Name: 폐수 처리를 위한 반폐쇄생태계 규모의 건설 습지 설계 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-02T14:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: 배우세요 반폐쇄생태계 규모 건설 습지를 활용한 폐수 처리 방법을. Carex aquatilis와 미생물 상호작용을 통해 오일샌드 공정 폐수의 나프텐산 분획 화합물을 효과적으로 제거하는 최적화 요인을 탐색합니다.

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. 반폐쇄 생태계 건설
참고: 반폐쇄 생태계 건설에 필요한 재료의 포괄적인 목록은 재료 표를 참조하고 반폐쇄 생태계 건설의 개략도는 그림 1 을 참조하십시오.
<ol><li>필요한 경우 폴리에틸렌 탱크(129.5cm x 30.0cm)의 상단을 제거합니다.</li>
	<li>배수구를 준비하십시오. 폴리프로필렌 탱크의 같은 쪽에 두 개의 구멍(부품 #1 및 #2)을 뚫습니다. 수나사가 바깥쪽을 향하도록 PVC 격벽 피팅(파트 #3)을 두 구멍에 놓습니다. 방수 실런트를 사용하여 격벽 피팅의 바깥쪽 가장자리를 밀봉합니다.<ol><li>토양 배수 구멍(파트 #2): 이것을 탱크의 모서리 바닥에 배치하여 격벽 피팅을 위한 충분한 공간이 있는지 확인합니다.</li>
		<li>지표수 배수 구멍(파트 #1): 탱크 중앙에 가까운 토양 수준 높이보다 높게 놓습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>격벽 피팅 내부에 필터 스크린(파트 #4)이 있는 호스 와셔(파트 #5)를 놓고 실런트로 고정합니다.</li>
	<li>내부 배수 배관 설정:<ol><li>지표수 배수구(파트 #1)의 경우 먼저 PVC 수 어댑터(파트 #10)를 격벽 피팅(파트 #3)에 연결한 다음 90° PVC 엘보우(파트 #11)를 부착합니다.</li>
		<li>원하는 수위의 높이와 일치하도록 절단된 PVC 파이프(부품 #12) 조각을 90° 엘보우에 삽입합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>외부 배수 배관을 설정합니다. 다음 단계에서 압착 링을 사용하여 PEX를 피팅에 고정합니다.<ol><li>3/4인치 PEX x 3/4인치 MPT 황동 어댑터(부품 #6)의 나사산에 테프론 테이프를 감고 격벽 피팅(부품 #3)에 연결합니다.</li>
		<li>3/4인치 PEX(파트 #7)의 동일한 길이 두 개를 자르고 MPT 황동 어댑터(파트 #6)에 부착합니다.</li>
		<li>PEX 파이프(파트 #7)에 플라스틱 확장 엘보우 피팅을 추가하고, 지표수 배수 구멍은 아래를 향하고 토양 배수 구멍은 탱크 중심을 향합니다.</li>
		<li>토양 배수 구멍(파트 #2)의 경우 PEX 파이프를 엘보우에 연결한 다음 볼 밸브, 다른 PEX 세그먼트 및 플라스틱 팽창 티를 연결합니다. PEX 길이를 조정하여 확장 티의 상단을 지표수 배수 배관에 맞춥니다.</li>
		<li>지표수 배수구의 경우 PEX 파이프를 플라스틱 확장 엘보우에 연결하여 확장 티에 연결합니다.</li>
		<li>시스템이 연결되면 아래쪽을 향한 플라스틱 확장 엘보우로 끝나는 플라스틱 확장 티에 PEX(파트 #7)의 다른 조각을 추가합니다.</li>
		<li>플라스틱 팽창 엘보 피팅 바닥에 PEX(파트 #7)를 하나 더 추가하여 물이 저수지 탱크로 배수되도록 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>반폐쇄 생태계의 구조적 무결성 향상:<ol><li>13인치 x 2인치 목재 조각을 사용하여 프레임(파트 #129.5, 길이 37.0cm x 너비 37.0cm)을 만듭니다.</li>
		<li>나무 나사로 프레임을 고정합니다.</li>
		<li>프레임을 반폐쇄 cosm에 놓고 배관 피팅에 놓이지 않도록 합니다.</li>
		<li>반폐쇄 생태계 외부를 알루미늄 호일로 감싸 반폐쇄 측면에서 토양으로 들어오는 빛을 줄입니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 반폐쇄 생태계 설정 및 유지 관리
<ol><li>씨앗에서 실험을 위해 식물을 성장시킵니다.<ol><li>필요에 따라 시드를 계층화합니다.</li>
		<li>씨앗을 이탄을 플러그 스톡으로 포함하는 표준 스티로블록 용기에 넣습니다.</li>
		<li>묘목이 발아하면 수용성 식물 식품을 사용하여 일주일에 3번 묘목을 비옥하게 합니다(24-8-16).</li>
