Medición de la liberación de fósforo en microcosmos de laboratorio para la evaluación de la calidad del agua

Nuestro método ayuda a responder a la pregunta de la probabilidad de que un determinado suelo o sedimento libere fósforo soluble bajo saturación prolongada. La cuantificación del potencial de liberación de fósforo en entornos saturados variablemente es importante para determinar el riesgo de transporte de las corrientes y diseñar prácticas de mitigación. La principal ventaja del método es su capacidad para simular procesos biogeoquímicos importantes que afectan a la liberación de fósforo soluble en movilidad en condiciones de campo.

Un científico que intenta este método por primera vez no debe luchar, ya que su simplicidad es una de sus principales ventajas. Para empezar, recoger aproximadamente cuatro litros de tierra de los sitios deseados. Limite las áreas de recolección a aproximadamente 10 metros cuadrados para reducir la cantidad de variabilidad espacial representada por la muestra.

Muestras de tamiz a través de una pantalla gruesa de 20 milímetros, seguida de una pantalla de dos milímetros. Mezcle a mano las muestras después de tamizar. Pesar 100 gramos del suelo húmedo de campo, secar en un horno a 105 grados Celsius durante 24 horas.

Pesar el suelo seco y calcular el porcentaje de contenido de agua gravimétrica. A continuación, mida una submuestra de 500 mililitros utilizando un vaso de precipitados vacío y reserve para el análisis químico. Utilice el suelo tamizado restante para estudios de microcosmos o guárdelo en bolsas de polipropileno a cinco grados centígrados para su uso posterior.

Utilice un litro de polipropileno graduado u otros vasos de plástico no reactivos como unidades experimentales de microcosmos individuales. Lavar los vasos en 10%ácido clorhídrico y triple enjuague con agua destilada. Mida dos centímetros hacia arriba desde la parte inferior y coloque una marca junto a las graduaciones de vaso de precipitados.

Taladre un orificio de 1,25 centímetros de diámetro en la marca para los puertos de drenaje. Coloque un pequeño cordón de silicona alrededor del borde interior de la púa de la manguera. Inserte cuidadosamente el puerto de drenaje en el orificio.

Deje secar al aire durante 24 horas antes de proceder. Trace la circunferencia exterior de las púas de la manguera en la pantalla del filtro de malla de nylon. Corte con tijeras, aplique un cordón delgado de silicona alrededor del borde exterior de la pantalla del filtro y presione suavemente sobre la entrada de la manguera.

Espere al menos 24 horas de tiempo de secado antes de usar. A continuación, coloque un trozo corto de manguera de látex en las púas de la manguera y sujeción con clips de aglutinante de papel de 3,3 centímetros de ancho. Llenar vasos con aproximadamente 500 mililitros de agua destilada, para comprobar posibles fugas.

Cargue 500 mililitros de muestra en microcosmos duplicados y aplique suavemente agua destilada a lo largo de las paredes del vaso de precipitados hasta que el agua de inundación alcance la marca de un litro. Retire la película de parafina para inducir el flujo de agua de pore a través del puerto de drenaje en el punto de tiempo de muestreo inicial deseado. Recoja muestras colocando vasos limpios de 20 mililitros directamente debajo de los puertos de drenaje de agua pore.

Permita que varios mililitros de agua de poro drene, deseche y utilice los siguientes 10 mililitros como un volumen de muestra representativo. Filtrar muestras de agua pore a través de filtros de membrana de 0,45 micras y analizar inmediatamente el fósforo reactivo soluble en un espectrofotómetro. Registre los valores de absorbancia y el tiempo de las mediciones.

Tome la muestra inicial de agua de inundación insertando una pipeta de jeringa de bombilla de 10 mililitros a la mitad de la columna de agua, y retire una muestra usando un movimiento circular. Dispensar en vasos de pico, filtrar a través de filtros de membrana de 0,45 micras y analizar inmediatamente en busca de fósforo reactivo soluble. Rellene vasos a un nivel de un litro con agua destilada para mantener constantemente un volumen total de suelo inundado y columna de agua a un litro en todos los microcosmos.

Repita el análisis del fósforo reactivo soluble en los puntos de tiempo deseados. En este protocolo, un sitio ribereño con pH de suelo bajo tenía una sorción de fósforo reactivo soluble casi continua de agua de poro. El suelo que se muestreó de un campo de producción de maíz contiguo con fósforo inorgánico labilbil elevado demostró casi un aumento de siete veces en el fósforo reactivo soluble en porewater durante el primer mes de inundación.

La concentración de hierro ferroso de agua de pore, como apoderado para el estado de redox, aumentó sustancialmente después de aproximadamente tres semanas, lo que indica condiciones de reducción. Por el contrario, el fósforo reactivo soluble en agua de inundación tendía a disminuir con el tiempo. La inundación del suelo seco aumentó sustancialmente la desorción de fósforo inorgánico al agua de pore y la posterior movilización al agua excesiva en comparación con la inundación del mismo suelo en un estado húmedo de campo.

Se evaluó la fiabilidad de las pruebas de fósforo del suelo para predecir las concentraciones medias de fósforo reactivo soluble. El agua destilada y el fósforo extraíble Morgan modificado fueron algunos de los mejores predictores de las concentraciones medias de agua de poro y fósforo reactivo soluble en agua de inundación. El fósforo extraíble Morgan modificado medido por espectroscopia de emisión óptica plasmática acoplada inductivamente no era tan bueno de un predictor en comparación con el fósforo extraíble Morgan modificado o el agua destilada medida por colorimetría de molibdato.

La proporción de fósforo reactivo soluble en porewater sobre el fósforo reactivo soluble en agua de inundación aumentó linealmente en función del pH del suelo. Otros experimentos que caracterizan la dinámica del fósforo también son posibles, por ejemplo, la capacidad de eliminación de fósforo de los suelos de los humedales es un proceso importante y se puede simular escupiendo agua de inundación con fósforo y midiendo su tasa de desaparición con el tiempo. El procedimiento analítico utilizado para medir el fósforo implica el uso de ácido clorhídrico.

Por lo tanto, se requieren equipos de seguridad y instalaciones de laboratorio adecuados.