (GAC) ve kompost filtresi tedavileri ile bitki örtüsü ile entegre olmuşlardır. <ol><li> İki kompost filtresi ve altı karbon filtresi oluşturun ve onları bitki örtüsünün üç farklı bölümüne yerleştirin ( Şekil 2 ). Karbon veya kompost ile dolu 2 m uzunluğunda 20 cm çapında kol kullanın. </li><li> Altı kollu, 30 L granülleştirilmiş aktif karbon ile doldurun ve 152 m bitkisel hendek bitişiğindeki 146 m noktasındaki hendek boyunca yerleştirin. GAC dolgulu kovanları, akış yukarı kenarında tel kazıklarla hendek tabanına tutturun. </li><li> Her bir GAC kovanının aşağı kenarına 2.5 m uzunluğunda bir 6 &quot;genişliğinde çam tahtası yerleştirin.Yüzey suyunu asgari düzeye indirgemek ve karbon kovanlarını alttan kesmek için kanalın iki yüzüne ve altına çam panolarını kazın. profesyonelKarbonla su temas süresini en üst düzeye çıkarmak için dikey destek sağlayın. </li><li> Kompost kovanlara kısmen ayrılmış her bir atık atığının yaklaşık 15 kg&#39;ını, yerel bir depolama alanı gibi temiz bir kaynaktan doldurun. Bitki örtüsü kanalı boyunca 64 m&#39;de ve 152 m bitkisel hendek boyu boyunca 123 m&#39;de iki adet 2 m uzunluğunda gübre yastığı yerleştirin ( Şekil 2 ). </li></ol></li><li> Kaçak Simülasyonu ve Numune Alma NOT: Bu protokol, entegre vejetatif tedavi sistemi kullanılarak tedavi verimliliğini değerlendirmek için simüle edilmiş tarımsal akar denemelerinin ve bunlarla ilgili izlemenin yürütülmesi için yöntemleri açıklamaktadır. Mevcut örnekte, entegre vejetatif kompost karbon sistemi, Salinas Vadisi&#39;ndeki ticari çiftliklerdeki normal alan dışı deşarj oranlarını temsil eden iki akış hızında 3.2 L / s ve 6.3 L / s olarak değerlendirildi. Organofosfat böcek ilacı klorpirifos, bu denemelerde bir model böcek ilacı olarak kullanıldı, çünkü çözünürlüğü orta derecedeydiBöylelikle haşere mücadelesinde yaygın olarak kullanılan temsili pestisitlerin orta çözünürlüğünü temsil eder. Chlorpyrifos, tarımsal havza üzerindeki etkileri nedeniyle merkezi California&#39;da devam eden düzenleyici eylemler konusudur. Hedef klorpirifoz dozu yaklaşık 2,600 ng / L idi. Akış hızları ve hedef klorpirifos konsantrasyonları, yerel sulama akışında önceden ölçülen aralıklardaydı 3 , 11 . Burada verilen örnekte, bitki örtüsünü geçen su darbesi için hidrolik kalış süresi izlenmemiştir. Bu sistemlerde kalış süresi, su giriş hızı, önceki sulama ve yağmurdan kaynaklanan toprak doygunluğunun derecesi, tüyler ve sedimentasyon havzaları gibi akışın önündeki yapıların varlığı ve bitki örtüsü tarafından kaplanan yüzey alanı miktarına göre değişir. Önceki çalışmalarda, küçük ölçekli hendek sistemleri için birkaç saatlik oturma süreleri gösterilmiştirSalinas Vadisi 3 , 4 . Görsel gözlemler, GAC filtrelerinin kalma süresinin bir veya iki dakika olduğunu gösterdi. <ol><li> Askıdaki tortu ile karıştırılmış yeraltı sularını kullanarak taklit edilen tarımsal akışı oluşturun. Pestisit olan klorpirifos modeli denemeleri için bilinen her damıtık su hacmine sertifikalı stok çözeltisi ekleyerek her 3,2 L / s&#39;lik deneme için 10 mg / L&#39;lik yeni bir stok solüsyonu hazırlayın. Her 6.3 L / s deneme için 20 mg / L&#39;lik yeni bir klorpirifos stok solüsyonu hazırlayın. <ol><li> Vejeteryen arıtma hendek girişine girmeden önce akan suya istikrarlı bir stok çözeltisi hacmi sağlamak için bir dozaj pompası kullanın. Simüle sulama suyunun akışına 50 mL / dakika stok solüsyonu vermek için ölçüm pompasını kullanın. </li></ol></li><li> Giriş debisini sayısal bir sayaç ile izleyin ve hendek girişine uygulanan toplam suyun toplam hacmini ölçmek için bu verileri kullanın. </li><li> Tirajı yapE hendek çıkışı ve bunu bir dijital debimetre bağlı bir çıkış borusu ile plumb. Hendekten çıkan akış miktarını kaydetmek için bu sayacı kullanın. </li><li> Akışı 5 dakikalık aralıklarla kaydetmek için dijital sayaçlara bağlı veri kaydedicileri kullanın. 5 dakikalık aralıklarla paslanmaz çelik kutulara akan bileşik alıntılar toplamak için hendek girişinin altındaki giriş ve çeşitli istasyonlarda ( örneğin , 23 m, 45 m ve 68 m) bulunan peristaltik pompaları etkinleştirmek için veri kaydedicileri programlayın. </li></ol></li><li> Kimya <ol><li> Her bir kaçak denemenin sonunda, koşu suyunun kompozit numunelerini deneylerden kehribar cam şişelere aktarın ve daha sonraki toksisite ve kimyasal analizler için örnekleri buzda 4 ° C&#39;de tutun. </li><li> Toplam askıda katı madde (TSS) ve klorpirifos bileşimleri için GC-MS veya enzim bağlı immünosorbent analizleri (ELISA) kullanarak kompozit numuneleri analiz edin. </li><li> &quot;Giriş&quot; kompozit numunelerini (ön işlem), &amp; #TSS ve pestisit yüklerini azaltmak için entegre hendek sisteminin etkinliğini değerlendirmek için &quot;çıkış&quot; kompozit numuneler (işlem sonrası). </li></ol></li><li> Zehirlilik Testi <ol><li> Sütun toksisitesinin saptanması , biyoyakularda izlemede yukarıda tarif edildiği gibi 96 saatlik Ceriodaphnia dubia toksisite testleri 10 kullanılarak her deneyin girişinden (ön-muamele) ve çıkıştan (işlemden sonra) alınan bileşik örneklerde idi. C.dubia , klorpirifoslara duyarlılığı nedeniyle (orta ölümcül konsantrasyon (LC50) = 53 ng / L12) tarımsal akışı toksisitesi için uygun bir izleme türüdür. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<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>

