Name: capturing flow-weighted water and suspended particulates from agricultural canals during drainage events
Uploaded: 2017-11-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events at JoVE.com

אנחנו רוצים להודות פבלו חיוניים, ג'וני מוסלי לעזרה עם שדה דגימה, ואת ויויאנה נדאל אירינה Ognevich לעזרה עם המעבדה ניתוחים.

1. התקנה אוגר נתונים של פעולתו <ol><li>לזהות חווה המחקר ולהתקין אוגר נתונים שמפעיל של תעשיה לאסוף דגימות זרימה מורכבים על בסיס יחסי תזרים, המחייב ניטור רמות תעלת, מהפכות ראש משאבת, משאבת כיול משוואת.</li>
</ol> <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56088/56088fig1.jpg" /> איור 1: סמפלר ישקו נהגה תוכנית auto-דגימה נהלי ניקוז ללא הפרדות צבע המים ואת החלקיקים מים דגימה. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56088/56088fig1large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<ol start="3"> <li>לנטר את רמות תעלת החווה באמצעות לחץ מתמרים המותקן התעלות תזרים, יצוא הסמוך לתחנה משאבת.</li>
	<li>משאבה צג מהירות באמצעות מתגי קירבה המותקנים על הראש משאבת; מהירות מתועדים על ידי אוגר נתונים סיבובים לדקה (סל ד). 
	הערה: מתגי קירבה הם חתיכות מתכת אשר עבר אחד את השני לספור את מספר rpms. הם נמצאים מרותך ראשי משאבת.</li>
	<li>גשמים מדידה באמצעות גלגלי של דלי מד גשם מחובר אליו אוגר נתונים. 
	הערה: אוגר נתונים מתקשר על ידי בדיקות וטלמטריה רדיו לתחנת רדיו הבסיס ממוקם המרכז לחינוך ומחקר אוורגליידס UF/IFAS. טלמטריה אין צורך לשליטה איסוף הדגימה, רק עבור איסוף נתונים ואחסון.</li>
</ol> 2. ניקוז משוקלל זרימת מי שופכין <ol><li>חישוב ניקוז זרימה של אוגר נתונים באמצעות משוואה כיול משאבות עבור כל משאבה. ניקוז משוקלל זרימה דגימה מושגת על ידי מזהמי מזון זה הוא actuated מאת אוגר נתונים לאחר אמצעי ניקוז ההדק מושגת. 
	הערה: משאבת ומהירות הזרימה התעריפים משתנים מעל 24 שעות. דגימה ישקו מופעלת על ידי נפח המים משתחרר, לא את הקצב. מזהמי מזון מתוכנת כדי לאסוף דוגמה משנה לאחר פריקה נפח קבוע של מים. הנפח של מים פריקה מכויל מבוסס על מספר משאבת rpms.</li>
	<li>לאסוף דגימת מים ללא הפרדות צבע (מינימום 500 mL) באמצעות בחיי עיר אוטומטיות סמפלר ממוקם בתחנה משאבת ופתח ללכוד דגימת מים מורכבים מדי יום במהלך אירועים ניקוז. 
	הערה: הדוגם ישקו הוא plumed אל מיכלי איסוף באמצעות צינורות מהגרעין דרך אוגר נתונים זה לוקח דגימה 2 ל' כל 2 דקות עד 400 ל'</li>
	<li>תוכנית דגימה המפעיל אמצעי אחסון כדי לאפשר לכל היותר דגימות 30 לכל 24 שעות פריקה נקודה.
	<ol><li>תוכנית אוגר נתונים לאסוף דגימות זרימה מורכב על-ידי ביצוע השלבים הבאים: הזן תוכנית &#8594; תוכנית &#8594; זרימה דגימה &#8594; לדגום כל 1 פולסים &#8594; 30 דוגמאות ללא הפרדות צבע &#8594; נפח דגימה של 130 מ ל &#8594; כיול לדגום נפח [לא] &#8594; להזין שעת ההתחלה [לא] &#8594; תוכנית משימה הושלמה.</li>
	</ol></li> <li>לאחסן הדגימות מרוכבים משוקלל זרימה מקרר באתר ב 4 ° C עד ליקוט ושינוע בחזרה אל המעבדה ניתוחים ב מקרר מלא קרח.</li>
	<li>לנתח דגימות מים עבור P תגובתי מסיסים בתוך 24 שעות ממועד איסוף הדגימה. יכול להיות acidified והם מאוחסנים ב 4 ° C עד 28 ימים 15 דגימות המשמשות לצורך ניתוח הכולל P (TP).</li>
</ol> 3. לכידת מושעה חלקיקים <ol><li>במקום סדרה של שיקוע-טנקים שני של 200 L PVC, את החווה תעלת פריקה המים על-פני משך תקופת ניקוז כדי ללכוד ולאפיין את החלקיקים.
	<ol><li>תוכנית אוגר נתונים כדי לאסוף חלקיקים דוגמאות על-ידי ביצוע השלבים הבאים: תוכנית &#8594; זמן דגימה &#8594; לטעום כל 2 דקות &#8594; דגימות ללא הפרדות צבע [200] &#8594; נפח דגימה לכייל [לא] &#8594; להזין שעת התחלה [לא] &#8594; רצף מלא &#8594; הכפתור דגימה.</li>
	</ol></li> <li>לאסוף ניקוז משוקלל זרימת מים במיכלים הגדרה (2 L כל 2 דקות) בהתבסס על נפח המים על פני תקופה איסוף 24 שעות.</li></ol>
 <img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56088/56088fig2.jpg" /> איור 2: טנקים שני 200 L המשמש לאיסוף ניקוז המים. חלקיקים ליישב בתחתית המיכל, מועברים בדליים 5 ליטר. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56088/56088fig2large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<ol start="3"> <li>לשאוב את עודפי המים באמצעות צינורות כמו חלקיקים מתחילים להתיישב בתוך הטנקים.</li>
	<li>להעביר את החלקיקים דליים 5, ומובילים אותם בחזרה מעבדה ומניחים במקרר 4 ° C.</li>
	<li>לשאוב תוריד את המים העודפים לאחר שקאהן התיישב במשך 24 שעות ביממה, ולהעביר את החלקיקים לתוך Imhoff להתיישב קונוסים.</li>
	<li>לאחר מלהתפשר על פחות שעה, לשאוב את עודפי המים בפעם האחרונה לפני חלקיקים שיוחסו מועברים לתוך צנצנות פקק מתברג מראש שנשקל 500 מ"ל לאחסון ב-4 מעלות צלזיוס</li>
	<li>שוקל צנצנות עם דגימות חלקיקים.</li>
	<li>להמשיך עם זרחן fractionation ניתוחים כפי שתואר על ידי הדלי, סטיוארט 14.</li>
</ol> <img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56088/56088fig3.jpg" /> איור 3: Imhoff להתיישב קונוסים נהג לאסוף חלקיקים בשבי למיכל שיקוע. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56088/56088fig3large.jpg" target="_blank"> אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

