Name: תכנון ביצות בנוי בקנה מידה מזוקוסמוס לטיפול בשפכים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-02T14:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: חקור שימוש בביצות בנויות לטיפול בשפכי חולות נפט בקנה מידה מזוקוסמוס. המחקר מדגים הפחתה של 76% בחומצות נפתניות ומזהה גורמי אופטימיזציה לשיפור הסרת מזהמים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. בניית מזוקוסמוס
הערה: ראה טבלת חומרים לרשימה מקיפה של חומרים הנדרשים לבניית מזוקוסמוס ואיור 1 לסכימה של בניית מזוקוסמוס.
<ol><li>הסר את החלק העליון של מיכל הפוליאתילן (129.5 ס"מ על 30.0 ס"מ) במידת הצורך.</li>
	<li>הכן חורי ניקוז; קדחו שני חורים (חלקים #1 ו-#2) באותו צד של מיכל הפוליפרופילן. הנח התאמת מחיצה PVC (חלק #3) לתוך שני החורים כשהחוטים הזכריים פונים כלפי חוץ. אטום את הקצה החיצוני של אביזר המחיצה באמצעות חומר איטום עמיד למים.<ol><li>חור ניקוז מי קרקע (חלק #2): מקם אותו בבסיס הפינתי של המיכל, וודא שיש מספיק מקום להתאמת המחיצה.</li>
		<li>חור ניקוז מים עיליים (חלק #1): הנח אותו מעל גובה מפלס האדמה, קרוב למרכז המיכל.</li>
	</ol></li>
	<li>הנח מכונת כביסה לצינור (חלק #4) עם מסך מסנן (חלק #5) בחלק הפנימי של אביזר המחיצה ואבטח אותו עם חומר איטום.</li>
	<li>הגדר אינסטלציה פנימית לניקוז:<ol><li>עבור חור ניקוז המים העיליים (חלק #1), חבר תחילה את מתאם הזכר PVC (חלק #10) למתקן המחיצה (חלק #3) ואחריו את מרפק ה-PVC 90° (חלק #11).</li>
		<li>הכנס חתיכת צינור PVC (חלק #12) חתוך כך שיתאים לגובה מפלס המים הרצוי למרפק 90°.</li>
	</ol></li>
	<li>הגדר צנרת ניקוז חיצונית. לאורך השלבים הבאים, השתמש בטבעות לחיצה כדי לאבטח את PEX לאביזרים.<ol><li>עטפו סרט טפלון סביב החוטים של מתאם פליז MPT בגודל 3/4 אינץ' PEX x 3/4 אינץ' (חלק #6) וחברו לאביזרי המחיצה (חלק #3).</li>
		<li>חותכים שני אורכים שווים של 3/4 אינץ' PEX (חלק #7) ומחברים למתאמי פליז MPT (חלק #6).</li>
		<li>הוסף התאמת מרפק הרחבה מפלסטיק לצינור ה-PEX (חלק #7), פונה כלפי מטה לחור ניקוז המים העיליים ופונה למרכז המיכל לחור ניקוז האדמה.</li>
		<li>עבור חור ניקוז האדמה (חלק #2), חבר צינור PEX למרפק, ואחריו שסתום כדור, קטע PEX נוסף וטי הרחבה מפלסטיק. התאם את אורכי ה-PEX כדי ליישר את החלק העליון של טי ההרחבה עם צנרת ניקוז המים העיליים.</li>
		<li>עבור חור ניקוז המים העיליים, חבר צינור PEX למרפק הרחבת הפלסטיק, וקשר אותו לטי ההרחבה.</li>
		<li>לאחר חיבור המערכת, הוסף חתיכה נוספת של PEX (חלק #7) לטי ההרחבה מפלסטיק, ומסתיים במרפק הרחבה מפלסטיק הפונה כלפי מטה.</li>
		<li>הוסף חתיכה נוספת של PEX (חלק #7) לתחתית אביזר מרפק הרחבת הפלסטיק כדי להבטיח שהמים מתנקזים למיכל המאגר.</li>
	</ol></li>
	<li>הגדל את השלמות המבנית של המזוקוסמוס:<ol><li>בנה מסגרת (חלק #13, אורך 129.5 ס"מ x רוחב 37.0 ס"מ) באמצעות חתיכות עץ בגודל 2 אינץ' x 4 אינץ'.</li>
		<li>אבטח את המסגרת בעזרת ברגי עץ.</li>
		<li>הנח את המסגרת על המזוקוסמוס, וודא שהיא לא יושבת על אביזרי האינסטלציה.</li>
		<li>עטפו את החלק החיצוני של המזוקוסמוס בנייר אלומיניום כדי להפחית את כניסת האור לאדמה מדפנות המזוקוסמוס.</li>
	</ol></li>
</ol>2. הגדרה ותחזוקה של מזוקוסמוס
<ol><li>לגדל צמחים לניסוי מזרע:<ol><li>שכבדו זרעים לפי הצורך.</li>
		<li>הכניסו את הזרעים למיכלי סטירובלוק סטנדרטיים המכילים כבול כפקק.</li>
		<li>לאחר שהשתילים נבטו, יש לדשן את השתילים 3 פעמים בשבוע באמצעות מזון צמחי מסיס במים (24-8-16).</li>
		<li>תן לשתילים לגדול לפחות 3-5 חודשים כדי להבטיח שהם יגיעו לגודל אופטימלי לתגובה לטיפול. הערה: משך הזמן המדויק יהיה תלוי בגודל ובסוג המין. שלב זה עשוי להיות מושמט אם שתילים נרכשים ולא מגדלים.</li>
	</ol></li>
	<li>מניחים את המזוקוסמוס בחממה:<ol><li>(אופציונלי) חיזוק שולחנות חממה עם דיקט כדי לתמוך במשקל המזוקוסמוס.</li>
		<li>פזרו את המזוקוסמוס באופן שווה על פני שולחנות מפרץ החממה כדי להבטיח מיקום אקראי של טיפולים ולמזער שינויים בתנאי הסביבה (איור 2).</li>
		<li>מקם את הצנרת כך שתלויה מקצה השולחן לניקוז תקין לתוך מיכל המאגר (איור 2).</li>
	</ol></li>
	<li>הגדר את מיכל המאגר:<ol><li>הנח את תוף הפלסטיק התעשייתי הפתוח בנפח 57 ליטר מתחת לצנרת הניקוז.</li>
		<li>התקן משאבת זרימה טבולה בין אמצע לתחתית המיכל כדי לאפשר ערבוב רציף בתוך המיכל. אבטח את כבל החשמל לחלק החיצוני של המיכל.</li>
	</ol></li>
	<li>הוסף והרווי את המצע:<ol><li>מורחים את המצע באופן שווה במזוקוסמוס ומהדקים את המצע בלחץ מתון לגובה הרצוי. הערה: גובה המצע תלוי במטרות המחקר ובמיני הצמחים.</li>
		<li>להרוות את המצע במלואו במי אוסמוזה הפוכה (RO), למדוד את נפח המים שנוספו; זה שווה ערך לנפח מי הנקבוביות במצע. הערה: מי הנקבוביות הם נפח המים שנוספו כאשר המצע רווי, אותו ניתן לראות כאשר מפלס המים תואם את החלק העליון של המצע. תהליך זה עשוי להימשך עד יום. נפח מי הנקבוביות חשוב כדי לקבוע את כמות המים המדויקת במערכת ולחשב את קצב הזרימה.</li>
	</ol></li>
	<li>קבע את קצב הזרימה:<ol><li>בחר זמן שמירה על סמך מחקרים קודמים ויעדי מחקר.</li>
		<li>חשב את נפח המים הכולל במזוקוסמוס. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
		<li>חשב את קצב הזרימה. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq02.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
	<li>התקן את המשאבות:<ol><li>מקם משאבה אחת בין שני מזוקוסמוסים סמוכים. הערה: ניתן להשתמש במשאבה אחת גם למזוקוסמוס אחד במידת הצורך.</li>
		<li>חבר את כל המשאבות יחד באמצעות כבל USB זכר-זכר, המחבר את המשאבה האחרונה לבקר.</li>
		<li>טבלו את הצינור בתוך השסתום במאגר, אבטחו או שקלו אותו כדי להישאר במקומו.</li>
		<li>אבטח את צינור השסתום החיצוני לפינה העליונה האחורית של המזוקוסמוס, וודא שהוא נשאר מעל קו המים.</li>
		<li>עטפו את הצינור בנייר אלומיניום כדי לסייע במניעת צמיחת אצות.</li>
		<li>הגדר וכייל את המשאבות, סרגל החשמל והבקר בהתאם להוראות היצרן15.</li>
		<li>התאם את המשאבות לקצב הזרימה המחושב.</li>
	</ol></li>
	<li>לשתול ולאקלם את מיני הצמחים:<ol><li>התאם את הטמפרטורה ואת נורות הגידול LED לרמות אופטימליות לגידול צמחים תוך התאמת מיני הצמחים למזוקוסמוס.</li>
		<li>שתלו 6-12 מיני צמחים בודדים באופן שווה כדי להבטיח ביומסה שווה ליחידת שטח במזוקוסמוס. הערה: מספר הפרטים עשוי להשתנות בהתאם למטרות המחקר ולפיזיולוגיה של המין (למשל, כאשר Typha latifolia הופך להיות קשור לשורש, מספר הפרטים עשוי להצטמצם).</li>
		<li>העלו בהדרגה את מפלס המים RO, שמרו על מפלס מים אחד למשך 1-2 ימים, והחליפו את צינור ה-PVC (שלב 1.4.2) לפי הצורך כדי להתאים למפלס המים.</li>
		<li>הפעל את המשאבות עם קצב הזרימה הרצוי הסופי.</li>
		<li>לאחר הגעה למפלס המים הרצוי, התאם את אור החממה והטמפרטורה להגדרות הניסוי ואפשר לצמחים להתאקלם במשך ~35 יום.</li>
	</ol></li>
	<li>מסננים ושוטפים את המערכת:<ol><li>הסר את צינור ה- PVC ופתח את שסתום הכדור כדי לנקז את המערכת לחלוטין; התהליך עשוי להימשך עד יומיים.</li>
		<li>שטפו את המערכת עם OSPW ותנו לה להתנקז לחלוטין, וודאו שצינור ה-PVC נשאר כבוי ושסתום הכדור פתוח. ודא שלא נעשה שימוש ב-OSPW המשמש במהלך השטיפה במהלך הניסוי.</li>
		<li>לאחר השטיפה, סגור את שסתום הכדור והוסף את צינור ה-PVC כך שיתאים למפלס המים הרצוי.</li>
	</ol></li>
	<li>הוסף OSPW:<ol><li>יוצקים בזהירות את ה-OSPW לכל מזוקוסמוס כדי למנוע הפרעה למצע או לצמחים, וממלאים עד להגעה למפלס המים הרצוי.</li>
		<li>אם משתמשים במספר קבוצות מים, ודא שהתכונות הכימיות עקביות, או פזר באופן שווה על פני כל המזוקוסמוס.</li>
		<li>מלאו את מיכל המאגר ב-OSPW, והשאירו כ-5 ס"מ של מקום מלמעלה.</li>
	</ol></li>
	<li>נהל אידוי:<ol><li>מלאו מחדש את מיכל המאגר במי RO לפי הצורך, תוך שמירה על מפלס המים כ-5 ס"מ מתחת לחלק העליון.</li>
	</ol></li>
</ol>3. דגימה
<ol><li>מדידות מיני צמחים:<ol><li>בכל מחזור זמן שמירה, מדוד מדדי בריאות וצמיחה של הצמח16. מדדי בריאות הצמח כוללים סימני לחץ גלויים כגון כלורוזיס ונזק לחרקים, בעוד שמדדי צמיחת הצמח כוללים תמותה, גובה ואחוז כיסוי.</li>
		<li>בסוף הניסוי, קח דגימות לביומסה של צמחים מעל הקרקע וכימיה של רקמות צמחים אם תרצה. הערה: מרווחי הניטור והמדידות המשמשות מומלצים לחקר ההשפעה של NAFCs על בריאות הצמח ועשויים להשתנות בהתאם למטרות הניסוי.</li>
	</ol></li>
	<li>מידות מצע:<ol><li>אפיון בסיסי: לפני הוספת מצעים לכל מזוקוסמוס, מדוד חבילת פרמטרים (למשל, pH, מוליכות חשמלית (EC), פוטנציאל חמצון-הפחתת (ORP), אניונים/קטיונים עיקריים, חומרים מזינים, NAFCs וכל מזהם רלוונטי אחר).</li>
		<li>במהלך מחזור השמירה הראשון, אסוף דגימות מצע מכל מזוקוסמוס כדי לקבל קו בסיס לכימיה כללית. אסוף דגימות מצע ממיקומים אקראיים בכל מזוקוסמוס.</li>
		<li>בכל מחזור זמן שמירה, מדוד את ORP המצע באמצעות בדיקת ORP מתאימה.</li>
		<li>בסוף הניסוי, אספו דגימות סובסטרט מכל מזוקוסמוס ומדדו את אותם פרמטרים כמו באפיון הבסיס (למשל, pH, EC, ORP, אניונים/קטיונים עיקריים, חומרים מזינים, NAFCs וכל מזהם רלוונטי אחר).</li>
	</ol></li>
	<li>מדידות מים:<ol><li>אפיון בסיסי: לפני הוספת ה-OSPW לכל מזוקוסמוס, מדוד חבילת פרמטרים (למשל, pH, EC, ORP, אניונים/קטיונים עיקריים, חומרים מזינים, NAFCs וכל מזהם רלוונטי אחר).</li>
		<li>לאחר תחילת הניסוי, קחו דגימות ראשוניות של OSPW מכל מזוקוסמוס לאחר מספר ימים (סוף מחזור השמירה 1) כדי לאפשר למשקעים בתוך ה-OSPW להתיישב ול-OSPW למלא את חלל המים הנקבוביים. אסוף את דגימות ה-OSPW מהחלק הקדמי של כל מזוקוסמוס.</li>
		<li>בכל מחזור זמן שמירה, מדוד חמצן מומס (DO), ORP, pH, EC וטמפרטורה באמצעות המכשיר המוזכר.</li>
		<li>בסוף הניסוי, אספו דגימות מים סופיות למדידת כימיה כללית, מדדו חבילת פרמטרים (למשל, DO, pH, EC, ORP, אניונים/קטיונים עיקריים, חומרים מזינים, NAFCs וכל מזהם רלוונטי אחר).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig01.jpg"> איור 1: סכמטי של תכנון המזוקוסמוס ומערך הניסוי. (A) סכמטי של מבנה המזוקוסמוס והרכיבים הנדרשים. (ב) מערך ניסוי לדוגמה, כולל תוספת מצע וצמח, יחד עם מיקום המאגר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig02.jpg"> איור 2: דוגמה למזוקוסמוס ופריסת מאגר. (א) פריסת מזוקוסמוס ומכלי מאגר בחממה ללא רדיד אלומיניום. (B) פריסה שמציגה מזוקוסמוס ומכלי מאגר עם רדיד אלומיניום כרוך סביב המזוקוסמוס כדי להגביל את חדירת האור, עם משאבה אחת לכל שתי מזוקוסמוס. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<ol><li>Alberta Geological Survey Oil Sands. , Alberta Geological Survey. 
 <a target="_blank" href="https://ags.aer.ca/our-science/oil-and-gas/oil-sands">https://ags.aer.ca/our-science/oil-and-gas/oil-sands</a> (2024).</li>
<li>Alberta Geological Survey. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Energy+Regulator+State+of+Fluid+Tailings+Management+for+Mineable+Oil+Sands%2C+2020%22">Energy Regulator State of Fluid Tailings Management for Mineable Oil Sands, 2020</a>. , 83(2021).</li>
<li>Allen, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+water+treatment+in+Canada%27s+oil+sands+industry%3A+II.+A+review+of+emerging+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Environ+Eng+Sci%22%5BJournal%5D)">Process water treatment in Canada's oil sands industry: II. A review of emerging technologies.</a> J Environ Eng Sci. 7 (5), 499-524 (2008).</li>
<li>McQueen, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+a+hybrid+pilot-scale+constructed+wetland+system+for+treating+oil+sands+process-affected+water+from+the+Athabasca+oil+sands%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Eng%22%5BJournal%5D)">Performance of a hybrid pilot-scale constructed wetland system for treating oil sands process-affected water from the Athabasca oil sands.</a> Ecol Eng. 102, 152-165 (2017).</li>
<li>Hughes, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+ultrahigh-resolution+mass+spectrometry+and+toxicity+identification+techniques+to+characterize+the+toxicity+of+oil+sands+process-affected+water%3A+The+case+for+classical+naphthenic+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Using ultrahigh-resolution mass spectrometry and toxicity identification techniques to characterize the toxicity of oil sands process-affected water: The case for classical naphthenic acids.</a> Environ Toxicol Chem. 36 (11), 3148-3157 (2017).</li>
<li>Morandi, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects-directed+analysis+of+dissolved+organic+compounds+in+oil+sands+process-affected+water%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Effects-directed analysis of dissolved organic compounds in oil sands process-affected water.</a> Environ Sci Technol. 49 (20), 12395-12404 (2015).</li>
<li>Ajaero, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fate+and+behavior+of+oil+sands+naphthenic+acids+in+a+pilot-scale+treatment+wetland+as+characterized+by+negative-ion+electrospray+ionization+Orbitrap+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Fate and behavior of oil sands naphthenic acids in a pilot-scale treatment wetland as characterized by negative-ion electrospray ionization Orbitrap mass spectrometry.</a> Sci Total Environ. 631 - 632, 829-839 (2018).</li>
<li>Ajaero, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+molecular+level+characterization+of+naphthenic+acid+fraction+compounds+degradation+in+a+constructed+wetland+treatment+system%5BTitle%5D)+AND+%22Environments%22%5BJournal%5D)">Developments in molecular level characterization of naphthenic acid fraction compounds degradation in a constructed wetland treatment system.</a> Environments. 7 (10), 1-16 (2020).</li>