Yazarlar, rekabet eden mali çıkarlarının olmadığını beyan ettiler.

Bu protokolde açıklanan uygulamalar, tarımsal sulama ve yağmursuyu akışındaki kirleticilerin uzaklaştırılması için genel bir stratejideki son adımlar olarak tasarlanmıştır. Bioswales ve diğer kentsel yeşil altyapı LID uygulamaları, bitişik alıcı sulara ulaşmadan önce kirleticilerin akışı gidermek için bulmacanın son bir parçası olarak tasarlanmıştır. Bu protokol, kentsel kirleticilerle ilişkili toksisiteyi gidermek için mevcut etkinlik ilaçlarına vurgu yaparak, kentsel biyolojik toprakları izlemeye yönelik yöntemleri vurguluyor. İzleme çalışmalarının tasarımında kritik adımlar, fırtına hidrograflarını yakalamak için modelleme yaklaşımları ve örnekleme tasarımları, yeterli saptama limitlerine sahip uygun analit listeleri ve yüzey suyu toksisitesine neden olduğu bilinen kentsel kirleticilere uygun toksisite göstergelerinin ve bitiş noktalarının kullanılmasıdır. Örneğin, fenilpirazol zirai ilaç fipronisinin bozunumlarının giderilmesiMuhtemelen ılımlı çözünürlüklerinden dolayı tutarsızdım 2 , 13 . Bioswales ve diğer LID uygulamaları tarafından tamamen kaldırılmayan belirli kirleticilere hitap etmek için mevcut biyolojik tasarımların tadilatları gerekli olabilir. Örneğin, oldukça çözünür neonicotinoid böcek ilacı kullanımı artmakta ve bunlar bitki kaynaklarına kolayca sorblenememektedir 14 . Daha çözünür böcek ilavelerinin tedavisi, GAC 4 kullanılarak filtreleme gibi ek adımlar gerektirebilir. Tarımdan pestisit ve diğer kirletici maddeleri uzaklaştırmak için kullanılan bitki koruma sistemleri sulama suyu akışı, biyolojik ürünlere benzer tasarım bileşenlerini birleştirir. Entegre bitki örtüsü drenaj hendekleri kaba asılı parçacıkların çökelmesine izin vermek için tasarlanmış çökeltme alanlarını, bunu takiben zirai mücadele ilaçlarını emmek için bitki örtücü kısımlarını içerir. Araştırmalar, bu tedavilerin tarımla ilgili kirleticileri promosyonla kaldırdığını göstermiştirTing sızma ve yerleşmiş partiküllerin ve bitki yüzeylerinin emilmesi yoluyla pestisitlerin uzaklaştırılması 15 , 16 . Çalışmalar ayrıca, uzaklaştırma verimliliğinin hedef kirleticiye bağlı olarak değiştiğini ve daha çözünür zehir ilaçlarının uzaklaştırılmasının daha zor olduğunu 3 göstermiştir. Hedef, pestisitleri toplayıcı sulara girmeden önce toksik olmayan konsantrasyonlara indirgemek olduğundan, &quot;cilalama&quot; aşamaları için ilave işlem yapılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlara, 3 , 4 , 17 nolu tedavi enzimlerinin kullanımı ve daha yakın zamanda GAC ​​kullanımı dahildir. GAC&#39;yi içeren sistemler muhtemelen daha etkili olacaktır4 ve son deneyler, neonikotinoid imidaklopridin alan akış hızları ve konsantrasyonlarında GAC ​​tarafından tamamen kaldırıldığını göstermiştir (VoorheesEt al. , Basında 21 ). Entegre vejetasyonlu arıtma sistemlerine GAC&#39;yi dahil etmek isteyen üreticiler için pratik hususlar kullanım kolaylığı, GAC ömrü ve satın alma ve bertaraf maliyetleri olacaktır. Örneğin, GAC için mevcut tedarik ve elden çıkarma maliyetleri pound başına yaklaşık üç dolar. Bunlar devam eden araştırmaların konuları. Burada sunulan örnekte olduğu gibi, sedimantasyon ve bitki örtüsü bölümleri askıdaki partiküllerin ve kirleticilerin çoğunu 4 ortadan kaldırdıktan sonra, GAC&#39;nin alan içindeki etkinliği, bitkisel sistemlerin sonunda GAC ​​dolgulu işlem kovanları ekleyerek genişletilebilir. Tarım ve biyolojik alanlar için kentsel dönüşüm için entegre bitki örtücü arıtma sisteminin tüm bileşenlerini kurmak ve bakımını yapmak için yapılan masraflar, daha ayrıntılı tekno-ekonomik fizibilite çalışmalarını gerektirir 18 . Zehirlilik İzleme Eksileriiderations Pestisit kullanımı kalıpları, kentsel kullanım için organofosfatlar gibi eski sınıfların düzenlenmesi ve pyrethroids, phenylpyrazoller ( örneğin fipronil) ve neonicotinoids ( örn . Imidacloprid) gibi yeni sınıfların artan kullanımıyla gelişirken, test türlerine duyarlı kullanımı önemlidir En sık kullanılan böcek ilacı haline getirirler. Bu makalede açıklanan kentsel biyolojik örnekte kullanılan iki tür, şimdiki kullanımdaki pestisitlerin en hassas türleri arasındadır. Amphipod H. azteca , piretroid böcek ilacı 19 ve bazı organofosfatlara karşı çok duyarlıdır ve C. dilutus , fipronil ve bozunumlarına ve neonikotinoidlere 20 en duyarlı türler arasındadır. Bu pestisit sınıflarını tedavi etmek için vejetasyon sistemlerinin değişken performansı göz önüne alındığında, tedavi sonrası monitörizasyon için uygun toksisite testlerinin dahil edilmesi önemlidirG kentsel ve tarımsal atık suyun alıcı suları korumak için.

