Name: Conception de zones humides construites à l’échelle d’un mésocosme pour le traitement des eaux usées (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-02T14:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: Découvrez la conception de zones humides construites à l'échelle mésocosme pour traiter les eaux usées des sables bitumineux. Cette méthode optimise l'élimination des composés acides naphténiques par interactions plantes-microbes.

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1. Construction du mésocosme
REMARQUE : Voir le Tableau des matériaux pour une liste complète des matériaux requis pour la construction du mésocosme et la figure 1 pour un schéma de la construction du mésocosme.
<ol><li>Retirez le haut du réservoir en polyéthylène (129,5 cm x 30,0 cm) si nécessaire.</li>
	<li>Préparez les trous de drainage ; percez deux trous (pièces #1 et #2) du même côté du réservoir en polypropylène. Placez un raccord de cloison en PVC (pièce #3) dans les deux trous avec les filetages mâles vers l’extérieur. Scellez le bord extérieur du raccord de cloison à l’aide d’un scellant imperméable.<ol><li>Trou de drainage de l’eau du sol (pièce #2) : positionnez-le à la base d’angle du réservoir, en vous assurant qu’il y a suffisamment de place pour le raccord de cloison.</li>
		<li>Trou de drainage des eaux de surface (Partie #1) : placez-le au-dessus de la hauteur du niveau du sol, près du centre du réservoir.</li>
	</ol></li>
	<li>Placez une rondelle de tuyau (pièce #4) avec un écran filtrant (pièce #5) à l’intérieur du raccord de cloison et fixez-la avec un produit d’étanchéité.</li>
	<li>Mettre en place la plomberie de drainage interne :<ol><li>Pour le trou de drainage des eaux de surface (pièce #1), fixez d’abord l’adaptateur mâle en PVC (pièce #10) au raccord de cloison (pièce #3) suivi du coude en PVC à 90° (pièce #11).</li>
		<li>Insérez un morceau de tuyau en PVC (pièce #12) coupé pour correspondre à la hauteur du niveau d’eau souhaité au coude à 90°.</li>
	</ol></li>
	<li>Mettre en place la plomberie de drainage externe. Tout au long des étapes suivantes, utilisez des bagues à sertir pour fixer le PEX aux raccords.<ol><li>Enroulez du ruban de téflon autour des filetages de l’adaptateur en laiton PEX 3/4 pouce x 3/4 pouce MPT (pièce #6) et connectez-le aux raccords de cloison (pièce #3).</li>
		<li>Coupez deux longueurs égales de PEX de 3/4 de pouce (pièce #7) et fixez-les aux adaptateurs en laiton MPT (pièce #6).</li>
		<li>Ajoutez un raccord coudé d’expansion en plastique au tuyau PEX (pièce #7), orienté vers le bas pour le trou de drainage des eaux de surface et face au centre du réservoir pour le trou de drainage du sol.</li>
		<li>Pour le trou de drainage du sol (partie #2), connectez un tuyau PEX au coude, suivi d’une vanne à bille, d’un autre segment PEX et d’un té à expansion en plastique. Ajustez les longueurs PEX pour aligner le haut du té d’expansion avec la plomberie de drainage des eaux de surface.</li>
		<li>Pour le trou de drainage des eaux de surface, connectez un tuyau PEX au coude d’expansion en plastique, en le reliant au té d’expansion.</li>
		<li>Une fois le système connecté, ajoutez un autre morceau de PEX (pièce #7) au té d’expansion en plastique, en terminant par un coude d’expansion en plastique orienté vers le bas.</li>
		<li>Ajoutez un autre morceau de PEX (pièce #7) au bas du raccord coudé d’expansion en plastique pour vous assurer que l’eau s’écoule dans le réservoir du réservoir.</li>
	</ol></li>
	<li>Augmenter l’intégrité structurelle du mésocosme :<ol><li>Construisez un cadre (pièce #13, 129,5 cm de longueur x 37,0 cm de largeur) en utilisant des morceaux de bois de 2 pouces x 4 pouces.</li>
		<li>Fixez le cadre avec des vis à bois.</li>
		<li>Placez le cadre sur le mésocosme, en vous assurant qu’il ne repose pas sur les raccords de plomberie.</li>
		<li>Enveloppez l’extérieur du mésocosme dans du papier d’aluminium pour réduire la lumière pénétrant dans le sol par les côtés du mésocosme.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Configuration et maintenance du mésocosme
<ol><li>Cultivez des plantes pour l’expérience à partir de graines :<ol><li>Stratification des graines au besoin.</li>