<ol>
	<li>Sims, J. 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=Phosphorus+loss+in+agricultural+drainage:+historical+perspective+and+current+research.">Phosphorus loss in agricultural drainage: historical perspective and current research.</a> J. Environ. Qual. 27, 277-293 (1997).</li><li>Van Esbroeck, C. J., 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=Surface+and+subsurface+phosphorus+export+from+agricultural+fields+during+peak+flow+events+over+the+non-growing+season+in+regions+with+cool,+temperate+climates.">Surface and subsurface phosphorus export from agricultural fields during peak flow events over the non-growing season in regions with cool, temperate climates.</a> J. Soil Water Conserv. 72, 65-76 (2017).</li><li>Bhadha, J. H., 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=Phosphorus+mass+balance+and+internal+load+in+an+impacted+subtropical+isolated+wetland.">Phosphorus mass balance and internal load in an impacted subtropical isolated wetland.</a> Water Air Soil Pollut. 218, 619-632 (2011).</li><li>Eyre, B. D., McConchie, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+implications+of+sedimentological+studies+for+environmental+pollution+assessment+and+management:+Examples+from+fluvial+system+in+north+Queensland+and+western+Australia.">The implications of sedimentological studies for environmental pollution assessment and management: Examples from fluvial system in north Queensland and western Australia.</a> Sediment. Geol. 85, 235-252 (1993).</li><li>Bhadha, J. H., 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=Soil+phosphorus+release+and+storage+capacity+from+an+impacted+subtropical+wetland.">Soil phosphorus release and storage capacity from an impacted subtropical wetland.</a> Soil Sci. Soc. Amer. J. , 74 (2010).</li><li>Kenney, W. F., 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=Whole-basin,+mass-balance+approach+for+identifying+critical+phosphorus-loading+thresholds+in+shallow+lakes.">Whole-basin, mass-balance approach for identifying critical phosphorus-loading thresholds in shallow lakes.</a> Journal of Paleolim. 51, 515-528 (2014).</li><li>Freebairn, D. N., Wockner, 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=A+study+of+soil+erosion+on+vertisols+of+the+Eastern+Darling+Downs,+Queensland.+Effects+of+surface+conditions+on+soil+movement+within+contour+bay+catchments.">A study of soil erosion on vertisols of the Eastern Darling Downs, Queensland. Effects of surface conditions on soil movement within contour bay catchments.</a> Aust. J.Soil Res. 24, 135-158 (1986).</li><li>Erickson, A. J., 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> Optimizing stormwater treatment practices: a handbook of assessment and maintenance. , (2013).</li><li>Abtew, W., Obeysekera, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drainage+Generation+and+Water+Use+in+the+Everglades+Agricultural+Area+Basin.">Drainage Generation and Water Use in the Everglades Agricultural Area Basin.</a> J. Amer. Water Res. Asso. 32, 1147-1158 (1996).</li><li>Daroub, S. H., 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=Best+management+practices+and+long-term+water+quality+trends+in+the+Everglades+Agricultural+Area.">Best management practices and long-term water quality trends in the Everglades Agricultural Area.</a> Cri. Rev. Environ. Sci. Technol. 41, 608-632 (2011).</li><li>Bhadha, J. H., 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=Influence+of+suspended+particulates+on+phosphorus+loading+exported+from+farm+drainage+during+a+storm+event+in+the+Everglades+Agricultural+Area.">Influence of suspended particulates on phosphorus loading exported from farm drainage during a storm event in the Everglades Agricultural Area.</a> J. Soil Sed. 17, 240-252 (2017).</li><li>Diaz, O. A., 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=Sediment+inventory+and+phosphorus+fractions+for+water+conservation+area+canals+in+the+Everglades.">Sediment inventory and phosphorus fractions for water conservation area canals in the Everglades.</a> Soil Sci. Soc. Amer. J. 70, 863-871 (2006).</li><li>Reddy, K. 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=Forms+of+soil+phosphorus+in+selected+hydrologic+units+of+Florida+Everglades.">Forms of soil phosphorus in selected hydrologic units of Florida Everglades.</a> Soil Sci. Soc. Amer. J. 62, 1134-1147 (1998).</li><li>Hedley, M. J., Stewart, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+to+measure+microbial+phosphate+in+soils.">Method to measure microbial phosphate in soils.</a> Soil Biol. Biochem. 14, 377-385 (1982).</li><li>O'Dell, J. W. <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 365.1, Revision 2.0: Determination of Phosphorus by Semi-Automated Colorimetry. , (1993).</li><li>Bhadha, J. H., 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=Effect+of+aquatic+vegetation+on+phosphorus+loads+in+the+Everglades+Agricultural+Area.">Effect of aquatic vegetation on phosphorus loads in the Everglades Agricultural Area.</a> J. Aqu. Pla. Man. 53, 44-53 (2015).</li></ol>

