Tarım ve Kentsel Akışta Yüzeysel Su Zehirlenmesiyle İlişkili Kirleticilerin Ortadan Kaldırılması İçin Vejetaryan Arıtma Sistemleri
Summary
Bu makale, pestisitleri ve su zehirliliğiyle ilişkili diğer kirleticileri gidermek için kentsel yağmursuyu ve tarımsal sulama akışını tedavi eden arıtma sistemlerinin tasarım özelliklerini ve etkinliğini özetler.
Abstract
Kentsel yağmur suyu ve tarım sulama suyu akışı genellikle komşu alıcı sulara toksik olan karışık bir kontaminant karışımı içermektedir. Akıntı, bitki örtüsü ve topraklara kirletici maddelerin emilimini arttırmak ve sızmayı artırmak için tasarlanmış basit sistemler ile tedavi edilebilir. İki örnek sistem açıklanmaktadır: kentsel yağmur suyu arıtımında biyolojik çalkantılı bir arıtma sistemi ve tarımın sulama akışını gidermek için bir bitki örtüsü drenajı. Her ikisinde de akan suyun kirletici yükünü azaltacak benzer özellikler bulunur: kirleticilerin toprak ve bitki yüzeylerine emilmesi ve su emmesi ile sonuçlanan bitki örtüsü. Bu sistemler, artık kirleticileri uzaklaştırmak için granülleştirilmiş aktif karbonun bir parlatma adımı olarak entegrasyonunu da içerebilir. Bu sistemlerin tarım ve kentsel havzalarda uygulanması, tedavi etkinliğini doğrulamak için sistemin izlenmesini gerektirir. Bu, toksisiteye neden olan belirli kirleticiler için kimyasal izleme içerir.Mevcut belge, su omurgasızlarına yüzeysel su toksisitesinden sorumlu olduğu için, mevcut kullanım böcek ilacının izlenmesini vurguluyor.
Introduction
Yüzey su toksisitesi, Kaliforniya su havzalarında yaygındır ve onlarca yıldır yapılan izlem, toksisitenin pestisit ve diğer kirleticilerden kaynaklandığını göstermiştir 1 . Yüzey su kirliliğinin birincil kaynakları kentsel ve tarımsal kaynaklardan gelen yağmur suyu ve sulama akışlarıdır. Su gövdeleri kontaminantlardan dolayı bozulmuş olarak listelenir ve toksisite kentsel ve tarımsal kaynaklardan tespit edildiğinden, su kalitesi düzenleyicileri, kirletici yüklemeyi azaltmak için uygulamaları uygulamak için devlet ve federal finansman kaynaklarıyla ortaktır. Kaliforniya kentsel havzalarında selleri azaltmak ve sızıntı ve saklama yoluyla yağmursuyu gidermek için yeşil altyapı geliştiriliyor. Birçok bölgede yeni yapım için Düşük Etki Geliştirme (LID) tasarımları zorunlu kılınırken, az sayıdaki çalışma bu sistemlerin çözünmüş katılar, metaller ve hidrokarbon gibi konvansiyonel kirleticilerin ölçümlerinin ötesinde etkinliğini izlemiştir.bons. Son zamanlarda daha yoğun bir izleme, yüzey suyu toksisitesinden sorumlu olan kimyasal yüklemelerdeki ve kimyasal yüklemelerdeki düşüşleri değerlendirdi ve doğrudan biyolojik kirliliğin tohum zehirlenmesini azaltıp azaltmadığını belirledi. Bu, biyolojik arıların bazı kirletici sınıflar 2 ile ilişkili toksisitenin kaldırılmasında etkili olduğunu göstermiştir, ancak ortaya çıkan kimyasal maddeler için ilave araştırma gerekmektedir.
