Artykuł metodologiczny

Projekt terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków

1.5K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/68195

⸱

2 maja 2025

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Zbudowane systemy oczyszczania mokradeł są używane od dziesięcioleci do oczyszczania ścieków, ale ich zastosowanie do oczyszczania wód dotkniętych procesami produkcji piasków roponośnych jest stosunkowo nowe. Aby zbadać ten potencjał, przedstawiono projekt mezokosmosu przepływu powierzchniowego i metody eksperymentalne. Podejście to ma na celu lepsze zrozumienie kluczowych parametrów projektowych i poprawę skuteczności leczenia.

Streszczenie

Woda z piasków roponośnych (OSPW), produkt uboczny wydobycia bitumu przez górnictwo odkrywkowe w Albercie, Kanada, zawiera różne składniki budzące obawy, w tym związki frakcji kwasu naftenowego (NAFC). Te związki organiczne są szczególnie niepokojące ze względu na ich toksyczność i trwałość w środowisku. Zbudowane systemy oczyszczania terenów podmokłych (CWTS) wykorzystują rośliny i związane z nimi mikroorganizmy do tłumienia zanieczyszczeń w ściekach. CWTS na skalę polową zostały przedstawione jako potencjalna opcja leczenia na dużą skalę dla OSPW, w szczególności dla rozkładających się NAFC. Aby zoptymalizować wykorzystanie CWTS do leczenia NAFC na dużą skalę w OSPW, konieczne jest pogłębienie naszej wiedzy na temat różnych parametrów projektowych i zbadanie sposobów zwiększenia skuteczności.

Eksperymenty na skalę mezokosmosu służą jako cenny pośrednik, wypełniając lukę między złożonymi próbami terenowymi a kontrolowanymi warunkami laboratoryjnymi. Mezokosmosy zapewniają kontrolowane, powtarzalne środowisko do badania wpływu różnych parametrów, takich jak podłoże, gatunki roślin, temperatura i czas retencji, przy jednoczesnym uwzględnieniu złożoności ekologicznej w ich projektowaniu. Opublikowane i wcześniejsze prace wykazały, że metoda ta jest skuteczna w ocenie wpływu różnych parametrów na skuteczność CWTS w tłumieniu NAFC w OSPW. Protokół ten przedstawia projekt i konfigurację mezokosmosu mokradeł z przepływem powierzchniowym, wraz z eksperymentalnym podejściem do leczenia NAFC w OSPW. Metodę tę można dostosować do oczyszczania innych ścieków w różnych lokalizacjach geograficznych.

Wprowadzenie

Region piasków roponośnych w północnej Albercie, Kanada, zawiera trzecie co do wielkości rezerwy ropy naftowej na świecie, produkując ponad 3 miliony baryłek ropy naftowej dziennie1. Jednak wydobycie bitumu w górnictwie odkrywkowym generuje znaczne ilości odpadów przeróbczych i wody z piasków roponośnych jako produktów ubocznych. Ze względu na obowiązującą w Albercie politykę zerowego zrzutu, te produkty uboczne są składowane w stawach osadowych w całym regionie wydobywalnych piasków roponośnych. Szacuje się, że od 2023 r. 391,1 Mm3 OSPW występuje jako wolna woda w stawach osadowych i nie obejmuje wody porowej, która będzie nadal uwalniana podczas osadzania się odpadów przeróbczych2. OSPW zawiera <5% ciał stałych i charakteryzuje się podwyższonym poziomem soli, metali śladowych, a także zanieczyszczeń organicznych3.

W OSPW występuje kilka głównych klas zanieczyszczeń, w tym związki frakcji kwasu naftenowego (NAFC), wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), BTEX (benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny), fenole i metale ciężkie3,4. NAFC to związki organiczne w bitumie, które są rozpuszczone i skoncentrowane podczas procesu ekstrakcji i są konsekwentnie identyfikowane jako główne źródło ostrej toksyczności OSPW5,6. OSPW stwarza szereg wyzwań środowiskowych i ekonomicznych ze względu na objętość, złożoność i toksyczność mieszaniny. Opracowanie opłacalnych, pasywnych i skalowalnych technologii uzdatniania dla OSPW ma kluczowe znaczenie, ponieważ konwencjonalne metody, takie jak utlenianie chemiczne i filtracja, pozostają ograniczone pod względem wykonalności dla zastosowań na dużą skalę. Zbudowane systemy oczyszczania terenów podmokłych (CWTS) to niskoenergetyczne, opłacalne i zrównoważone systemy uzdatniania wody, które opierają się na wykorzystaniu roślin i związanych z nimi mikroorganizmów w celu tłumienia zanieczyszczeń w ściekach; okazały się obiecującą alternatywą dla leczenia OSPW7,8,9,10,11,12.

CWTS to zaprojektowane tereny podmokłe, które mają na celu odtworzenie funkcji filtrujących naturalnych terenów podmokłych. Pierwotnie zaprojektowane do oczyszczania wód opadowych i ścieków komunalnych, CWTS są obecnie wykorzystywane do szerokiego zakresu zastosowań, w tym do odpadów rolniczych, kwaśnego drenażu kopalń, ścieków przemysłowych i innych działań rekultywacyjnych13. Systemy te składają się z trzech podstawowych składników: podłoża, wody i roślinności. CWTS może być zaprojektowany jako systemy przepływu powierzchniowego lub podpowierzchniowego, z ruchem wody skonfigurowanym do przepływu poziomego lub pionowego13,14. Hydrofityczne rośliny podmokłe są szeroko stosowane w CWTS ze względu na ich adaptację do stale nasyconych warunków glebowych. Ogólnie rzecz biorąc, CWTS powszechnie wykorzystuje wschodzące gatunki roślin, takie jak Typha sp. (pałki), Juncus sp. (sitowie) i Carex sp. (turzyce).