		<li>Placez les graines dans des récipients standard en polystyrène contenant de la tourbe sous forme de poignée.</li>
		<li>Une fois que les semis ont germé, fertilisez-les 3 fois par semaine avec de l’engrais soluble dans l’eau (24-8-16).</li>
		<li>Laissez les semis pousser pendant au moins 3 à 5 mois pour s’assurer qu’ils atteignent une taille optimale pour la réponse au traitement. REMARQUE : La durée exacte dépendra de la taille et du type d’espèce. Cette étape peut être omise si les semis sont achetés plutôt que cultivés.</li>
	</ol></li>
	<li>Placez les mésocosmes dans la serre :<ol><li>(Facultatif) Renforcez les tables de serre avec du contreplaqué pour supporter le poids des mésocosmes.</li>
		<li>Répartissez les mésocosmes uniformément sur les tables des baies de serre pour assurer un placement aléatoire des traitements et minimiser les variations des conditions environnementales (figure 2).</li>
		<li>Positionnez la plomberie de manière à ce qu’elle pende du bord de la table pour un drainage adéquat dans le réservoir (Figure 2).</li>
	</ol></li>
	<li>Installez le réservoir :<ol><li>Placez le fût industriel en plastique à toit ouvert de 57 L sous la plomberie de drainage.</li>
		<li>Installer une pompe de circulation submersible entre le milieu et le bas du réservoir pour permettre un mélange continu dans le réservoir. Fixez le cordon d’alimentation à l’extérieur du réservoir.</li>
	</ol></li>
	<li>Ajoutez et saturez le substrat :<ol><li>Répartissez le substrat uniformément dans le mésocosme et tassez le substrat avec une pression modérée jusqu’à la hauteur souhaitée. REMARQUE : La hauteur du substrat dépend des objectifs de recherche et des espèces végétales.</li>
		<li>Saturez complètement le substrat avec de l’eau d’osmose inverse (OI), mesurez le volume d’eau ajouté ; Cela équivaut au volume d’eau interstitielle dans le substrat. REMARQUE : L’eau interstitielle est le volume d’eau ajouté lorsque le substrat est saturé, ce qui peut être observé lorsque le niveau d’eau correspond au haut du substrat. Ce processus peut prendre jusqu’à une journée. Le volume d’eau interstitielle est important pour déterminer la quantité exacte d’eau dans le système et calculer le débit.</li>
	</ol></li>
	<li>Déterminez le débit :<ol><li>Sélectionnez une durée de conservation en fonction des études antérieures et des objectifs de l’étude.</li>
		<li>Calculez le volume total d’eau dans le mésocosme. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
		<li>Calculez le débit. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq02.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
	<li>Installez les pompes :<ol><li>Placez une pompe entre deux mésocosmes adjacents. REMARQUE : Une pompe peut également être utilisée pour un mésocosme si nécessaire.</li>
		<li>Reliez toutes les pompes ensemble à l’aide d’un câble USB mâle-mâle, en connectant la dernière pompe au contrôleur.</li>
		<li>Immergez le tube de la soupape dans le réservoir, en le fixant ou en l’alourdissant pour qu’il reste en place.</li>
		<li>Fixez le tube de sortie de la soupape dans le coin supérieur arrière du mésocosme, en veillant à ce qu’il reste au-dessus de la ligne de flottaison.</li>
		<li>Enveloppez le tube dans du papier d’aluminium pour aider à prévenir la croissance des algues.</li>
		<li>Installez et calibrez les pompes, la barre d’alimentation et le contrôleur conformément aux instructions du fabricant15.</li>
		<li>Ajustez les pompes au débit calculé.</li>
	</ol></li>
	<li>Planter et acclimater les espèces végétales :<ol><li>Ajustez la température et les lampes de culture LED à des niveaux optimaux pour la croissance des plantes tout en conditionnant les espèces végétales au mésocosme.</li>
		<li>Plantez uniformément de 6 à 12 espèces végétales individuelles pour assurer une biomasse égale par unité de surface dans le mésocosme. REMARQUE : Le nombre d’individus peut varier en fonction des objectifs de la recherche et de la physiologie de l’espèce (p. ex. à mesure que Typha latifolia devient lié aux racines, le nombre d’individus peut diminuer).</li>
