7 בנובמבר 2017
חומרים מזינים מתנה בצורת חלקיקים יכול לתרום באופן משמעותי עומסי הכוללת במים חקלאית ניקוז. מחקר זה מתאר שיטה כדי ללכוד חלקיקים מן החווה תעלת ניקוז ומים משוקלל זרימה מעל לכל אורך האירוע ניקוז.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לספק שיטה חדשה ללכידת מי פריקת תעלות חקלאיות מרוכבות משוקללות זרימה וחלקיקים מרחפים במהלך אירועי ניקוז לצורך אפיונם הכימי הפיזיקלי. שיטה זו תעזור לטפל בצעד הבסיסי ביותר בתחום ההידרולוגיה הסביבתית, שהוא איסוף דגימת מים המייצגת באופן מלא אירוע זרימה בשלמותו. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם שהיא אוטומטית ושהיא מספקת דגימה מרוכבת המייצגת מאוד את חומר הפריקה האופייני הקיים במהלך אירועי זרימה.
שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי פרמטרים של איכות המים במהלך אירועי ניקוז שגרתיים וכן במהלך אירועי סערה כאשר כמויות גדולות של מים מוזרמים על פני מספר ימים. תכנון שיטות ניטור הלוכדות דגימות מים מרוכבים משוקללות זרימה יכול לסייע במניעת טעויות הקשורות לאירועי גשם מורכבים בעוצמה גבוהה. מי שידגים את ההליך יהיה עמית המחקר, דוקטור טימותי לאנג, יחד עם טכנאי השטח, פבלו וג'וני.
לאחר זיהוי חוות מחקר, התקן אוגר נתונים ליד תחנת השאיבה המפעיל דגימה אוטומטית לאסוף דגימות זרימה מרוכבות על בסיס זרימה פרופורציונלי. השתמש במתמרי הלחץ המותקנים בתעלות הזרימה והיציאה, הסמוכות לתחנת השאיבה, כדי לנטר את מפלסי התעלה החקלאית והשתמש במתגי הקרבה המותקנים על ראשי המשאבה כדי לפקח על מהירות המשאבה. כדי לחשב את הניקוז, השתמש ב-datalogger ובמשוואת כיול משאבה עבור כל משאבה.
כדי לתכנת את הדגימה האוטומטית באתרה הממוקמת בתחנת המשאבה ללכידת דגימות מים מרוכבות יומיות, לחץ תחילה על Enter Program. לאחר מכן לחץ על תוכנית, דגימה מבוססת זרימה, דגימה כל פולס, 30 דגימות מרוכבות ונפח דגימה של 130 מיליליטר. הקש Enter עבור כיול עוצמת הקול לדוגמה ועבור Enter Start Start.
לאחר מכן לחץ על רצף התוכניות הושלם. לאחר מכן אחסן את הדגימות המרוכבות המשוקללות בזרימה במקרר באתר בארבע מעלות צלזיוס עד לניתוחן. כדי ללכוד חלקיקים תלויים, מקם שני מיכלי שיקוע PVC בנפח 200 ליטר כמה מטרים מלוגר הנתונים כדי לאסוף מי פריקת תעלות חקלאיות לאורך תקופת הניקוז.
כדי לתכנת את לוגר הנתונים לאסוף את דגימות החלקיקים, לחץ על תוכנית, דגימה מבוססת זמן ודגימה כל שתי דקות. עבור דגימות מרוכבות, בחר 200 ובחר לא עבור כיול נפח הדגימה והזן שעת התחלה. לאחר מכן לחץ על Sequence Complete ולחץ על כפתור הדגימה.
שני ליטר מי ניקוז משוקללים בזרימה ייאספו במיכלי השיקוע, כל שתי דקות. כאשר החלקיקים מתחילים להתיישב במיכלים, השתמש בצינור כדי לשאוב את עודפי המים ולהעביר את החלקיקים לדליים של חמישה ליטרים להובלה בחזרה למעבדה לשיווי משקל של 24 שעות בארבע מעלות צלזיוס. כאשר החלקיקים שקעו, שואבים את עודפי המים ומעבירים את החלקיקים לקונוסים המשקעים של אימהוף.
לאחר שעה, שואבים את עודפי המים בפעם האחרונה ומעבירים את החלקיקים השקועים לצנצנות בורג של 500 מיליליטר ששוקלות מראש. הקפד לאסוף את המים מתחת לפני השטח והרחק מדפנות החרוט כדי להפחית את מספר החלקיקים הנשאבים. בניסוי מייצג זה, חלקיקים מרחפים משלוש תעלות חקלאיות בתוך האזור החקלאי של אוורגליידס נאספו כפי שהודגם, ונקבע כי הם אורגניים מאוד, בעלי צפיפות בתפזורת נמוכה וחומרים מזינים עשירים כמו זרחן, תכונות המייצגות מאוד את המים והמשקעים הנמצאים בדרך כלל עבור סוגי הקרקע של האזור החקלאי של אוורגליידס ושיטות השימוש בקרקע שמסביב.
בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לאפשר לחלקיקים לשקוע במלואם לפני הסרת עודפי מים. בעקבות הליך זה, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כמו פיצול זרחן בשיטת Hedley et al., כדי להעריך כמה זרחן עקשן לעומת זרחן עקשן קיים בחלקיקים.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לאסוף מי פריקה מרוכבים משוקללים בזרימה בניגוד לדגימת אחיזה. על ידי מקרר במקום, ניתן לשמר את דגימות המים בארבע מעלות צלזיוס. יתרון נוסף בשימוש בשיטה זו לאיסוף דגימות מים הוא שהיא אוטומטית וניתן להשתמש בה כדי ללכוד אירועי פריקה הקשורים לסופות והוריקנים שיכולים להימשך עד מספר ימים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מחקר זה מציג שיטה חדשנית לדגימה של מים וחלקיקים תלויים המשוקללים לפי ספיקה מניקוז תעלות חקלאיות במהלך אירועי ניקוז. הטכניקה שואפת לשפר את דיוקם של הערכות איכות המים באמצעות אספקת דגימה מרוכבת המייצגת את אירוע הזרימה כולו.
שיטה זו נותנת מענה לפער קריטי בניטור סביבתי על ידי הפיכת הדגימה של מי ניקוז חקלאיים וחלקיקים תלויים לדגימה מרוכבת, אוטומטית ומשוקללת לפי ספיקה. היא מאפשרת הערכה מדויקת של איכות המים במהלך אירועי פריקה משתנים, דבר החיוני להערכת סיכוני הובלת חומרי הזנה באגרו-מערכות. גישה זו משפרת את מהימנות הנתונים המשמשים לקבלת החלטות בניהול מים חקלאיים ובמידול סיכונים סביבתיים.
השיטה משתלבת בתהליכי ניטור סביבתי על ידי אוטומציה של איסוף דגימות במהלך אירועי ניקוז, ובכך מבטיחה ייצוגיות בתנאי זרימה משתנים.