Name: integrated field lysimetry and porewater sampling for evaluation of chemical mobility in soils and established vegetation
Uploaded: 2014-07-04T15:00:00
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著者は、ライシメーターの設置と発掘の支援についてNCDAサンドヒルズ研究ステーションのスタッフを認める。代表的な結果に記載した実験のための資金は、芝草環境研究·教育センターによって提供された。ビデオや原稿制作、土壌科学作物学のノースカロライナ州立大学部門がサポートされていました。

フィールドサンプリングは、この実験で実施し、農業·消費者サービスのノースカロライナ州省の許可の下になっている。 1。フィールドライシメータインストール<ol><li>適用化学物質の横方向の動きがありそうされている実験サイトを選択してください（ つまり、。ほとんど、あるいは全くの傾きを持つサイト）。興味のある土壌や植生の特性に基づいてサイ?...

<ol>
	<li>Wuana, R. A., Okieimen, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heavy+Metals+in+Contaminated+Soils:+A+Review+of+Sources,+Chemistry,+Risks+and+Best+Available+Strategies+for+Remediation.">Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation.</a> ISRN Ecology. , 1-20 (2011).</li><li>Donaldson, D., Kiely, T., Wu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 1-38 U.S. Environmental Protection Agency. , (2011).</li><li>Bergstr&#246;m, L., Bergstr&#246;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=Environmental+fate+of+chemicals+in+soil.">Environmental fate of chemicals in soil.</a> Ambio. 27, 16-23 (1998).</li><li>Sutton, M. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remarques+sur+l'eau+de+la+pluie,+et+sur+l'origine+des+fontaines;+avec+quelues+particularites+sur+la+construction+des+cisternes.+Memoires+de+l'+Academie+Royale.">Remarques sur l'eau de la pluie, et sur l'origine des fontaines; avec quelues particularites sur la construction des cisternes. Memoires de l' Academie Royale.</a> , 56-69 (1703).</li><li>Wagner, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+porous+ceramic+cups+to+sample+soil+water+within+the+profile.">Use of porous ceramic cups to sample soil water within the profile.</a> Soil Science. 94, 379-386 (1962).</li><li>Matteson, A. R., 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=Arsenic+Retention+in+Foliage+and+Soil+Following+Monosodium+Methyl+Arsenate+(MSMA)+Application+to+Turfgrass.">Arsenic Retention in Foliage and Soil Following Monosodium Methyl Arsenate (MSMA) Application to Turfgrass.</a> Journal of Environmental Quality. 43, 379-388 (2014).</li><li>Sakaliene, O., Papiernik, S. K., Koskinen, W. C., Kavoliunaite, I., Brazenaitei, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Lysimeters+to+Evaluate+the+Relative+Mobility+and+Plant+Uptake+of+Four+Herbicides+in+a+Rye+Production+System.">Using Lysimeters to Evaluate the Relative Mobility and Plant Uptake of Four Herbicides in a Rye Production System.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57, 1975-1981 (2009).</li><li>Cai, Y., Cabrera, J. C., Georgiadis, M., Jayachandran, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+arsenic+mobility+in+the+soils+of+some+golf+courses+in+South+Florida.">Assessment of arsenic mobility in the soils of some golf courses in South Florida.</a> Science of the Total Environment. 291, 123-134 (2002).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+quality,+pesticide+occurrence,+and+effects+of+irrigation+with+reclaimed+water+at+golf+courses+in+Florida.">Water quality, pesticide occurrence, and effects of irrigation with reclaimed water at golf courses in Florida.</a> Swancar, A. (ed USGS) Tallahassee. , (1996).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+arsenical+herbicides+(MSMA,+DSMA,+CAMA,+and+Cacodylic+Acid),+reregistration+eligibility+decision;+notice+of+availability.">Organic arsenical herbicides (MSMA, DSMA, CAMA, and Cacodylic Acid), reregistration eligibility decision; notice of availability.</a> Environmental Protection Agency, Federal Register Environmental Documents. , 1-70 (2006).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPA+(not+Araujo+as+stated+before)+Organic+Arsenicals;+Amendments+to+Terminate+Uses:+Amendment+to+Existing+Stocks+Provision.">EPA (not Araujo as stated before) Organic Arsenicals; Amendments to Terminate Uses: Amendment to Existing Stocks Provision.</a> Environmental Protection Agency) 18590-18591 Federal Registrar. 78, (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drinking+Water+Regulations;+Arsenic+and+Clarifications+to+Compliance+and+New+Source+Contaminants+Monitoring+Final+Rule.">Drinking Water Regulations; Arsenic and Clarifications to Compliance and New Source Contaminants Monitoring Final Rule.</a> Environmental Protection Agency. 66, (2001).</li><li>Winton, K., Weber, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+field+lysimeter+studies+to+describe+the+environmental+fate+of+pesticides.">A review of field lysimeter studies to describe the environmental fate of pesticides.</a> Weed Technology. 10, 202-209 (1996).</li><li>Bergstr&#246;m, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+lysimeters+to+estimate+leaching+of+pesticides+in+agricultural+soils.">Use of lysimeters to estimate leaching of pesticides in agricultural soils.</a> Environmental Pollution. 67, 325-347 (1990).</li><li>Byron, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysimeters+promoted+for+pesticide+research.">Lysimeters promoted for pesticide research.</a> Environmental Science and Technology. 31, (1997).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infographic:+Pesticide+Planet.">Infographic: Pesticide Planet.</a> Science. 341, 730-731 (2013).</li><li>Severson, R., Grigal, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+solution+concentrations:+effects+of+extraction+time+using+porous+ceramic+cups+under+constant+tension.">Soil solution concentrations: effects of extraction time using porous ceramic cups under constant tension.</a> Water Resources Bulletin. 12, 1161-1170 (1976).</li><li>Allaire, S. E., Roulier, S., Cessna, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+preferential+flow+in+soils:+A+review+of+different+techniques.">Quantifying preferential flow in soils: A review of different techniques.</a> Journal of Hydrology. 378, 179-204 (2009).</li><li>Weiherm&#252;ller, L., Kasteel, R., Vanderborght, J., P&#252;z, T., Vereecken, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+Water+Extraction+with+a+Suction+Cup.">Soil Water Extraction with a Suction Cup.</a> Valdose Zone Journal. 4, 899-907 (2005).</li><li>Jury, W. A., Fluhler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advances in Agronomy. 47, 141-201 (1992).</li></ol>