CWTS wykorzystuje różne mechanizmy uzdatniania wody. Zawieszone ciała stałe mogą adsorbować zanieczyszczenia i osadzać się, tworząc złoże osadu, które wspomaga wzrost roślin. Ponadto rośliny mogą przenosić lub przekształcać rozpuszczone zanieczyszczenia poprzez połączenie mechanizmów biotycznych i abiotycznych. Mechanizmy abiotyczne obejmują filtrację, sedymentację, wytrącanie, sorpcję, utlenianie/redukcję chemiczną, kompleksowanie, fotodegradację i ulatnianie. Procesy biotyczne obejmują biotransformację (mikrobiologiczną lub roślinną), fitoakumulację i fitostabilizację13,14. CWTS oferują znaczące korzyści jako systemy samowystarczalne, które zazwyczaj z czasem stają się bardziej wydajne14. Systemy te są wszechstronne i zdolne do jednoczesnego usuwania wielu zanieczyszczeń, a jednocześnie są przyjazne dla środowiska i akceptowane przez społeczeństwo. Ponadto ich niskie koszty operacyjne i kapitałowe w porównaniu z konwencjonalnymi metodami oczyszczania sprawiają, że doskonale nadają się do obsługi dużych ilości ścieków, takich jak OSPW. Jednak złożoność różnych procesów abiotycznych i biotycznych zachodzących jednocześnie w OSPW wymaga starannego projektowania w celu optymalizacji CWTS w celu uzyskania maksymalnej skuteczności leczenia. Jasne zrozumienie celów leczenia, w połączeniu z systematycznymi testami na stanowisku laboratoryjnym, w skali pilotażowej i demonstracyjnej, jest niezbędne do optymalizacji systemu i przewidywania sukcesu wdrożenia na pełną skalę14.

Eksperymenty na skalę pilotażową, często nazywane eksperymentami mezokosmicznymi, są zazwyczaj przeprowadzane przy użyciu wanien lub zbiorników, które symulują poszczególne komórki terapeutyczne. Mezokosmosy mogą być prowadzone zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz jako eksperyment terenowy. Mezokosmosy są częściowo zamkniętymi systemami, które oferują większą złożoność ekologiczną niż eksperymenty na skalę laboratoryjną, a jednocześnie zachowują wystarczającą kontrolę i replikację, aby ocenić wpływ poszczególnych parametrów projektowych na usuwanie zanieczyszczeń. Badania w skali mezokosmosu są konieczne, aby potwierdzić mechanizmy leczenia i odkryć powikłania na mniejszą skalę, gdzie można wprowadzić poprawki i korekty projektowe14. Protokół ten opisuje konfigurację i działanie CWTS z poziomym przepływem powierzchniowym w skali mezokosmosu w pomieszczeniach, zapewniając praktyczne ramy do projektowania badań CWTS, w szczególności dla tłumienia NAFC w OSPW.

Protokół

1. Budowa mezokosmu

UWAGA: Szczegółna lista materiałów niezbędnych do budowy mezokosmu znajduje się w Tabeli materiałów, a schemat budowy mezokosmu przedstawiono na Rysunku 1.

  1. W razie potrzeby zdejmij górną część zbiornika z polietylenu (129,5 cm x 30,0 cm).
  2. Przygotuj otwory odpływowe; wywierć dwa otwory (części #1 i #2) po tej samej stronie zbiornika z polipropylenu. W obu otworach umieść przepusty PVC (część #3) gwintem zewnętrznym skierowanym na zewnątrz. Uszczelnij zewnętrzną krawędź przepustu za pomocą uszczelniacza wodoodpornego.
    1. Otwór odpływowy dla wody glebowej (część #2): umieść go w narożniku podstawy zbiornika, upewniając się, że jest wystarczająco dużo miejsca na przepust.
    2. Otwór odpływowy dla wód powierzchniowych (część #1): umieść go powyżej poziomu gleby, blisko środka zbiornika.
  3. Wewnątrz przepustu umieść uszczelkę do węży (część #4) z sitkiem filtracyjnym (część #5) i zabezpiecz ją uszczelniaczem.
  4. Zmontuj wewnętrzną instalację odpływową:
    1. W przypadku otworu odpływowego dla wód powierzchniowych (część #1), najpierw przymocuj adapter zewnętrzny PVC (część #10) do przepustu (część #3), a następnie kolanko PVC 90° (część #11).
    2. Do kolanka 90° włóż odcinek rury PVC (część #12) docięty tak, aby odpowiadał wysokości pożądanego poziomu wody.
  5. Zmontuj zewnętrzną instalację odpływową. W poniższych krokach używaj pierścieni zaciskowych do mocowania rur PEX do złączek.
    1. Owiń taśmą Teflon wokół gwintów mosiężnego adaptera PEX 3/4 cala x MPT 3/4 cala (część #6) i podłącz go do przepustów (część #3).
    2. Odetnij dwa równe odcinki rury PEX 3/4 cala (część #7) i przymocuj je do mosiężnych adapterów MPT (część #6).
    3. Do rury PEX (część #7) dodaj plastikową rozporową złączkę kolankową, kierując ją w dół dla otworu odpływowego wód powierzchniowych i w stronę środka zbiornika dla otworu odpływowego wody glebowej.
    4. W przypadku otworu odpływowego wody glebowej (część #2), podłącz do kolanka rurę PEX, następnie zawór kulowy, kolejny odcinek PEX i plastikową rozporową złączkę trójnikową. Dostosuj długości rur PEX tak, aby góra trójnika znajdowała się na wysokości instalacji odpływowej wód powierzchniowych.
    5. W przypadku otworu odpływowego wód powierzchniowych, podłącz rurę PEX do plastikowego rozporowego kolanka, łącząc go z trójnikiem rozporowym.
    6. Po połączeniu systemu dodaj kolejny odcinek PEX (część #7) do plastikowego trójnika rozporowego, kończąc go skierowanym w dół plastikowym kolankiem rozporowym.
    7. Do dołu plastikowej złączki kolankowej rozporowej dodaj kolejny odcinek PEX (część #7), aby zapewnić odpływ wody do zbiornika retencyjnego.
  6. Zwiększ stabilność strukturalną mezokosmosu:
    1. Zbuduj ramę (część #13, długość 129,5 cm x szerokość 37,0 cm) z drewnianych listew o przekroju 2 cale x 4 cale.
    2. Zabezpiecz ramę za pomocą wkrętów do drewna.
    3. Umieść ramę na mezokosmosie, upewniając się, że nie opiera się ona na złączkach instalacyjnych.
    4. Owiń zewnętrzną stronę mezokosmosu folią aluminiową, aby ograniczyć dopływ światła do gleby przez ścianki mezokosmosu.

