Name: continuous hydrologic and water quality monitoring of vernal ponds
Uploaded: 2017-11-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds at JoVE.com

저자는 펜실베니아 주립 대학 사무실의 물리적 공장 (OPP) 자금에 대 한이 연구를 지원 하기 위해 감사 하 고 싶습니다. 또한, 우리는 박사 엘리자베스 W. Boyer, 데이비드 A. 밀러, 및 펜실베니아 주립 대학에서 트레이 시 Langkilde이이 프로젝트의 그들의 공동 지원에 감사 하 고 싶습니다.

1. 봄 연못 형태학의 설문 조사를 실시 <ol><li>선택 위치를 기준으로 지정 하는 작은 조사 또는 플래그를 표시와 함께 표시. 
	참고: 위치 한다 연못 보다 더 높은 상승 되며, 연못에 걸쳐 모든 위치에서 시력의 라인을가지고.</li>
	<li>할당 기준을 참조 입 면도, 정확한 숫자는 중요 하지 않습니다, 단순히 모든 다른 고도 비교 될 수 있는 대 한 참조를 제공 합니다.</li>
	<li>만들어 연못 영역, 3 m x 3 m 그리드 결과 3m 간격 transects 줄 자를 사용 하 고 플래그를 표시, (에서 예를 참조 하십시오 그림 1).</li>
	<li>결정 3 m에서 (즉, 지상) 연못의 바닥의 해발 고도 간격으로 각각 transect 자동 레벨을 사용 하 여 수평 막대에 높이 측정 하 여. 프로필 연못의 모든 측면에서 가장 높은 고도를 확장 하는 확인 하십시오.</li>
	<li>각 transect 끝를 내보내도 벤치 마크를 만들고 상승 기록.</li>
	<li>벤치 마크 간의 차이 조사 오류 확인 &#39; s 할당 된 고도 (즉, 1.2 단계에서 할당 된 참조 값)와 프로필에서 가장 먼 위치에서 측정 높이 transect.</li>
	<li>AE로 프로 파일에 대 한 폐쇄의 허용 가능한 오류 (AE) 계산 K = (2 * M) 0.5, 어디 K 0.001과 1 사이의 상수 이며 M 거리 (마일) 벤치 마크 사이의 가장 먼 위치에 프로필. 
	참고: K의 가치 조사,이 경우 0.1 10로 반입할 수 있습니다이 필요한 정확도에 따라 달라 집니다.</li>
	<li>비교 조사 오류는 ae 1.6 단계에서 계산 단계 1.7에서에서 계산. 설문 조사 오류는 애 보다 큰 경우, 다음 transect (1.3과 1.4 단계)에 대 한 평준화 프로 파일을 다시 실행 합니다. 설문 조사 오류 AE, 그 수평 프로필 보다 작으면 transect 완료, 프로필 다음 transect에 대 한 평준화 실시.</li>
	<li>알려진된 고 (프로 파일의 예는 그림 1에서 transects 참조)도의 격자를 만들 다른 방향에서 연못 3 m 간격 조절 단계 1.8 통해 1.4 프로필 반복.</li>
	<li>개발 연못에 대 한 단계-저장 곡선 (벤치 마크)에 관하여 고도 연못에 걸쳐 조사 3 m x 3 m 그리드에 걸쳐 알려져 있습니다 일단. 
	참고: 큰 간격으로 사용할 수 있습니다, 하지만 수 위 및 연못 볼륨 사이의 관계를 결정 오류 증가 시킬 수 있습니다.</li>
</ol> 2. 봄 연못 결정 &#39; s 단계-저장 곡선 참고: 각 봄 연못 연못에서 물 수준과 물 볼륨 사이의 독특한 관계를 있을 것 이다. 이 관계 단계 저장 곡선 이라고.
<ol><li>연못에서 최고 및 최저 고도 결정 제 1에서 수집 하는 고도 데이터를 사용 하 여.</li>
	<li>최고 및 최저 고도 차이 확인 하 고 그릴 등고선;를 0.1 0.2 m의 등고선 간격 11 권장 간격을 선택 합니다.</li>
	<li>각 윤곽선 (한 나)의 면적을 계산합니다. 이 손으로 되를 사용 하 여 또는 전자 지리 정보 소프트웨어 (GIS)을 사용 하 여 수행할 수 있습니다.</li>