Yüzey su toksisitesi, Kaliforniya su havzalarında yaygındır ve onlarca yıldır yapılan izlem, toksisitenin pestisit ve diğer kirleticilerden kaynaklandığını göstermiştir 1 . Yüzey su kirliliğinin birincil kaynakları kentsel ve tarımsal kaynaklardan gelen yağmur suyu ve sulama akışlarıdır. Su gövdeleri kontaminantlardan dolayı bozulmuş olarak listelenir ve toksisite kentsel ve tarımsal kaynaklardan tespit edildiğinden, su kalitesi düzenleyicileri, kirletici yüklemeyi azaltmak için uygulamaları uygulamak için devlet ve federal finansman kaynaklarıyla ortaktır. Kaliforniya kentsel havzalarında selleri azaltmak ve sızıntı ve saklama yoluyla yağmursuyu gidermek için yeşil altyapı geliştiriliyor. Birçok bölgede yeni yapım için Düşük Etki Geliştirme (LID) tasarımları zorunlu kılınırken, az sayıdaki çalışma bu sistemlerin çözünmüş katılar, metaller ve hidrokarbon gibi konvansiyonel kirleticilerin ölçümlerinin ötesinde etkinliğini izlemiştir.bons. Son zamanlarda daha yoğun bir izleme, yüzey suyu toksisitesinden sorumlu olan kimyasal yüklemelerdeki ve kimyasal yüklemelerdeki düşüşleri değerlendirdi ve doğrudan biyolojik kirliliğin tohum zehirlenmesini azaltıp azaltmadığını belirledi. Bu, biyolojik arıların bazı kirletici sınıflar 2 ile ilişkili toksisitenin kaldırılmasında etkili olduğunu göstermiştir, ancak ortaya çıkan kimyasal maddeler için ilave araştırma gerekmektedir. Vejetasyonlu arıtma sistemleri aynı zamanda Kaliforniya&#39;daki tarım havzalarında da uygulanmaktadır ve bunlar tarımsal sulama akışında pestisit ve diğer kirleticilerin azaltılmasında etkili olduğu gösterilmiştir 3 , 4 . Bu sistemler, kontaminant yüklemeyi yüzey sularına indirgemek için bir dizi yaklaşımın bileşenlerini temsil eder. Yüzey su toksisitesinden sorumlu olan kirleticileri hafifletmek için tasarlandığı için, uygulama sürecinin ana bileşenleri eNsure onların uzun vadeli etkinliği. İzleme, endişe verici kimyasal türlerin kimyasal analizlerini ve duyarlı gösterge türleriyle toksisite testlerini içerir. Bu makale, bir kentsel park yeri bioswale ve tarımsal bitki örtüsü drenaj hendek sistemi için protokoller ve izleme sonuçlarını açıklamaktadır. Tipik bir karma kullanımlı kentsel alışveriş park alanında fırtına akışını tedavi etmek için kullanılabilecek tipik bir otopark parkurunun tasarım özellikleri, tedavi edilen bölgeye bağlı. Burada açıklanan örnekte, 53.286 feet kare asfalt, 4.683 metrekare peyzaj alanından oluşan bir kepçe boşaltan geçirimsiz bir yüzey alanı oluşturur. Bu yüzey alanından akışı sağlamak için, 215 feet uzunluğunda, düz, yarı V şeklindeki kanal,% 50&#39;den daha az bir yan eğim ve% 1&#39;lik bir uzunlamasına eğimi olan kıvrımı içerir ( Şekil 1 ). Bu tohum, 6 kat inceltilmiş topoil, katmanKırmızı 2.5 metrelik sıkıştırılmış alt tabaka üzerinde. Yağmursuyu park yerlerinden, şişe boyunca birden fazla giriş noktasına akar. Su, bitki örtüsüne sızar, sonra alt katmana nüfuz eder ve 4 inç delikli bir boşaltma deliğine boşaltır. Bu sistem, suyun bitişik bir sulak alana sızdırılmış bir sistemden boşalmasına neden olur ve sonunda yerel bir dereye akar.