ישנם אין גילויים הקשורים במחקר זה.

Autosamplers ניקוז מים אוסף חלקיקי הוצבו ליד היציאה משאבה אוגרי נתוני התחנה. כוח סופקו על ידי סוללות V 12 הנגבים על ידי פאנלים סולאריים. Autosamplers היו בשליטת אוגרי נתוני באתר, וזה הפך את autosamplers על מתי המשאבות יציאה רץ, ולא לבטל אותם כאשר שאיבה הפסיקה. פתחים של הקווים צריכת סמפלר היו מוצבים 0.5 m מעל התעל?...

גורל ותעבורה של חלקיקים כבר הנושא של מחקרים רבים בשל תפקידה אאוטריפיקציה, בפרט ומערכות חקלאיות1,2. הערכה מקיפה של חומרים מזינים הכלול חלקיקים בתוך מערכת המים יש צורך לחקור נושאים סביבתיים רבים כגון, רכיבה פנימית של חומרים מזינים ולשחרר שמעליה מים עמודה3, המצע יציבות, זמינות אור בתוך עמודת המים, ובסופו מים באיכות דאגות אקולוגיות במורד הזרם4. הכמות של זרחן (P) מאוחסנים בצורת חלקיקים (חומר אורגני או משקעים) הוא בדרך כלל גדול יותר מים בטור5. מחקר שנערך על ידי קני ואח. 6 הראו כי משקעים האחרונים נרשמו בפלורידה, אגם Lochloosa היו בין את טווח הגילאים של 1900 ו- 2006. משקעים אלה צעיר הכיל P כמעט פי 55 יותר מזה אשר היה נוכח עמודת המים. גישה אחת לאפיין את ההשפעה הפוטנציאלית שיש חלקיקים על מערכת מסוימת היא לערוך ספירת מלאי כמותית של הזרחן המאוחסן משקעים שוחרר במהלך אירועים ניקוז. איסוף וניתוח של חלקיקים משוחררים אלה יכולים לסייע להעריך במורד הזרם העשרת מזון משפיע על מערכות אקולוגיות רגיש.
סערה אירועים בדרך כלל מייצגים חלק קטן של הזמן, עדיין יכול לתרום הרוב המכריע של P פריקה טעינה ב חווה ניקוז. זה כי על מנת למנוע הצפה שדות, מנוקז כמויות גדולות של מים על פני פרקי זמן קצרים. עוצמת הגשמים וקצבי זרימה חיוניים נהיגה הגורמים יכול לשלוט ריכוז מהמשקעים ב אוברלנד נגר7. תכנון פיקוח על שיטות הלוכד דגימות משוקלל זרימת מים ללא הפרדות צבע יעזור למנוע השגיאות המשויכות אירועי גשם בעוצמה גבוהה, מורכבת. במהלך אירועי הפרשה גבוהה כמו סערות, השינויים מהיר, דרסטית בריכוזים לא יכול להיות נציג של ריכוז מזהמים הממוצע עבור אמצעי האחסון מצטבר. לכן, דגימות מים משוקלל הזרימה מייצג בדיוק רב יותר את הריכוז של אירוע הפרשות כפי שהוא סיכום של עומסים על פני תקופה של זמן8. הדגימות משוקלל זרימה הנפוצים ביותר הם הדוגמאות שנאספו באופן אוטומטי דיסקרטית או ללא הפרדות צבע. על-ידי לכידתו של חלקיקים המיוצא מהחווה ניקוז במהלך פריקה מאפשר לנו לכמת את חומרת האירוע ב- P