Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы представляем методология, которая соответствует размер выборки почв и гидравлической проводимости измерения устройство для предотвращения так называемой стене поток вдоль внутри контейнера почвы от ошибочно включены в измерения расхода воды. Его использование продемонстрировал образцы, собранные с сайта полива сточных вод.
Начиная с начала 1960-х исследовал разряда практики альтернативного сточных вод в университете штата Пенсильвания и мониторинга ее последствий. Вместо выгрузки очищенных сточных вод в поток и тем самым непосредственно влияет качество потока, стоков применяется для лесных и обрезки земли управляется университетом. Проблемы, связанные с сокращением в гидравлической проводимости почвы происходят при рассмотрении повторное использование сточных вод. Методике, описанной в этой рукописи, соответствующий размер выборки почв с размера на основе лабораторных гидравлическая проводимость Измерение аппарата, обеспечивает преимущества относительно быстрое коллекция образцов с преимуществами контролируемых Лаборатория граничные условия. Результаты показывают, что, возможно, были некоторые последствия повторного использования сточных вод на способность почвы передачи воды на больших глубинах в депрессионные областях сайта. Большинство сокращений в гидравлической проводимости почвы в депрессии, как представляется, быть связаны с глубины, из которых была собрана образца и, следовательно, связанных с различиями структурных и текстурные почвы.
Сбросы очищенных сточных вод от муниципалитетов в потоки был стандартной практикой на протяжении десятилетий. Таких сточных вод обрабатывается главным образом в целях уменьшения возможности для потребления кислорода биологических микроорганизмов в принимающем водах, благодаря разряженной сточных. Потребление кислорода микроорганизмами деградирует органических веществ в сточных водах, снижение уровня кислорода в организме воду в которой сточные воды сбрасываются и тем самым вред водных организмов, включая рыбу.
В последние десятилетия проблемы разработали соответствующие неорганических питательных веществ, некоторых металлов и других химических веществ в сточные воды, которые создают вреда. Из-за исследования, опубликованного Kolpin и др. 1, развивалась заострить внимание на целый ряд химических веществ, которые не рассматривались ранее. Это исследование, опубликованное в геологического общества Соединенных Штатов, возведенное осведомленности о широкий спектр продуктов личной гигиены и других химических веществ в реках и ручьях в США из-за выделений из очистных сооружений.
С начала 1960-х исследователи из университета штата Пенсильвания расследование и альтернативного сточных вод разряда практика несколько уникальных влажных региона. Вместо выгрузки очищенных сточных вод в поток, и таким образом, непосредственно влияющих на поток качества стоков применяется к лесных и обрезанного Земля управляется университетом. Эта область применения, по прозвищу «Живущих фильтр», в настоящее время принимает все сточных вод из кампуса, плюс некоторые из муниципалитета. Это уменьшает вероятность для избыточных питательных веществ, чтобы ввести потоки, которые доставляют воду на Чесапик-Бэй, защищает местных холодноводных рыболовства от сбросов тепло сточных вод, которые вредны для рыб и препятствует доставке других химических веществ содержащиеся в сточных водах от напрямую контактировать водных экосистем.
Однако всегда есть последствия изменения поведения, и этот механизм альтернативного использования не застрахована от таких. Возникли вопросы относительно ли применение сточных отрицательно сказалось способность почвы позволить воде проникнуть в почву поверхности2,3,4,5 и вызвало более стока, Есть ли возможное загрязнение местной скважин с химическими веществами (питательные вещества, антибиотики или других фармацевтических соединений, средства личной гигиены), содержащихся в сточных и ли эти химические вещества создание негативных воздействие на окружающую среду, такие как через поглощения химических веществ в растения6 выросли на сайте, или развития устойчивости к антибиотикам в почве организмов7 на сайте.
В результате некоторых из этих проблем это исследование проводится для определения воздействия полива сточных вод на гидравлической проводимости почвы при насыщении. Используемый подход предполагает сбор почвы от выбранных сайтов в пределах или за пределами области орошаемых и соответствующий размер контейнера образца грунта с лабораторной установки. Это важно для контейнера образца почвы вписываются в лаборатории аппарат и для воды, которая движется вниз через матрицу почвы в образце быть отделены от воды, которая движется вниз между почвой и контейнера образца грунта. Протокол описывает, как Ступка построен, чтобы убедиться, что это произошло.
