Name: vegetated treatment systems for removing contaminants associated with surface water toxicity in agriculture and urban runoff
Uploaded: 2017-05-15T12:30:00
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

Die Finanzierung für die hier beschriebene Arbeit stammte aus dem California Department of Pesticide Regulation und dem California Department of Water Resources.

1. Urban Bioswale Wirksamkeitsüberwachung <ol><li> Sturmwasserprobenahme <ol><li> Probe 4 L Vorbehandlung Sturzwasser verlassen den Parkplatz, wie es in den Bioswale Einlass, und dann 4 L der Nachbehandlung Sturm Wasser, wie es die Bioswale durch die 4 &quot;Auslass Abfluss verlässt. </li><li> Mit lokalen Wettervorhersagen, sammeln Proben am Anfang, Mitte und Ende der Sturm-Hydrograph. Verbinden Sie die Proben, um die Abflussvariabilität während des Sturmereignisses zu charakterisieren. </li><li> ...

<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>

Die in diesem Protokoll beschriebenen Praktiken sind als letzte Schritte in einer Gesamtstrategie zur Beseitigung von Schadstoffen in der Landwirtschaft Bewässerung und Regenwasserabfluss gedacht. Die Verwendung von Bioswales und anderen städtischen Green-Infrastruktur-LID-Praktiken ist als endgültiges Stück des Puzzles gedacht, um Verunreinigungen im Abfluss zu entfernen, bevor sie angrenzende angrenzende Gewässer erreichen. Dieses Protokoll unterstreicht Methoden, um städtische Bioswales zu überwachen, um die B...

Die Oberflächenwassertoxizität ist in den kalifornischen Wasserscheiden weit verbreitet und jahrzehntelange Überwachung hat gezeigt, dass Toxizität oft auf Pestizide und andere Verunreinigungen zurückzuführen ist. Die primären Quellen der Oberflächen-Wasser-Kontamination sind Regenwasser und Bewässerung Abfluss aus städtischen und landwirtschaftlichen Quellen. Da die Wasserkörper aufgrund von Verunreinigungen als abgebaut aufgeführt sind und die Toxizität aus städtischen und landwirtschaftlichen Quellen identifiziert wird, können die Wasserqualitätsregulatoren mit staatlichen und föderalen Finanzierungsquellen zusammenarbeiten, um Praktiken zur Verringerung der Kontaminationsbelastung umzusetzen. Grüne Infrastruktur wird in Kalifornien städtischen Wasserscheiden gefördert, um Überschwemmungen zu reduzieren und die Wiederherstellung von Regenwasser durch Infiltration und Lagerung zu erhöhen. Während Low-Based-Development (LID) -Designs für den Neubau in vielen Regionen beauftragt sind, haben wenige Studien die Wirksamkeit dieser Systeme über die Messungen von konventionellen Verunreinigungen wie gelösten Feststoffen, Metallen und Hydrocar hinaus überwachtBons Eine intensivere Überwachung hat kürzlich die Verringerung der chemischen Konzentrationen und die chemische Belastung, die für die Oberflächenwässertoxizität verantwortlich ist, untersucht und direkt festgestellt, ob Bioswales die Toxizität des Abflusses verringern. Dies hat gezeigt, dass Bioswales wirksam bei der Beseitigung der Toxizität sind, die mit einigen Verunreinigungsklassen 2 verbunden ist, aber zusätzliche Forschung ist für aufkommende Chemikalien von Sorge erforderlich. Vegetarische Behandlungssysteme werden auch in der Landwirtschaft Wasserscheiden in Kalifornien umgesetzt, und diese haben sich als wirksam bei der Verringerung von Pestiziden und anderen Verunreinigungen in der Landwirtschaft Bewässerung Abfluss 3 , 4 gezeigt . Diese Systeme repräsentieren Komponenten einer Reihe von Ansätzen zur Verringerung der Schadstoffbelastung zu Oberflächengewässern. Weil sie beabsichtigt sind, Schadstoffe zu reduzieren, die für die Oberflächenwassertoxizität verantwortlich sind, ist eine Schlüsselkomponente des Umsetzungsprozesses auf e zu überwachenSichern ihre langfristige Wirksamkeit. Die Überwachung umfasst sowohl chemische Analysen von Chemikalien von Sorge als auch Toxizitätstests mit empfindlichen Indikatorarten. Dieser Artikel beschreibt Protokolle und Überwachung der Ergebnisse für eine städtische Parkplatz Bioswale und eine landwirtschaftliche Vegetation Drainage Graben System. Die Design-Attribute eines typischen Parkplatzes Bioswale, wie zum Beispiel verwendet werden, um Sturmabfluss in einem typischen gemischt genutzten städtischen Shopping-Parkplatz zu behandeln, hängt von der zu behandelnden Fläche ab. In dem hier beschriebenen Beispiel schaffen 53.286 Quadratmeter Asphalt eine undurchdringliche Oberfläche, die zu einer Schwelle abläuft, die aus 4.683 Quadratfuß Landschaftsbau besteht. Um einen Abfluss von dieser Fläche zu ermöglichen, umfasst ein 215 Fuß langer Flachboden-Halb-V-Form-Kanal die Schwelle mit einer Seitenneigung von weniger als 50% und einer Längsneigung von 1% (Abbildung 1 ). Dieser Swale besteht aus drei Schichten, darunter native Bündel Gras gepflanzt in 6 Zoll von Oberboden, layeRot über 2,5 Meter verdichtetes Subgrade. Sturmwasser fließt von Parkplätzen zu mehreren Einstiegspunkten entlang der Schwelle. Das Wasser infiltriert die Vegetation, dann durchdringt das Subgrade und fließt in einen 4-Zoll-perforierten Abfluss. Dieses System entwässert Wasser durch ein System, das zu einem angrenzenden Feuchtgebiet zusammengefallen ist, das schließlich in einen lokalen Bach abfließt.