<li>Cancelli, A. M., Gobas, F. A. P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+naphthenic+acids+in+oil+sands+process-affected+waters+with+a+surface+flow+treatment+wetland%3A+Mass+removal%2C+half-life%2C+and+toxicity-reduction%5BTitle%5D)+AND+%22SSRN+Electronic+Journal%22%5BJournal%5D)">Treatment of naphthenic acids in oil sands process-affected waters with a surface flow treatment wetland: Mass removal, half-life, and toxicity-reduction.</a> SSRN Electronic Journal. 213, 113755(2022).</li>
<li>Cancelli, A. M., Gobas, F. A. P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+polycyclic+aromatic+hydrocarbons+in+oil+sands+process-affected+water+with+a+surface+flow+treatment+wetland%5BTitle%5D)+AND+%22Environments%22%5BJournal%5D)">Treatment of polycyclic aromatic hydrocarbons in oil sands process-affected water with a surface flow treatment wetland.</a> Environments. 7 (9), 1-16 (2020).</li>
<li>Cancelli, A. M., Borkenhagen, A. K., Bekele, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+vegetation+assessment+of+the+Kearl+treatment+wetland+following+exposure+to+oil+sands+process-affected%5BTitle%5D)+AND+%22Water%22%5BJournal%5D)">A vegetation assessment of the Kearl treatment wetland following exposure to oil sands process-affected.</a> Water. 14 (22), 1-18 (2022).</li>
<li>Simair, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+oil+sands+process+affected+waters+by+constructed+wetlands%3A+Evaluation+of+designs+and+plant+types%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Treatment of oil sands process affected waters by constructed wetlands: Evaluation of designs and plant types.</a> Sci Total Environ. 772, 145508(2021).</li>
<li>Constructed Treatment Wetland. , Interstate Technology Regulatory Council Mining Waste Treatment Technology Selection. 
 <a target="_blank" href="https://projects.itrcweb.org/miningwaste-guidance/to_const_treat.htm">https://projects.itrcweb.org/miningwaste-guidance/to_const_treat.htm</a> (2010).</li>
<li>Haakensen, M., Pittet, V., Spacil, M. M., Castle, J. W., Rodgers, J. H. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Key+aspects+for+successful+design+and+implementation+of+passive+water+treatment+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Environ+Solutions+Oil+Gas+Mining%22%5BJournal%5D)">Key aspects for successful design and implementation of passive water treatment systems.</a> J Environ Solutions Oil Gas Mining. 1 (1), 59-81 (2015).</li>
<li>Get started identifying the Apex and EB832. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://help.neptunesystems.com/getstarted/apexng/">https://help.neptunesystems.com/getstarted/apexng/</a> (2024).</li>
<li>Pouliot, R., Rochefort, L., Graf, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impacts+of+oil+sands+process+water+on+fen+plants%3A+Implications+for+plant+selection+in+required+reclamation+projects%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Pollut%22%5BJournal%5D)">Impacts of oil sands process water on fen plants: Implications for plant selection in required reclamation projects.</a> Environ Pollut. 167, 132-137 (2012).</li>
<li>Trepanier, K. E., Vander Meulen, I. J., Ahad, J. M. E., Headley, J. V., Degenhardt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+attenuation+of+naphthenic+acids+in+constructed+wetland+mesocosms+planted+with+Carex+aquatilis%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Monit+Assess%22%5BJournal%5D)">Evaluating the attenuation of naphthenic acids in constructed wetland mesocosms planted with Carex aquatilis.</a> Environ Monit Assess. 195 (10), 1228(2023).</li>
<li>Hendrikse, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+oil+sands+process-affected+waters+using+a+pilot-scale+hybrid+constructed+wetland%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Eng%22%5BJournal%5D)">Treatment of oil sands process-affected waters using a pilot-scale hybrid constructed wetland.</a> Ecol Eng. 115, 45-57 (2018).</li>
