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

מימון העבודה המתוארת כאן באה מחלקת קליפורניה של חומרי הדברה רגולציה מחלקת קליפורניה של משאבי המים.

1. עירוני Bioswale ניטור יעילות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות מים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם 4 ליטר של סערה לפני הטיפול עוזב את מגרש החניה כאשר הוא חודר את מפרץ הביו-וואלה, ולאחר מכן 4 ליטר של סערה לאחר הטיפול כא...

<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>

שיטות העבודה המתוארות בפרוטוקול זה נועדו כצעדים סופיים באסטרטגיה כוללת להסרת מזהמים בהשקיה החקלאית וסופות מי גשם. השימוש bioswales ועוד ירוק עירוני תשתיות LID פרקטיקות נועדו כמו חתיכת הסופי של הפאזל כדי להסיר מזהמים נגר לפני שהם מגיעים המים הסמוכים. פרוטוקול זה מדגיש שיט...

רעילות מים משטח נפוץ בקו פרשת המים בקליפורניה ועשרות שנים של ניטור הראו כי רעילות היא לעתים קרובות עקב חומרי הדברה ומזהמים אחרים 1 . המקורות העיקריים לזיהום מי התהום הם מי גשמים והשקיה ממקורות עירוניים וחקלאיים. כמו waterbodies המפורטים כפי מושפל בשל מזהמים והרעילות מזוהה ממקורות עירוניים וחקלאיים, ווסתים איכות המים שותף עם המדינה מקורות מימון פדרלי ליישם שיטות כדי להפחית את טעינת מזהמים. תשתיות ירוקות מקודמות בקו פרשת המים העירוני בקליפורניה כדי לצמצם את הצפות ולהגביר את ההתאוששות של מי הסערה דרך חדירת ואחסון. בעוד פיתוחים לפיתוח נמוכה (LID) עיצובים להיות מנדט לבנייה חדשה באזורים רבים, כמה מחקרים יש לפקח על היעילות של מערכות אלה מעבר למדידות של מזהמים קונבנציונליים כמו מוצקים מומסים, מתכות, הידרוקרבונים. ניטור אינטנסיבי יותר העריך באחרונה הפחתות בריכוזים כימיים וטעינה כימית האחראים על רעילות מי התהום, ולקבוע באופן ישיר אם bioswales מפחיתים את הרעילות של נגר. זה הוכיח כי bioswales יעילים על הסרת רעילות הקשורים כמה שיעורים מזהמים 2 , אבל מחקר נוסף נדרש כימיקלים מתעוררים של דאגה. מערכות טיפול צמחי מיושמות גם בקווי מים חקלאיים בקליפורניה, ואלה הוכחו כיעילים בהפחתת חומרי הדברה וזיהומים אחרים בחקלאות 3 , 4 . מערכות אלו מייצגות מרכיבים של חבילת גישות להפחתת עומס הזיהום על פני המים. מכיוון שהם נועדו לצמצם את המזהמים האחראים לרעילות פני השטח, מרכיב מרכזי בתהליך הביצוע הוא ניטור ל- eמטפחים את יעילותם בטווח הארוך. הניטור כולל הן ניתוחים כימיים של כימיקלים של דאגה, כמו גם בדיקות רעילות עם מינים אינדיקטורים רגישים. מאמר זה מתאר פרוטוקולים ותוצאות ניטור עבור החניון העירוני bioswale ו תעלה ניקוז חקלאית חקלאית. תכונות העיצוב של החניון אופייני bioswale, כגון ניתן להשתמש כדי לטפל סופה נגרם באזור מעורב טיפוסי עירוני קניות אזור החנייה תלויה באזור המטופל. בדוגמה המתוארת כאן, 53,286 מטרים רבועים של אספלט ליצור שטח משטח אטום כי מנקז כדי swale, אשר מורכב של 4,683 מטרים רבועים של גינון. כדי להתאים נגר ממאגר זה השטח, 215 מטרים ארוך שטוח קרקעית, חצי בצורת V ערוץ כולל swale עם שיפוע בצד פחות מ 50% ו מדרון אורך של 1% ( איור 1 ). זה swale מורכב משלוש שכבות, כולל דשא חבורה יליד נטוע 6 אינץ &#39;של שכבת קרקע עליון, שכבתאדום מעל 2.5 מטרים של subgrade דחוס. מים זורמים זורמים מאזורי חניה לנקודות כניסה מרובות לאורך סוואל. המים חודרים לאזור הצומח, ואז מחלחלים את subgrade ו מנקז לתוך ניקוז מחורר 4 אינץ &#39;. מערכת זו מרוקנת מים דרך מערכת plumbed כדי wetland סמוך כי בסופו של דבר מנקז לתוך נחל מקומי.

