Messung der Phosphorfreisetzung in Labormikrokosmen zur Wasserqualitätsbewertung

Unsere Methode hilft bei der Beantwortung der Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass ein bestimmter Boden oder Sediment löslichen Phosphor unter längerer Sättigung freisetzt. Die Quantifizierung des Phosphorfreisetzungspotenzials in unterschiedlich gesättigten Umgebungen ist wichtig für die Bestimmung des Transportrisikos für Ströme und das Entwerfen von Minderungspraktiken. Der Hauptvorteil der Methode ist ihre Fähigkeit, wichtige biogeochemische Prozesse zu simulieren, die die lösliche Phosphorfreisetzung in der Mobilität unter Feldbedingungen beeinflussen.

Ein Wissenschaftler, der diese Methode zum ersten Mal ausprobiert, sollte nicht kämpfen, da seine Einfachheit einer seiner Hauptvorteile ist. Zu Beginn, sammeln sie etwa vier Liter Erde von den gewünschten Standorten. Beschränken Sie die Sammelflächen auf ca. 10 M2, um die von der Stichprobe dargestellte räumliche Variabilität zu reduzieren.

Siebproben durch einen groben 20-Millimeter-Bildschirm, gefolgt von einem Zwei-Millimeter-Bildschirm. Die Proben nach dem Sieben gründlich von Hand mischen. 100 Gramm des feldfeuchten Bodens abwiegen, 24 Stunden lang im Ofen bei 105 Grad Celsius trocknen.

Wiegen Sie den trockenen Boden und berechnen Sie prozentigen gravimetrischen Wassergehalt. Messen Sie dann eine 500-Milliliter-Unterprobe mit einem leeren Becher und reserveen für die chemische Analyse. Verwenden Sie den restlichen gesiebten Boden für Mikrokosmosstudien oder lagern Sie in Polypropylenbeuteln bei fünf Grad Celsius für den späteren Gebrauch.

Verwenden Sie einen Liter abgestuftes Polypropylen oder andere nicht reaktive Kunststoffbecher als individuelle experimentelle Mikrokosmoseinheiten. Becher in 10% Salzsäure waschen und mit destilliertem Wasser dreifach abspülen. Messen Sie zwei Zentimeter von unten nach oben und setzen Sie eine Markierung neben Bechergradierungen.

Bohren Sie ein Loch mit einem Durchmesser von 1,25 Zentimetern an der Markierung für Entwässerungsöffnungen. Legen Sie eine kleine Perle aus Silikon um den Innenrand der Schlauchleiste. Setzen Sie den Entwässerungsanschluss vorsichtig in das Loch ein.

Lufttrocknung 24 Stunden vor dem Fortfahren zulassen. Verfolgen Sie den Äußerenrumkreis von Schlauchwiderhaken auf nylonmesh filter sie. Mit einer Schere ausschneiden, eine dünne Silikonperle um die Außenkante des Filterschirms auftragen und vorsichtig auf den Schlaucheinlass drücken.

Mindestens 24 Stunden Trocknungszeit vor der Verwendung einplanen. Als nächstes passen Sie ein kurzes Stück Latexschlauch auf Schlauchwiderhaken und Klemme mit 3,3 Zentimeter breiten Papierbinderclips. Becher mit ca. 500 Millilitern destilliertem Wasser füllen, um mögliche Leckagen zu testen.

500 Milliliter Probe in doppelte Mikrokosmen laden und destilliertes Wasser vorsichtig entlang der Becherwände auftragen, bis das Hochwasser die Ein-Liter-Marke erreicht. Entfernen Sie den Paraffinfilm, um den Porenwasserfluss durch den Drainageanschluss am gewünschten anfangsen Probenahmezeitpunkt zu induzieren. Sammeln Sie Proben, indem Sie saubere 20 Milliliter Becher direkt unter Porenwasserentwässerungshäfen platzieren.

Lassen Sie mehrere Milliliter Porenwasser ableiten, entsorgen und verwenden Sie die nächsten 10 Milliliter als repräsentatives Probenvolumen. Filtern Sie Porenwasserproben durch 0,45 Mikron Membranfilter und analysieren Sie sofort auf einem Spektralphotometer auf löslichen reaktiven Phosphor. Zeichnen Sie Absorptionswerte und Messzeiten auf.

Nehmen Sie die erste Hochwasserprobe, indem Sie eine 10-Milliliter-Lampenspritzenpipette auf halbem Weg in die Wassersäule einlegen, und ziehen Sie eine Probe mit einer kreisförmigen Bewegung zurück. In Becher geben, durch 0,45 Mikron Membranfilter filtern und sofort auf löslichen reaktiven Phosphor analysieren. Nachfüllbecher auf die Ein-Liter-Ebene mit destilliertem Wasser, um in allen Mikrokosmen ein Gesamtvolumen an überschwemmtem Boden und wassersäule bei einem Liter konstant zu halten.

Wiederholen Sie die Analyse von löslichem reaktivem Phosphor zu den gewünschten Zeitpunkten. In diesem Protokoll hatte eine Uferstelle mit niedrigem pH-Wert des Bodens nahezu kontinuierlich lösliche reaktive Phosphorsorption aus Porenwasser. Boden, der aus einem angrenzenden Maisproduktionsfeld mit erhöhtem labilem anorganischem Phosphor beprobt wurde, zeigte im ersten Monat der Überflutung fast eine siebenfache Zunahme des porenwasserlöslichen reaktiven Phosphors.

Die Porenwassereisenkonzentration als Stellvertreter für den Redoxstatus nahm nach etwa drei Wochen erheblich zu, was auf eine Verringerung der Bedingungen hindeutet. Im Gegensatz dazu nahm der überflutungslösliche reaktive Phosphor im Laufe der Zeit ab. Die Überflutung trockener Böden erhöhte die desorption anorganische phosphorhaltige Nein-Lage in porenwasser erheblich und wurde anschließend zu überlagerndem Wasser mobilisiert, verglichen mit der Überflutung desselben Bodens in einem feldfeuchten Zustand.

Die Zuverlässigkeit von Bodenphosphortests zur Vorhersage der durchschnittlichen löslichen reaktiven Phosphorkonzentrationen wurde bewertet. Destilliertes Wasser und modifizierter morgan-extraktierbarer Phosphor gehörten zu den besten Prädiktoren für durchschnittliche Porenwasser- und Hochwasserlösliche reaktive Phosphorkonzentrationen. Modifizierter, extraktierbarer Phosphor von Morgan, der durch induktiv gekoppelte Plasma-Optische Emissionsspektroskopie gemessen wurde, war nicht so gut wie ein Prädiktor im Vergleich zu modifiziertem, extraktierbarem Phosphor oder destilliertem Wasser, das mit Molybdat-Kolorimetrie gemessen wurde.

Das Verhältnis von porenwasserlöslichem reaktivem Phosphor zu hochwasserlöslichem reaktivem Phosphor stieg linear in Abhängigkeit vom pH-Wert des Bodens an. Auch andere Experimente zur Phosphordynamik sind möglich, z. B. ist die Phosphorentfernungskapazität von Feuchtböden ein wichtiger Prozess und kann simuliert werden, indem Hochwasser mit Phosphor sponsert und seine Verschwindensrate im Laufe der Zeit gemessen wird. Das analyseverfahren zur Messung von Phosphor umfasst die Verwendung von Salzsäure.

Daher sind geeignete Sicherheitseinrichtungen und Laboreinrichtungen erforderlich.