		<li>Augmentez progressivement le niveau d’eau de l’osmose inverse, en maintenant un niveau d’eau pendant 1 à 2 jours, et remplacez le tuyau en PVC (étape 1.4.2) au besoin pour correspondre au niveau d’eau.</li>
		<li>Allumez les pompes avec le débit final souhaité.</li>
		<li>Une fois que le niveau d’eau souhaité est atteint, ajustez la lumière et la température de la serre aux paramètres expérimentaux et laissez les plantes s’acclimater pendant ~35 jours.</li>
	</ol></li>
	<li>Vidangez et rincez le système :<ol><li>Retirez le tuyau vertical en PVC et ouvrez le robinet à boisseau sphérique pour vider complètement le système ; Cela peut prendre jusqu’à 2 jours.</li>
		<li>Rincez le système avec de l’OSPW et laissez-le se vider complètement, en vous assurant que le tuyau en PVC reste éteint et que le robinet à bille est ouvert. Assurez-vous que l’OSPW utilisé pendant le rinçage n’est pas utilisé pendant l’expérience.</li>
		<li>Une fois rincé, fermez le robinet à bille et ajoutez le tuyau en PVC pour correspondre au niveau d’eau souhaité.</li>
	</ol></li>
	<li>Ajouter OSPW :<ol><li>Versez soigneusement l’OSPW dans chaque mésocosme pour éviter de perturber le substrat ou les plantes, en le remplissant jusqu’à ce que le niveau d’eau souhaité soit atteint.</li>
		<li>Si vous utilisez plusieurs lots d’eau, assurez-vous que les propriétés chimiques sont constantes ou répartissez-les uniformément dans tous les mésocosmes.</li>
		<li>Remplissez le réservoir avec de l’OSPW, en laissant environ 5 cm d’espace par rapport au haut.</li>
	</ol></li>
	<li>Gérer l’évaporation :<ol><li>Remplissez le réservoir d’eau osmosée au besoin, en maintenant le niveau d’eau à environ 5 cm sous le haut.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Échantillonnage
<ol><li>Mesures des espèces végétales :<ol><li>À chaque cycle de temps de rétention, mesurez les paramètres de santé et de croissancedes plantes 16. Les paramètres de santé des plantes comprennent des signes visibles de stress tels que la chlorose et les dommages causés par les insectes, tandis que les paramètres de croissance des plantes comprennent la mortalité, la hauteur et le pourcentage de couverture.</li>
		<li>À la fin de l’expérience, prélever des échantillons pour la biomasse aérienne des plantes et la chimie des tissus végétaux si vous le souhaitez. REMARQUE : Les intervalles de surveillance et les mesures utilisés sont recommandés pour étudier l’effet des NAFC sur la santé des végétaux et peuvent différer selon les objectifs expérimentaux.</li>
	</ol></li>
	<li>Mesures du substrat :<ol><li>Caractérisation de base : Avant d’ajouter des substrats à chaque mésocosme, mesurer une série de paramètres (p. ex., pH, conductivité électrique (CE), potentiel d’oxydoréduction (ORP), anions/cations majeurs, nutriments, NAFC et tout autre contaminant pertinent).</li>
		<li>Au cours du premier cycle de rétention, prélever des échantillons de substrat dans chaque mésocosme afin d’obtenir une base de référence pour la chimie générale. Prélever des échantillons de substrat à des endroits aléatoires dans chaque mésocosme.</li>
		<li>À chaque cycle de temps de rétention, mesurez l’ORP du substrat à l’aide d’une sonde ORP appropriée.</li>
		<li>À la fin de l’expérience, prélever des échantillons de substrat dans chaque mésocosme et mesurer les mêmes paramètres que lors de la caractérisation de base (p. ex., pH, CE, ORP, anions/cations majeurs, nutriments, NAFC et tout autre contaminant pertinent).</li>
	</ol></li>
	<li>Mesures de l’eau :<ol><li>Caractérisation de base : avant d’ajouter l’OSPW à chaque mésocosme, mesurer une série de paramètres (p. ex., pH, CE, ORP, anions/cations majeurs, nutriments, NAFC et tout autre contaminant pertinent).</li>
		<li>Après le début de l’expérience, prélever les échantillons initiaux d’OSPW dans chaque mésocosme après plusieurs jours (fin du cycle de rétention 1) pour permettre aux sédiments à l’intérieur de l’OSPW de se déposer et pour que l’OSPW remplisse l’espace d’eau interstitielle. Prélever les échantillons OSPW à l’avant de chaque mésocosme.</li>
		<li>À chaque cycle de temps de rétention, mesurez l’oxygène dissous (OD), l’ORP, le pH, l’EC et la température à l’aide de l’instrument référencé.</li>