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

Kentsel yağmur suyu ve tarım sulama suyu akışı genellikle komşu alıcı sulara toksik olan karışık bir kontaminant karışımı içermektedir. Akıntı, bitki örtüsü ve topraklara kirletici maddelerin emilimini arttırmak ve sızmayı artırmak için tasarlanmış basit sistemler ile tedavi edilebilir. İki örnek sistem açıklanmaktadır: kentsel yağmur suyu arıtımında biyolojik çalkantılı bir arıtma sistemi ve tarımın sulama akışını gidermek için bir bitki örtüsü drenajı. Her ikisinde de akan suyun kirletici yükünü azaltacak benzer özellikler bulunur: kirleticilerin toprak ve bitki yüzeylerine emilmesi ve su emmesi ile sonuçlanan bitki örtüsü. Bu sistemler, artık kirleticileri uzaklaştırmak için granülleştirilmiş aktif karbonun bir parlatma adımı olarak entegrasyonunu da içerebilir. Bu sistemlerin tarım ve kentsel havzalarda uygulanması, tedavi etkinliğini doğrulamak için sistemin izlenmesini gerektirir. Bu, toksisiteye neden olan belirli kirleticiler için kimyasal izleme içerir.Mevcut belge, su omurgasızlarına yüzeysel su toksisitesinden sorumlu olduğu için, mevcut kullanım böcek ilacının izlenmesini vurguluyor.