2. Konfiguracja i utrzymanie mezokosmu

  1. Wyhoduj rośliny do eksperymentu z nasion:
    1. Przeprowadź stratyfikację nasion zgodnie z wymaganiami.
    2. Umieść nasiona w standardowych styropianowych pojemnikach z torfem w charakterze podłoża do sadzonek.
    3. Po wykiełkowaniu siewek nawoź je 3 razy w tygodniu, używając rozpuszczalnego w wodzie nawozu dla roślin (24-8-16).
    4. Pozostaw siewki do wzrostu przez minimum 3-5 miesięcy, aby upewnić się, że osiągną optymalny rozmiar dla uzyskania odpowiedzi na traktowanie.
      UWAGA: Dokładny czas zależy od rozmiaru i gatunku rośliny. Ten krok można pominąć, jeśli sadzonki zostaną zakupione zamiast wyhodowane.
  2. Ustaw mezokosmy w szklarni:
    1. (Opcjonalnie) Wzmocnij stoły szklarniowe sklejką, aby utrzymały ciężar mezokosmów.
    2. Rozmieść mezokosmy równomiernie na stołach w sekcji szklarni, aby zapewnić losowe rozmieszczenie wariantów i zminimalizować różnice w warunkach środowiskowych (Rysunek 2).
    3. Ustaw instalację hydrauliczną tak, aby zwisała z krawędzi stołu, zapewniając właściwy drenaż do zbiornika retencyjnego (Rysunek 2).
  3. Przygotuj zbiornik retencyjny:
    1. Umieść plastikową przemysłową beczkę o pojemności 57 L z otwartą górą pod odpływem hydraulicznym.
    2. Zainstaluj zanurzeniową pompę cyrkulacyjną pomiędzy środkiem a dnem zbiornika, aby umożliwić ciągłe mieszanie wody w zbiorniku. Przymocuj kabel zasilający do zewnętrznej strony zbiornika.
  4. Dodaj i nasyć substrat:
    1. Rozłóż substrat równomiernie w mezokosmie i ugnieć go z umiarkowanym naciskiem do pożądanej wysokości.
      UWAGA: Wysokość substratu zależy od celów badawczych i gatunku rośliny.
    2. W pełni nasyć substrat wodą z odwróconej osmozy (RO) i zmierz objętość dodanej wody; odpowiada ona objętości wody porowej w substracie.
      UWAGA: Woda porowa to objętość wody dodanej w momencie nasycenia substratu, co można zaobserwować, gdy poziom wody zrówna się z górną krawędzią substratu. Proces ten może trwać do jednego dnia. Objętość wody porowej jest istotna dla określenia dokładnej ilości wody w systemie i obliczenia natężenia przepływu.
  5. Wyznacz natężenie przepływu:
    1. Wybierz czas retencji na podstawie wcześniejszych badań i celów naukowych.
    2. Oblicz całkowitą objętość wody w mezokosmie.
      Wzór na obliczenie objętości wody dla konfiguracji mezokosmu, uwzględniający wymiary i objętość wody porowej.
    3. Oblicz natężenie przepływu.
      Wzór na natężenie przepływu (L/d) do obliczenia objętości wody; równanie w badaniu z zakresu nauk o środowisku.
  6. Zainstaluj pompy:
    1. Umieść jedną pompę pomiędzy dwoma sąsiednimi mezokosmami.
      UWAGA: Jeśli jest to konieczne, jedną pompę można przypisać do jednego mezokosmu.
    2. Połącz wszystkie pompy za pomocą kabla USB typu męży-męży, łącząc ostatnią pompę z kontrolerem.
    3. Zanurz rurkę zaworu wlotowego w zbiorniku retencyjnym, zabezpieczając ją lub obciążając, aby pozostała na miejscu.
    4. Przymocuj rurkę zaworu wylotowego do tylnego górnego narożnika mezokosmu, upewniając się, że znajduje się ona powyżej lustra wody.
    5. Owiń rurkę folią aluminiową, aby zapobiec wzrostowi glonów.
    6. Skonfiguruj i skalibruj pompy, listwę zasilającą oraz kontroler zgodnie z instrukcjami producenta15.
    7. Ustaw pompy na obliczone natężenie przepływu.
  7. Posadź i zaaklimatyzuj gatunki roślin:
    1. Dostosuj temperaturę i oświetlenie LED do optymalnych poziomów wzrostu roślin, kondycjonując gatunki do warunków w mezokosmie.
    2. Posadź od 6 do 12 osobników danego gatunku równomiernie, aby zapewnić jednakową biomasę na jednostkę powierzchni w mezokosmie.
      UWAGA: Liczba osobników może ulec zmianie w zależności od celów badawczych i fizjologii gatunku (np. w przypadku Typha latifolia, gdy system korzeniowy wypełni dostępną przestrzeń, liczba osobników może zostać zmniejszona).
    3. Stopniowo zwiększaj poziom wody RO, utrzymując jeden poziom przez 1-2 dni i wymieniając rurkę PVC (krok 1.4.2) w razie potrzeby, aby dopasować ją do poziomu wody.
    4. Włącz pompy z ostatecznym, pożądanym natężeniem przepływu.
    5. Po osiągnięciu pożądanego poziomu wody dostosuj oświetlenie i temperaturę w szklarni do ustawień eksperymentalnych i pozwól roślinom aklimatyzować się przez około 35 dni.
  8. Opróżnij i przepłucz system:
    1. Usuń rurkę PVC i otwórz zawór kulowy, aby całkowicie opróżnić system; może to potrwać do 2 dni.
    2. Przepłucz system wodą OSPW i pozwól mu całkowicie spłynąć, upewniając się, że rurka PVC jest zdjęta, a zawór kulowy otwarty. Upewnij się, że woda OSPW użyta podczas płukania nie zostanie wykorzystana w samym eksperymencie.
    3. Po przepłukaniu zamknij zawór kulowy i włóż rurkę PVC tak, aby odpowiadała pożądanemu poziomowi wody.
  9. Dodaj OSPW:
    1. Ostrożnie wlej OSPW do każdego mezokosmu, aby nie zakłócić substratu ani roślin, wypełniając go do pożądanego poziomu wody.
    2. W przypadku korzystania z wielu partii wody upewnij się, że właściwości chemiczne są spójne lub rozdziel je równomiernie pomiędzy wszystkie mezokosmy.
    3. Napełnij zbiornik retencyjny wodą OSPW, pozostawiając około 5 cm wolnej przestrzeni od góry.
  10. Zarządzaj parowaniem:
    1. Uzupełniaj wodę w zbiorniku retencyjnym za pomocą wody RO w razie potrzeby, utrzymując poziom wody około 5 cm poniżej górnej krawędzi.