		<li>묘목이 최소 3-5개월 동안 자라도록 하여 치료 반응을 위한 최적의 크기에 도달하도록 합니다. 참고: 정확한 시간은 종의 크기와 유형에 따라 다릅니다. 묘목을 재배하지 않고 구입하는 경우 이 단계를 생략할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>온실에 반폐쇄 생태계를 배치합니다.<ol><li>(선택 사항) 반폐쇄 생태계의 무게를 지탱하기 위해 합판으로 온실 테이블을 강화합니다.</li>
		<li>온실 베이 테이블 전체에 반폐쇄 생태계를 고르게 분포시켜 처리의 무작위 배치를 보장하고 환경 조건의 변화를 최소화합니다(그림 2).</li>
		<li>저장 탱크로 적절하게 배수할 수 있도록 배관을 테이블 가장자리에 매달아 놓습니다(그림 2).</li>
	</ol></li>
	<li>저장 탱크 설정:<ol><li>57L 개방형 플라스틱 산업용 드럼을 배수구 배관 아래에 놓습니다.</li>
		<li>탱크 중앙과 하단 사이에 수중 파워헤드 순환 펌프를 설치하여 지속적인 탱크 내 혼합이 가능합니다. 전원 코드를 탱크 외부에 고정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>기판을 추가하고 포화시킵니다.<ol><li>반폐쇄 생태계에 기판을 고르게 펴고 원하는 높이까지 적당한 압력으로 기판을 밟습니다. 참고: 기질의 높이는 연구 목적과 식물 종에 따라 다릅니다.</li>
		<li>기판을 역삼투압(RO) 물로 완전히 포화시키고 첨가된 물의 양을 측정합니다. 이것은 기질의 공극 물의 부피와 동일합니다. 알림: 공극 물은 기판이 포화될 때 추가되는 물의 양으로, 수위가 기판의 상단과 일치할 때 관찰할 수 있습니다. 이 프로세스는 최대 하루가 걸릴 수 있습니다. 공극 물의 양은 시스템의 정확한 물의 양을 결정하고 유속을 계산하는 데 중요합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>유량을 결정합니다.<ol><li>선행 연구 및 연구 목표에 따라 보존 시간을 선택합니다.</li>
		<li>반폐쇄 생태계의 총 물의 양을 계산합니다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
		<li>유량을 계산합니다. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq02.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
	<li>펌프 설치:<ol><li>인접한 두 개의 반폐쇄 생태계 사이에 하나의 펌프를 배치합니다. 참고: 필요한 경우 하나의 반폐쇄 생태계에 하나의 펌프를 사용할 수도 있습니다.</li>
		<li>수-수 USB 케이블을 사용하여 모든 펌프를 함께 연결하고 마지막 펌프를 컨트롤러에 연결합니다.</li>
		<li>밸브 내 튜브를 저장소에 담그고 제자리에 고정하거나 무게를 줄여 제자리에 유지합니다.</li>
		<li>아웃 밸브 튜브를 반폐쇄 생태계의 뒤쪽 상단 모서리에 고정하여 흘수선 위에 유지되도록 합니다.</li>
		<li>조류 성장을 방지하기 위해 튜브를 알루미늄 호일로 감쌉니다.</li>
		<li>제조업체의 지침에 따라 펌프, 파워 바 및 컨트롤러를 설정하고 보정하십시오15.</li>
		<li>계산된 유량으로 펌프를 조정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>식물 종을 심고 적응하십시오 :<ol><li>온도를 조정하고 LED 성장 조명을 식물 성장에 최적의 수준으로 조정하는 동시에 식물 종을 반폐쇄 생태계에 맞게 조절합니다.</li>
		<li>반폐쇄 생태계의 단위 면적당 동일한 바이오매스를 보장하기 위해 6-12개의 개별 식물 종을 고르게 심습니다. 참고: 개체의 수는 연구 목적과 종의 생리학에 따라 변경될 수 있습니다(예: Typha latifolia 가 뿌리에 묶임에 따라 개체 수가 줄어들 수 있음).</li>
		<li>RO 수위를 점차적으로 높이고 1-2일 동안 하나의 수위를 유지하고 필요에 따라 PVC 파이프(1.4.2단계)를 수위와 일치하도록 교체합니다.</li>
		<li>최종 원하는 유량으로 펌프를 켭니다.</li>
		<li>원하는 수위에 도달하면 온실 조명과 온도를 실험 설정으로 조정하고 식물이 ~35일 동안 적응하도록 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>시스템을 비우고 세척합니다.<ol><li>PVC 스탠드 파이프를 제거하고 볼 밸브를 열어 시스템을 완전히 배수하십시오. 최대 2일이 소요될 수 있습니다.</li>
		<li>OSPW로 시스템을 세척하고 완전히 배수시켜 PVC 파이프가 꺼져 있고 볼 밸브가 열려 있는지 확인합니다. 플러싱 중에 사용된 OSPW가 실험 중에 사용되지 않는지 확인하십시오.</li>