Образцы почвы собраны с использованием пробоотборника гидравлические ядро, прилагается к трактору. Ядер почвы собраны из отдельных районов в волнообразный ландшафт и сохранены в пластиковый рукав вписывается в сборники основных почвы. Эти ядра собираются от Хейгерстаун ила суглинка, расположен в позиции пейзаж на высшем уровне или в зоне депрессионные. Шесть представительных встреч и шесть депрессионные сайты отбираются из области орошаемых (в общей сложности 12 Площадь орошаемых участков отбора проб). Кроме того три саммитов и три депрессионные сайты отбираются из смежных неорошаемых районе (в общей сложности шесть узлов неорошаемых). Максимум шесть ядер собирается на каждом сайте максимальная глубина около 1200 мм, с каждой основной выборки, длиной около 150 мм (100 мм образца, содержащегося в пластик и 50 мм, содержащихся в режущую головку металла сборники ). После удаления из металла сэмплер пластиковые рукава, содержащий собранные почвы ядер оснащены заглушки, перевозятся в вертикальном положении в лабораторию и хранить вертикально, до тех пор, пока они используются для определения насыщенных гидравлической проводимости. Одновременно собраны образцы почвы на каждой глубине для определения почвы и концентраций почвенного раствора кальция (Ca), магния (Mg) и натрия (Na) с использованием Mehlich 3 добыча для оценки почв концентрации8 и деионизированной воды экстракты в соотношении 1:2, масса: воды, почвы массы. Химический анализ воды экстрактов были получены от индуктивно сочетании плазмы атомной эмиссионной спектроскопии (ICP-AES) и были использованы для расчета коэффициент адсорбции натрия (САР).
Определение насыщенных гидравлической проводимости осуществляется преимущественно с помощью постоянной головной метод9. Раствор, содержащий Ca и Na солей для имитации сточных электропроводности (EC) и САР стоков создается, поэтому почва будет подвергаться воздействию воды похож на сточных вод, применяемых в области качества переменных. В этом случае ЕС-1.3 dS/м и ВДО-3, отражающий EC и САР стоков в последние годы до периода выборки. [Технически, единицы измерения для САР являются (миллиэквиваленты/литр)½ и обычно не определены в литературе].
Изменения в метод постоянной головной Клют и Дирксен9 является разработка разделитель потока Уокер8 для предотвращения потока через колонку, которое произошло за пределами почвенная матрица от включаются в смету почвы гидравлические проводимости. Рассекатель потока построен с помощью поливинилхлорид (ПВХ) трубы выбран и обработана в соответствии с размером выборки почв. Экран поддерживает пробы почвы и воды, которая перешла через почвенная матрица течь из нижней части образца. Второй выход испускает воды утекло вниз внутри пластиковая втулка, тем самым устраняя так называемых «стены поток» от неправильно включены в оценку количества воды, которая движется через матрицу почвы.
1. Выбор места отбора проб почвы
2. сбор проб почвы
Дополнительные рисунок 1: Буровой станок используется для выборки.
3. Создание постоянной головы, несколько столбцов, установки гидравлической проводимости почвы
Примечание: Гидравлическая проводимость Ступка основана на работе Уокер10. Это включает в себя использование permeameter, который построен для разделения потока между внешним краем образца и цилиндра, содержащие кольца из потока через матрицу почвы. Идентификатор любого трубы ПВХ, упоминаемые ниже не является строгим терпимость. Некоторые могут хорошо подходят, и другие могут потребовать некоторые работы (света шлифования).
Дополнительные рисунок 2: передний вид аппарата насыщенных Гидропроводность. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Дополнительная цифра 3: конец вид водоснабжения желоба. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
4. получение гидравлической проводимости почвы значения
Расследовать вопрос о ли применение сточных вод на сайте живущих фильтр повлияла на способность почвы для передачи воды, мы провели эксперименты для измерения насыщенных гидравлической проводимости почвы. Мы сравнили гидравлической проводимости почвы с орошаемых з?...
Возможность сбора проб почвы на основе поля, спокойно и получить их значения Гидропроводность имеет важное значение в получении данных, представитель сайта. Для того, чтобы наилучшим образом представляют полевых условиях, важно использовать образцы почвы, которые остаются в представи...