	<li>계산 볼륨 (V 내가) 각 등고선 간격 사이 평균-끝-지역 메서드를 사용 하 여: 
	<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56466/56466eq1.jpg" /> E은 컨투어 상승 .</li>
	<li>각 등고선 간격 사이의 볼륨의 합으로 봄 연못의 총 볼륨 (V P) 계산: 
	<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56466/56466eq2.jpg" /> 참고: 여기 H는 연못의 최대 깊이. 예를 들어 표 1에 주어진.</li>
	<li>깊이의 기능으로는 연못의 누적 거래량 그래프 여 연못에 대 한 단계-저장 관계를 결정 합니다.
	<ol><li>수 위 센서를 설치 후 사용으로 수 위는 &#34; 단계 &#34; 물 볼륨, 또는 연못에서 스토리지를 추정. 
		참고: 단계-저장 곡선의 예는 그림 2에 표시 됩니다. 봄 연못에서 가장 낮은 지점 위에 물 레벨 센서를 설치 하는 경우 오프셋 필요가 있을 것입니다 단계 저장 곡선 측정된 물 레벨 변환 (오프셋에에서 추가 단계 3.3 st를 결정 하기 위해 수 위 센서에 의해 기록 된 수 위 나이).</li>
	</ol></li></ol> 3. 설치 모니터링 역 참고: 관심의 매개 변수에 대 한 센서가이 연구 포함 압력 변환기 (수 위 및 온도 측정), 대 한 용 존 산소 농도, oxidation-reduction 잠재적인, 전기 전도도, pH, 그리고 팁 물통 우량 계. PH 프로브, 용 존된 산소 센서 및 oxidation-reduction 프로브는 센서 당 배포 전에 실험실에서 보정 해야 합니다 &#39; s 사용 설명서. 여기, 중앙 데이터로 거 (15 분 간격으로 기록 데이터 프로그램) 선택 되어, 배포 중 모든 센서가 연결 되어 있습니다. 가능한 대체 시나리오는 센서의 각 자치 이며 이후 각 센서 자체 데이터 기록 하지 필요 1 중앙 datalogger를 할 것.
<li>연결 각 콘크리트 블록 또는 목조 스테이크 ( 그림 3)를 (우량 계)를 제외 하 고 센서의 <ol>. 호스 클램프를 사용 하 여 또는 센서 vernal 연못 (또는 관심의 깊이)의 아래쪽 유지 되도록 관계를 우편.
	<ol>는 그것 (당 제조업체 지침), 각 막에 걸쳐 확산 산소 수 있도록 <li>녹은 산소 센서를 연결. 설치 압력 트랜스듀서 직 압력을 측정할 것 이다 위에, 물 열 이며 수직 방식으로 수 위를 기록 합니다.</li>
	</ol></li> <li>연구 기간 동안 건조 하 게 될 것입니다 연못의 중앙으로 위치에 탑재 된 센서 설치.</li>
	<li>센서와 통치자 또는 측량 장비를 사용 하 여 연못에서 가장 낮은 지점 사이의 수직 거리를 결정 합니다. 2.6 단계에 설명 된 대로 단계 저장 곡선을 개발에 사용 하기 위해이 거리를 기록 (즉, 오프셋은 연못에 있는 총 물 깊이에 압력 변환기를 사용 하 여 측정 깊이 관련 된 필요할 수 있습니다).</li>
	<li>동안 그들은 물에 잠긴 수, 센서 전선은 쥐에 취약 또는 그들에 이것을 방지 하기 위해 연못에 수위가 낮을 때 씹는 수 있습니다 다른 동물 사용 apolyvinyl 염화 파이프 센서 전선 보호 하기 (선택 사항 이지만 권장). 그림 4와 같이 PVC 파이프 (3 m 긴, 6.35 cm 직경)를 통해 센서 전선 vernal 연못의 가장자리 실행. 
	참고: 임시 설치에 대 한 (예:, 몇 개월에 몇 주) PVC 파이프 불필요 한 간주 될 수 있습니다.</li>
	<li>세트 삼각대 고 여행의 각 말뚝을 삽입 하 여 땅에 탑재세 다리. 
	참고: 일부 키가 삼각대도 설치를 요구 하는 피 뢰 할 수 있습니다.
	<ol><li>삼각대 그것을 액세스할 수 심지어 때 연못 물이 가득 봄 연못의 가장자리 근처에 위치.</li>