טעינה. השיטה המתוארת בעלון לכידה זו עוזרת מחקר. החלקיקים זה ניתן לאפיין מאוחר יותר עבור תכונות פיסיקליות וכימיות שונות. החידוש של דגימה ניקוז הפרשות באמצעות שיטה זרימה רציפה ללא הפרדות צבע נגד גזל הדגימה היא שזה ייצוג טוב יותר של תנאי המגרש מעל לכל אורך האירוע ניקוז. ואילו, קח דגימה "תמונה" בזמן, אולי לא לגמרי מייצגים את ההשפעה של האירוע כולו.
אוורגליידס חקלאי האזור (אאה) בדרום פלורידה, ארה ב היא מרחב גדול של האברגליידס המקורי זה היה מחולק לערוצים, גמע לחקלאות, פיתוח מסחריים, ובתי מגורים. כמעט מיליון 1,100 מ'3 של מים משוחרר מדי שנה מכל, דרך את אאה לדרום ודרום-מזרח9. קרקעות באזורים אאה הם Histosols בדרך כלל מכילים מעל 85% אורגני מחומר לפי משקל, יש פחות מ- 35% מינרלי תוכן10. תעלת משקעים בדרך כלל יש צפיפות בצובר נמוך (בין 0.14 g ס מ-3 ל 0.35 g ס מ-3), חומר אורגני גבוהה תוכן (בין 31-35%) ואת הערכים הכולל P (TP) הנעים בין-1,089 מ"ג 726 ק ג-1 11.
לצורך ההדגמה, חווה בתוך אאה נבחר. Hydroscape של מה מים זורמים בתוך אאה תלוי משאבות כוח המשיכה. כל אחד חווה אאה כוללת על התעלה המרכזית אחד לפחות, ואת מספר תעלות שדה. השדה תעלות בניצב לרוץ אל התעלה הראשית. המשאבות בדרך כלל לשרת מטרה כפולה; לספק מים להשקיה לחווה, והם גם הפרשות ניקוז מים מרחוק. כאשר השדות צריך להיות מנוקז, מים בתוך התעלה המרכזית היא יורדת, ניקוז המים מן השדה לתוך התעלות, מונע על ידי מעבר הדרגתי הידראולי. עקב רק מדרון קלה ברוב השטח כמות המשקעים המתרחשת על שדות זורם דרך הפרופיל אדמה במעבר לשדה תעלות.  במהלך השקיה, המערכת זה מתהפך. יש אין רשת של ניקוז אריח אאה. מי התהום נשמר בגובה מסוים בשל שכבת סלע גיר הזוטר חונק את קרקעות.  מים מובא דרך תעלות הראשי; שדה חפירים מלאים, ומותר המים מחלחלים לתוך הפרופיל אדמה כדי להעלות את רמות המים טבלה בשדות. בדרך כלל, דרישות השקיה במים אאה להתרחש במהלך חודש מרץ, April ו- May (העונה היבשה), עם מעט מאוד ניקוז הפרשות. לעומת זאת, נפח המים משחררים בין יוני לאוקטובר (העונה הרטובה) הוא גבוה יותר באופן משמעותי. הנוכחות של תעלת בנק berms, תעלות מאפשר נגר מינימלית כמו מקור פוטנציאלי של P טעינה אל החווה תעלות12.
בניסוי זה חזותי, אנו מציגים שיטה של לכידת משוקלל זרימת חלקיקים במהלך אירועים ניקוז יכול לשמש לאחר מכן הכימי פיזיקלי אפיון כגון צפיפות בצובר, חומר אורגני תוכן ו- P fractionation13 ,14.

<table><tbody><tr><td>Datalogger</td><td>Campbell Scientific</td><td></td><td>model CR1000</td></tr><tr><td>Auto-sampler</td><td>ISCO</td><td></td><td>model 3700</td></tr><tr><td>Pressure transducer</td><td>KPSI</td><td></td><td>model 700</td></tr><tr><td>Tipping bucket rain guage</td><td>Texas Electronics</td><td></td><td>model TR-525</td></tr><tr><td>Potassium Chloride</td><td>Fisher</td><td>7447-40-7</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Hydroxide</td><td>Fisher</td><td>1310-73-2</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochloric Acid</td><td>Fisher</td><td>7647-01-0</td><td></td></tr><tr><td>Sulfuric Acid</td><td>Fisher</td><td>7664-93-9</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Persulfate</td><td>Fisher</td><td>7727-21-1</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium Molybdate Tetrahydrate</td><td>Fisher</td><td>12054-85-2</td><td></td></tr><tr><td>L-Ascorbic Acid</td><td>Fisher</td><td>50-81-7</td><td></td></tr><tr><td>100 mg/L Anhydrous Phosphate Standard</td><td>ERA</td><td>061</td><td></td></tr><tr><td>Antimony Potassium Tartrate Trihydrate</td><td>Fisher</td><td>28300-74-5</td><td></td></tr><tr><td>Durapore Membrane Filters</td><td>Millipore</td><td>HVLP04700</td><td></td></tr><tr><td>Whatman #41 Filter Paper</td><td>Whatman</td><td>1441-150</td><td></td></tr><tr><td>Fixed Speed Reciprocal Shaker E6010</td><td>Eberbach Corporation</td><td>E6010.00</td><td></td></tr><tr><td>Disposable Culture Tubes</td><td>Fisher</td><td>14-961-29</td><td></td></tr><tr><td>Allegra 25R Centrifuge</td><td>Becker Coulter</td><td>U.S. 605168-AC</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Bemis Company Inc PM 999</td><td>13-374-12</td><td></td></tr><tr><td>Oak Ridge Centrifuge Tubes</td><td>Nalgene</td><td>3119-0050</td><td></td></tr><tr><td>Fisherbrand 20mL HDPE Scintillation Vials with Urea Cap</td><td>Fisher</td><td>03-337-23C</td><td></td></tr><tr><td>Fisherbrand&amp;nbsp;Natural Polypropylene Jars with White Polypropylene Unlined Cap</td><td>Fisher</td><td>02-912-024A</td><td></td></tr><tr><td>0.45 membrane filters</td><td>Cole-Parmer</td><td>Item # UX-15945-25</td><td></td></tr><tr><td>100 ml digestion tubes</td><td>Fisher&amp;nbsp;</td><td>TC1000-0735</td><td></td></tr><tr><td>Glass funnels</td><td>Fisher</td><td>03-865</td><td></td></tr><tr><td>Spectronic 20 Genesys</td><td>Thermo-Fisher</td><td>4001-000</td><td></td></tr><tr><td>QuikChem</td><td>Latchat</td><td>8500</td><td></td></tr></tbody></table>