<li>Albert, R., Popp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+composition+of+halophytes+from+the+Neusiedler+Lake+region+in+Austria%5BTitle%5D)+AND+%22Oecologia%22%5BJournal%5D)">Chemical composition of halophytes from the Neusiedler Lake region in Austria.</a> Oecologia. 27 (2), 157-170 (1977).</li>
<li>Cooper, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+salinity+and+waterlogging+on+the+growth+and+cation+up+take+of+salt+marsh+plants%5BTitle%5D)+AND+%22New+Phytol%22%5BJournal%5D)">The effects of salinity and waterlogging on the growth and cation up take of salt marsh plants.</a> New Phytol. 90 (2), 263-275 (1982).</li>
<li>Reis, P. C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+degradation+of+naphthenic+acids+using+constructed+wetland+treatment+systems%3A+metabolic+and+genomic+insights+for+improved+bioremediation+of+process-affected+water%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">Microbial degradation of naphthenic acids using constructed wetland treatment systems: metabolic and genomic insights for improved bioremediation of process-affected water.</a> FEMS Microbiol Ecol. 99 (12), fiad153(2023).</li>
<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>2 אינץ 'x 4 אינץ' x 12 רגל עץ</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'פליז PEX כדור שסתום</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'נחושת PEX מלחץ טבעת לצינור PEX</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ' IPEX לוח זמנים 40 PVC 90&deg; מרפק רחוב ריתוך</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'מקל PEX לבן</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td>עבור החלק החיצוני של המזוקוסמוס</td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'PEX x 3/4 אינץ 'MPT פליז מתאם כל</td><td>ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'התאמת מרפק הרחבה מפלסטיק עבור PEX</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'טי הרחבת פלסטיק עבור PEX</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'PVC מחיצה התאמת מיכל מים מתאם כל</td><td>ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'PVC לוח זמנים 40/90 מעלות מרפק</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ 'PVC לוח זמנים 40 זכר מתאם&nbsp;</td><td>כל ספק</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4 אינץ' PVC לבן</td><td>כל ספק</td><td>N/A</td><td>עבור החלק הפנימי של המזוקוסמוס</td></tr><tr><td>ברגי עץ בגודל 4 אינץ '</td><td>כל ספק</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>רדיד אלומיניום&nbsp;</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>אקווריום משאבת זרימת כוח טבולה</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td>יניקה או מכונת כביסה צינור מגנטית</td></tr><tr><td></td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>נס לגדל מזון צמחי מסיס במים</td><td>Miracle Grow</td><td>N / A</td><td>24-8-16 פורמולה</td></tr><tr><td>Neptune Apex A3 בקר אקווריום ובר כוח</td><td>מערכות נפטון</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune Apex DOS משאבת מינון כונן שקט</td><td>מערכות נפטון</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>כבל נפטון AquaBus - 15 רגל זכר / זכר</td><td>מערכות נפטון</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>צינורות נפטון DOS DDR&nbsp;</td><td>Neptune Systems</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>תוף תעשייתי מפלסטיק פתוח</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td>57 L</td></tr><tr><td>צלחת פטרי</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td>עבור כבול זרעים</td></tr> כל <tr><td></td><td>ספק</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>מיכל פוליפרופילן&nbsp;</td><td>D& M פלסטיק בע"מ</td><td>RW1016</td><td>גובה וזמנים 50.8 ס"מ; רוחב וזמנים 33.0 ס"מ; אורך 129.5 ס"מ; 248.1 ליטר</td></tr><tr><td>סיליקון איטום עמיד למים לכל מטרה (דרגת אקווריום)</td><td>כל ספק</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>מיכלי סטירובלוק סטנדרטיים (415A)&nbsp;</td><td>כל ספק</td><td>לא / A</td><td></td></tr><tr><td>טפלון קלטת</td><td>כל ספק</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>YSI מקצועי פלוס מכשיר רב פרמטרים</td><td>YSI Inc.&nbsp;</td><td>6050000</td><td></td></tr></tbody></table>