Авторы не имеют ничего сообщать.
Авторы хотели бы поблагодарить Пенсильвании государственного университета управления физической растений для частичного финансирования поддержать этот проект. Частичное финансирование также оказали USDA-регионального научно-исследовательского проекта W-3170. Мы хотели бы выразить нашу признательность Эфраим Govere за его помощь в аналитической работе. Нашу глубочайшую благодарность — Чарльз Уолкер, чьи инженерное проектирование и строительные навыки, стало возможным для нас, для проведения этой работы.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sampling equipment: | |||
Soil Sampler Drill Rig | Giddings Machine Co. Inc | #25-TS / Model HDGSRTS | * NOTE: This model is comparable to the model we utilized but which is no longer produced |
Kelly Bar | Giddings Machine Co. Inc | #KB-208 8 Ft. Kelly Bar | |
Soil Sample Collection Tube | Giddings Machine Co. Inc | #ZC-180 4-3/4” X 7-1/4” | |
Soil Collection Tube Bit | Giddings Machine Co. Inc | #ZC-190 4-3/4” Standard Relief | |
Plastic Liner for Soil Sample | Giddings Machine Co. Inc | #ZC-208 3-5/8” x 6” | Enough for the number of samples being collected |
Black end caps a for bottom of sample liners | Giddings Machine Co. Inc | To retain samples in liners | |
Red end caps a for top of sample liners | Giddings Machine Co. Inc | To retain samples in liners | |
Cooler Chest | Store & maintain samples upright in sample liners during transport from field to lab | ||
Protective gear: | |||
Hardhats, googles, and gloves | other items as needed for personal protection | ||
Saw | |||
Drill and bits | |||
PVC Cement | |||
6 to 8 - 19 mm x 184 mm x 2438 mm boards | |||
2 – barbed fittings; 13 mm HB x MGHT | to connect plastic tubing to supply gutter and to drainage gutter | ||
6 – barbed fitting | to connect plastic tubing to outer PVC cylinder to allow for water drainage | ||
3000 mm long - 19 mm OD / 13 mm ID plastic tubing | |||
6 – 85 mm diameter circular mesh pieces | Can be cut from (e.g.) a 600 mm long, 6 mm x 18 gauge wire mesh (e.g. galvanized steel gutter guard) | ||
Schedule 40 PVC pipe – 96 mm ID / 114 mm OD | |||
Schedule 40 PVC pipe – 73 mm ID / 89 mm OD | |||
Schedule 40 PVC pipe – 63 mm ID / 73 mm OD, OR 6 - 73 mm plastic shower drains | |||
Schedule 40 PVC pipe – 25 mm ID | |||
6 - 6 mm thick x 155 mm square sheets of PVC | Can purchase 2 – 6 mm x 300 mm (appx) sheets for about $20 each from: https://www.interstateplastics.com/Pvc-Gray-Sheet-PVCGE~~SH.php?vid=20180212222911-7p | ||
6 – 140 mm by 19 mm plastic funnels | To direct water flowing from soil sample into collection beaker | ||
Adhesive caulk | |||
1 – length of 150 mm x 1200 mm wire mesh cloth | 4 Mesh works well | ||
2 – 120 mm x 1219 mm plastic gutter with end caps | |||
4 – gutter hangers | |||
1 - additional gutter end cap | To be cut as described in procedures to create a constant head in the supply gutter | ||
1 – large plastic tub | Appx 65 L in volume, for example, to serve as water source for the hydraulic conductivity procedure | ||
1 – large plastic tub | To serve for wetting up soil samples | ||
1 – Submersible pump | e.g. Beckett M400 AUL or M400 AS | ||
Plastic tubing | Various sized drainage tubes, water supply tube, and drain from drainage gutter | ||
Container of Cheese Cloth | To place at bottom of soil sample help retain soil in plastic sample container during hydraulic conductivity and wetting up | ||
Rubber bands | Large enough to fit around plastic sample liners tightly | ||
Scale which measures to at least 0.1 gram | |||
Beaker or other container to collect water from each sample | |||
Sodium Chloride | For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil | ||
Calcium Chloride | For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены