כאן אנו מציגים מתודולוגיה אשר תואם את גודל דגימה אדמה ומכשיר מדידת מוליכות הידראולית כדי למנוע זרימת ה"קיר לאורך בתוך המיכל אדמה להיכלל בטעות במדידות זרימת מים. השימוש בו הוא הפגין עם הדגימות שנאספו מתוך אתר השקיה בשפכים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן אנו מציגים מתודולוגיה אשר תואם את גודל דגימה אדמה ומכשיר מדידת מוליכות הידראולית כדי למנוע זרימת ה"קיר לאורך בתוך המיכל אדמה להיכלל בטעות במדידות זרימת מים. השימוש בו הוא הפגין עם הדגימות שנאספו מתוך אתר השקיה בשפכים.
מאז שנות השישים המוקדמות, אימון פריקה חלופי טיהור שפכים באוניברסיטת המדינה פנסילבניה יש נחקרו ופיקחו את ההשפעות שלה. יותר מאשר מתרוקנת מטופלים שפכים לנחל, ובכך להשפיע על איכות זרם, למסקנות חלה המיוערים עד והיא אדמה שנחתכו מנוהל על-ידי האוניברסיטה. חששות הקשורים הפחתות ב מוליכות הידראולית אדמה מתרחשות כאשר בוחנים קולחין. המתודולוגיה המתוארת בכתב היד, התאמת גודל דגימת קרקע עם הגודל של המנגנון מדידה מבוסס המעבדה מוליכות הידראולית, מספק את היתרונות של אוסף מהירה יחסית של דגימות עם היתרונות של מבוקר תנאי מעבדה גבול. התוצאות מראים כי אולי היו כמה ההשפעה של קולחין על היכולת של הקרקע להעביר מים בעומק עמוק יותר באזורים depressional של האתר. רוב הפחתות מוליכות הידראולית הקרקע בעוד שהמפלצת מופיעים כמקושרים לעומק מ אשר נאסף המדגם, במשתמע, המשויך ההבדלים רקמתי מבניים קרקע.
פריקה של קולחין של עיריות אל נחלים כבר אימון רגיל במשך עשרות שנים. שפכים כזה הוא טיפל בעיקר לצורך הפחתת פוטנציאל צריכת חמצן ביולוגית על-ידי מיקרואורגניזמים במים המקבל, כתוצאה למסקנות בשפכים משוחררים. צריכת החמצן על ידי מיקרואורגניזמים השתנה בחומרים אורגניים בשפכים הפחתת רמות החמצן בגוף מים לתוך אשר למסקנות משוחרר, ובכך הפגיעה אורגניזמים ימיים, כולל דגים.
בעשורים האחרונים פיתחו דאגות הקשורות חומרים מזינים אורגניים, מתכות מסוימות של כימיקלים אחרים בתוך השפכים היוצרות לפגוע. בעקבות מחקר שפורסם על ידי. Kolpin et al. 1, התפתח דגש גדול יותר על מגוון כימיקלים שלא נעשתה בעבר. המחקר, שפורסם על ידי החברה הגיאולוגית ארצות הברית, בחזקת המודעות לגבי מגוון רחב של מוצרי טיפוח אישי וכימיקלים אחרים, נהרות ונחלים ברחבי ארה ב בשל משירות מתקנים לטיהור שפכים.
מאז שנות השישים המוקדמות, חוקרים באוניברסיטת פן יש חקר ופיתח חלופי טיהור שפכים פריקה תרגול ייחודי במידה מסוימת באזור לח. יותר מאשר מתרוקנת מטופלים שפכים לנחל ולאחר והשפעתן ובכך ישירות איכות זרם, למסקנות מוחל על המיוערים ואת האדמה החתוכה מנוהל על-ידי האוניברסיטה. אזור יישום זה, שזכה לכינוי "חיים מסנן", מקבל כיום כל השפכים למטעי המופקים הקמפוס ועוד כמה מעיריית. זה מקטין את הסבירות של עודף חומרים מזינים להזין נחלים שבהם להעביר מים מפרץ צ'ספיק, מגן את הדיג מים קרים המקומית הפרשות של שפכים חמים אשר מזיק לדגים, ומונעת את המסירה של כימיקלים אחרים הכלול השפכים ישירות ליצור קשר עם המערכת האקולוגית הימית.
עם זאת, תמיד יש תוצאות של שינויים בהתנהגות ולאחר המתקן הזה שימוש חלופי אינה חסינה בפני כזה. שאלות שהתעוררו לגבי אם היישום של שפכים למסקנות השפיע לרעה ביכולת של הקרקע המים לחדור את אדמת פני שטח2, 3,4,5 וגרם נגר רבתי, האם יש זיהום אפשרי הבארות מקומי עם כימיקלים (חומרים מזינים, אנטיביוטיקה או אחרים תרכובות פרמצבטיות, מוצרי טיפוח אישי) הכלול למסקנות בשפכים והאם את הכימיקלים האלה יוצר שליליות השפעות סביבתיות, כגון דרך ספיגת כימיקלים לתוך צמחים6 גדל על האתר, או את התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה אדמה אורגניזמים7 באתר.
כתוצאה, חלק חששות אלה המחקר מבוצע כדי לקבוע את ההשפעות של ההשקייה השפכים למטעי על אדמת מוליכות הידראולית-רוויה. לגישת כרוך איסוף קרקעות מאתרים נבחרים בתוך או מחוץ לאזור שלחין התאמת גודל מיכל המדגם אדמה עם הגדרת מעבדה. חשוב על המכולה דגימת קרקע להתאים המנגנון מעבדה ועל המים נע כלפי מטה דרך המטריקס אדמה במדגם להיפרד מן המים נע כלפי מטה בין הקרקע לבין המכולה דגימת קרקע. הפרוטוקול מתאר איך המנגנון מעבדה בנויה כדי להבטיח שהדבר אירע.
דגימות. אדמה נאספים באמצעות דוגמאות הליבה הידראולי המצורפת טרקטור. ליבות אדמה נאספים מן האזורים שנבחרו בנוף גלית, נשמרים בשרוול פלסטיק משתלב את הדוגם הליבה של אדמה. הליבות האלו הם נאספו מ חמרה סחופת Hagerstown, מלון או בעמדה פסגת נוף או באזור depressional. פסגות נציג 6 ו- 6 אתרי depressional הם לטעום מן האזור שלחין (סך של 12 אתרי הדגימה שלחין באזור). בנוסף, שלוש פסגות ושלושה אתרים depressional הם לטעום מאזור סמוך, שאינם מושקים (סה"כ 6 אתרי שאינם מושקים). לכל היותר שש ליבות נאסף בכל אתר לעומק מרבי של-1200 מ מ, עם כל דגימה להיות כ 150 מ"מ (100mm המדגם בתוך שרוול פלסטיק ו 50 מ מ מוחזקים בתוך ראש חיתוך הדוגם מתכת ). לאחר הסרת מ הדוגם מתכת, שרוולי פלסטיק המכיל הליבות אדמה שנאספו הינם מצוידים עם הקצה אותיות גדולות, מועבר זקוף למעבדה, מאוחסנים זקוף עד שהם משמשים כדי לקבוע את מוליכות הידראולית רוויים. במקביל, דגימות. אדמה נאספים בעומק כל הקביעה של אדמה, אדמה פתרון ריכוזי סידן (Ca), מגנזיום (Mg), נתרן (Na) באמצעות החילוץ של Mehlich 3 עבור הערכות של אדמת ריכוזים8 ומים יונים תמציות ביחס של 1:2 של אדמת מסה: מים בנפח גדול. בדיקות כימיות של תמציות מים, התקבלו Inductively בשילוב פלזמה אטומי ספקטרוסקופית פליטה (ICP-AES), שימשו כדי לחשב את יחס ספיחה נתרן (SAR).
הקביעה של מוליכות הידראולית רווי מתבצע בעיקר באמצעות שיטת ראש קבוע9. פתרון המכיל Ca ו- Na מלחי לחקות את קולחים מוליכות חשמלית (EC) SAR של למסקנות נוצר אז הקרקע יהיה חשוף למים משתני איכות דומה למי השפכים מיושם בשטח. במקרה זה, EC 1.3 dS/m והוא SAR 3, המשקף את הנציבות האירופית לבין SAR של למסקנות בשנים האחרונות לפני תקופת המדגם. [מבחינה טכנית, מספר היחידות עבור SAR (milliequivalents/ליטר)½ , לא מזוהים בדרך כלל בספרות.]