	</ol></li> <li>Datalogger 및 배터리 (12v) 인클로저 상자 ( 그림 4) 위에 탑재 될 태양 전지 패널에 대 한 삼각대 위에 공간을 떠나, 삼각대에 대 한 인클로저 상자 첨부.</li>
	<li>는 삼각대의 상단에 10 W 태양 전지 패널을 첨부 하 고 태양을 향해 각도. 태양 각도 계산기 12 사용할 수 있습니다, 필요한 경우 패널을 설치 하는 최적의 각도 결정 하.</li>
	<li>경우 실 비 게이지 삼각대에 연결 합니다. 그렇지 않으면, 나무 말뚝 또는 금속 극 연못 및 삼각대 ( 그림 4)의 가장자리 근처에 그것을 연결 합니다. 비 계기 나무 커버를 나타내는 약 연못의 나무 덮개 (있을 경우)에 (가능한 경우) 확인.</li>
	<li>상자 아래쪽에 있는 구멍을 통해 인클로저 상자에 모든 센서 및 태양 전지 패널 와이어를가지고.</li>
	<li>Datalogger에 모든 센서를 연결 &#39;는 센서에 따라 s 배선 패널 &#39; 지침 또는 datalogger &#39; s 배선 다이어그램. 그림 5A에서 예를 참조 하십시오.</li>
	<li>12V 배터리를 충전 배터리 ( 그림 5B) 태양 전지 패널 전선을 연결. 
	참고: 태양 전지 패널에서 (권장) 배터리 너무 많은 전기에는 영향을 받지 않습니다 있도록 전압 레 귤 레이 터는 배터리 선택.</li>
	<li>데이터로 거 ( 그림 5B)는 데이터로 거 및 센서에 전원을 공급 하는 전원 입력된 패널에 배터리를 연결.</li>
	<li>Datalogger를 습기 손상의 가능성을 줄이기 위해 인클로저 상자 안에 건조 팩 장소.</li>
	<li>권장 하지만 선택 사항: 센서 네트워크 제대로 작동 하는지 확인 하는 직렬 케이블 ( 그림 5B)를 사용 하 여 데이터로 거에 datalogger 통신 소프트웨어와 함께 필드 노트북 연결.</li>
	<li>는 인클로저 상자 닫고 와이어 상자 곤충과 물 계속 입력 인클로저 상자 아래쪽에 있는 구멍 주위 점토를 놓습니다. 필요한 경우 보안 장비, 보안 자물쇠와 인클로저 상자.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Korfel, C. A., Mitsch, W. J., Hetherington, T. E., Mack, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrology+physiochemistry,+and+amphibians+in+natural+and+created+vernal+pool+wetlands.">Hydrology physiochemistry, and amphibians in natural and created vernal pool wetlands.</a> Restor. Ecol. 18 (6), 843-854 (2010).</li><li>Colburn, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vernal Pools: Natural History and Conservation. , (2004).</li><li>Collins, J. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movement+orientation+by+adult+and+juvenile+wood+frogs+(Rana+Sylvatica)+and+american+toads+(Bufo+Americanus)+over+Multiple+Years.">Movement orientation by adult and juvenile wood frogs (Rana Sylvatica) and american toads (Bufo Americanus) over Multiple Years.</a> Herpet. Conserv. Bio. 5 (1), 64-72 (2010).</li></ol>