תכנון ביצות בנוי בקנה מידה מזוקוסמוס לטיפול בשפכים

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

הצלחתו של פרוטוקול ביצות בנוי מזוקוסמוס זה מודגמת על ידי צמיחה והתפתחות חזקה של מיני צמחים, ניטור מתמשך של פרמטרים סביבתיים והסרה יעילה של מזהמים לאורך זמן. נתונים שנאספו על ידי Trepanier et al.17 ממחישים את יעילות השיטה ואת התוצאות הצפויות. המחקר העריך את יכולתו של Carex aquatilis, גומא מים הנפוץ בביצות צפוניות, להפחית NAFCs ב-OSPW. הוא השווה את הביצועים של מזוקוסמוס עם C. aquatilis לאלה ללא צמחים, תוך שימוש ב-OSPW או במי תהליך מתוצרת מעבדה. המזוקוסמוס נבנה עם מצע של 10 ס"מ של זנב חול גס (CST) עם 10 ס"מ של תערובת מינרלים כבול (PMM) ו-25 ס"מ של OSPW שכיסה את המצעים. לפני הניסוי גידלו צמחים במשך 3 חודשים לגובה ממוצע של 83 ס"מ ולאחר מכן הושתלו במערכת. מי RO נוספו (איור 3) כדי להתאים את הצמחים למזוקוסמוס, והמערכות נשמרו בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוסבמשך 32 ימים.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig03.jpg"> איור 3: שתילת מינים ותוספת מים RO. (A) הוספת המצע הפגום ודוגמה לשתילת מינים לתוך המצע. (B) התפלגות אחידה של מיני הצמחים ברחבי המזוקוסמוס. (ג) הוספת מי RO למזוקוסמוס לתקופת ההתאקלמות של הצמח. קיצור: RO = אוסמוזה הפוכה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
צמחים הפגינו גדילה חזקה לאורך כל הניסוי, עם עלייה ניכרת בגובה ובכיסוי (איור 4). איור 5 ממחיש עוד יותר את הצמיחה המתמדת של C. aquatilis, שמגיעה לגבהים של כ-150 ס"מ ביום ה-40 לפני המישור. זה היה בטווח הגידול הצפוי של 20-155 ס"מ עבור C. aquatilis. הישרדות הצמח הייתה גבוהה ב-98%, עם 99% רקמת צמח חיה עד סוף הניסוי. עם זאת, רוב הצמחים הראו סימנים של כלורוזיס, נמק ו/או כתמים, ובמקרים מסוימים, עלים מעוותים ומקומטים17. ניטור שגרתי של בריאות הצמח חיוני בזיהוי בעיות פוטנציאליות, כגון נגיעות מזיקים.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig04.jpg"> איור 4: תמונות של גדילת צמחים בתחילת הניסוי ובסופו. תמונה לדוגמה של הצמיחה והבריאות של Carex aquatilis מיום 0 עד יום 78. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig05.jpg"> איור 5: גובה הצמח לאורך זמן במזוקוסמוס המכיל Carex aquatilis. גובה הצמח הממוצע עבור Carex aquatilis במזוקוסמוס (n = 48). היום ה-0 הוא השלב שבו OSPW נוסף למערכת. תקופת ההתאקלמות של הצמח מתייחסת לתקופה שבה מזוקוסמוס הכילו מי RO לפני הוספת OSPW. קווי שגיאה מציינים סטיית תקן אחת של הממוצע. נתון זה אומץ מ-Trepanier et al.17. קיצורים: RO = אוסמוזה הפוכה; OSPW = מים המושפעים מחולות נפט. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig05large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