		<li>세척되면 볼 밸브를 닫고 원하는 수위에 맞게 PVC 파이프를 추가합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>OSPW 추가:<ol><li>기질이나 식물을 방해하지 않도록 OSPW를 각 반폐쇄 생태계에 조심스럽게 붓고 원하는 수위에 도달할 때까지 채웁니다.</li>
		<li>여러 배치의 물을 사용하는 경우 화학적 특성이 일관되는지 확인하거나 모든 반폐쇄 생태계에 고르게 분포됩니다.</li>
		<li>저장 탱크 탱크를 OSPW로 채우고 상단에서 약 5cm의 공간을 남겨 둡니다.</li>
	</ol></li>
	<li>증발 관리:<ol><li>필요에 따라 저수지 탱크에 RO 물을 다시 채우고 수위를 상단에서 약 5cm 아래로 유지합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 샘플링
<ol><li>식물 종 측정:<ol><li>모든 보유 시간 주기마다 식물 건강 및 성장 지표를 측정합니다16. 식물 건강 지표에는 백화증 및 곤충 피해와 같은 눈에 띄는 스트레스 징후가 포함되며 식물 성장 지표에는 폐사율, 높이 및 % 피복률이 포함됩니다.</li>
		<li>실험이 끝나면 원하는 경우 식물 지상 바이오매스 및 식물 조직 화학에 대한 샘플을 채취합니다. 참고: 사용된 모니터링 간격 및 측정값은 NAFC가 식물 건강에 미치는 영향을 연구하는 데 권장되며 실험 목적에 따라 다를 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>기판 측정:<ol><li>기준선 특성화: 각 반폐쇄 생태계에 기질을 추가하기 전에 일련의 파라미터(예: pH, 전기 전도도(EC), 산화 환원 전위(ORP), 주요 음이온/양이온, 영양소, NAFC 및 기타 관련 오염 물질)을 측정합니다.</li>
		<li>첫 번째 체류 주기 동안 각 반폐쇄 생태계에서 기질 샘플을 수집하여 일반 화학의 기준선을 얻습니다. 각 반폐쇄 생태계의 임의의 위치에서 기질 샘플을 수집합니다.</li>
		<li>머무름 시간 주기마다 적절한 ORP 프로브를 사용하여 기질 ORP를 측정합니다.</li>
		<li>실험이 끝나면 각 반폐쇄 생태계에서 기질 샘플을 수집하고 기준선 특성화와 동일한 매개변수(예: pH, EC, ORP, 주요 음이온/양이온, 영양소, NAFC 및 기타 관련 오염 물질)를 측정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>물 측정:<ol><li>기준선 특성화: OSPW를 각 반폐쇄 생태계에 추가하기 전에 일련의 매개변수(예: pH, EC, ORP, 주요 음이온/양이온, 영양소, NAFC 및 기타 관련 오염 물질)를 측정합니다.</li>
		<li>실험이 시작된 후 며칠(머무름 주기 1 종료) 후 각 반분모생태계에서 OSPW의 초기 샘플을 채취하여 OSPW 내의 퇴적물이 가라앉고 OSPW가 공극수 공간을 채울 수 있도록 합니다. 각 반폐쇄 생태계의 전면에서 OSPW 샘플을 수집합니다.</li>
		<li>모든 머무름 시간 주기마다 참조된 기기를 사용하여 용존 산소(DO), ORP, pH, EC 및 온도를 측정합니다.</li>
		<li>실험이 끝나면 최종 물 샘플을 수집하여 일반 화학을 측정하고 일련의 매개변수(예: DO, pH, EC, ORP, 주요 음이온/양이온, 영양소, NAFC 및 기타 관련 오염 물질)를 측정합니다.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig01.jpg"> 그림 1: 반폐쇄 생태계 설계 및 실험 설정의 개략도. (A) 반폐쇄 생태계 구성 및 필요한 구성 요소의 개략도. (B) 저장소 배치와 함께 기질 및 식물 추가를 포함한 실험 설정 예. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig02.jpg"> 그림 2: 반폐쇄 생태계 및 저수지 레이아웃 예. (A) 알루미늄 호일이 없는 온실의 반폐쇄 생태계 및 저수지 탱크의 배치. (B) 빛의 침투를 제한하기 위해 반폐쇄 생태계를 감싸고 있는 알루미늄 호일이 있는 반폐쇄 생태계와 저수지 탱크를 보여주는 레이아웃으로, 2개의 반폐쇄 생태계당 하나의 펌프가 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</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>2인치 x 4인치 x 12피트 목재</td><td>모든 공급업체 N</td><td>/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 황동 PEX 볼 밸브</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PEX 파이프용 3/4인치 구리 PEX 압착 링</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 IPEX 일정 40 PVC 90&deg; 용접 스트리트 엘보우</td><td>모든 공급업체 N</td><td>/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 PEX 스틱 화이트</td><td>모든 공급업체 N</td><td>/A</td><td>메조스코즘 외부용</td></tr><tr><td>3/4인치 PEX x 3/4인치 MPT 황동 어댑터</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PEX용 3/4인치 플라스틱 확장 엘보우 피팅</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PEX용 3/4인치 플라스틱 확장 티</td>, <td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 PVC 격벽 피팅 물 탱크 커넥터 어댑터</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 PVC 스케줄 40/90도 엘보우</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 PVC 스케줄 40 수 어댑터&nbsp;</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>3/4인치 PVC 흰색</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td>중우주 내부</td></tr><tr><td>4인치 나무 나사</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>알루미늄 호일&nbsp;</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>수족관 수중 파워헤드 순환 펌프</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td>흡입 컵 또는 마그네틱</td></tr><tr><td>호스 와셔</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Miracle Grow 수용성 식물 식품</td><td>Miracle Grow</td><td>N/A</td><td>24-8-16 포뮬러</td></tr><tr><td>Neptune Apex A3 수족관 컨트롤러 및 파워 바</td><td>Neptune 시스템</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune Apex DOS 저소음 드라이브 도징 펌프</td><td>Neptune 시스템</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune AquaBus 케이블 - 15피트 수/수</td><td>Neptune 시스템</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune DOS DDR 튜브&nbsp;</td><td>넵튠 시스템</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>오픈 탑 플라스틱 산업용 드럼</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td>57 L</td></tr><tr><td>페트리 접시</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td>종자 구조</td></tr><tr><td>이탄</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>폴리프로필렌 탱크&nbsp;</td><td>디& 엠플라스틱 주식회사</td><td>RW1016</td><td>높이 50.8cm & 너비 33.0cm & 길이 129.5cm; 248.1L</td></tr><tr><td>실리콘 다목적 방수 실란트(수족관 등급)</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>표준 스티로블록 용기(415A)&nbsp;</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>테프론 테이프</td><td>모든 공급업체</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>YSI Professional Plus 다중 매개변수 기기</td><td>YSI Inc.&nbsp;</td><td>6050000</td><td></td></tr></tbody></table>

폐수 처리를 위한 반폐쇄생태계 규모의 건설 습지 설계

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

이 반폐쇄 생태계 구축 습지 프로토콜의 성공은 식물 종의 강력한 성장과 발달, 환경 매개변수에 대한 지속적인 모니터링, 시간이 지남에 따라 오염 물질의 효율적인 제거에 의해 입증됩니다. Trepanier et al.17 이 수집한 데이터는 이 방법의 효능과 예상 결과를 보여줍니다. 이 연구는 아한대 습지에서 흔히 발견되는 물사초인 Carex aquatilis의 능력을 평가하여 OSPW에서 NAFC를 감소시켰습니다. 이 연구는 OSPW 또는 실험실에서 만든 공정수를 사용하여 C. aquatilis 가 있는 반폐쇄 생태계의 성능을 식물이 없는 것과 비교했습니다. 반폐쇄 생태계는 10cm의 이탄 광물 혼합물(PMM)과 25cm의 OSPW가 층을 이룬 10cm의 굵은 모래 광미(CST)의 기판으로 구성되었습니다. 실험 전에 식물을 3개월 동안 평균 높이 83cm까지 성장시킨 다음 시스템에 이식했습니다. 식물이 반폐쇄 생태계에 적응하도록 RO 물을 첨가했으며(그림 3), 시스템은 32일 동안 20 °C로 유지되었습니다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig03.jpg"> 그림 3: 파종 및 RO 물 추가. (A) 변조된 기질의 추가 및 기질에 종을 심는 예. (B) 반폐쇄 생태계 전체에 걸쳐 식물 종의 균일한 분포. (C) 식물 적응 기간 동안 반폐쇄 생태계에 RO 물을 추가합니다. 약기 : RO = 역삼투. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
식물은 실험 전반에 걸쳐 높이와 덮개가 눈에 띄게 증가하면서 강력한 성장을 보여주었습니다(그림 4). 그림 5 는 C. aquatilis 의 꾸준한 성장을 추가로 보여주며, 안정기 40일째까지 약 150cm의 높이에 도달합니다. 이것은 C. aquatilis의 예상 성장 범위인 20-155cm 내에 있었습니다. 식물 생존율은 98%로 높았으며, 실험이 끝날 때까지 99%가 식물 조직이 살아 있었습니다. 그러나 대부분의 식물은 백화증, 괴사 및/또는 얼룩무늬의 징후를 보였으며 경우에 따라 잎이 변형되고 주름졌습니다17. 식물 상태에 대한 정기적인 모니터링은 해충 침입과 같은 잠재적인 문제를 식별하는 데 매우 중요합니다.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig04.jpg"> 그림 4: 실험 시작과 끝에서 식물이 자라는 사진. 0일차부터 78일차까지 Carex aquatilis의 성장과 건강을 보여주는 예시 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig05.jpg"> 그림 5: Carex aquatilis를 포함하는 반폐쇄 생태계에서 시간 경과에 따른 식물 높이. 반폐쇄 생태계에서 Carex aquatilis 의 평균 식물 높이(n = 48). Day 0은 OSPW가 시스템에 추가된 시간입니다. 식물 적응 기간은 OSPW가 추가되기 전에 반폐쇄 생태계에 RO 물이 포함된 기간을 말합니다. 오차 막대는 평균의 1 표준 편차를 나타냅니다. 이 그림은 Trepanier et al.17에서 발췌한 것입니다. 약어: RO = 역삼투; OSPW = 오일 샌드 공정의 영향을 받는 물. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