저자는 공개 없다.

기존의 방법에 관하여 의미
스트림 모니터링 잘 설립 방법론 미국 지질 조사 (USGS)에 의해 개발 된 반면, 아니 같은 광범위 한 모니터링 프로그램 이해 봄 연못 역학에 대 한 존재 합니다. 문학적 접근을 시작 하는 방법에 대 한 지침을 제공 하고자 하는이 프로토콜 그리고 수 질 모니터링 연구 어떻게 물리적, 화학적 요인 이해의 목표와 함께 봄 연못 사이트에서 특...

봄 연못은 일반적으로 봄가 물을 포함 하 고 종종 건조 여름 개월 동안 임시, 얕은 습지. 일반적으로 hydroperiod 라고 봄 연못의 범람 기간 강수량 및 evapotranspiration1주로 제어 됩니다.
봄 연못 봄 수영장, 임시 연못, 임시 연못, 계절 연못, 그리고 지리적으로 고립 된 습지2를 참조할 수 있습니다. 미국 북동부에서 vernal 연못 가장 자주 그들은 양서류, 번 식 지로 봉사 하 고 초기 생활 단계 (즉, tadpoles)와 변 태 하는 동안 지원 제공에 대 한 제공 하는 중요 한 서식 지에 의해 특징. 캘리포니아, vernal 연못 독특한 식물과 멸종 위기 식물 종의2지원 특징입니다.
이 서식 지는 점점 위협 인해 토지 사용과 기후 변화, 그리고 수 륙 양용 인구 anthropogenic 활동3,4때문에 크게 중요 한 글로벌 감소 발생. 오염으로 인해 수 질 문제는 또한 최근 양서류에 요인 수를 생각 거부 전세계5. 또한, 최근 연구 결과 인간의 폐수6에 의해 영향을 vernal 연못에 서식 하는 개구리에서 intersex 특성의 증가 한 발생을 계시 했다. 따라서 글로벌 양서류 쇠퇴에 참여자를 더 잘 이해 하 자연적이 고 영향을 vernal 연못의 집중적인 모니터링을 실시 하는 필요가 있다.
측정 하 고 모니터링 하는 데 필요한 vernal 연못의 물리적 매개 변수 연못 형태 및 수를 포함 합니다. 형태는 연못의 형상을 이며 연못에서 고 각에 있는 변화를 확인 하려면 설문 조사를 실시 하 여 개발 된다. 수 위 측정을 기반으로 설문 조사 데이터는 예상할 수 연못의 볼륨 있는 단계 저장 곡선을 설정 하는 데 사용 합니다. 알아야 가장 짧은 (즉, 시간 분 순서) 및 장기 변동 (즉, 높은 시간 해상도에서 측정 하 여야 한다 vernal 연못의 수 위는 강 수에 의해 크게 영향을, 때문에 달에 년) 순서 물 수준에.
수 질 매개 변수 관심의 봄 연못의 기능에 영향을 미칠 것으로 알려진 온도, pH, 전기 전도도, 용 존된 산소 수준, 및 oxidation-reduction 잠재력 포함 됩니다. 이 매개 변수는 모든 측정 현장에서 상대적으로 저렴 한 기술 및 센서 네트워크 수 있습니다. 일부 물 영양 종 (즉, 총 킬달 질소) 및 기타 오염 물질 (즉, 신흥 오염 물질) 등의 품질 파라미터를 수집 하 고 처리를 위해 실험실에 샘플을 요구 및 분석입니다.
사육 양서류와 tadpoles의 초기 발달 단계에 대 한 적절 한 서식 지는 물으로 봄 연못의 능력에 영향을 주는 중요 한 매개 변수 레벨, pH, 용 존 산소 농도 전기 전도도, 높은 pH, 감소의 높은 수준의 산소 농도, 녹이 고 높은 영양소 농도 영향 anthropogenic vernal 연못에 기록 되어 비교적 깨끗 한 풍경에 위치한 vernal 연못에 비해, 활동2,7. 줄이는 또는 혐 기성 조건 특히 anthropogenic 활동에 의해 영향을 하는 것 들이 서식 지에서 발생할 수 있습니다. 이 영양소는 연못 내에서 순환 하 고 잠재적으로 내 분 비 혼란 시키는 화합물 및 다른 오염 물질8,9의 저하를 감소 변경 미생물 지역 사회에 변화를 일으킬 수 있습니다.
이 문서의 목표 물 수량 및 vernal 연못의 품질을 모니터링 하기 위한 역을 설정 하는 방법에 대 한 정보를 제공 하는입니다. 이 방법은 어떤 봄 연못에 적용할 수 있지만 사이트에 액세스 해야 (즉, 사이트 해야 합니다 공공 재산에 또는 토지 소유자 권한이 장비 설치).