統合されたフィールドlysimetryと間隙水のサンプリング手法を利用すると、研究者が土地を適用多種多様な化学物質の空間的および時間的分布を評価することができます。土壌や植生系における化学物質の運命は、このような下向きの浸出、揮発、加水分解、光分解、微生物の形質転換/分解、植物の摂取、土壌の種類、土壌のpH 16,17などの環境プロセスおよび属性の数によって制御す?...

潜在的に有毒な化学物質は、日常的な農薬、肥料、下水/バイオソリッド、産業廃棄物および一般廃棄物、1,2などのソースから着陸するために適用される。これらの化学物質の運命-栄養素を含むことができる、要素、有機物、およびそれらに関連する代謝産物をトレースは-しばしばウェル3と理解されていない。化学物質が適切に管理されていない場合、彼らは彼らへの転送や植物、地表水と地下水の蓄積を通じて、人間と環境の健康を脅かす可能性がある。 2050年に100億人に達する可能性が世界の人口と、そこに廃棄物管理と食糧生産の2に対する高まる需要があり、多くの化学物質の土地の適用は3,4増加している。したがって、研究は土地の処分が必要な場合や、我々は作物の健康を向上させるために依存することが化学物質からの変換、移動性、積載制限、および全体的な環境リスクを定量化することが必要であると歩留まり。 多くの戦略が環境に適用化学物質からの脅威を評価するために使用されてきた。実験室ベースのモデル系の研究では、土壌中の化学物質の移動度を制御する基本的なメカニズムに関する情報を提供するために行われている。実験室での化学的運命を分析するとき、「環境」と入力の完全な操作を達成することができるが、これらはほとんどの実世界の環境条件5,6一致しない。このように、フィールドの設定に検査結果を外挿すると、化学的脅威についての不正確な予測につながる可能性があります。対照的に、広い視野測定は、環境内の化学的挙動を定義するために使用されてきた。しかし、これらの測定値から環境運命についての結論は、多くの場合、印加化学物質の頻繁に低い使用率（ 例えば数グラムのA -1）だけでなく、E中の水文学と生物地球化学的プロセス間の複雑な相互作用が複雑で化学の分布を規制nvironment。 フィールドlysimetry含めLysimetryは、歴史的に体系的に土壌や植生確立に適用される化学物質の下方への移動性を評価するために、土壌や作物科学者によって使用されてきた。ライシメータは、関心のある土壌中に配置され、閉じ込められた領域に既知の量で適用される化学物質の運命を決定するために使用される金属製またはプラスチック製のデバイスである。ライシメーターから収集した土壌や植物試料は、経時的に化学物質の分布の変化を評価するために使用することができる。フィールドlysimetry自然環境条件下で行われるため、結果は、土壌·システムにアプリケーション化学由来の実ケースのシナリオを予測するために使用されてもよい。初期の研究ライシメータ蒸散、水分の流れ、および/または栄養素の移動を測定した。現代のライシメーター試験は、aforemeとともに、農薬や栄養素消費、農薬の動き、変動性、およびマスバランスを測定ntionedの測定3。 従来の電界lysimetryの制限は、あまり注目を土壌を介して浸透水に溶解した化学濃度に着目しながら土壌断面内の化学移動度が大きく、固体位相測定値によって定義されることである - 地下水汚染の可能性に影響を与える可能性がある重要なコンポーネント土地応用化学物質から。ライシメーターの底からの浸出水を時々分析のために収集されていますが、一般的に、このアプローチの限界深度間隙水濃度の分解能とは、実験前に重要な土壌の掘削を必要とします。代わりに、土壌中の水の化学的濃度に関するデータを取得するために、間隙水サンプラーは、フィールドの設定に利用することができる。間隙水サンプラーは、ディスクリート、希望の深さから水を集め、最小限しか土壌システムを乱さ土壌にインストールされています。間隙水サンプラー吸引立方、ライシメーターを含む多くの名前で呼ばれているPのライシメーター、あるいは土壌溶液サンプラー、上記の伝統的なフィールドライシメーターとの区別を畳み込む。本論文では、混乱を軽減するために、用語「間隙水サンプラー」を使用します。 ここでは、植生、土壌やbaregroundシステムに適用化学物質の下方への浸出の可能性を評価するためのフィールドlysimetryと間隙水のサンプリングを組み合わせた実験的なアプローチを示しています。セラミック間隙水のサンプリングは1960年代初頭8から使用されているがLysimetryは、1700年代7以降に使用する強力なツールとなっている。土壌の乱れを最小限に抑えながら、これらのロバストな技術の統合は、固体及び溶解相の化学的濃度分布の両方のフィールド判定を可能にする。本論文では、サイト選択、デバイスのインストール、およびサンプル収集を含め、実験を設計する際に考慮すべき要因について説明します。アプローチはの運命を評価した実験で示されている有機ヒ素系農薬はbaregroundと確立された芝草システムに適用。記載されている技術は、それによって、研究者や土地応用化学物質の環境運命と行動を理解しようとする政策立案者に非常に貴重なツールを提供する、多種多様な化学物質の運命を調べるために、必要に応じて調整することができます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1187">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:168px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:656px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Prenart Super Quartz Samplers (PFTE/Quartz)</td>
			<td style="width:168px;">Prenart Equipment ApS</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Any samplers for&#160; trace metal analysis can be used (e.g. SoilMoisture Equipment Corp.)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Prenart Installation Kit</td>
			<td style="width:168px;">Prenart Equipment ApS</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Contains all items necessary to install porewater samplers</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:244px;">2 L collecting bottles</td>
			<td style="width:168px;">Prenart Equipment ApS</td>
