連続インストリームの栄養素と農業生態系流域における堆積物の監視

サマリー

技術とエンドユーザーの期待の上昇の伴い必要と汚濁負荷推定のため時間分解能の高いデータの使用が増加しています。このプロトコルでは、その場で連続水質監視リソース管理意思決定情報に基づいた水を高い時間分解能データを取得する方法について説明します。

要約

汚染物質濃度と流域における荷重は、時間と空間のかなり変わる。水資源の汚染物質の大きさに正確かつタイムリーな情報は、リソース管理の情報水の意思、汚濁負荷のドライバーを理解するための前提条件です。一般的に使用される"サンプリングをつかむ"方法 (すなわち、スナップショット濃度) のサンプリング時に汚染物質の濃度を提供しの下で可能性があります- または汚染物質の濃度と負荷を overpredict。栄養素および沈殿物の継続的な監視と、最近、コンピューティング、センシング技術、およびストレージ デバイスの進歩のためのより多くの注意を受信しています。このプロトコルでインストルメンテーションその場で硝酸塩、アンモニウム、濁度、pH、導電率、温度、および溶存酸素量 (DO) を継続的に監視し、2 つのストリーム (溝) から荷重を計算します、ゾンデ、センサーの使用に示します2 つの農業生態系流域。適切な校正、保守、およびセンサーとゾンデの操作を汚れや破片の蓄積など困難な条件を克服して良い水質データを取得できます。メソッドの様々 なサイズの分水界で使用され農業、森林、および/または都市の土地によって特徴付けられるもことができます。

概要

水質モニタリング プロットまたはフィールドから流域の範囲することができます貢献の領域のサイズに応じて、さまざまな空間スケールでの汚染物質の濃度に関する情報を提供します。この監視は 1 つのイベント、日、季節、年などの時間の期間にわたって起こる。主に (例えば窒素とリン) の栄養素と、堆積物に関する水質監視から集めた情報はするために使用することができます: 1) 水文過程とトランスポート ストリームにおける汚染物質の変容を理解します。農業排水溝;2) 養分と堆積物の負荷を減らすため、水の質を向上する流域に適用される経営の効率性を評価します。3) 水を下流の堆積物および栄養素の配信を評価します。・ 4) 栄養素と水を理解し、時間と空間のスケールの範囲にわたって汚染物質輸送とダイナミクスを決定する品質プロセスを水堆積物のモデリングを改善します。

この情報は、水生生態系の回復、持続可能な計画と水資源¹の管理に不可欠です。

栄養のため最もよく使用されるメソッド、グラブ サンプリングは、流域における土砂監視します。グラブ サンプリング サンプリング²の時点でスナップショット濃度を正確に表します。頻繁にサンプリングが行われる場合にも時間で汚染物質濃度の変化を描写できます。しかし、頻繁なサンプリングは、集中的に高価な多くの場....

プロトコル

1 ですサイトの選択

1. 流域選択
   1. 選択 watershed(s) 汚染問題、流域の優先度、サイトへのアクセス、研究施設への近さの大きさに基づくと。データ目的
   。
2. ストリーム サンプリング場所
   1. 研究目的に基づくストリーム サンプリング場所を選択します
      。 注: 最適サンプリング位置、断面、安全かつ簡単にアクセスできる、地球物理学的安定性 (すなわち、 一定断面と銀行楽器駅住宅の支持) と代表の内で十分に混合された ^{12 , , 13 14}。局ない直線チャネル セクション、2 つのストリームの合流点から下流ではすぐに収束または発散のチャネル断面がより均質かつ代表的な ¹⁴
   。
   2. 水を配置、水の負荷を計算する断面品質測定
      。 注記: 栄養素と流域における堆積物の空間的変化を識別する、流域全体の潜在的なソースをターゲットに複数のステーションを選択します
   。

2。計測器、センサー選択

結果

Aryal とレバ (2017) 文書にこのプロトコルを使用してトランスポートおよび栄養素と 2 つの小さな農業流域⁶の堆積物の変形を研究します。このプロトコルからの追加の結果は次のとおりです。

降雨流出水の品質の関係:

継続的な監視の強度は 15 分のデータ (図 2 a) を使用してユーザーが降雨、流出、濁度との関係などの因果関係を調べるための罰金の時間解像度に選択できます。降雨データは、気象観測所 (www.weather.astate.edu)、少し溝流域と聖フランシス下流から他の 6.3 マイル内の 1 つからダウンロードされました。00:00 ~ 9:00 7 月 22 日、25.4 mm の降雨量の合計が発生しました。.......

ディスカッション

全体的にみて、栄養素および沈殿物の連続的な監視には、グラブ サンプリング メソッドを使用して監視をいくつかの利点があります。水と水の品質プロセスは、時間の非常に短いスパンで降雨に影響されます。ユーザーは、栄養素と複雑な問題を研究する堆積物の高時間分解能データを取得できます。同時に、硝酸塩、アンモニウム、および濁度監視と同じコストで、伝導率、pH、温度、DO などその他の水の品質パラメーターを取得できます。また、さらに多く水の品質パラメーターのクロロフィル、塩分、栄養素および沈殿物の酸化還元電位などの測定を可能にする製造業者から他のセンサーがあります。

試験の選択した期間にわたって、汚染物質の時間変化を識別するためにこのプロトコルを使用することができます。流域、監視、複数局で実施する場合における汚染物質の空間的変化や汚染物質、監視している場合の断面変化、断面図でいくつかのポイントで実施します。このプロトコルのように、pH、導電率の変動は、硝酸塩、アンモニウム、濁度、温度が原因結果の関係を示すし、汚濁負荷のドライバーのよりよい理解に貢献。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
マルチパラメータゾンデ	Hach Hydrolab	DS5X	は、温度、pH、導電率、溶存酸素、硝酸塩、アンモニア、濁度を測定し
エリア速度フローモジュールと	センサーTeledyne Isco	2150	、平均ストリーム速度とフロー深度を測定し、溝の提供された断面積に基づいて流量と総流量を計算します。保存されたデータは、コンピューターに直接ダウンロードできます。
自動ポータブルウォーターサンプ	ラーTeledyne Isco	ISCO 6712	設定された間隔で、またはフローモジュールとセンサーと組み合わせて自動的に水をサンプリング
圧力トランスデューサ	ーIn-situ	Rugged Troll 100	、水中の圧力、レベル、温度を測定します。保存されたデータは、コンピュータに直接ダウンロードすることができます
ポータブル流量計	Flo-mate (Hach)	Marsh-McBirney 2000	手動放電測定用
バッテリー、12 v、充電式		UPG UB 1270	ゾンデバッテリー
、12 v、充電式	州間バッテリー	SRM 27	オートサンプラーに電力を供給する鉛蓄電池
ソーラーパネル	Alt E	ALT20-12P	サイトでバッテリーを充電するには
C-8 バッテリー
校正基準	Hach または Fisher Scientific	複数の	pH (4,7,10)、導電率 (1412 uS/cm)、硝酸塩 (5 および 50 mg/L)、アンモニウム (5 および 50 mg/L)、および濁度 (50,100,200 NTU)
高硝酸塩標準	Hach	013810HY	50 mg/L
硝酸塩標準	Hach	013800HY	5mg/L
高アンモニウム標準	Hach	002588HY	50 mg/L
低アンモニウム標準	Hach	002587HY	5 mg/L
濁度基準	フィッシャー科学	R8819050-500G	50 NTU
濁度基準	フィッシャー科学	88-061-6	100 NTU
濁度基準	フィッシャー科学	R8819200500 C	200NTU
塩化カリウム塩ペレットHach		005376HY	は、pH電極の電解質を維持するため
塩化カリウム標準	フィッシャー科学	5890-16	1412 us / cm
緩衝液、pH 4	ッシャー科学	SB99-1	pHセンサー校正用
緩衝液、pH 7	ッシャー科学	SB108-1	pHセンサー校正用
緩衝液、pH 10	フィッシャー科学	SB116-1	pHセンサー校正用
シリコンシーラント	Hach	00298HY	シーリングセンサーバッテリーカバー用 防水
万能クリーナー	サンシャインメーカーズ株式会社	シンプルグリーン
ワイプ	キンバリークラーク
Lブラケット
テルスバーポスト	Unistrutサービス会社		ストリーム内のセンサーとゾンデを固定
鋼線			スペンドゾンデとPTセンサー
カラビナ			スペンドゾンデとPTセンサー
アレンレンチ
銅線メッシュ	バードB ゴーン		げっ歯類と鳥制御 銅メッシュロール
粘着テープ	アグリドレインコーポレーション		タイルテープ、雨天時や寒冷地でも使用可能

ます はは、します は 低、フィ、フィ、