<table><tbody><tr><td>CR1000</td><td>Campbell Scientific</td><td>16130-23</td><td>Measurement and Control Datalogger</td></tr><tr><td>ENC12/14-SC-MM</td><td>Campbell Scientific</td><td>30707-88</td><td>Weatherproof Enclosure Box (12&quot; x 14&quot;)</td></tr><tr><td>CS451-L</td><td>Campbell Scientific</td><td>28790-82</td><td>Pressure Transducer</td></tr><tr><td>CM305-PS</td><td>Campbell Scientific</td><td>20570-3</td><td>47&quot; Mounting Pole (Tripod)</td></tr><tr><td>TE525-L</td><td>Texas Electronics</td><td>7085-111</td><td>Tipping Bucket Rain Gauage (0.01 inch)</td></tr><tr><td>CS511-L</td><td>Campbell Scientific</td><td>26995-41</td><td>Dissolved Oxygen Sensor</td></tr><tr><td>SP10</td><td>Campbell Scientific</td><td>5278</td><td>10 W Solar Panel</td></tr><tr><td>PS150-SW</td><td>Campbell Scientific</td><td>29293-1</td><td>12 V Power Supply with Voltage Regulator &amp;amp; 7 Ah Rechargeable Battery</td></tr><tr><td>CSIM11-ORP</td><td>Wedgewood Analytical</td><td>22120-72</td><td>Oxidation-reduction potential probe</td></tr><tr><td>CSIM11-L</td><td>Wedgewood Analytical</td><td>22119-151</td><td>pH probe</td></tr><tr><td>CS547A-L</td><td>Campbell Scientific</td><td>16725-229</td><td>Water conductivity probe</td></tr><tr><td>A547</td><td>Campbell Scientific</td><td>12323</td><td>CS547(A) Conductivity Interface</td></tr><tr><td>CST/berger SAL &#039;N&#039; Series Automatic Level Package</td><td>CST/berger</td><td>55-SLVP32D</td><td>Automatic Survey Level, Tripod, and 8&#039; survey rod</td></tr></tbody></table>

continuous hydrologic and water quality monitoring of vernal ponds

봄 연못, 봄 수영장, 라고도 중요 한 생태계 서비스 및 위협 및 멸종 위기의 동물의 다양 한 서식 지를 제공 합니다. 그러나, 그들은 종종 제대로 이해 하 고 understudied 풍경의 취약 한 부분입니다. 기후 변화 뿐 아니라 토지 이용 및 관리 사례, 글로벌 양서류 감소에 기여 생각 된다. 그러나,이 미치는 영향의 정도 이해 하기 더 많은 연구가 필요 합니다. 여기, 우리 봄 연못의 형태 및 세부 vernal 연못 hydroperiod의 기간 동안 물 수량 및 품질 데이터를 수집 하는 데 사용할 수 있는 모니터링 역 특성화를 위한 방법론을 제시. 우리는 필드 조사 형태를 특성화 하 고 vernal 연못에 대 한 단계-저장 곡선 개발을 수행 하는 방법에 대 한 방법론을 제공 합니다. 또한, 우리는 수 위, 온도, pH, oxidation-reduction 잠재적인, 용 존 산소 및 vernal 연못에 있는 물의 전기 전도도 모니터링으로 강수량 데이터 모니터링에 대 한 방법론을 제공 합니다. 이 정보는 더 나은 vernal 연못 제공 하는 생태계 서비스 및 이러한 서비스를 제공 하는 그들의 능력에 anthropogenic 활동에의 영향 척도를 사용할 수 있습니다.