적절한 산소 수준을 유지하는 것이 식물 건강과 CWTS의 효과적인 오염 물질 제거에 중요하기 때문에 최적의 시스템 성능을 보장하기 위해 물 DO 및 기질 산화 환원과 같은 주요 환경 매개변수를 정기적으로 모니터링했습니다. 기질 산화 환원 값은 실험 전반에 걸쳐 변동했으며, 이식되지 않은 반폐쇄 생태계는 50 mV에서 100 mV 사이의 산화 조건에 남아 있는 반면, C. aquatilis를 포함하는 반폐쇄 생태계는 때때로 0 mV에 접근했습니다. OSPW는 실험 내내 5ppm&gt; DO 수준을 유지했으며, 특히 실험이 끝날 무렵에는 식물이 없는 반폐쇄 생태계에서 DO가 전반적으로 더 높았습니다(그림 6). 8ppm의 DO는 종종 식물 성장에 이상적인 것으로 간주됩니다. 그러나 5ppm 이상의 DO 값은 허용됩니다. 일상적인 모니터링을 통해 간헐적인 DO의 저하를 식별할 수 있으며, 이를 통해 펌프 기능 검증과 같은 시스템 점검을 요청하여 일관된 작동을 보장할 수 있습니다.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig06.jpg"> 그림 6: 반폐쇄 생태계 내의 용존 산소 및 토양 산화 환원 측정. (A) OSPW의 용존 산소 및 (B) Carex aquatilis를 사용한 반폐쇄 생태계의 토양 산화 환원 잠재력 및 OSPW만 사용한 비식재 처리. 데이터 포인트는 4개의 반복 반폐쇄 생태계(n = 4)의 평균을 나타내며, 오차 막대는 평균의 1개의 표준 오차를 나타냅니다. 약어 : OSPW = 오일 샌드 공정의 영향을받는 물. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
이 연구의 주요 목적은 반폐쇄 생태계 CWTS를 사용하여 OSPW의 NAFC 감쇠 가능성을 평가하는 것이었습니다. 그림 7 은 실험 전반에 걸쳐 NAFC 농도의 점진적인 감소를 보여주며 시스템의 효과를 보여줍니다. C. aquatilis 의 존재는 NAFC 제거를 강화하여 82일 동안 NAFC가 76% 감소(초기 72.1mg/L에서 최종 17.1mg/L)인 반면, 82일 동안 이식되지 않은 대조군 처리에서는 8.5%(초기 64.5mg/L에서 최종 59.0mg/L)17. NAFC의 농도를 성공적으로 감소시키고 건강한 식물 성장 및 유리한 환경 조건을 충족한 것은 반폐쇄 생태계 설정이 효과적으로 작동하고 있음을 확인시켜줍니다. 이러한 결과는 건설된 습지를 시뮬레이션하고 OSPW의 독성을 줄이는 데 CWTS의 역할에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 시스템의 능력을 보여줍니다.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig07v2.jpg"> 그림 7: 반폐쇄 생태계에서 시간 경과에 따른 NAFC 농도. Carex aquatilis 를 사용한 반폐쇄 생태계의 나프텐산 분획 화합물 농도 및 OSPW만 사용한 심지 않은 처리. 데이터 포인트는 4개의 반복 반폐쇄 생태계(n = 4)의 평균을 나타내며, 오차 막대는 평균의 1개의 표준 오차를 나타냅니다. 평균 간의 문자가 다르면 유의한 차이를 나타냅니다(P &lt; 0.05). 이 그림은 Trepanier et al.17에서 발췌한 것입니다. 약어: OSPW = 오일 샌드 공정의 영향을 받는 물; NAFC = 나프텐산 분획 화합물. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig07largev2.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</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

연구

JoVE Journal

Environment

환경

이 논문에서 유출 물에 화학 성분의 정량으로 선택 간격으로 시간과 유출 서브 샘플의 컬렉션 총 유출 볼륨을 측정하기 위해 장착 된 24 개인 33.6 m 2 필드 플롯을 포함하는 1,000 평방 미터 시설의 설계, 건설 및 기능을 설명합니다 시뮬레이션 홈 잔디.