capturing flow-weighted water and suspended particulates from agricultural canals during drainage events

מטרתו של מחקר זה היא לתאר את שיטות השתמשו כדי ללכוד משוקלל זרימת מים, חלקיקים של תעלות החווה במהלך ניקוז הפרשות אירועים. תעלות החווה יכול להיות מועשר על ידי חומרים מזינים כגון זרחן (P) כי הם רגישים תחבורה. זרחן בצורה של חלקיקים לתרום באופן משמעותי עומסי P הכולל ניקוז המים. ניסוי טנק שיקוע נערך כדי ללכוד חלקיקים במהלך אירועים בדידים ניקוז. החווה תעלת מים פריקה נאסף בסדרה של שני מיכלי שיקוע 200 L מעל לכל אורך האירוע ניקוז, כדי לייצג את subsample ללא הפרדות צבע של המים משחררים. קונוסים שיקוע Imhoff משמשים בסופו של דבר ליישב את החלקיקים. זו מושגת על ידי לשאוב מים מן מיכלי שיקוע באמצעות הקונוסים. . החלקיקים נאספים ואז עבור ניתוחים הכימי פיזיקלי.

השיטה המתוארת במחקר זה מאפשר לנו ללכוד מים וחומר חלקיקי כי היא משוחררת במהלך השאיבה אירועים בתוך תעלות החוות. המים ואת החלקיקים הנאספות הן משוקלל זרימה, ומשמעות הדבר היא כי הם נציג לכל אורך האירוע שאיבה, לא רק תמונה חד-פעמי; מה שהופך אותו נציג מאוד של סוג החומר טענתו. ניתן ?...

Watch this Scientific Journal Video about Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events at JoVE.com

Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

חומרים מזינים מתנה בצורת חלקיקים יכול לתרום באופן משמעותי עומסי הכוללת במים חקלאית ניקוז. מחקר זה מתאר שיטה כדי ללכוד חלקיקים מן החווה תעלת ניקוז ומים משוקלל זרימה מעל לכל אורך האירוע ניקוז.