3. Pobieranie próbek

  1. Pomiary gatunków roślin:
    1. W każdym cyklu czasu retencji mierz wskaźniki stanu zdrowia i wzrostu roślin16. Wskaźniki stanu zdrowia roślin obejmują widoczne oznaki stresu, takie jak chloroza i uszkodzenia spowodowane przez owady, natomiast wskaźniki wzrostu roślin obejmują śmiertelność, wysokość oraz % pokrycia.
    2. Na koniec eksperymentu, jeśli jest to wymagane, pobierz próbki biomasy nadziemnej roślin oraz próbki do analizy chemicznej tkanek roślinnych.
      UWAGA: Zalecane interwały monitorowania i stosowane pomiary są przeznaczone do badania wpływu NAFCs na zdrowie roślin i mogą się różnić w zależności od celów eksperymentu.
  2. Pomiary podłoża:
    1. Charakterystyka bazowa: Przed dodaniem podłoży do każdego mezokosmu zmierz zestaw parametrów (np. pH, przewodność elektryczną (EC), potencjał oksydacyjno-redukcyjny (ORP), główne aniony/kationy, składniki odżywcze, NAFCs oraz wszelkie inne istotne zanieczyszczenia).
    2. Podczas pierwszego cyklu retencyjnego pobierz próbki podłoża z każdego mezokosmu, aby uzyskać wartości bazowe dla ogólnego składu chemicznego. Próbki podłoża pobieraj z losowych miejsc w każdym mezokosmie.
    3. W każdym cyklu czasu retencji mierz ORP podłoża za pomocą odpowiedniej sondy ORP.
    4. Na koniec eksperymentu pobierz próbki podłoża z każdego mezokosmu i zmierz te same parametry, co w charakterystyce bazowej (np. pH, EC, ORP, główne aniony/kationy, składniki odżywcze, NAFCs oraz wszelkie inne istotne zanieczyszczenia).
  3. Pomiary wody:
    1. Charakterystyka bazowa: przed dodaniem OSPW do każdego mezokosmu zmierz zestaw parametrów (np. pH, EC, ORP, główne aniony/kationy, składniki odżywcze, NAFCs oraz wszelkie inne istotne zanieczyszczenia).
    2. Po rozpoczęciu eksperymentu, po kilku dniach (na koniec 1. cyklu retencyjnego), pobierz pierwsze próbki OSPW z każdego mezokosmu, aby umożliwić osadzenie się zawiesiny w OSPW i wypełnienie przestrzeni porowej wody przez OSPW. Próbki OSPW pobieraj z przedniej części każdego mezokosmu.
    3. W każdym cyklu czasu retencji mierz tlen rozpuszczony (DO), ORP, pH, EC oraz temperaturę za pomocą wskazanego urządzenia.
    4. Na koniec eksperymentu pobierz końcowe próbki wody do analizy ogólnego składu chemicznego i zmierz zestaw parametrów (np. DO, pH, EC, ORP, główne aniony/kationy, składniki odżywcze, NAFCs oraz wszelkie inne istotne zanieczyszczenia).

Schemat instalacji systemu hydroponicznego przedstawiający przepływ wody i komponenty, takie jak pompa i rury PVC.
Rysunek 1: Schemat konstrukcji mezokosmu i układu eksperymentalnego. (A) Schemat budowy mezokosmu i wymaganych komponentów. (B) Przykład układu eksperymentalnego, obejmujący dodanie podłoża i roślin oraz rozmieszczenie zbiornika. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Układ eksperymentalny do analizy drenażu gleby z beczkami do zbierania wody.
Rysunek 2: Przykład układu mezokosmów i zbiorników. (A) Układ mezokosmów i zbiorników w szklarni bez folii aluminiowej. (B) Układ przedstawiający mezokosmy i zbiorniki z folią aluminiową owiniętą wokół mezokosmów w celu ograniczenia przenikania światła, z jedną pompą na dwa mezokosmy. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Wyniki

Sukces tego protokołu budowy sztucznych terenów podmokłych w mezokosmach został udowodniony poprzez intensywny wzrost i rozwój gatunków roślin, ciągły monitoring parametrów środowiskowych oraz efektywne usuwanie zanieczyszczeń w czasie. Dane zebrane przez Trepaniera i współpracowników17 ilustrują skuteczność metody oraz oczekiwane rezultaty. W badaniu oceniano zdolność Carex aquatilis, turzycy wodnej powszechnie występującej na borealnych terenach podmokłych, do redukcji NAFCs w OSPW. Porównano wydajność mezokosmów z C. aquatilis z mezokosmami bez roślin, przy zastosowaniu OSPW lub wody procesowej przygotowanej w laboratorium. Mezokosmy skonstruowano z podłoża składającego się z 10 cm gruboziarnistych pozostałości piaskowych (CST) warstwowo ułożonych z 10 cm mineralnej mieszanki torfowej (PMM), z 25 cm OSPW pokrywającej podłoża. Przed rozpoczęciem eksperymentu rośliny hodowano przez 3 miesiące do osiągnięcia średniej wysokości 83 cm, a następnie przesadzono do systemu. Dodano wodę RO (Rysunek 3), aby aklimatyzować rośliny w mezokosmie, a systemy utrzymywano w temperaturze 20 oC przez 32 dni.

Proces wzrostu roślin wraz z przygotowaniem gleby, sadzeniem i podlewaniem w kontrolowanym układzie eksperymentalnym.
Rysunek 3: Sadzenie gatunków i dodawanie wody RO. (A) Dodawanie ubitego podłoża oraz przykład sadzenia gatunków w podłożu. (B) Równomierne rozmieszczenie gatunków roślin w całym mezokosmosie. (C) Dodawanie wody RO do mezokosmosów w okresie aklimatyzacji roślin. Skrót: RO = odwrócona osmoza. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rośliny wykazały silny wzrost w trakcie całego eksperymentu, z wyraźnym zwiększeniem wysokości i stopnia pokrycia (Ryc. 4). Ryc. 5 dodatkowo ilustruje stały wzrost C. aquatilis, która do 40. dnia osiągnęła wysokość około 150 cm, po czym wzrost ten ustabilizował się. Wartość ta mieściła się w oczekiwanym zakresie wzrostu C. aquatilis, wynoszącym 20-155 cm. Przeżywalność roślin była wysoka i wyniosła 98%, a pod koniec eksperymentu 99% tkanki roślinnej pozostało żywe. Jednak większość roślin wykazywała oznaki chlorozy, nekrozy i/lub mozaikowatości, a w niektórych przypadkach wystąpiły zdeformowane i pomarszczone liście17. Rutynowe monitorowanie stanu zdrowia roślin jest kluczowe dla identyfikacji potencjalnych problemów, takich jak inwazje szkodników.

Porównanie wzrostu roślin w ciągu 78 dni, układ eksperymentalny z kontrolowanymi warunkami, badanie fizjologii roślin.
Rysunek 4: Zdjęcia wzrostu roślin na początku i na końcu eksperymentu. Przykład zdjęcia wzrostu i kondycji Carex aquatilis od dnia 0 do dnia 78. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Wzrost roślin w czasie z użyciem OSPW; wysokość vs. dni; wykres liniowy; słupki błędów; zaznaczony okres aklimatyzacji.
Rysunek 5: Wysokość roślin w czasie w mezokosmie zawierającym Carex aquatilis. Średnia wysokość roślin Carex aquatilis w mezokosmach (n = 48). Dzień 0 to moment dodania OSPW do systemu. Okres aklimatyzacji roślin odnosi się do czasu, w którym mezokosmy zawierały wodę RO przed dodaniem OSPW. Słupki błędów oznaczają jedno odchylenie standardowe od średniej. Rysunek został zaadaptowany z Trepanier et al.17. Skróty: RO = odwrócona osmoza; OSPW = woda z procesów wydobycia piasków bitumicznych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Kluczowe parametry środowiskowe, takie jak rozpuszczony tlen (DO) w wodzie i potencjał redoks podłoża, były rutynowo monitorowane w celu zapewnienia optymalnej wydajności systemu, ponieważ utrzymanie odpowiedniego poziomu tlenu jest krytyczne dla zdrowia roślin i efektywnego usuwania zanieczyszczeń w systemach CWTS. Wartości redoks podłoża wahały się w trakcie eksperymentu, przy czym mezokosmy niezsadzone pozostawały w warunkach utleniających w zakresie od 50 mV do 100 mV, podczas gdy mezokosmy zawierające C. aquatilis sporadycznie zbliżały się do 0 mV. W OSPW utrzymano poziomy DO > 5 ppm przez cały czas trwania eksperymentu, a poziom DO był ogólnie wyższy w mezokosmach bez roślin, szczególnie pod koniec eksperymentu (Rycina 6). Stężenie rozpuszczonego tlenu (DO) na poziomie 8 ppm jest często uważane za optymalne dla wzrostu roślin, jednak wartość DO powyżej 5 ppm jest dopuszczalna. Rutynowe monitorowanie pozwala na identyfikację sporadycznych spadków poziomu DO, co może skłonić do przeprowadzenia kontroli systemu, np. weryfikacji sprawności pompy, w celu zapewnienia stabilnego działania.

Tlen rozpuszczony, poziomy potencjału redoks gleby w czasie; wykres porównuje warunki bez roślin i z Carex aquatilis.
Rycina 6: Pomiary tlenu rozpuszczonego i potencjału redoks gleby w mezokosmach. (A) Tlen rozpuszczony w OSPW oraz (B) potencjał redoks gleby dla mezokosmów z Carex aquatilis i wariantów bez roślin zawierających tylko OSPW. Punkty danych reprezentują średnie z czterech powtórnych mezokosmów (n = 4), a słupki błędów wskazują jeden błąd standardowy średniej. Skrót: OSPW = woda objęta procesami przetwarzania piasków naftowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Głównym celem badania była ocena potencjału redukcji NAFC z OSPW przy użyciu CWTS w mezokosmosie. Rycina 7 przedstawia stopniowy spadek stężeń NAFC w trakcie trwania eksperymentu, co dowodzi skuteczności systemu. Obecność C. aquatilis zwiększyła usuwanie NAFC, prowadząc do 76% redukcji NAFC w ciągu 82 dni (z początkowych 72,1 mg/L do końcowych 17,1 mg/L), w porównaniu do 8,5% w nieobsadzonej próbie kontrolnej w ciągu 82 dni (z początkowych 64,5 mg/L do końcowych 59,0 mg/L)17. Skuteczna redukcja stężenia NAFC, wraz ze zdrowym wzrostem roślin i korzystnymi warunkami środowiskowymi, potwierdza efektywne działanie układu mezokosmosowego. Wyniki te demonstrują zdolność systemu do symulacji sztucznych terenów podmokłych i dostarczają cennych informacji na temat roli CWTS w redukcji toksyczności OSPW.

Porównanie stężenia NAFC w czasie w działce nieobsadzonej i obsadzonej *Carex aquatilis*, wykres słupkowy.
Rysunek 7: Stężenie NAFC w czasie w mezokosmach. Stężenie związków frakcji kwasów naftenowych w mezokosmach z Carex aquatilis oraz w wariantach nieobsadzonych zawierających wyłącznie OSPW. Punkty danych reprezentują średnie z czterech powtórzonych mezokosmach (n = 4), a słupki błędów wskazują jeden błąd standardowy średniej. Różne litery przy średnich wskazują na istotną różnicę (P < 0,05). Rysunek został zaadaptowany z Trepanier et al.17. Skróty: OSPW = woda z procesu wydobycia piasków bitumicznych; NAFC = związki frakcji kwasów naftenowych. Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.

Dyskusja

CWTS są stosowane jako pasywne i opłacalne oczyszczanie wielu ścieków13; jednak są one stosunkowo nową metodą leczenia OSPW pod kątem tłumienia NAFC 7,8,9,10,11,12,17,18. Korzystając z metod opisanych w tym artykule, skuteczność CWTS można zwiększyć poprzez ocenę różnych parametrów projektowych.

Mezokosmosy są montowane tak, jak pokazano na rysunku 1, zapewniając zainstalowanie odpowiednich rur drenażowych. Aby zapobiec potencjalnym problemom z przepływem lub nierównomiernym czasom retencji spowodowanym zatkaniem wylotów podłoża, na dolnym korku odpływowym umieszcza się myjkę do węży z sitkiem filtrującym, a górny otwór drenażowy umieszcza się nad poziomem podłoża. Jeśli pomimo tych środków dojdzie do zatkania, do usunięcia zatorów można użyć ślimaka drenażowego lub ciśnienia powietrza.

Mezokosmosy umieszcza się na stołach szklarniowych wzmocnionych sklejką, a na końcach stołów umieszczono wiadra ze zbiornikami do recyrkulacji wody. Woda krąży w systemie za pomocą przepływu grawitacyjnego, wchodząc wężem dopływowym i wychodząc na końcu powierzchniowego otworu drenażowego, zanim wróci z powrotem do zbiornika. Czas retencji (dni) został wybrany na podstawie wcześniejszych badań na terenach podmokłych7. Zatapialne pompy obiegowe służą do zapewnienia ciągłego mieszania zbiornika. Pompy dozujące służą do ułatwienia przepływu wody między mezokosmosem a zbiornikiem. Możliwe jest podłączenie jednej pompy dozującej do dwóch mezokosmosów. Pompy powinny być ustawione w oparciu o cele doświadczalne, aby osiągnąć pożądane natężenie przepływu i czas retencji.

Po zbudowaniu mezokosmosu podłoże jest równomiernie upakowane w mezokosmosach, rośliny są przesadzane i dodawana jest woda RO. Woda RO jest początkowo używana w okresie aklimatyzacji roślin, aby zapewnić dobrze funkcjonujący system ze zdrowymi roślinami przed rozpoczęciem eksperymentu. Po okresie aklimatyzacji mezokosmosy są osuszane, przepłukiwane 100% OSPW przez 24 godziny, aby zapewnić wymianę wody porowej, a następnie ponownie napełniane OSPW przed rozpoczęciem eksperymentu.

Kluczowe pomiary, które należy wykonać, obejmują wskaźniki zdrowia i wzrostu roślin, parametry chemiczne podłoża i wody oraz stężenia docelowego zanieczyszczenia. Rutynowe pomiary parametrów wody i podłoża są wykonywane raz na cykl, aby upewnić się, że mezokosmos działa zgodnie z oczekiwaniami. Zaleca się pomiar parametrów jakości wody, w tym DO, ORP, pH i przewodności, raz na cykl za pomocą wieloparametrowego przyrządu YSI Professional Plus. Potencjał redoks w glebie i DO w wodzie są kluczowymi parametrami, które należy monitorować, aby zapewnić, że mezokosmosy utrzymują warunki tlenowe.

Opisana metoda jest wysoce elastyczna i może być zmieniana w zależności od celów leczenia. Główne modyfikacje zabiegu obejmują między innymi gatunki roślin, wykorzystanie wielu gatunków roślin, czas retencji, warunki środowiskowe, skład i głębokość podłoża oraz dodanie nawozów. Gatunki roślin powinny być wybierane na podstawie cech, które zwiększają przeżywalność roślin i skuteczność fitoremediacji. Wybór rodzimych gatunków roślin mokradłowych przystosowanych do lokalnego klimatu zwiększy prawdopodobieństwo pomyślnego wzrostu i przetrwania 11,13,14. Gatunki roślin, które dobrze nadają się do stosowania w CWTS, to te, które mają głębokie i szerokie korzenie, silne kłącza, szybki wzrost, wystarczający transport tlenu i mają mechanizmy przeciwdziałające skutkom zasolenia 17,19,20. Często zaleca się unikanie sadzenia mieszanek gatunków roślin, ponieważ zwiększona różnorodność roślin może prowadzić do zmniejszenia pewności co do skuteczności CWTS. Zwłaszcza, jeśli jedna roślina stanie się dominująca, trudno jest modelować, jak będzie się zachowywaćCWTS 14. Wybrane gatunki roślin będą miały również wpływ na ewapotranspirację, która może mieć wpływ na stężenie soli i innych zanieczyszczeń.

Ważne jest, aby upewnić się, że ewapotranspiracja jest uwzględniana w systemie; zapewnienie utrzymania poziomu OSPW za pomocą wody RO. Stosowanie wody miejskiej lub innej niż RO może prowadzić do wzrostu ilości innych składników (np. chlorków, wapnia, fluoru), co może mieć wpływ na wyniki badania mezokosmosu. Zmiana czasu retencji może pomóc w napowietrzaniu, zapewniając, że różne składniki i poziomy w mezokosmosie nie staną się beztlenowe, co mogłoby mieć wpływ na zbiorowiska mikrobiologiczne i zdrowie roślin.

Napływy pulsacyjne lub okresowe można wykorzystać do symulacji naturalnej dynamiki terenów podmokłych (tj. zdarzeń burzowych i odpływu sezonowego). Zapewnienie, że zmienne środowiskowe (temperatura, warunki świetlne i wahania sezonowe) są podobne do tych występujących w badanym obszarze, jest ważne dla ekstrapolacji prac na dużą skalę CWTS, ponieważ zmniejszy liczbę nowych zmiennych, które będą miały wpływ na system i analizę, w jaki sposób te zmienne wpływają na skuteczność CWTS w tłumieniu NAFC. Wybór substratów do mezokosmosów, które mogą być stosowane na większą skalę CWTS, pomoże w opracowaniu przyszłego projektu i zwiększeniu skuteczności systemu oczyszczania. W górnictwie piasków roponośnych substratami są gruboziarniste odpady piaskowe i mieszanka torfowo-mineralna, które zostały wcześniej przetestowane w badaniach mezokosmicznych w celu określenia optymalnego podłoża w celu poprawy zdrowia roślin, zwiększenia pożytecznych społeczności mikroorganizmów i pomocy w tłumieniu NAFC17.

Głównym ograniczeniem tej metody jest ograniczony rozmiar i głębokość mezokosmosu, co może wpływać na wzrost korzeni i powodować wiązanie korzeni roślin. Ograniczenia te można przezwyciężyć poprzez skrócenie czasu trwania eksperymentu i/lub zmniejszenie liczby wykorzystanych pojedynczych roślin. Jeśli w tym samym mezokosmosie wykorzystuje się wiele gatunków, mogą wystąpić efekty synergiczne lub addytywne wynikające z konkurencji. Ostatecznie, rozmiar i głębokość mezokosmosu może skutkować krótszym czasem trwania eksperymentu, co ograniczy ilość zbieranych danych. Długoterminowe eksperymenty mogą badać procesy, takie jak obieg składników odżywczych, które zachodzą, gdy materia organiczna jest dodawana do systemu w wyniku akumulacji i powolnego rozkładu detrytusu roślinnego i wysięków korzeniowych. Może to mieć wpływ na zbiorowiska drobnoustrojów i szybkość tłumienia zanieczyszczeń. Dodatkowo, stosunkowo krótkie ramy czasowe eksperymentów tego projektu mezokosmosu zapewniają szybkie informacje zwrotne, które można wykorzystać do ulepszenia przyszłych eksperymentów. Składniki odżywcze można dodawać do systemu mezokosmosu; Jednak rodzaj i ilość dodawanego nawozu wymagają intensywnego monitorowania, aby zapobiec zakwitowi glonów.

