통합 필드 Lysimetry 및 Porewater 샘플링 토양에서 화학 이동성의 평가 및 설립 식물

요약

필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 연구원은 토양과 설립 식물에 적용되는 화학 물질의 운명을 평가할 수 있습니다. 이 프로토콜의 목적은 필요한 장비를 설치하고 통합 필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 실험에서 화학적 분석을위한 샘플을 수집하는 방법을 설명하는 것입니다.

초록

잠재적으로 독성 화학 물질은 정기적으로 폐기물 관리 및 식품 생산에 대한 증가하는 요구를 충족하기 위해 토지에 적용되지만, 이러한 화학 물질의 운명은 종종 잘 이해되지 않습니다. 여기서 우리는 토양과 식물을 설립인가 화학 물질의 이동도를 평가하기위한 통합형 필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 방법을 보여준다. 장력 계는 금속 또는 플라스틱으로 만들어진 개방 열, bareground 또는 식물이 토양으로 구동된다. 상업적으로 사용할 수 있으며, 토양의 물을 침출 수집하는 진공 청소기를 사용 Porewater 샘플러는, 장력 계 내에서 소정의 깊이에 설치됩니다. 실험 플롯에 화학 응용 프로그램 다음 미리 지정된 시간에, porewater를 수집하고, 장력 계는 토양과 식물을 포함, 발굴된다. 모형 매립 토양, 식물, 및 porewater, 아래로 침출 속도, 토양 보존 능력, 관심있는 화학 물질에 대한 식물의 흡수에 화학 물질의 농도를 분석하여 정량화 할 수있다.필드 lysimetry 및 porewater 샘플링이 자연 환경 조건에서 최소한의 토양 교란으로 실시되기 때문에 파생 된 결과가 실제의 시나리오 프로젝트 및 화학 물질 관리에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 화학 물질이 점점 세계적 착륙인가됨에 설명한 기술을 적용 화학 물질이 인체 나 환경에 악영향을 초래할 여부를 결정하는 데에 이용 될 수있다.

서론

잠재적으로 독성 화학 물질은 정기적으로 농약, 비료, 하수 / 바이오 솔리드, 산업 폐기물 및 도시 ^{폐기물, 2와} 같은 소스에서 토지에 적용됩니다. 이러한 화학 물질의 운명 - 영양소를 포함 요소, 유기물 및 관련 대사 산물을 추적 할 수 있습니다 - 자주도 ^3을 이해하지 않습니다. 화학 물질이 제대로 관리되지 않는 경우, 식물, 지표수, 지하수에서 자신에 대한 전송 및 축적을 통해 인간과 환경의 건강을 위협 할 가능성이있다. 2050 10 억명에 도달 할 수있는 세계 인구로,이 폐기물 관리 및 식품 ^생산에 대한 증가하는 요구는, 많은 화학 물질의 토지 응용 프로그램은 ^3,4 증가하고있다. 따라서, 연구는 토지 처리가 필요하거나 우리가 작물의 건강을 향상시키기에 의존하는 것이 화학 물질에서 변환, 이동, 적재 제한 및 전반적인 환경 위험을 정량화가 필요합니다수율.

전략의 개수는 환경에 적용된 화학 물질로부터의 위협을 평가하기 위해 사용되어왔다. 실험실 기반 모델 시스템 연구는 토양에서 화학 물질의 이동도를 제어하는​​ 근본적인 메커니즘에 대한 정보를 제공하기 위해 실시되었다. 실험실에서 화학적 거동을 분석 할 때, "환경"및 입력의 완료 조작이 달성 될 수 있지....

프로토콜

이 필드를 샘플링이 실험 수행 및 농업 & 소비자 서비스의 노스 캐롤라이나 부서의 승인하에 있습니다.

1. 필드 모형 매립 설치

1. 적용되는 화학 물질의 측면 이동이 가능성이있는 실험 사이트를 선택 (예. 거의없는 경사 사이트). 그 토양과 식물 특성에 따라 사이트를 선택합니다.
2. 플롯이 생장하는 경우, 설치 (그림 1A)를 모형 매립하기 전에 식물의 플러그를 빼냅니다.
3. ~ 적용되는 화학 물질을 포함하고 측면 화학의 움직임을 최소화하기 위해 토양 표면 위의 모형 매립 1-2 센티미터 떠나, 반전 후 드라이버를 사용 (또는 식물 제외) 원하는 플롯에 아래로 장력 계를 운전. 이를 위해 사용 압연와 18 게이지 스틸 시트 (91 cm 깊이 × 15 cm 직경) (그림 1B)를 용접. 고해상도에 맞게 다른 재료와 크기의 장력 계를 사용하여earch 목표.
4. 모형 매립 설치 한 후 식물의 플러그를 교체합니다.
5. 실험에 적합한 모든 식물을 관리 할 수​​ 있습니다. 플롯은, 맨손으로 남아있는 식물의 무료 공간을 유지하기 위해 글 리포 세이트의 현장 응용 프로그램을 사용하는 경우.
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결과