לכידת משוקלל זרימת מים, חלקיקים מן התעלות חקלאית במהלך אירועים ניקוז

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage ...

capturing-flow-weighted-water-suspended-particulates-from

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

15.8K Views.  University of Florida. חומרים מזינים מתנה בצורת חלקיקים יכול לתרום באופן משמעותי עומסי הכוללת במים חקלאית ניקוז. מחקר זה מתאר שיטה כדי ללכוד חלקיקים מן החווה תעלת ניקוז ומים משוקלל זרימה מעל לכל אורך האירוע ניקוז.

Video: Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of agricultural waters. Here, water is filtered through sterile Modified Moore Swabs (MMS), which consist&#160;of a simple gauze filter enclosed in a plastic cartridge, to concentrate bacteria. Following filtration, non-selective or selective enrichments for the target bacteria are performed in the MMS. For colorimetric detection of the target bacteria, the enrichments are then assayed using paper-based analytical devices (&#181;PADs) embedded with bacteria-indicative substrates. Each substrate reacts with target-indicative bacterial enzymes, generating colored products that can be detected visually (qualitative detection) on the &#181;PAD. Alternatively, digital images of the reacted &#181;PADs can be generated with common scanning or photographic devices and analyzed using ImageJ software, allowing for more objective and standardized interpretation of results. Although the biochemical screening procedures are designed to identify the aforementioned bacterial pathogens, in some cases enzymes produced by background microbiota or the degradation of the colorimetric substrates may produce a false positive. Therefore, confirmation using a more discriminatory diagnostic is needed. Nonetheless, this bacterial concentration and detection platform is inexpensive, sensitive (0.1 CFU/ml detection limit), easy to perform, and rapid (concentration, enrichment, and detection are performed within approximately 24&#160;hr), justifying its use as an initial screening method for the microbiological quality of agricultural water.

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

A protocol involving integrated concentration, enrichment, and end-point colorimetric detection of foodborne pathogens in large volumes of agricultural water is presented here. Water is filtered through Modified Moore Swabs (MMS), enriched with selective or non-selective media, and detection is performed using paper-based analytical devices (&#181;PAD) imbedded with bacterial-indicative colorimetric substrates.

מבוסס נייר Colorimetric איתור של<em&gt; חיידקי Escherichia</em&gt;,<em&gt; סלמונלה</em&gt; Spp., ו<em&gt; חיידקי ליסטריה</em&gt; מכמויות גדולות של מים לחקלאות

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of ...

Design and Construction of an Urban Runoff 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 due to increased demand for landscape irrigation. Improper irrigation practices and large rainfall events can result in runoff from urban landscapes which has potential to carry nutrients and sediments into local streams and lakes where they may contribute to eutrophication. A 1,000 m2 facility was constructed which consists of 24 individual 33.6 m2 field plots, each equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated urban landscapes. Runoff volumes from the first and second trials had coefficient of variability (CV) values of 38.2 and 28.7%, respectively. CV values for runoff pH, EC, and Na concentration for both trials were all under 10%. Concentrations of DOC, TDN, DON, PO4-P, K+, Mg2+, and Ca2+ had CV values less than 50% in both trials. Overall, the results of testing performed after sod installation at the facility indicated good uniformity between plots for runoff volumes and chemical constituents. The large plot size is sufficient to include much of the natural variability and therefore provides better simulation of urban landscape ecosystems.

This paper describes the design, construction, and function of a 1,000 m2 facility containing 24 individual 33.6 m2 field plots equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated home lawns.

