Erfassung von Wasser fließen gewichtet und Schwebestaub aus landwirtschaftlichen Kanäle bei Drainage-Veranstaltungen

Das Schicksal und den Transport von Schwebestaub war Gegenstand zahlreicher Studien aufgrund seiner Rolle bei der Eutrophierung, vor allem in landwirtschaftlichen Systemen^1,2. Eine umfassende Bewertung der in Feinstaub in einem aquatischen System enthaltenen Nährstoffe ist notwendig, zahlreiche Umweltprobleme wie die internen Radfahren von Nährstoffen zu untersuchen und für die darüber liegende Wasser Spalte³freigeben, Substrat Stabilität, leichte Verfügbarkeit innerhalb der Wassersäule und schließlich Wasser Qualität sorgen für nachgeschaltete Ökosysteme⁴. Die Menge an Phosphor (P) gespeichert in partikulärer Form (organische Substanz oder Sedimenten) ist in der Regel größer als in Wasser Spalte⁵. Eine Studie von Kenney Et Al. ⁶ zeigten, dass die jüngsten Sedimente, die im See Lochloosa, Florida abgelagert wurden die Altersspanne von 1900 bis 2006 waren. Diese jüngeren Sedimente enthalten fast 55 Mal mehr P als das, was in der Wassersäule vorhanden war. Ein Ansatz, die mögliche Auswirkungen zu charakterisieren, die Partikel auf einem bestimmten System möglicherweise ist eine quantitative Bestandsaufnahme der Phosphor gespeichert im Sediment entladen bei Entwässerung Veranstaltungen durchzuführen. Erhebung und Analyse von diese entladenen Partikel können helfen, nachgeschaltete Nährstoffanreicherung Auswirkungen auf das sensible Ökosystem abschätzen.

Sturmereignissen in der Regel einen Bruchteil der Zeit vertreten, doch können die Mehrheit der P Last im Bauernhof Entwässerung Entlastung beitragen. Dies ist da um Felder verhindern Überschwemmungen, über einen kurzen Zeitraum eine große Menge an Wasser abgelassen wird. Intensität und Flow Niederschläge sind wichtige treibende Faktoren, die die Konzentration der suspendierten Sedimente im Überland Abfluss⁷steuern können. Gestaltung Überwachungsmethoden, die Fluss-weighted composite Wasserproben erfasst würde helfen, Fehler im Zusammenhang mit komplexen, hohe Intensität Regenereignissen zu vermeiden. Während hohe Entlastung Ereignisse wie Stürme möglicherweise die schnellen und drastischen Änderungen in Konzentrationen nicht repräsentativ für die durchschnittliche Schadstoffkonzentration für das inkrementelle Volumen. Daher fließen gewichtet Wasserproben weit genauer stellt die Konzentration von einer Entladung als es eine Summierung von Lasten über einen Zeitraum von Zeit⁸. Die am häufigsten verwendeten fließen gewichtet Proben werden automatisch gesammelten diskret oder zusammengesetzte Proben. Durch die Erfassung der exportierten Schwebestaub vom Bauernhof Entwässerung während der Entladung ermöglicht es uns, den Schweregrad des Ereignisses auf P laden zu quantifizieren. Die Methode beschrieben in dieser Studie hilft erfassen die Partikel, die später für verschiedene physikalische und chemische Eigenschaften charakterisiert werden können. Die Neuheit der Probenahme Entwässerung Entlastung mit einer zusammengesetzten kontinuierliche Methode im Vergleich zu greifen Probenahme ist, dass es eine bessere Vertretung der Feldbedingungen über die gesamte Dauer der Veranstaltung Entwässerung. In der Erwägung, dass Grab Probenahme ist eine “Momentaufnahme” in der Zeit und kann nicht vollständig repräsentieren Sie die Wirkung der gesamten Veranstaltung.

Die Everglades landwirtschaftlicher Bereich (EAA) in Süd-Florida, USA ist eine große Wasserfläche der ursprünglichen Everglades, die kanalisiert und für landwirtschaftliche, gewerbliche und private Entwicklung abgelassen wurde. 1100 Millionen m³ Wasser wird fast jährlich aus und durch die EAA im Süden und Südosten⁹abgeführt. Böden in der EAA sind Histosols, die häufig enthalten mehr als 85 % organische Materie durch Gewicht und haben weniger als 35 % mineralische Inhalt¹⁰. Kanal-Sedimente haben in der Regel geringe Schüttdichte (zwischen 0,14 g cm^-3 bis 0,35 g cm^-3), Gehalt an hoher organischer Substanz (zwischen 31-35 %) und insgesamt P (TP) Werte im Bereich zwischen 726-1,089 mg kg^{-1 11}.

Für die Zwecke dieser Demo war eine Farm in der EAA ausgewählt. Die Hydroscape wie Wasser fließt innerhalb der EAA hängt von Pumpen und Schwerkraft. Jeder Betrieb in der EAA umfasst auf mindestens ein Hauptkanal, und mehrere Feld Gräben. Das Feld Gräben laufen senkrecht auf dem Hauptkanal. Die Pumpen in der Regel dienen einem doppelten Zweck; Sie liefern Bewässerung Wasser auf den Hof und auch die Entlastung Abwasser außerhalb des Standorts. Wenn die Felder werden entleert müssen, Wasser in den Hauptkanal wird abgesenkt, und Wasser aus dem Bereich fließt in den Gräben, angetrieben durch einen hydraulischen Gradienten. Durch nur ein leichter Hang in Oberfläche die meisten Niederschläge, die auf die Felder fließt durch das Bodenprofil auf der Durchreise zum Feld Gräben.  Während der Bewässerung wird das System umgekehrt. Es gibt kein Netzwerk der Fliese Entwässerung in der EAA. Der Grundwasserspiegel wird auf einer bestimmten Höhe durch eine begrenzende Schicht aus Kalkstein Grundgestein Untergebener der Böden gehalten.  Wasser wird durch die wichtigsten Kanäle eingebracht; Feld Gräben gefüllt sind, und Wasser sickern in das Bodenprofil, der Grundwasserspiegel in den Bereichen erhöhen darf. In der Regel treten Anforderungen für Bewässerungswasser in der EAA im März, April und Mai (Trockenzeit), mit sehr wenig Entwässerung Entlastung. Im Gegensatz dazu ist das Volumen der Abwässer von Juni bis Oktober (Regenzeit) deutlich höher. Das Vorhandensein von Kanal Bank Böschungen und Gräben ermöglicht minimale Oberflächenabfluss als eine potenzielle Quelle für P-laden in Hof¹²Kanäle.

In diesem visuellen Experiment präsentieren wir eine neue Methode der Erfassung fließen gewichtet Schwebestaub während Entwässerung Ereignisse, die später für die physikalisch-chemischen Charakterisierung wie Rohdichte, Gehalt an organischer Substanz und P Fraktionierung^{13 verwendet werden kann ,14}.