		<li>À la fin de l’expérience, prélever les derniers échantillons d’eau pour mesurer la chimie générale, mesurer une série de paramètres (p. ex., OD, pH, CE, ORP, anions/cations majeurs, nutriments, NAFC et tout autre contaminant pertinent).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig01.jpg"> Figure 1 : Schéma de la conception du mésocosme et du dispositif expérimental. (A) Schéma de la construction du mésocosme et des composants requis. (B) Exemple de configuration expérimentale, y compris l’ajout de substrat et de plantes, ainsi que le placement du réservoir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig02.jpg"> Figure 2 : Exemple d’aménagement du mésocosme et du réservoir. (A) Aménagement des mésocosmes et des réservoirs-réservoirs dans la serre sans feuille d’aluminium. (B) Plan montrant les mésocosmes et les réservoirs-réservoirs avec une feuille d’aluminium enroulée autour des mésocosmes pour limiter la pénétration de la lumière, avec une pompe pour deux mésocosmes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

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<li>Yang, L., Bekele, A., Gamal El-Din, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+characterization+of+organics+in+oil+sands+process+water+in+constructed+mesocosms+utilizing+multiple+analytical+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Res%22%5BJournal%5D)">Comprehensive characterization of organics in oil sands process water in constructed mesocosms utilizing multiple analytical methods.</a> Environ Res. 252, 118972(2024).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Bois de 2 pouces x 4 pouces x 12 pieds</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Vanne à bille PEX en laiton de 3/4 pouce</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Bague de sertissage en cuivre PEX de 3/4 de pouce pour tuyau PEX</td><td>N’importe quel fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 de pouce IPEX Schedule 40 PVC 90&deg ; Coude de rue de soudage</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Bâton PEX 3/4 pouce Blanc</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td>Pour l’extérieur du mésocosme</td></tr><tr><td>PEX 3/4 pouce x 3/4 pouce MPT Adaptateur en laiton</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Raccord coudé d’expansion en plastique de 3/4 pouce pour PEX</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Té d’expansion en plastique de 3/4 pouce pour PEX</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 pouce PVC raccord de cloison Adaptateur de connecteur de réservoir d’eau</td><td>N’importe quel fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 pouce PVC Schedule 40 / 90 Degree Coude</td><td>N</td><td>/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 pouce PVC Schedule 40 Adaptateur mâle&nbsp ;</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PVC 3/4 pouce Blanc</td><td>N’importe quel fournisseur</td><td>N/A</td><td>Pour l’intérieur du mésocosme</td></tr><tr><td>Vis à bois de 4 pouces</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Feuille d’aluminium&nbsp ;</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Pompe de circulation submersible pour aquarium</td><td>N’importe quel fournisseur</td><td>N/A</td><td>Laveuse à ventouse ou à tuyau magnétique</td></tr><tr><td></td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Engrais soluble dans l’eau Miracle</td><td>Grow</td><td>N/A</td><td>24-8-16 formule</td></tr><tr><td>Neptune Apex A3 Contrôleur d’aquarium et barre d’alimentation</td><td>Neptune Systems Neptune</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Pompe doseuse Neptune Apex DOS Quiet Drive</td><td>Neptune Systems Neptune N/</td><td>A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune AquaBus Cable - 15 pieds mâle/mâle</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune DOS DDR Tubing&nbsp ;</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Fût industriel en plastique à toit ouvert</td><td>Tout fournisseur N</td><td>/A</td><td></td></tr><tr><td>Boîte de Pétri</td><td>57 L N’importe quel fournisseur</td><td>N/A</td><td>Pour la stratification des</td></tr><tr><td>semences Tourbe</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Réservoir en polypropylène&nbsp ;</td><td>D& Plastiques M Inc.</td><td>RW1016</td><td>50,8 cm de hauteur et de temps ; 33,0 cm de largeur et de temps ; 129,5 cm de longueur ; 248,1 L</td></tr> de <tr><td>scellant imperméable tout usage en silicone (qualité aquarium)</td><td>N/</td><td>A</td><td></td></tr><tr><td>Fournisseurs S.O. Contenants en polystyrène standard (415A)&nbsp ;</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Teflon Tape</td><td>Tout fournisseur</td><td>N/D</td><td></td></tr><tr><td>YSI Professional Plus Multiparameter Instrument</td><td>YSI Inc.&nbsp ;</td><td>Référence 6050000</td><td></td></tr></tbody></table>

conception de zones humides construites à l’échelle d’un mésocosme pour le traitement des eaux usées

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

Le succès de ce protocole de milieu humide construit en mésocosme est démontré par la croissance et le développement robustes des espèces végétales, la surveillance continue des paramètres environnementaux et l’élimination efficace des contaminants au fil du temps. Les données recueillies par Trépanier et coll.17 illustrent l’efficacité de la méthode et les résultats attendus. L’étude a évalué la capacité de Carex aquatilis, un carex aquatique que l’on trouve couramment dans les milieux humides boréals, à réduire les NAFC dans l’OSPW. Il a comparé les performances des mésocosmes avec C. aquatilis à ceux sans plantes, en utilisant soit de l’OSPW, soit de l’eau de procédé fabriquée en laboratoire. Les mésocosmes ont été construits avec un substrat de 10 cm de résidus de sable grossier (CST) superposé à 10 cm de mélange de tourbe minérale (PMM) et 25 cm d’OSPW recouvrant les substrats. Avant l’expérience, les plantes ont été cultivées pendant 3 mois à une hauteur moyenne de 83 cm, puis transplantées dans le système. De l’eau d’osmose inverse a été ajoutée (figure 3) pour acclimater les plantes au mésocosme, et les systèmes ont été maintenus à 20 °C pendant 32 jours.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig03.jpg"> Figure 3 : Espèces de plantation et ajout d’eau d’OI. (A) Ajout du substrat altéré et d’un exemple d’espèces de plantation dans le substrat. (B) Distribution uniforme des espèces végétales dans tout le mésocosme. (C) Ajout d’eau osmosée dans les mésocosmes pour la période d’acclimatation des plantes. Abréviation : RO = osmose inverse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
Les plantes ont montré une croissance robuste tout au long de l’expérience, avec des augmentations notables de la hauteur et du couvert (figure 4). La figure 5 illustre également la croissance constante de C. aquatilis, atteignant une hauteur d’environ 150 cm au jour 40 avant de plafonner. Cette croissance se situait dans la fourchette de croissance prévue de 20 à 155 cm pour C. aquatilis. Le taux de survie des plantes était élevé à 98 %, avec 99 % de tissus végétaux vivants à la fin de l’expérience. Cependant, la plupart des plantes présentaient des signes de chlorose, de nécrose et/ou de marbrures et, dans certains cas, des feuilles déformées et froissées17. Une surveillance régulière de la santé des végétaux est essentielle pour identifier les problèmes potentiels, tels que les infestations de ravageurs.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig04.jpg"> Figure 4 : Photos de la croissance des plantes au début et à la fin de l’expérience. Un exemple de photo de la croissance et de la santé de Carex aquatilis du jour 0 au jour 78. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig04large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig05.jpg"> Figure 5 : Hauteur de la plante dans le temps dans le mésocosme contenant Carex aquatilis. Hauteur moyenne des plantes pour Carex aquatilis dans les mésocosmes (n = 48). Le jour 0 est celui où OSPW a été ajouté au système. La période d’acclimatation des plantes fait référence à la période pendant laquelle les mésocosmes contenaient de l’eau d’osmose inverse avant l’ajout de l’OSPW. Les barres d’erreur indiquent un écart-type de la moyenne. Cette figure a été adaptée de Trépanier et al.17. Abréviations : RO = osmose inverse ; OSPW = eau affectée par le processus des sables bitumineux. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig05large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