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

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The objective of this study was to characterize the effects of antecedent soil moisture content on the fate and transport of surface applied commercial urea, a common form of nitrogen (N) fertilizer, following a rainfall event that occurs within 24&#160;hr&#160;after fertilizer application. Although urea is assumed to be readily hydrolyzed to ammonium and therefore not often available for transport, recent studies suggest that urea can be transported from agricultural soils to coastal waters where it is implicated in harmful algal blooms. A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall across packed soil boxes that had been prewetted to different soil moisture contents. By controlling rainfall and soil physical characteristics, the effects of antecedent soil moisture on urea loss were isolated. Wetter soils exhibited shorter time from rainfall initiation to runoff initiation, greater total volume of runoff, higher urea concentrations in runoff, and greater mass loadings of urea in runoff. These results also demonstrate the importance of controlling for antecedent soil moisture content in studies designed to isolate other variables, such as soil physical or chemical characteristics, slope, soil cover, management, or rainfall characteristics. Because rainfall simulators are designed to deliver raindrops of similar size and velocity as natural rainfall, studies conducted under a standardized protocol can yield valuable data that, in turn, can be used to develop models for predicting the fate and transport of pollutants in runoff.

A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall to packed soil boxes in a study of the fate and transport of urea, a nonpoint source environmental contaminant. Under uniform soil and rainfall conditions, antecedent soil moisture content exerted strong control over urea loss in surface 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 ...

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.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

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

A Flow-through Exposure System for Evaluating Suspended Sediments Effects on Aquatic Life

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory by using pumps and automating delivery of sediment and water to simulate suspension of sediment. FLEES data are used to develop exposure-response curves between the effects on aquatic organisms and suspended sediment concentrations at the desired exposure duration. The effects data are used to evaluate management practices used to reduce the interactions between aquatic organisms and anthropogenic causes of suspended sediments. The FLEES is capable of generating total suspended solids (TSS) concentrations as low as 30 to as high as 800 mg/L, making this system an ideal choice for evaluating the effects of TSS resulting from many activities including simulating low ambient levels of TSS to evaluating sources of suspended sediments from dredging operations, vessel traffic, freshets, and storms.

A robust and flexible flow-through exposure system designed to maintain sediment in suspension is presented. The system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory.

מערכת חשיפת זרימה דרך להערכת מושעה משקעים השפעות על חיים ימיים

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended ...

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.

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 ...

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.

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 ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. However, they are vulnerable parts of the landscapes that are often poorly understood and understudied. Land use and management practices, as well as climate change are thought to be a contribution to the global amphibian decline. However, more research is needed to understand the extent of these impacts. Here, we present methodology for characterizing a vernal pond's morphology and detail a monitoring station that can be used to collect water quantity and quality data over the duration of a vernal pond's hydroperiod. We provide methodology for how to conduct field surveys to characterize the morphology and develop stage-storage curves for a vernal pond. Additionally, we provide methodology for monitoring the water level, temperature, pH, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, and electrical conductivity of water in a vernal pond, as well as monitoring rainfall data. This information can be used to better quantify the ecosystem services that vernal ponds provide and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services.

Understanding the ecosystem services and processes provided by vernal ponds and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services requires intensive hydrologic monitoring. This sampling protocol using in-situ monitoring equipment was developed to understand the impact of anthropogenic activities on water levels and quality.

רציף הידרולוגיה ומים איכות ניטור של בריכות סולט לייק סיטי

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

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. Rather than discharging treated wastewater to a stream, and thereby directly impacting the stream quality, the effluent is applied to forested and cropped land managed by the University. Concerns related to reductions in soil hydraulic conductivity occur when considering wastewater reuse. The methodology described in this manuscript, matching soil sample size with the size of the laboratory-based hydraulic conductivity measurement apparatus, provides the benefits of a relatively rapid collection of samples with the benefits of controlled laboratory boundary conditions. The results suggest that there may have been some impact of wastewater reuse on the soil&#39;s ability to transmit water at deeper depths in the depressional areas of the site. Most of the reductions in the soil hydraulic conductivity in the depressions appear to be related to the depth from which the sample was collected, and by inference, associated with the soil structural and textural differences.

Here we present a methodology which matches a soil sample size and a hydraulic conductivity measurement device to prevent the so-called wall flow along the inside of the soil container from being erroneously included in water flow measurements. Its use is demonstrated with samples collected from a wastewater irrigation site.

שפכים השפעות השקיה על אדמת מוליכות הידראולית: מצמידים שדה דגימה ונחישות מעבדה של רוויה מוליכות הידראולית

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

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 ...