השינוי בשיטה ראש קבוע של אשר, Dirksen9 היא הפיתוח של מפריד זרימה על ידי ווקר8 כדי למנוע זרימה דרך העמודה אשר אירעה מחוץ המטריקס קרקע מ להיות נכללת בהערכה של הקרקע הידראולי מוליכות. במפריד זרימה נבנה באמצעות צינורות פוליוויניל כלוריד (PVC) נבחר ולא במכונה כדי להתאים את גודל דגימת קרקע. המסך תומך את דגימת קרקע ומאפשר המים שהועבר דרך המטריקס אדמה לזרום החוצה התחתון של המדגם. פורקן השני פולט המים יש זרמו למטה בתוך שרוול פלסטיק, סילוק ובכך כביכול "קיר" זרימה"של שגוי להיות נכללת בהערכה של כמות המים עובר דרך המטריקס קרקע.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. בחירת מיקומים דיגום קרקע
2. איסוף דגימות אדמה

משלימה איור 1: תרגיל המתקן המשמש עבור הדגימה.
3. בניית ראש קבוע, מספר העמודה, אדמה מוליכות הידראולית ההתקנה
הערה: המנגנון מעבדה מוליכות הידראולית מבוססת על עבודה על-ידי ווקר10. היא כוללת את השימוש permeameter אשר נבנה כדי להפריד את הזרימה בין הקצה החיצוני של המדגם, המכיל את הטבעת של הזרם דרך המטריקס אדמת הגליל. המזהה של כל צינור PVC יכונו להלן אינה סובלנות קפדנית. חלקם עשויים להתאים, אחרים עשויים לדרוש עבודה (מלטש אור).

משלימה איור 2: מבט של מוליכות הידראולית רווי מכשירים חזיתי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

משלימה איור 3: לסיים את השקפת לאספקת מים לכריכה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
4. קבלת הקרקע מוליכות הידראולית ערכים


הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לחקור את השאלה אם היישום השפכים למטעי באתר חיים מסנן השפיע את היכולת של הקרקע להעביר מים, ערכנו ניסויים כדי למדוד את מוליכות הידראולית רוויה קרקעות. השווינו מוליכות הידראולית של קרקעות מאזורים שלחין של האתר עם אלה באזורים שאינם מושקים של האתר. ההשפעה של השפכים למטעי על מוליכות הידראולית אדמת היא שאלה של דאגה, כמו היו כמה דיווחים באזורים לחים פחות של הפחתות היכולת של הקרקע להעברת מים הנובעים (למשל) הצטברות של נתרן בקרקע או מפיתוח קרום ביולוגי משטח. לכל אחת הדגימות שנאספו למדידות מוליכו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
היכולת לאסוף דגימות. אדמה מבוסס-השדה, ללא הפרעה ולקבל את הערכים מוליכות הידראולית שלהם חשוב בהשגת הנתונים נציג של האתר. על מנת לייצג את תנאי המגרש, חשוב להשתמש דגימות. אדמה אשר נשארים נציג מצבו הגופני של הסביבה שלהם בשטח. דגימות. אדמה נאסף מתוך אתר שדה אשר ואז נגרמת הפרעה על-ידי יצירת תת-דגימה או טיפול דחיסה המושרה, לדוגמה, יחוו שינויים מבניים אשר משפיעים על מוליכות הידראולית רווי.