פרמטרים סביבתיים מרכזיים, כגון DO מים וחמצון חיזור מצע, נוטרו באופן שגרתי כדי להבטיח ביצועי מערכת מיטביים מכיוון ששמירה על רמות חמצן נאותות היא קריטית לבריאות הצמח ולהסרת מזהמים יעילה ב-CWTS. ערכי חמצון החיזור של המצע השתנו לאורך הניסוי, כאשר מזוקוסמוס לא נטוע נשאר בתנאי חמצון בין 50 mV ל-100 mV, בעוד שמזוקוסמוס המכיל C. aquatilis התקרב מדי פעם ל-0 mV. ה-OSPW שמר על רמות DO &gt;-5 חל"מ לאורך כל הניסוי, ו-DO היה גבוה יותר באופן כללי במזוקוסמוס ללא צמחים, במיוחד בסוף הניסוי (איור 6). DO של 8 ppm נחשב לעתים קרובות לאידיאלי לגידול צמחים; עם זאת, ערך DO מעל 5 עמודים לדקה מקובל. ניטור שגרתי מאפשר לזהות ירידות מזדמנות ב-DO, מה שעשוי לעורר בדיקות מערכת, כגון אימות פונקציונליות המשאבה, כדי להבטיח פעולה עקבית.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig06.jpg"> איור 6: מדידות חמצן מומס וחמצון חיזור בקרקע בתוך המזוקוסמוס. (A) חמצן מומס ב-OSPW ו-(B) פוטנציאל חמצון חיזור בקרקע עבור מזוקוסמוס עם Carex aquatilis וטיפולים לא נטועים עם OSPW בלבד. נקודות נתונים מייצגות ממוצעים מארבעה מזוקוסמוסים משוכפלים (n = 4), כאשר קווי שגיאה מציינים שגיאת תקן אחת של הממוצע. קיצור: OSPW = מים המושפעים מתהליך חולות נפט. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig06large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
המטרה העיקרית של המחקר הייתה להעריך את הפוטנציאל להנחתת NAFC מ-OSPW באמצעות CWTS מזוקוסמוס. איור 7 ממחיש ירידה הדרגתית בריכוזי NAFC לאורך הניסוי, ומדגים את יעילות המערכת. הנוכחות של C. aquatilis שיפרה את הסרת ה-NAFC, והשיגה ירידה של 76% ב-NAFCs במשך 82 ימים (72.1 מ"ג/ליטר בהתחלה ל-17.1 מ"ג/ליטר סופי), בהשוואה ל-8.5% בטיפול בביקורת לא נטוע במשך 82 ימים (64.5 מ"ג/ליטר בהתחלה עד 59.0 מ"ג/ליטר סופי)17. ההפחתה המוצלחת בריכוז ה-NAFCs, יחד עם צמיחה בריאה של צמחים ותנאי סביבה נוחים, מאשרים כי מערך המזוקוסמוס פועל ביעילות. תוצאות אלו מדגימות את יכולתה של המערכת לדמות אדמות ביצות בנויות ומספקות תובנות חשובות לגבי תפקיד ה-CWTS בהפחתת הרעילות של OSPW.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig07v2.jpg"> איור 7: ריכוז NAFC לאורך זמן במזוקוסמוס. ריכוז תרכובות שבר חומצה נפתנית במזוקוסמוס עם Carex aquatilis וטיפולים לא נטועים עם OSPW בלבד. נקודות נתונים מייצגות ממוצעים מארבעה מזוקוסמוסים משוכפלים (n = 4), כאשר קווי שגיאה מציינים שגיאת תקן אחת של הממוצע. אותיות שונות בין האמצעים מצביעות על הבדל משמעותי (P &lt; 0.05). נתון זה אומץ מ-Trepanier et al.17. קיצורים: OSPW = מים המושפעים מתהליך חולות נפט; NAFC = תרכובות שבר חומצה נפתנית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig07largev2.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

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

mesocosm-scale-constructed-wetland-design-for-wastewater-treatment

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

מאמר זה מתאר את העיצוב, בנייה, ותפקוד של מתקן 1,000 מ '2 המכיל 24 חלקות 33.6 מ 2 שדות בודדים מצוידות למדידת נפחי נגר סך הכל עם זמן ואוסף של subsamples נגר במרווחים שנבחרו לכימות של מרכיבים כימיים במים ניגר מ מדשאות בית מדומה.