도시 유출의 연구 시설의 설계 및 건설

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.

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

도구 및 불확실한 미래 상태에 직면 수계를 관리 할 수​​있는 방법에 대한 중요한 필요가있다. 우리는 시나리오 분석 관리 프레임 워크 내에서 사용하기위한 프리 기반의 누적 효과 모델을 생성하기 위해 자원 관리자를 해주는 대상 유역 평가를 수행하기위한 방법을 제공한다.

정량적 인 시나리오 분석 프레임 워크 내에서 계획을 유역

실험 방법은 (100 L) 소형 및 대형 (1,000 L)의 성능을 비교 매립 폐수의 조류 치료 용으로 설계된 원자로를 확장 제공됩니다. 체적비, 체류 시간, 생물량 밀도 폐수 공급 농도 표면적을 포함하는 시스템 특성은, 어플리케이션에 기초하여 조절 될 수있다.

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

이 기사는 수생 독성과 관련된 살충제 및 기타 오염 물질을 제거하기 위해 도시의 우수 및 농업 관개 유거수를 처리하는 처리 시스템의 설계 속성 및 효율성을 요약합니다.

농업과 도시 유출수의 지표수 독성과 관련된 오염 물질 제거를위한 식물 처리 시스템

여기 우리는 토양 샘플 크기와 잘못 물 흐름 측정에 포함 되지 않도록 토양 컨테이너의 내부에 따라 소위 벽 흐름을 방지 하기 위해 유압 전도도 측정 장치를 일치 하는 방법론을 제시. 그것의 사용은 폐수 관개 사이트에서 수집 된 샘플을 시연 했다.

토양의 유압 전도도에 폐수 관개 영향: 필드 샘플링 고 포화 된 유압 전도도의 실험실 결정

천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

이 프로토콜은 남부 텍사스 해안 습지에서 주요 메탄 순환 유전자를 검출하고 공간 분포를 시각화하여 이러한 역동적인 생태계에서 메탄 조절과 메탄 조절이 환경에 미치는 영향에 대한 이해를 높입니다.

해안 습지에서 메탄 순환 미생물 역학 시각화

주로 뿌리줄기를 통해 무성으로 번식하는 Typha latifolia는 광범위한 뿌리 시스템으로 인해 수집 문제를 야기합니다. 이 논문은 종자에서 T. latifolia를 재배하는 방법을 제시하여 실험실 재배를 용이하게 하고 무균 식물 성장 및 조기 미생물 생물 증강의 가능성을 제공합니다.

Typha latifolia(Cattail)의 배양 및 미생물 생물증강을 위한 최적화된 방법

이 프로토콜은 무인 항공기(UAV) 조사, 현장 진실 데이터 수집, 식생 지수 계산, 그리고 AI 지원 해안 습지 식물 군집의 분류 및 지도 작성 등 네 가지 통합 단계로 구성되어 있습니다. 그 결과, 해안 습지 서식지 보전 및 관리를 위한 생태학, 환경 모니터링, 의사결정 분야에 응용할 수 있는 다층 지리공간 데이터셋이 탄생했습니다.

드론 및 지상 데이터를 이용한 북방 해안 습지 식물 군집 지도 및 분류를 위한 반자동 방법

배우세요 반폐쇄생태계 규모 건설 습지를 활용한 폐수 처리 방법을. Carex aquatilis와 미생물 상호작용을 통해 오일샌드 공정 폐수의 나프텐산 분획 화합물을 효과적으로 제거하는 최적화 요인을 탐색합니다.

폐수 처리를 위한 반폐쇄생태계 규모의 건설 습지 설계

더 많은 동영상 탐색