חשוב גם שיהיה אמצעי למדידת מוליכות הידראולית של קרקע בסביבה מעבדתית מבוקרת. עם זאת, באמצעות שיטה מעבדה עבור מוליכ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
המחברים רוצה להודות פנסילבניה המדינה אוניברסיטת למשרד של פיזית הצמח עבור מימון חלקי כדי לתמוך בפרוייקט זה. מימון חלקי נמסר גם על-ידי W-3170 פרויקט המחקר של משרד החקלאות-אזורי. ברצוננו להביע את תודתנו על אפרים Govere לסיוע שלו מהעבודה אנליטית. תודתנו העמוקה ביותר היא צ'ארלס ווקר, מיומנויות הבניה מאפשרת לנו לבצע את העבודה הזאת, שעיצובו הנדסה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <ציוד דגימה חזק>חזק: < / חזק> | |||
| אדמת אדמה Drill | Rigddings Machine Co. Inc | . # 25-TS / דגם HDGSRTS | * הערה: דגם זה דומה לדגם בו השתמשנו אך שכבר אינו מיוצר |
| Kelly Bar | Giddings Machine Co. Inc | #KB-208 8 Ft. Kelly Bar | |
| Soil Sample Collection | Tube Giddings Machine Co. Inc | #ZC-180 4-3/4 אינץ' X 7-1/4 אינץ' | |
| אדמה איסוף צינור סיביות | Giddings Machine Co. Inc | #ZC-190 4-3/4 " תוחם פלסטיק להקלה | |
| מדגם אדמה | ושות 'בע"מ | #ZC-208 3-5/8 אינץ' x 6 אינץ' | מספיק למספר הדגימות שנאספות |
| מכסי קצה שחורים לתחתית ספינות הדגימה | Giddings Machine Co. Inc | לשמירת דגימות בספינות | |
| מכסי קצה אדומים לחלק העליון של ספינות הדגימה | Giddings Machine Co. Inc | לשמירת דגימות בספינות | |
| Cooler Chest | Store & Keep דגימות זקופות בספינות דגימה במהלך הובלה משדה למעבדה | ||
| <ציוד מגן>חזק: < / חזק > | |||
| כובעים קשיחים, גוגל וכפפות | פריטים אחרים לפי הצורך להגנה אישית | ||
| מקדחה מסור | |||
| וביטים | |||
| PVC צמנט | |||
| 6 עד 8, 19 מ"מ x 184 מ"מ x 2,438 מ"מ לוחות | |||
| 2 – אביזרי דוקרנים; 13 מ"מ HB x MGHT | לחיבור צינורות פלסטיק לאספקת מרזב ולמרזב ניקוז | ||
| 6 – אביזר | לחיבור צינורות פלסטיק לגליל PVC חיצוני כדי לאפשר ניקוז מים | ||
| באורך 3,000 מ"מ, 19 מ"מ OD / 13 מ"מ צינורות | |||
| 6 – חלקי | רשת עגולים בקוטר 85 מ"מניתן לחתוך מ (למשל < / em>) רשת תיל באורך 600 מ"מ, 6 מ"מ x 18 מד (למשל < / em> מגן מרזב פלדה מגולוונת) | ||
| לוח זמנים 40 צינור PVC – 96 מ"מ ID / 114 מ"מ OD | |||
| לוח זמנים 40 צינור PVC – 73 מ"מ ID / 89 מ"מ OD | |||
| לוח זמנים 40 צינור PVC – 63 מ"מ ID / 73 מ"מ OD, או ניקוז מקלחת מפלסטיק 6 - 73 מ"מ לוח זמנים | |||
| 40 צינור PVC – 25 מ"מ ID | |||
| 6, עובי 6 מ"מ x 155 מ"מ יריעות מרובעות של PVC | ניתן לרכוש 2 – יריעות 6 מ"מ x 300 מ"מ (appx) תמורת כ -20 דולר כל אחת מ: https://www.interstateplastics.com/Pvc-Gray-Sheet-PVCGE~~SH.php?vid=20180212222911-7p | ||
| 6 – 140 מ"מ על 19 מ"מ משפכי | פלסטיקכדי לכוון מים הזורמים מדגימת אדמה לכוס איסוף | ||
| איטום | |||
| 1 – אורך בד רשת תיל 150 מ"מ x 1,200 מ"מ | 4 רשת עובדת היטב | ||
| יש לחתוך כמתואר בנהלים ליצירת ראש קבוע במרזב האספקה | |||
| 1 – אמבט | Appx 65 ליטר בנפח, למשל, לשמש כמקור מים להליך המוליכות ההידראולית | ||
| 1 – אמבט | לשמש להרטבת דגימות אדמה | ||
| 1 – משאבה טבולה | למשל Beckett M400 AUL או M400 AS | ||
| גדול מספיק כדי להתאים סביב ספינות דגימה מפלסטיק בחוזקה | |||
| קנה מידה שמודד לפחות 0.1 גרם | |||
| או מיכל אחר לאיסוף מים מכל דגימה | |||
| נתרן כלורי | ליצירת איכות מים דומה לזו המיושמת בדרך כלל על האדמה | ||
| סידן כלורי | ליצירת איכות מים דומה לזו המיושמת בדרך כלל על האדמה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.