			<td></td>
			<td style="width:656px;">Bottles can also be purchased from Fisher Scientific (02-923-2) or other laboratory supply companies, but fittings will need to be adjusted. Bottles can be covered with dark material if light sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Portable vacuum pump</td>
			<td style="width:168px;">Prenart Equipment ApS</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Vacuporter from Decagon Devices or other field battery-operated or hand vacuum pump may be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">1 oz HDPE Nalgene Bottles</td>
			<td style="width:168px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">03-313-4A</td>
			<td>Sample bottle type will depend on analyte of interest and may be glass</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Concentrated nitric acid</td>
			<td style="width:168px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A509-P212</td>
			<td>Oxidizing and corrosive-other acids may be needed for preservation and should be used with caution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">25 mm 0.2 &#181;m nylon syringe filters</td>
			<td style="width:168px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">28145-487</td>
			<td>Other filter types and pore sizes may be used, dependent on the analyte of interest and analytical instrumentation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">60 mL Luer-Lok syringes</td>
			<td style="width:168px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">13-689-8</td>
			<td>Other sizes may be used depending on sample volume collected</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Portable pH meter</td>
			<td style="width:168px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">248481-A01</td>
			<td>Other pH meters can be used following calibration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Graduated Cylinder</td>
			<td style="width:168px;">any</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">Field lysimeters (metal, plastic, etc.)</td>
			<td style="width:168px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Often these are constructed based on the researchers specifications</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Inverted Post Driver Tractor</td>
			<td style="width:168px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Any tractor can be used to install the lysimeters</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Handheld Boom Sprayer</td>
			<td style="width:168px;">N/A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>To apply the rate needed for application&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Polyethylene bags</td>
			<td style="width:168px;">Johnson &#38; Johnson</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Other brands may be used for soil storage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Reciprocating saw</td>
			<td style="width:168px;">Black &#38; Decker&#160;</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Any reciprocating saw can be used with a metal cutting attachment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