봄 연못 프로필에서 볼록 오목을 직선 슬로프에 이르기까지 다양 한 형태, 전시 수 있습니다. Vernal 연못 중앙 펜실베니아에 대 한 예제 형태학이이 연못 ( 표 1,그림 2)에 대 한 단계-저장 곡선의 결과 함께 그림 1에 표시 됩니다. 최대 연못 깊이 아니다 표면적, 강력 하 게 나타내는 hydroperiod 연못 형태12</...

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Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

지속적인 문학적 품질 모니터링 Vernal 연못의 물

생태계 서비스 및 vernal 연못과 이러한 서비스를 제공 하는 그들의 능력에 anthropogenic 활동에의 영향에 의해 제공 하는 프로세스를 이해 집중 문학적 모니터링 필요 합니다. 현장 모니터링 장비를 사용 하 여이 샘플링 프로토콜 anthropogenic 활동 물 수준 및 품질에 미치는 영향을 이해 하기 개발 되었다.

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

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JoVE Journal

Environment

9.2K 조회수.  Pennsylvania State University. 생태계 서비스 및 vernal 연못과 이러한 서비스를 제공 하는 그들의 능력에 anthropogenic 활동에의 영향에 의해 제공 하는 프로세스를 이해 집중 문학적 모니터링 필요 합니다. 현장 모니터링 장비를 사용 하 여이 샘플링 프로토콜 anthropogenic 활동 물 수준 및 품질에 미치는 영향을 이해 하기 개발 되었다.

비디오: Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

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.

통합 필드 Lysimetry 및 Porewater 샘플링 토양에서 화학 이동성의 평가 및 설립 식물

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

연구

환경과학

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

Chironomidae (파리목)의 사용 표면 부동 물 기관에 대한 신속한 생물학적 평가 프로토콜로 번데기 Exuviae을

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall short as a result of an inability to quantify and predict complex cumulative effects of current and future land use scenarios at relevant spatial scales. The goal of this manuscript is to provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework. Sites are first selected for inclusion within the watershed assessment by identifying sites that fall along independent gradients and combinations of known stressors. Field and laboratory techniques are then used to obtain data on the physical, chemical, and biological effects of multiple land use activities. Multiple linear regression analysis is then used to produce landscape-based cumulative effects models for predicting aquatic conditions. Lastly, methods for incorporating cumulative effects models within a scenario analysis framework for guiding management and regulatory decisions (e.g., permitting and mitigation) within actively developing watersheds are discussed and demonstrated for 2 sub-watersheds within the mountaintop mining region of central Appalachia. The watershed assessment and management approach provided herein enables resource managers to facilitate economic and development activity while protecting aquatic resources and producing opportunity for net ecological benefits through targeted remediation.

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems in the face of uncertain future conditions. We provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework.

정량적 인 시나리오 분석 프레임 워크 내에서 계획을 유역

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

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

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may be treated with simple systems designed to promote sorption of contaminants to vegetation and soils and promote infiltration. Two example systems are described: a bioswale treatment system for urban stormwater treatment, and a vegetated drainage ditch for treating agriculture irrigation runoff. Both have similar attributes that reduce contaminant loading in runoff: vegetation that results in sorption of the contaminants to the soil and plant surfaces, and water infiltration. These systems may also include the integration of granulated activated carbon as a polishing step to remove residual contaminants. Implementation of these systems in agriculture and urban watersheds requires system monitoring to verify treatment efficacy. This includes chemical monitoring for specific contaminants responsible for toxicity. The current paper emphasizes monitoring of current use pesticides since these are responsible for surface water toxicity to aquatic invertebrates.

This article summarizes the design attributes and the effectiveness of treatment systems that treat urban stormwater and agriculture irrigation runoff to remove pesticides and other contaminants associated with aquatic toxicity.

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 ...

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 ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol for performing in situ juvenile exposure tests within oligotrophic river catchments over one-month and three-month periods. Two methods (in both modifications) are presented to evaluate the juvenile growth and survival rate. The methods and modifications differ in value for the locality bioindication and each has its benefits as well as limitations. The sandy cage method works with a large set of individuals, but only some of the individuals are measured and the results are evaluated in bulk. In the mesh cage method, the individuals are kept and measured separately, but a low individual number is evaluated. The open water exposure modification is relatively easy to apply; it shows the juvenile growth potential of sites and can also be effective for water toxicity testing. The within-bed exposure modification needs a high workload but is closer to the conditions of a natural juvenile environment and it is better for reporting the real suitability of localities. On the other hand, more replications are needed in this modification due to its high-hyporheic environment variability.

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

In situ bioindications enable determination of the suitability of an environment for endangered mussel species. We describe two methods based on the juvenile exposure of freshwater pearl mussels in cages to oligotrophic river habitats. Both methods are implemented in variants for open water and hyporheic water environments.

Bioindication 영 민물 진주 홍합에 현장 노출 방법을 사용 하 여에 대 한 스트림 환경 적합성의 테스트

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine laboratory measures of P bioavailability are based on chemical extractions performed on dried samples under oxidizing conditions. While useful, these tests are limited with respect to characterizing P release under prolonged water saturation. Labile orthophosphate bound to oxidized iron and other metals can rapidly desorb to solution in reducing environments, increasing P mobilization risk to surface runoff and groundwater. To better quantify P desorption potential and mobility during extended saturation, a laboratory microcosm method was developed based on repeated sampling of porewater and overlying floodwater over time. The method is useful for quantifying P release potential from soils and sediments varying in physicochemical properties and can improve site-specific P mitigation efforts by better characterizing P release risk in hydrologically active areas. Advantages of the method include its ability to simulate in situ dynamics, simplicity, low cost, and flexibility.

Accurate quantification of phosphorus (P) desorption potential in saturated soils and sediments is important for P modeling and transport mitigation efforts. To better account for in situ soil-water redox dynamics and P mobilization under prolonged saturation, a simple approach was developed based on repeated sampling of laboratory microcosms.

수질 평가를 위한 실험실 소우주에서 인 방출 측정

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine ...

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture data has been slow due to inconsistent data collection, poor standardization, and typically short record duration. Soil moisture, or quantitatively volumetric soil water content (SWC), is measured using buried, in situ sensors that infer SWC from an electromagnetic response. This signal can vary considerably with local site conditions such as clay content and mineralogy, soil salinity or bulk electrical conductivity, and soil temperature; each of these can have varying impacts depending on the sensor technology.
Furthermore, poor soil contact and sensor degradation can affect the quality of these readings over time. Unlike more traditional environmental sensors, there are no accepted standards, maintenance practices, or quality controls for SWC data. As such, SWC is a challenging measurement for many environmental monitoring networks to implement. Here, we attempt to establish a community-based standard of practice for in situ SWC sensors so that future research and applications have consistent guidance on site selection, sensor installation, data interpretation, and long-term maintenance of monitoring stations.
The videography focuses on a multi-agency consensus of best-practices and recommendations for the installation of in situ SWC sensors. This paper presents an overview of this protocol along with the various steps essential for high-quality and long-term SWC data collection. This protocol will be of use to scientists and engineers hoping to deploy a single station or an entire network.