Kentsel Biyogücün Etkinliği Fırtınanın 18.5 saatinde, yağmur göstergesi tarafından 1.52 &quot;yağmur kaydedildi ve bu, park yerlerinden biyolojik oluk içine akan 50.490 galon suya neden oldu. Bu toplam hacmin 5.228 galonu çıkış debimetresi ile kaydedildi , Biyoselin içine akan yağmur suyunun% 90&#39;ına tamamen sızma ile sonuçlandı Biyoglof izlenen tüm kimyasalları azalttı Toplam askıda katı madde% 72 azaldı ( Tablo 1 ) PAH konsantrasyonları, tespit edildiğinde çok düşüktü, Ancak tüm konsantrasyonlarda PAH&#39;lar% 100 oranında azaltılmış, çıkış metallerinde ise tüm metaller azalmıştır Çinko ve bakır sırasıyla% 97 ve% 92 azalmıştır ( Tablo 1 ). Giriş numunelerinde bir dizi piretroid böcek ilacı tespit edilmiştir ve Bunların hepsi çıkış örneklerinde azalmıştır. Toplam piretroid konsantrasyonu% 99 oranında azaltıldı. Piretroids bifentrin, sipermetrin, lambda-cyhalothrin ve permetrin&#39;in toksik konsantrasyonları giriş örneklerinde tespit edildi ve çıkış örneklerinde H. azteca için ölümcül orta konsantrasyonların (LC50s) altındaki konsantrasyonlara düşürüldü ( Tablo 1 ). Örneğin, bifenthrin, giriş örneğinde zehirli bir konsantrasyonda tespit edildi ve çıkış örneğinde% 93 oranında azaltıldı. Fenilpirazol böcek ilacı fipronilinin tedavisi tutarsızdı. Giriş örneğinde fipronilin ana bileşimi tespit edildi ve çıkış örneğinde% 100 azaltıldı. Giriş örneğinde fipronil degradatlar, fipronil desulfinil ve fipronil sülfon tespit edildi. Desulfinyl degradate, çıkış örneğinde% 100 düşürüldü, ancak sülfon degradatı% 45 oranında arttı. Fipronil&#39;in değişken tedavisinin olası sebepleri arasında ılımlı çözünürlük vardır. Neonicotinoid pesticGiriş imza örneğinde ide imidakrolid bulunamadı. Yağmursuyu zehirliliği test edilen türe göre değişir. Giriş örneklerinden hiçbiri daphnid&#39;ler için toksik değildi ( Tablo 1 ). Tüm giriş örnekleri H. azteca için toksikti ve toksisite biyolojik şelale ile azaltıldı. Amfipod sağkalımı giriş örneğinde% 66 iken, çıkışta% 98&#39;e yükselmiştir. Giriş ve çıkış örneklerinde C. dilutus sağkalımına karşı zehirlilik gözlenmiştir . Giriş örneğinde C. dilutus ağırlığında belirgin azalmalar gözlenmiş ve çıkış örneğinde büyüme% 49 oranında belirgin olarak iyileşmiştir ( Tablo 1 ). Entegre Tarımsal Vejetasyonlu Drenaj Hendeği Etkinliği Entegre vejetasyon hendek sisteminin, klorpirifonları tedavi etmek için akış hızına bağlı olarak etkinliği artarken, TSS ve klorpirifoslar çiviliHer iki akış hızında da sulama suyu önemli ölçüde azalmıştır. 3.2 L / s ve 6.3 L / s&#39;de yapılan üç çalışmada ortalama TSS azalması sırasıyla% 79.7 ve% 82.3&#39;tür. Klorpirifos, düşük akış hızı çalışmalarının ikisinde 750 ng / L&#39;den az tarama (&lt;50 ng / L) ve üçüncü denemede (raporlama limitinin altında) 78 ng / L&#39;lik bir tahmini konsantrasyona düşürüldü. Klorpirifos, yüksek akış oranında üç denemede ortalama 707 ng / L&#39;den 100 ng / L&#39;den daha düşük bir seviyeye indirildi. Sızıntı ile kombine edildiğinde, sırasıyla düşük ve yüksek akış hızlarında ortalama yük indirimleri% 98 ve% 94 olmuştur ( Tablo 2 ). Tüm giriş örneklerinde (uygulama öncesi) C. dubia&#39;ya tam ölüm oranı gözlenmiştir. 3.2 L / s çıkışlı örneklerden ikisi ve 6.3 L / s çıkışlı örneklerden biri toksik değildi ( Tablo 2 ), en düşük üç klorpirifos konsantresi bulunan çıkış örneklerine karşılık geldi<html> payları. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55391/55391fig1.jpg" /> Şekil 1: Bir park yeri bioswale görüntüsü. Girişler (işlenmemiş) yağmur suyu örnekleri, çeşitli kaldırım ağızlarından biyolojik şelale toplanmıştır. Çıkışın (muamele edilmiş) yağmursuyu örnekleri, imgenin üst kısmında (gösterilmemiştir) yer alan bir taşma ızgarasının içinde bulunan bir drenaj borusundan toplanmıştır. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55391/55391fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55391/55391fig2.jpg" /> Şekil 2: Entegre vejetasyon hendek sisteminin şematik diyagramı (152 m uzunluk, ölçeğe değil). Tüm hendek, kırmızı çayır otu ile bitki örtüsündü. Kompost ve GAC kurulumları gösterildiği şekilde yerleştirildi.Ftp_upload / 55391 / 55391fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bu figürden daha büyük sürümünü görmek için lütfen tıklayınız. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td style="width:180px"> Toksisite </td><td> Birimler </td><td> Giriş </td><td> Çıkış </td></tr><tr><td> H. azteca </td><td> Hayatta kalma yüzdesi </td><td> 66 </td><td> 98 </td></tr><tr><td> C. dubia </td><td> Hayatta kalma yüzdesi </td><td> 100 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> C. dilutus </td><td> Hayatta kalma yüzdesi </td><td> 81 </td><td> 71 </td></tr><tr><td></td><td> Kuru Wt. (mg) </td><td> 0,39 </td><td> 0.77 </td></tr><tr><td> Kimya </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> TSS </td><td> mg / L&#39; </td><td> 136 </td><td> 38 </td></tr><tr><td> bifentrin </td><td> ng / L </td><td> 5.6 </td><td> 0.4 </td></tr><tr><td> siflutrin </td><td> ng / L </td><td> 1.2 </td><td> ND </td></tr><tr><td> Cypermetrin </td><td> ng / L </td><td> 3.1 </td><td> ND </td></tr><tr><td> (Es) Fenvalerat </td><td> ng / L </td><td> 0.7 </td><td> ND </td></tr><tr><td> fenpropatrin </td><td> ng / L </td><td> 3.6 </td><td> ND </td></tr><tr><td> L-Sihalotrin </td><td> ng / L </td><td> 1.3 </td><td> ND </td></tr><tr><td> Permetrin </td><td> ng / L </td><td> 15 </td><td> ND </td></tr><tr><td> fipronil </td><td> ng / L </td><td> 0.8 </td><td> ND </td></tr><tr><td> Fipronil Desulfinil </td><td> ng / L </td><td> 0.6 </td><td> ND </td></tr><tr><td> Fipronil Sülfür </td><td> ng / L </td><td> ND </td><td> ND </td></tr><tr><td> Fipronil Sülfon </td><td> ng / L </td><td> 0.6 </td><td> 1.1 </td></tr><tr><td> imidakloprid </td><td> ng / L </td><td> ND </td><td> ND </td></tr><tr><td> Kadmiyum </td><td> ug / L </td><td> 0.52 </td><td> 0.07 </td></tr><tr><td> Bakır </td><td> ug / L </td><td> 78 </td><td> 5.9 </td></tr><tr><td> Öncülük etmek </td><td> ug / L </td><td> 11 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> Nikel </td><td> ug / L </td><td> 32 </td><td> 2.8 </td></tr><tr><td> Çinko </td><td> ug / L </td><td> 590 </td><td> 15 </td></tr><tr><td> Toplam PAH&#39;lar </td><td> ug / L </td><td> 0,47 </td><td> ND </td></tr></tbody></table> Tablo 1: Tek fırtınada izlenen bioswale giriş ve çıkışının zehirliliği ve kimyası. TSS = toplam askıda katı madde; ND = tespit edilmedi. <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 litre / saniye </td><td colspan="3"> 6,3 litre / saniye </td></tr><tr><td></td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 &lt;/ Td&gt; <td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> Klorpirifos (ng / L) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Giriş </td><td> 638 </td><td> 738 </td><td> 879 </td><td> 282 </td><td> 973 </td><td> 966 </td></tr><tr><td> Çıkış </td><td> ND </td><td> ND </td><td> 78 </td><td> 52 </td><td> 82 </td><td> 58 </td></tr><tr><td> Yüzde Değişim </td><td> -100 </td><td> -100 </td><td> -91 </td><td> -82 </td><td> -92 </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> Giriş </td><td> 422 </td><td> 588 </td><td> 448 </td><td> 238 </td><td> 218 </td><td> 258 </td></tr><tr><td> Çıkış </td><td> 46 </td><td> 66 </td><td> 176 </td><td> 40 </td><td> 52 </td><td> 31 </td></tr><tr><td> BaşınaYüzde Değişim </td><td> -89 </td><td> -89 </td><td> -61 </td><td> -83 </td><td> -76 </td><td> -88 </td></tr><tr><td> Toksisite (% hayatta kalma) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Giriş </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> Çıkış </td><td> 96 * </td><td> 100* </td><td> 0 </td><td> 100* </td><td> 0 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> Kontrol </td><td> 96 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 96 </td><td> 100 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> Ort. Klorpirifoz Azaltma </td><td></td><td> % 97 </td><td></td><td></td><td> % 89 </td><td></td></tr><tr><td> Ort. Akıntı sızıntısı </td><td></td><td> % 52 </td><td></td><td></td><td> % 43 </td><td></td></tr><tr><td> Ort. Klorpirifos Yükü Azaltma </td><td></td><td> % 98 &lt;/ Td&gt; <td></td><td></td><td> % 94 </td><td></td></tr></tbody></table> Tablo 2: Entegre hendek işlemlerinin iki akış hızında (3.2 L / s ve 6.3 L / s) etkinliğini değerlendiren çoğaltma denemelerinden alınan kompozit numunelerdeki klorpirifos konsantrasyonları, toplam asılı katı konsantrasyonları ve yüzde sağkalım. Yıldız işareti, toksisitenin önemli ölçüde azaltıldığını gösterir.

Watch this Scientific Journal Video about Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff at JoVE.com

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

Bu makale, pestisitleri ve su zehirliliğiyle ilişkili diğer kirleticileri gidermek için kentsel yağmursuyu ve tarımsal sulama akışını tedavi eden arıtma sistemlerinin tasarım özelliklerini ve etkinliğini özetler.

Tarım ve Kentsel Akışta Yüzeysel Su Zehirlenmesiyle İlişkili Kirleticilerin Ortadan Kaldırılması İçin Vejetaryan Arıtma Sistemleri

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

vegetated-treatment-systems-for-removing-contaminants-associated-with

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

10.5K Görüntüleme.  University of California, Davis.  Bu makale, pestisitleri ve su zehirliliğiyle ilişkili diğer kirleticileri gidermek için kentsel yağmursuyu ve tarımsal sulama akışını tedavi eden arıtma sistemlerinin tasarım özelliklerini ve etkinliğini özetler. 

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

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.

Kentsel Akış Araştırma Tesisi Tasarımı ve İnşaat

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 ...

Çevre

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals is often not well understood. Here we demonstrate an integrated field lysimetry and porewater sampling method for evaluating the mobility of chemicals applied to soils and established vegetation. Lysimeters, open columns made of metal or plastic, are driven into bareground or vegetated soils. Porewater samplers, which are commercially available and use vacuum to collect percolating soil water, are installed at predetermined depths within the lysimeters. At prearranged times following chemical application to experimental plots, porewater is collected, and lysimeters, containing soil and vegetation, are exhumed. By analyzing chemical concentrations in the lysimeter soil, vegetation, and porewater, downward leaching rates, soil retention capacities, and plant uptake for the chemical of interest may be quantified. Because field lysimetry and porewater sampling are conducted under natural environmental conditions and with minimal soil disturbance, derived results project real-case scenarios and provide valuable information for chemical management. As chemicals are increasingly applied to land worldwide, the described techniques may be utilized to determine whether applied chemicals pose adverse effects to human health or the environment.