Les principaux paramètres environnementaux, tels que l’oxygène dissous dans l’eau et l’oxydoréduction du substrat, ont été régulièrement surveillés afin d’assurer un rendement optimal du système, car le maintien de niveaux d’oxygène adéquats est essentiel à la santé des plantes et à l’élimination efficace des contaminants dans le CWTS. Les valeurs d’oxydoréduction du substrat ont fluctué tout au long de l’expérience, les mésocosmes non plantés restant dans des conditions oxydantes entre 50 mV et 100 mV, tandis que les mésocosmes contenant C. aquatilis approchaient parfois 0 mV. L’OSPW a maintenu des niveaux d’OD &gt; 5 ppm tout au long de l’expérience, et l’OD était globalement plus élevé dans les mésocosmes sans plantes, en particulier à la fin de l’expérience (figure 6). Une OD de 8 ppm est souvent considérée comme idéale pour la croissance des plantes ; cependant, une valeur d’OD supérieure à 5 ppm est acceptable. La surveillance régulière permet de déceler les baisses occasionnelles de l’OD, ce qui peut inciter à des vérifications du système, comme la vérification du fonctionnement de la pompe, afin d’assurer un fonctionnement constant.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig06.jpg"> Figure 6 : Mesures de l’oxygène dissous et de l’oxydoréduction du sol dans les mésocosmes. (A) Oxygène dissous dans l’OSPW et (B) Potentiel d’oxydoréduction du sol pour les mésocosmes avec Carex aquatilis et les traitements non plantés avec uniquement l’OSPW. Les points de données représentent les moyennes de quatre mésocosmes répétés (n = 4), les barres d’erreur indiquant une erreur type de la moyenne. Abréviation : OSPW = sables bitumineux affectés par le processus d’épandage. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig06large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
L’objectif principal de l’étude était d’évaluer le potentiel d’atténuation des NAFC par l’OSPW à l’aide d’un CWTS en mésocosme. La figure 7 illustre une baisse graduelle des concentrations de NAFC tout au long de l’expérience, démontrant ainsi l’efficacité du système. La présence de C. aquatilis a amélioré l’élimination des NAFC, avec une réduction de 76 % des NAFC sur 82 jours (de 72,1 mg/L initial à 17,1 mg/L final), comparativement à 8,5 % dans le traitement témoin non planté sur 82 jours (64,5 mg/L initial à 59,0 mg/L final)17. La réduction réussie de la concentration de NAFC, ainsi que la croissance saine des plantes et les conditions environnementales favorables, confirment que la configuration du mésocosme fonctionne efficacement. Ces résultats démontrent la capacité du système à simuler des zones humides artificielles et fournissent des informations précieuses sur le rôle du CWTS dans la réduction de la toxicité de l’OSPW.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig07v2.jpg"> Figure 7 : Concentration de l’ANFC au fil du temps dans les mésocosmes. Concentration des composés de la fraction de l’acide naphténique dans les mésocosmes avec Carex aquatilis et les traitements non plantés avec uniquement l’OSPW. Les points de données représentent les moyennes de quatre mésocosmes répétés (n = 4), les barres d’erreur indiquant une erreur type de la moyenne. Des lettres différentes entre les moyennes indiquent une différence significative (P &lt; 0,05). Cette figure a été adaptée de Trépanier et al.17. Abréviations : OSPW = eau affectée par le processus des sables bitumineux ; NAFC = composés de la fraction de l’acide naphténique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig07largev2.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

Conception de zones humides construites à l’échelle d’un mésocosme pour le traitement des eaux usées

Oil sands process-affected water (OSPW), a by-product of bitumen extraction through surface mining in Alberta, Canada, contains various constituents of ...

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JoVE Journal

Environment

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