Vejetasyonlu arıtma sistemleri aynı zamanda Kaliforniya'daki tarım havzalarında da uygulanmaktadır ve bunlar tarımsal sulama akışında pestisit ve diğer kirleticilerin azaltılmasında etkili olduğu gösterilmiştir 3 , 4 . Bu sistemler, kontaminant yüklemeyi yüzey sularına indirgemek için bir dizi yaklaşımın bileşenlerini temsil eder. Yüzey su toksisitesinden sorumlu olan kirleticileri hafifletmek için tasarlandığı için, uygulama sürecinin ana bileşenleri eNsure onların uzun vadeli etkinliği. İzleme, endişe verici kimyasal türlerin kimyasal analizlerini ve duyarlı gösterge türleriyle toksisite testlerini içerir. Bu makale, bir kentsel park yeri bioswale ve tarımsal bitki örtüsü drenaj hendek sistemi için protokoller ve izleme sonuçlarını açıklamaktadır.
Tipik bir karma kullanımlı kentsel alışveriş park alanında fırtına akışını tedavi etmek için kullanılabilecek tipik bir otopark parkurunun tasarım özellikleri, tedavi edilen bölgeye bağlı. Burada açıklanan örnekte, 53.286 feet kare asfalt, 4.683 metrekare peyzaj alanından oluşan bir kepçe boşaltan geçirimsiz bir yüzey alanı oluşturur. Bu yüzey alanından akışı sağlamak için, 215 feet uzunluğunda, düz, yarı V şeklindeki kanal,% 50'den daha az bir yan eğim ve% 1'lik bir uzunlamasına eğimi olan kıvrımı içerir ( Şekil 1 ). Bu tohum, 6 kat inceltilmiş topoil, katmanKırmızı 2.5 metrelik sıkıştırılmış alt tabaka üzerinde. Yağmursuyu park yerlerinden, şişe boyunca birden fazla giriş noktasına akar. Su, bitki örtüsüne sızar, sonra alt katmana nüfuz eder ve 4 inç delikli bir boşaltma deliğine boşaltır. Bu sistem, suyun bitişik bir sulak alana sızdırılmış bir sistemden boşalmasına neden olur ve sonunda yerel bir dereye akar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokolde açıklanan uygulamalar, tarımsal sulama ve yağmursuyu akışındaki kirleticilerin uzaklaştırılması için genel bir stratejideki son adımlar olarak tasarlanmıştır. Bioswales ve diğer kentsel yeşil altyapı LID uygulamaları, bitişik alıcı sulara ulaşmadan önce kirleticilerin akışı gidermek için bulmacanın son bir parçası olarak tasarlanmıştır. Bu protokol, kentsel kirleticilerle ilişkili toksisiteyi gidermek için mevcut etkinlik ilaçlarına vurgu yaparak, kentsel biyolojik to…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Burada açıklanan iş için para yardımı Kaliforniya Pestisit Yönetmeliği ve Kaliforniya Su Kaynakları Departmanı'ndan geldi.
Materials
| HOBO tipping-bucket digital logger rain gauge | Onset Computer Co., Bourne MA, USA) | Onset RG3 | Rain gauge |
| Mechanical geared pulse flow meter | Seametrics Inc., Kent WA | Seametrics MJ-R | Flow meter for measuring bioswale outlet flow |
| Filtrexx SafteySoxx | Filtrexx Co. – info@filtrexx.com | SafetySoxx | perforated synthetic cloth for granulated activated carbon and compost |
| Granulated activated carbon | Evoqua – Siemens Corp., Oakland CA | AC380 | GAC for agriculture irrigation water treatment |
| Digital flow meters | Seametrics Inc. Kent WA | Ag2000; WMP101 | Flow meters for agriculture irrigation treatment system monitoring |
| Data Loggers | Campbell Scientific Inc., Logan, UT | CR1000 | Data loggers for recording flow data |
| Peristaltic pumps for composite sampling | Omega Engineering Inc. Stamford CT | Omegaflex FPU-122-12VDC | Pumps for composite sampling |
Referenzen
- Anderson, B. S., Hunt, J. W., Markewicz, D., Larsen, K. . Toxicity in California Waters, Surface Water Ambient Monitoring Program. , (2011).