Field lysimetry and porewater sampling allow researchers to evaluate the fate of chemicals applied to soils and established vegetation. The goal of this protocol is to demonstrate how to install required instrumentation and collect samples for chemical analysis during integrated field lysimetry and porewater sampling experiments.

Entegre Saha Lysimetry ve gözenek suyu Örnekleme Topraklarda Kimyasal Hareketlilik Değerlendirilmesi ve kurulan Bitki Örtüsü

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ammonia removal, nitrogen removal and algal growth are compared over an 8-week period in paired sets of small (100 L) and large (1,000 L) reactors designed for algal remediation of landfill wastewater. Contents of the small and large scale reactors were mixed before the beginning of each weekly testing interval to maintain equivalent initial conditions across the two scales. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted to better equalize conditions occurring at both scales. During the short 8-week representative time period, starting ammonia and total nitrogen concentrations ranged from 3.1-14 mg NH3-N/L, and 8.1-20.1 mg N/L, respectively. The performance of the treatment system was evaluated based on its ability to remove ammonia and total nitrogen and to produce algal biomass. Mean &#177; standard deviation of ammonia removal, total nitrogen removal and biomass growth rates were 0.95&#177;0.3 mg NH3-N/L/day, 0.89&#177;0.3 mg N/L/day, and 0.02&#177;0.03 g biomass/L/day, respectively. All vessels showed a positive relationship between the initial ammonia concentration and ammonia removal rate (R2=0.76). Comparison of process efficiencies and production values measured in reactors of different scale may be useful in determining if lab-scale experimental data is appropriate for prediction of commercial-scale production values.

An experimental methodology is presented to compare the performance of small (100 L) and large (1,000 L) scale reactors designed for algae remediation of landfill wastewater. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted based on application.

Atıksu Alg İyileştirme için Fotosentetik Reaktör Sistemde Ölçeği Karşılaştırılması

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

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.

Besin ve tortu tarım havza içinde sürekli Instream izleme

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

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. Rather than discharging treated wastewater to a stream, and thereby directly impacting the stream quality, the effluent is applied to forested and cropped land managed by the University. Concerns related to reductions in soil hydraulic conductivity occur when considering wastewater reuse. The methodology described in this manuscript, matching soil sample size with the size of the laboratory-based hydraulic conductivity measurement apparatus, provides the benefits of a relatively rapid collection of samples with the benefits of controlled laboratory boundary conditions. The results suggest that there may have been some impact of wastewater reuse on the soil&#39;s ability to transmit water at deeper depths in the depressional areas of the site. Most of the reductions in the soil hydraulic conductivity in the depressions appear to be related to the depth from which the sample was collected, and by inference, associated with the soil structural and textural differences.

Here we present a methodology which matches a soil sample size and a hydraulic conductivity measurement device to prevent the so-called wall flow along the inside of the soil container from being erroneously included in water flow measurements. Its use is demonstrated with samples collected from a wastewater irrigation site.

Atıksu Sulaması toprak Hidrolik iletkenlik üzerindeki etkileri: alan örnekleme ve laboratuvar doymuş Hidrolik İletkenlik Tayini

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

Domuz Atık Biyogazından Biyometan Elde Edilmesi için Mikroalg Yetiştiriciliği

Biogas Purification through the use of a Microalgae-Bacterial System in Semi-Industrial High Rate Algal Ponds

In recent years, a number of technologies have emerged to purify biogas into biomethane. This purification entails a reduction in the concentration of polluting gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide to increase the content of methane. In this study, we used a microalgal cultivation technology to treat and purify biogas produced from organic waste from the swine industry to obtain ready-to-use biomethane. For cultivation and purification, two 22.2 m3 open-pond photobioreactors coupled with an absorption-desorption column system were set up in San Juan de los Lagos, Mexico. Several recirculation liquid/biogas ratios (L/G) were tested to obtain the highest removal efficiencies; other parameters, such as pH, dissolved oxygen (DO), temperature, and biomass growth, were measured. The most efficient L/Gs were 1.6 and 2.5, resulting in a treated biogas effluent with a composition of 6.8%vol and 6.6%vol in CO2, respectively, and removal efficiencies for H2S up to 98.9%, as well as maintaining O2 contamination values of less than 2%vol. We found that pH greatly determines CO2 removal, more so than L/G, during cultivation because of its participation in the photosynthetic process of microalgae and its ability to vary pH when solubilized due to its acidic nature. DO, and temperature oscillated as expected from the light-dark natural cycles of photosynthesis and the time of day, respectively. Biomass growth varied with CO2 and nutrient feeding as well as reactor harvesting; however, the trend remained primed for growth.