עיצוב ובנייה של מתקן מחקר ניגר עירוני

lysimetry שדה ודגימת porewater מאפשרים לחוקרים להעריך את גורלם של חומרים כימיים מוחלים על קרקעות וצמחייה שהוקמה. המטרה של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד להתקין מכשור הנדרש ולאסוף דגימות לאנליזה כימית בlysimetry שדה המשולב וניסויים דגימת porewater.

משולב שדה Lysimetry וPorewater דגימה להערכת כימית ניידות בקרקעות וצמחייה הוקמה

יש צורך קריטי עבור כלים ומתודולוגיות מסוגלים לנהל מערכות מימיות לנוכח תנאים עתידים לא בטוחים. אנו מספקים שיטות לניהול הערכת פרשת מים ממוקד המאפשרת מנהלי משאבים לייצר מודלי השפעות מצטברות מבוסס נוף לשימוש בתוך מסגרת ניהול ניתוח תרחיש.

Watershed תכנון במסגרת ניתוח תרחיש כמותי

מתודולוגיה ניסיונית מוצגת להשוות את הביצועים של קטן (100 ליטר) וגדול (1,000 ליטר) בהיקף כורה המיועד משיקום אצות בשפכי הטמנה. מאפייני מערכת, כולל שטח פן יחס נפח, זמן שמירה, צפיפות ביומסה, וריכוזים להאכיל שפכים, יכולים להיות מותאמים על פי בקשה.

השוואת סולם ב כור מערכת פוטוסינתזה משיקום אצות של שפכים

מאמר זה מסכם את תכונות התכנון ואת האפקטיביות של מערכות הטיפול המטפלות במי גשמים עירוניים ובזרמת השקיה כדי להסיר חומרי הדברה ומזהמים אחרים הקשורים לרעילות מימית.

מערכות טיפול צמחי להסרת מזהמים המשויכים לרעלת פני המים בחקלאות ובנוף העירוני

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.

שפכים השפעות השקיה על אדמת מוליכות הידראולית: מצמידים שדה דגימה ונחישות מעבדה של רוויה מוליכות הידראולית

פרוטוקול מתואר לשימוש בפחמן דו-חמצני בגז טבעי של גז טבעי כדי לטפח מיקרו-אצות בבריכות פתוחות של מסלולי מרוצים. הזרקת גז Flue נשלטת באמצעות חיישן pH, וצמיחת מיקרו-אצות מנוטרת באמצעות מדידות בזמן אמת של צפיפות אופטית.

צימוד לכידת פחמן מתחנת כוח עם בריכות מסלול מרוץ פתוחות אוטומטיות למחצה לגידול מיקרו-אצות

הפרוטוקול מזהה גנים מרכזיים של מחזור מתאן בביצות החוף של דרום טקסס ומדמיין את התפוצה המרחבית שלהם כדי לשפר את ההבנה של ויסות המתאן והשפעותיו הסביבתיות במערכות אקולוגיות דינמיות אלה.

הדמיה של דינמיקה מיקרוביאלית של מחזור מתאן בביצות חוף

Typha latifolia, המתפשט בעיקר באופן א-מיני באמצעות קני שורש, מציב אתגרי איסוף בשל מערכת השורשים הנרחבת שלו. מאמר זה מציג שיטה לגידול T. latifolia מזרעים, המאפשרת גידול מעבדה קל יותר ומציעה פוטנציאל לגידול צמחים סטרילי והגדלה ביולוגית מיקרוביאלית מוקדמת.

שיטה אופטימלית לגידול והגדלה ביולוגית מיקרוביאלית של Typha latifolia (זנב חתול)

הפרוטוקול כולל ארבעה שלבים משולבים: סקר כלי טיס בלתי מאויש (UAV), איסוף נתוני אמת קרקעית, חישוב מדדי צמחייה, וסיווג ומיפוי בסיוע בינה מלאכותית של קהילות צמחי ביצות חופיות. התוצאה היא מאגר נתונים גאו-מרחבי רב-שכבתי התומך ביישומים באקולוגיה, ניטור סביבתי וקבלת החלטות לשימור וניהול בתי גידול ביצות חופיים.

שיטה חצי-אוטומטית למיפוי וסיווג קהילות צמחי ביצות חופיות בוריאליות באמצעות נתוני רחפנים וקרקע

חקור שימוש בביצות בנויות לטיפול בשפכי חולות נפט בקנה מידה מזוקוסמוס. המחקר מדגים הפחתה של 76% בחומצות נפתניות ומזהה גורמי אופטימיזציה לשיפור הסרת מזהמים.

תכנון ביצות בנוי בקנה מידה מזוקוסמוס לטיפול בשפכים

גלה סרטונים נוספים