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

The determination of soil water content is a critical mission requirement for many state and federal agencies. This protocol synthesizes multi-agency efforts to measure soil water content using buried in situ sensors.

현장 방해받지 않는 토양의 토양 수분 센서

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture ...

Concentration of Virus Particles from Environmental Water and Wastewater Samples Using Skimmed Milk Flocculation and Ultrafiltration

Water and wastewater-based epidemiology have emerged as alternative methods to monitor and predict the course of outbreaks in communities.&#160;The recovery of microbial fractions, including viruses, bacteria, and microeukaryotes from wastewater and environmental water samples&#160;is one of the challenging steps in these approaches. In this study, we focused on the recovery efficiency of sequential ultrafiltration and skimmed milk flocculation (SMF) methods using Armored RNA as a test virus, which is also used as a control by some other studies. Prefiltration with 0.45 &#181;m and 0.2 &#181;m membrane disc filters were applied to eliminate solid particles before ultrafiltration to prevent the clogging of ultrafiltration devices. Test samples, processed with the sequential ultrafiltration method, were centrifuged at two different speeds. An increased speed resulted in lower recovery and positivity rates of Armored RNA.&#160;On the other hand, SMF resulted in relatively consistent recovery and positivity rates of Armored RNA. Additional tests conducted with environmental water samples demonstrated the utility of SMF to concentrate other microbial fractions. The partitioning of viruses into solid particles might have an impact on the overall recovery rates, considering the prefiltration step applied before the ultrafiltration of wastewater samples. SMF with prefiltration performed better when applied to environmental water samples&#160;due to lower solid concentrations in the samples and thus lower partitioning rates to solids. In the present study, the idea of using a sequential ultrafiltration method arose from the necessity to decrease the final volume of the viral concentrates during the COVID-19 pandemic, when the supply of the commonly used ultrafiltration devices was limited, and there was a need for the development of alternative viral concentration methods.

Virus concentration from environmental water and wastewater samples is a challenging task, carried out primarily for the identification and quantification of viruses. While several virus concentration methods have been developed and tested, we demonstrate here the effectiveness of ultrafiltration and skimmed milk flocculation for RNA viruses with different sample types.

탈지유 응집 및 한외여과를 사용한 환경 용수 및 폐수 샘플의 바이러스 입자 농도

Water and wastewater-based epidemiology have emerged as alternative methods to monitor and predict the course of outbreaks in communities.&#160;The ...

Parameterizing V-notch Weir Equations for Flow Monitoring in a Drainage Control Structure

Accurate estimation of drainage discharge (flow rate or water volume per unit time) is essential for calculating nutrient loads delivered to surface water and assessing the performance of edge-of-field conservation practices. Determining drainage flow rates requires monitoring the head in a drainage control structure and applying an appropriate equation for the weir installed in the structure. Previous studies that developed calibrated equations for weirs in control structures have produced different equations (i.e., different weir flow equation coefficients) for the same type of weir and control structure size. This study describes procedures for setting up experimental water flow rate and head measurements within a drainage control structure and developing a weir equation for flows contained within a V-notch weir. Additionally, the procedure for obtaining a weir equation for overtopping flows -- when the water level exceeds the top of the V-notch weir -- is outlined. This process involves using the weir equation developed in the laboratory for a V-notch weir and an online tool, the &#34;Weir Flow Equation Coefficients Calculator&#34;, developed by the authors. The online tool can also generate weir flow equation coefficients for both V-notch-contained and overtopping flows across various sizes of Agri Drain water control structures, even when users lack site-specific flow rate vs. head relationship.

This protocol describes methods for obtaining weir flow equation coefficients for a V-notch weir within a drainage control structure using (1) a laboratory calibration procedure and (2) an online tool, the "Weir Flow Equation Coefficients Calculator", developed by the authors. These methods apply to flows contained within the V-notch and overtopping flows.

Accurate estimation of drainage discharge (flow rate or water volume per unit time) is essential for calculating nutrient loads delivered to surface water ...