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

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

Urban Regenwasser und Landwirtschaft Bewässerung Abfluss enthalten eine komplexe Mischung von Verunreinigungen, die oft giftig für benachbarte Empfangsgewässer sind. Der Abfluss kann mit einfachen Systemen behandelt werden, die die Sorption von Verunreinigungen zu Vegetation und Böden fördern und die Infiltration fördern. Es werden zwei Beispielsysteme beschrieben: ein Bioswale-Behandlungssystem für die städtische Regenwasserbehandlung und ein vegetatischer Drainagegraben zur Behandlung von landwirtschaftlichen Bewässerungsabflüssen. Beide haben ähnliche Attribute, die die Kontaminationsbelastung im Abfluss reduzieren: Vegetation, die zur Sorption der Verunreinigungen in die Boden- und Pflanzenoberflächen und Wasserinfiltration führt. Diese Systeme können auch die Integration von granulierter Aktivkohle als Polierschritt umfassen, um restliche Verunreinigungen zu entfernen. Die Umsetzung dieser Systeme in der Landwirtschaft und in den städtischen Wasserscheiden erfordert eine Systemüberwachung, um die Behandlungswirksamkeit zu überprüfen. Dies schließt die chemische Überwachung für spezifische Toxizitätsverunreinigungen ein.Das aktuelle Papier unterstreicht die Überwachung der derzeitigen Verwendung von Pestiziden, da diese für die Oberflächenwassertoxizität gegenüber wirbellosen Wassertieren verantwortlich sind.

Urban Bioswale Wirksamkeit Während der 18,5 h des Sturms wurden 1,52 &quot;Regen vom Regenmesser aufgezeichnet, und dies führte zu 50.490 Gallonen Wasser, das von den Parkplätzen in die Bioswale floss. Von diesem Gesamtvolumen wurden 5,248 Gallonen durch den Durchflussmesser aufgezeichnet , Was zu einer Gesamtinfiltration von 90% des Regenwassers führte, das in die Bioswale floss, die Bioswale reduzierte alle Chemikalien, die...

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

Dieser Artikel fasst die Design-Attribute und die Wirksamkeit von Behandlungssystemen, die städtischen Regenwasser und Landwirtschaft Bewässerung Abfluss zu entfernen Pestizide und andere Verunreinigungen im Zusammenhang mit aquatischen Toxizität zu behandeln.

Vegetierte Behandlungssysteme zur Entfernung von Verunreinigungen, die mit der Oberflächenwasser-Toxizität in der Landwirtschaft und dem städtischen Abfluss verbunden sind

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

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

Design und Bau eines Stadt Abfluss 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 ...

Forschung

Umwelt

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Ein Protokoll für die Durchführung Regen Simulation zur Bodenabfluss Studieren

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

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

Eine ganze Zelle Bioreporter Ansatz für Transport und Bioverfügbarkeit von organischen Schadstoffen in Wasser Ungesättigte Systeme Bewerten

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

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

Herstellung und Prüfung von impedanzbasierten Fluidic Biochips mit RTgill-W1 Zellen für die schnelle Auswertung von Trinkwasserproben für Toxizität

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

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

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

Eine Duplex-Digital-PCR-Assay für Simultaneous Quantifizierung der<em&gt; Enterococcus spp.</em&gt; Und das menschliche Fecal-assoziierte HF183 Marker in Waters

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

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Protokoll für die Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche und Probenanalyse

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

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

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

Ökotoxikologische Methode mit Meeresbakterien<em&gt; Vibrio anguillarum</em&gt; Zur Beurteilung der akuten Toxizität von Umweltschadstoffen

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

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Kontinuierliche Instream Überwachung von Nährstoffen und Sediment in landwirtschaftlichen Wasserscheiden

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

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

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

Die Pflanze-Infektion-Test: Spray und Wunde-vermittelten Inokulation mit Pflanzen Pathogen Magnaporthe Grisea

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

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

Bau eines Low-Cost mobilen Inkubator für Feld und Labor

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