integrated field lysimetry and porewater sampling for evaluation of chemical mobility in soils and established vegetation

潜在的に有害な化学物質は、日常的に廃棄物管理と食糧生産に対する高まる需要を満たすために、土地に適用されますが、これらの化学物質の運命は、多くの場合、十分に理解されていない。ここでは、土壌や植生確立に適用される化学物質の移動性を評価するための統合されたフィールドlysimetryと間隙水のサンプリング方法を示しています。ライシメーターは、金属やプラスチック製のオープンカラムは、baregroundや植生土壌に打ち込まれている。市販されており、土壌水分を浸透収集するために真空を使用して間隙水サンプラーは、ライシメーター内の所定の深さに設置されている。試験区への化学適用後の事前に決められたタイミングで、間隙水を採取して、ライシメーターは、土壌や植生を含む、発掘されている。ライシメータ土壌、植物、および間隙水、下向きの浸出率、土壌保持能力、および関心のある化学物質に対する植物取り込みの化学物質濃度を分析することによって定量化することができる。フィールドlysimetryと間隙水のサンプリングは、自然環境条件の下で、最小限の土壌撹乱を用いて行われているため、得られた結果は、実際のケースのシナリオを予測し、化学物質管理のための貴重な情報を提供する。化学物質は、ますます世界的に着陸するために適用されるように、記載された技術を適用化学物質がヒトの健康または環境に悪影響を及ぼすかどうかを決定するために利用されてもよい。

化学物質の運命に関するデータの蓄積が5,10を baregroundや植生、土壌システムに適用するためのこの方法は可能です。このアプローチは、砒素（As）を下方浸出、吸収、および有機ヒ素除草剤モノメチル砒酸（MSMA）9を塗布した後バミューダグラス （Cynodon dactylon）システムのための植物への移行を評価するために使用した。 1960年代から、MSMA、非農耕地、芝草、及...

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

フィールドlysimetryと間隙水のサンプリングは、研究者が土壌や植生確立に適用される化学物質の運命を評価することを可能にする。このプロトコルの目的は、必要な計測機器を設置し、統合されたフィールドlysimetryと間隙水のサンプリング実験中に化学分析のためのサンプルを収集する方法を示すことです。

統合フィールドLysimetryと間隙水土壌中の化学物質の移動性の評価のためのサンプリングと設立植生

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

Research

JoVE Journal

Environment

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