<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

סערה מימית וחקלאות השקייה נגר מכילים תערובת מורכבת של מזהמים, כי הם לעתים קרובות רעילים מים קבלת סמוך. רנוף יכול להיות מטופלים עם מערכות פשוטות שנועדו לקדם ספיגה של מזהמים לצמחייה קרקע ולקדם חדירת. שתי מערכות לדוגמה מתוארות: מערכת טיפול ביו-סוואלית לטיפול בסערה עירונית, ותעלת ניקוז צמחונית לטיפול בחקלאות השקייה בחקלאות. לשניהם תכונות דומות המפחיתות את הטעינה המזהמת בזרם: צמחייה המביאה לקליטת המזהמים למשטחי הקרקע והצמחים וחדירת המים. מערכות אלה עשויות לכלול גם שילוב של פחמן פעיל מגורען כצעד ליטוש להסרת מזהמים שיוריים. יישום של מערכות אלה בחקלאות ו waterheads העירוני דורש ניטור המערכת כדי לאמת יעילות הטיפול. זה כולל ניטור כימי עבור מזהמים ספציפיים האחראים על רעילות.הנייר הנוכחי מדגיש ניטור של חומרי הדברה הנוכחי שכן אלה אחראים על רעילות מים על פני המים חסרי חוליות מימיים.

יעילות Bioswale עירוני במהלך 18.5 השעה של הסערה נרשמה ירידה של 1.52 &quot;מטר גשם על ידי מד הגשם, וזו גרמה ל - 50,490 ליטרים של מים שזרמו ממגרשי החניה אל תוך הביו - וואס, מתוך נפח כולל זה, 5,248 גלונים נרשמו על ידי מד...

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

מאמר זה מסכם את תכונות התכנון ואת האפקטיביות של מערכות הטיפול המטפלות במי גשמים עירוניים ובזרמת השקיה כדי להסיר חומרי הדברה ומזהמים אחרים הקשורים לרעילות מימית.

מערכות טיפול צמחי להסרת מזהמים המשויכים לרעלת פני המים בחקלאות ובנוף העירוני

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

עיצוב ובנייה של מתקן מחקר ניגר עירוני

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 ...

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

פרוטוקול לעריכת סימולציה גשם לחקר ניגר קרקע

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

גישת Bioreporter תא כל להערכת תחבורה וזמינות ביולוגית של מזהמים אורגניים במערכות לא רוויים מים

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

הכנה ובדיקה של עכבה מבוססי biochips fluidic עם תאים RTgill-W1 טוב ההערכה המהירה של שתייה דגימות מים עבור רעילות

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

Assay PCR דיגיטלי דופלקס כימות סימולטני של<em&gt; Spp אנטרוקוקוס.</em&gt; ואת מרקר HF183 הקשורים צואת האדם ווטרס

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

פרוטוקול עבור דגימת חלקיקים על פני הים וניתוח לדוגמא

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

שיטה אקוטוקסיקולוגית עם חיידקים ימיים<em&gt; תזונת ויבריו</em&gt; כדי להעריך את רעילות חריפה של מזהמים סביבתיים

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

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

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

הבדיקה זיהום צמח: ריסוס, בתיווך הפצע חיסון עם הפתוגן של צמח 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

הקמת חממה נייד בעלות נמוכה עבור שדה והשתמש מעבדה

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