Yazar Spotlight: Gelişmiş Biyometan Üretimi için Mikroalg Biyoteknolojisinin Ölçeklendirilmesi 

Air pollution impacts the quality of life of all organisms. Here, we describe the use of microalgae biotechnology for the treatment of biogas (simultaneous removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide) and the production of biomethane through semi-industrial open high-rate algal ponds and subsequent analysis of treatment efficiency, pH, dissolved oxygen, and microalgae growth.

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

In recent years, a number of technologies have emerged to purify biogas into biomethane. This purification entails a reduction in the concentration of ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past studies have evaluated the performance of the reactor for the removal of COD1 and nitrogen species2-4 by heterotrophic and chemoautotrophic bacteria, respectively. The HDBR design eliminates the requirement for external flocculation/sedimentation processes while still yielding effluent containing low suspended solids. In this study, the HDBR is applied as a photobioreactor (PBR) in order to characterize the nitrogen removal characteristics of an algae-based photosynthetic microbial community. As previously reported for this HDBR design, a stable biomass zone was established with a clear delineation between the biologically active portion of the reactor and the recycling reactor fluid, which resulted in a low suspended solid effluent. The algal community in the HDBR was observed to remove 18.4% of total nitrogen species in the influent. Varying NH4+ and NO3- concentrations in the feed did not have an effect on NH4+ removal (n=44, p=0.993 and n=44, p=0.610 respectively) while NH4+ feed concentration was found to be negatively related with NO3- removal (n=44, p=0.000) and NO3- feed concentration was found to be positively correlated with NO3- removal (n=44, p=0.000). Consistent removal of NH4+, combined with the accumulation of oxidized nitrogen species at high NH4+ fluxes indicates the presence of ammonia- and nitrite-oxidizing bacteria within the microbial community.

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Here, the HDBR is successfully applied in a photobioreactor (PBR) configuration for the study of nitrogen metabolism by a mixed high density algal community.

Çeşitli mikrobiyal Toplulukları Yüksek Yoğunluklu Yetiştirme için Yeni Bir Biyoreaktör

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Biyomühendislik

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

Oil sands process-affected water (OSPW), a by-product of bitumen extraction through surface mining in Alberta, Canada, contains various constituents of concern, including naphthenic acid fraction compounds (NAFCs). These organic compounds are particularly worrisome due to their toxicity and persistence in the environment. Constructed wetland treatment systems (CWTS) use plants and their associated microbes to attenuate contaminants in wastewater. Field-scale CWTS have been presented as a potential large-scale treatment option for OSPW, specifically for degrading NAFCs. To optimize the use of CWTS for large-scale treatment of NAFCs in OSPW, it is essential to deepen our understanding of various design parameters and explore ways to enhance efficacy.
Mesocosm-scale experiments serve as a valuable intermediary, bridging the gap between complex field trials and controlled laboratory settings. Mesocosms provide a controlled, replicable environment to study the effects of various parameters such as substrate, plant species, temperature, and retention time while incorporating ecological complexities in their design. Published and previous work has shown that this method is successful in evaluating the impacts of different parameters on the efficacy of CWTS to attenuate NAFCs in OSPW. This protocol outlines the design and setup of a surface flow wetland mesocosm, along with the experimental approach for treating NAFCs in OSPW. This method can be adapted to treat other wastewaters across diverse geographical locations.

Constructed wetland treatment systems have been used for decades to treat wastewater, but their application to treat oil sands process-affected waters is relatively new. To explore this potential, a surface flow mesocosm design and experimental methods are outlined. This approach aims to enhance our understanding of key design parameters and improve treatment efficacy.

Atık su arıtımı için mezokozm ölçekli inşa edilmiş sulak alan tasarımı

Oil sands process-affected water (OSPW), a by-product of bitumen extraction through surface mining in Alberta, Canada, contains various constituents of ...

Tarım ve Kentsel Akışta Yüzeysel Su Zehirlenmesiyle İlişkili Kirleticilerin Ortadan Kaldırılması İçin Vejetaryan Arıtma Sistemleri

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Kentsel Akış Araştırma Tesisi Tasarımı ve İnşaat

Entegre Saha Lysimetry ve gözenek suyu Örnekleme Topraklarda Kimyasal Hareketlilik Değerlendirilmesi ve kurulan Bitki Örtüsü

Atıksu Alg İyileştirme için Fotosentetik Reaktör Sistemde Ölçeği Karşılaştırılması

Besin ve tortu tarım havza içinde sürekli Instream izleme

Atıksu Sulaması toprak Hidrolik iletkenlik üzerindeki etkileri: alan örnekleme ve laboratuvar doymuş Hidrolik İletkenlik Tayini

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

Yarı Endüstriyel Yüksek Hızlı Alg Havuzlarında Mikroalg-Bakteri Sistemi Kullanılarak Biyogaz Saflaştırılması

Çeşitli mikrobiyal Toplulukları Yüksek Yoğunluklu Yetiştirme için Yeni Bir Biyoreaktör

Atık su arıtımı için mezokozm ölçekli inşa edilmiş sulak alan tasarımı