- Anderson, B. S., Phillips, B. M., Voorhees, J. P., Siegler, K., Tjeerdema, R. S. Bioswales reduce contaminants associated with toxicity in urban stormwater. Environ Toxicol Chem. 35 (12), 3124-3134 (2016).
- Anderson, B. S., et al. Pesticide and toxicity reduction using an integrated vegetated treatment system. Environ Toxicol Chem. (30), 1036-1043 (2011).
- Phillips, B. M., et al. . Mitigation Strategies for Reducing Aquatic Toxicity from Chlorpyrifos in Cole Crop Irrigation Runoff. , (2014).
- U.S. EPA. . Method 1640: Determination of Trace Elements in Ambient Waters by On-Line Chelation Pre-concentration and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. , (1995).
- U.S. EPA. . Methods for organic chemical analysis of municipal and industrial wastetwater, Method 625- Base/neutrals and acids. , (1984).
- U.S. EPA. . , (1993).
- Johnson, H. M., Domagalski, J. L., Saleh, D. K. Trends in Pesticide Concentrations in Streams of the Western United States. J Am Water Resour Assoc. 47 (2), 265-286 (1993).
- Siegler, K., Phillips, B. M., Anderson, B. S., Voorhees, J. P., Tjeerdema, R. S. Temporal and spatial trends in sediment contaminants associated with toxicity in California watersheds. Environ Poll. , 1-6 (2015).
- U.S. EPA. . Methods for measuring acute toxicity of effluents and receiving water to freshwater and marine organisms. , (2002).
- Bailey, H. C., et al. Joint acute toxicity of diazinon and chlorpyrifos to Ceriodaphnia dubia. Environ Toxicol Chem. 16, 2304-2308 (1997).
- Supowit, S., Sadaria, A. M., Reyes, E. J., Halden, R. U. Mass balance of fipronil and total toxicity of fipronil-related compounds in process streams during conventional wastewater and wetland treatment. Environ Sci Technol. 50 (3), 1519-1526 (2016).
- Stang, C., Bakanov, N., Schulz, R. Experiments in water-macrophyte systems to uncover the dynamics of pesticide mitigation processes in vegetated surface waters/streams. Environ Sci Pollut Res. , (2015).
- Schulz, R. Field studies on exposure, effects, and risk mitigation of aquatic nonpoint-source insecticide pollution: A review. J Environ Qual. 33 (2), 419-448 (2004).
- Moore, M. T., et al. Transport and fate of atrazine and lambda-cyhalothrin in a vegetated drainage ditch in the Mississippi Delta. Agric Ecosyst Environ. 87, 309-314 (2001).
- Phillips, B. M., et al. The Effects of the Landguard A900 Enzyme on the Macroinvertebrate Community in the Salinas River, California, United States of America. Arch Environ Contam Toxicol. 70 (2), 231-240 (2016).
- Han, W., Fang, J., Liu, X., Tang, J. Techno-economic feasibility evaluation of a combined bioprocess for fermentative hydrogen production from food waste. Bioresource Technology. , 107-112 (2016).
- Solomon, K. R., Giddings, J. M., Maund, S. J. Probabilistic risk assessment of cotton pyrethroids: I. Distributional analysis of laboratory aquatic toxicity data. Environ Toxicol Chem. 20, 652-659 (2001).
- Weston, D. P., Lydy, M. J. Toxicity of the Insecticide Fipronil and Its Degradates to Benthic Macroinvertebrates of Urban Streams. Environ Sci Tech. , (2014).
- Voorhees, J. P., Anderson, B. S., Phillips, B. M., Tjeerdema, R. S. Carbon treatment as a method to remove imidacloprid from agriculture runoff. Bull Environ Contam Toxicol. , (2017).