화학 물질의 운명에 대한 자료의 축적이 ^5,10를 bareground 및 식생, 토양 시스템에 적용이 방법은 수 있습니다. 이 방법은 버뮤다 그래스를위한 식물에 비소 (As) 아래로 침출, 흡수,과 위치를 평가하는 데 사용 된 유기 비소 제초제 모노 나트륨 메틸 비산 (MSMA)의 응용 프로그램을 다음 (Cynodon의 dactylon) 시스템 ^9. 1960 년대 이후, MSMA 비 농경지, 잔디가, 면화 생산에 사용되었지만으로는 토양을 통해 아래로 용출 지하수 ^{(11, 12)을} 오염시킬 수있는 적용 성장 우려가있다. 미국 환경 보호국 (EPA)는 현재 추가로 과학적인 검토 ^{13, 14를} 보류, MSMA을 단계적으로 고려하고있다.

bareground하는 MSMA 응용 프로그램 및 버뮤다 그래스의 장력 계에 따라, 같이의 대부분은 1 년의 실험 (그림 2,

토론

통합 필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 방법을 활용하여 연구자 토지 적용 화학 물질의 다양한 공간과 시간적 분포를 평가할 수 있습니다. 토양과 식생 시스템에서 화학 물질의 운명은 아래로 침출, 휘발, 가수 분해, 광분해, 미생물 변환 / 분해, 식물의 흡수, 토양의 종류, 토양의 pH를 ^{16, 17} 등의 환경 프로세스와 속성들에 의해 제어 될 수있다. 온실 또는 실험실 기반의 실험과는 달리, 여기에 설명 된 필드 기반의 접근 방식의 결과는 연구의 시스템에 미치는 영향을 최소화를 얻을 수 있습니다 때문에 다른 시스템으로 추정 할 수있다 또는 설정 ^18. 적용된 화학적의 양을 알면, 모형 매립 영역은, 화학 물질의 잠재적 휘발, 용해시키고, 고체상에서 측정 량 및 토양의 부피 밀도는 화학적 질량 균형 및 로딩의 결정을 허용 지하수에 화학 침출 잠재적 환경 위협을 예측하기위한 유용한 정보 - 그 시스템의 한계 추정.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Prenart Super Quartz 샘플러 (PFTE/Quartz)	Prenart Equipment ApS	N/A	미량 금속 분석을 위한 모든 샘플러를 사용할 수 있습니다 (예: SoilMoisture Equipment Corp.)
Prenart 설치 키트	Prenart Equipment ApS	N/A	공수 샘플러 설치에 필요한 모든 품목 포함
2L 수집 병	Prenart Equipment ApS		병은 Fisher Scientific(02-923-2) 또는 기타 실험실 공급 회사에서도 구입할 수 있지만 피팅 조정이 필요합니다. 병은 빛에 민감한 경우 어두운 재질로 덮을 수 있습니다
휴대용 진공 펌프	Prenart Equipment ApS	N/A	Vacuporter from Decagon Devices 또는 기타 필드 배터리 작동 또는 수동 진공 펌프를 사용할 수 있습니다
1oz HDPE Nalgene 병	Fisher Scientific	03-313-4A	샘플 병 유형은 관심 분석물에 따라 다르며 유리일 수 있습니다
. 농축 질산	Fisher Scientific	A509-P212	산화 및 부식성 - 다른 산은 보존을 위해 필요할 수 있으며주의해서 사용해야합니다
25 mm 0.2 &마이크로; m 나일론 주사기 필터	VWR	28145-487	관심 분석물 및 분석 기기에 따라 다른 필터 유형 및 기공 크기를 사용할 수
60ml Luer-Lok 주사기	Fisher Scientific	13-689-8	수집된 샘플의 양에 따라 다른 크기를 사용할 수 있습니다
휴대용 pH 측정기	VWR	248481-A01	보정 후 다른 pH 측정기를 사용할 수 있습니다
눈금이 매겨진 실린더	모든	N/A
필드 용해계(금속, 플라스틱, 등)	해당 없음		종종 이들은 연구원 사양에 따라 구성됩니다
반전 포스트 드라이버 트랙터	N/A	N/A	모든 트랙터를 사용하여 용해계를 설치할 수 있습니다
휴대용 붐 분무기	N/A	N/A	적용에 필요한 비율을 적용하려면
폴리에틸렌 백	Johnson & Johnson	N/A	다른 브랜드는 토양 저장에 사용될 수 있습니다
왕복 톱	Black & ; 데커	N/A	모든 왕복 톱은 금속 절단 부착물과 함께 사용할 수 있습니다.

. . 있습니다