Warunki w szklarni są ustawione tak, aby stworzyć optymalne środowisko wzrostu; Zakresy temperatur są ustawione tak, aby odpowiednio odzwierciedlały sezonowe temperatury w regionie, a stopniowe zmiany są wdrażane w celu symulacji naturalnych wahań dobowych. Poziomy wilgotności są również regulowane w zakresie reprezentatywnym dla klimatu regionalnego. Dodatkowo szklarnia została zaprojektowana tak, aby odbierać 25 000 luksów, co odpowiada około 200 W/m² światła dziennego otoczenia, w wyznaczonych godzinach dziennych. Aby zapewnić stałe natężenie światła, diody LED są aktywowane, gdy poziom naturalnego światła spadnie poniżej tego progu. Korzystanie ze szklarni ma również swoje ograniczenia. Chociaż zapewnia kontrolowane środowisko, szklarnie mogą również stanowić wyjątkowe wyzwania, takie jak inwazje szkodników, efekty cieplarniane i tworzenie nienaturalnego środowiska. Inwazje szkodników są szczególnie powszechne w środowiskach szklarniowych i mogą wpływać na zdrowie i wzrost roślin. Aby ograniczyć stosowanie środków owadobójczych, doskonałą alternatywą są naturalne drapieżniki lub fizyczne usuwanie szkodników. Pomimo tych wyzwań szklarnia pozostaje optymalnym środowiskiem do przeprowadzenia badania pilotażowego, ponieważ pozwala na precyzyjną kontrolę i badanie poszczególnych parametrów14.

Metoda ta reprezentuje jedno z wielu podejść do projektowania eksperymentów mezokosmicznych. Eksperymenty CWTS na skalę pilotażową mogą być przeprowadzane na zewnątrz 10,21 lub w pomieszczeniach 4,17. Na mezokosmosy zewnętrzne wpływają wielowymiarowe czynniki środowiskowe, które mogą wchodzić w złożone i nieprzewidywalne interakcje. Interakcje te utrudniają modelowanie poszczególnych zmiennych lub wyjaśnienie konkretnych mechanizmów napędzających obserwowane wyniki. W rezultacie trudno jest określić, które czynniki przyczyniają się do wydajności CWTS i zidentyfikować możliwości poprawy projektu systemu; jednak bardziej odwzorowują one pełnoskalowe warunki CWTS14. W przeciwieństwie do tego, mezokosmosy wewnętrzne zapewniają bardziej kontrolowane środowisko, minimalizując wpływ natury i innych wpływów zewnętrznych, ułatwiając zrozumienie procesów i identyfikację parametrów projektowych, które mogą zwiększyć wydajność.

Projekty CWTS zazwyczaj charakteryzują się poziomym przepływem powierzchniowym 4,10,17,18 lub pionowym przepływem podpowierzchniowym 18. Opisana tutaj metoda reprezentuje projekt mezokosmosu z poziomym przepływem powierzchniowym. Podczas gdy systemy przepływu pionowego opierają się na grawitacji, aby ułatwić pionowy ruch wody, oferując lepsze natlenienie i wymagając mniej miejsca, systemy przepływu poziomego utrzymują bardziej stabilne warunki10 i zwiększają potencjał fitoremediacji22. Mezokosmosy oferują znaczące korzyści dla rozwoju CWTS poprzez testowanie integralnych komponentów i zwiększanie wydajności dla przyszłych zastosowań na dużą skalę, umożliwiając powielanie i kontrolę otaczającego środowiska oraz umożliwiając izolację i pomiar indywidualnych parametrów eksperymentalnych, jednocześnie śledząc zmiany biotyczne i szlaki rozpraszania chemicznego.

Oświadczenia

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Podziękowania

Finansowanie tych badań zostało zapewnione przez Genome Canada Large Scale Applied Research Project (LSARP, grant #18207) oraz program finansowania Skumulowanych Efektów Kanadyjskiej Służby Leśnej. Chcielibyśmy podziękować firmie Imperial Oil Ltd. za dostarczenie materiałów wykorzystanych w tych badaniach. Chcielibyśmy również podziękować wszystkim, którzy pomagali w eksperymentach: Ianowi J. Vander Meulenowi, Jasonowi M.E. Ahadowi, Sarze Correi-Garcii, Simonowi Morvanowi, Marie-Josée Bergeron, Dilini Atugali, Lisie Gieg, Johnowi V. Headleyowi, Étienne Yergeau i Christine Martineau. Chcielibyśmy również podziękować Douglasowi Muenchowi za eksperymentalny i mezokosmiczny design. Chcielibyśmy również podziękować pracownikom Północnego Centrum Leśnictwa oraz letnim studentom, którzy pomagali przez cały czas trwania eksperymentów. Pragniemy potwierdzić, że nasze badania zostały przeprowadzone na terytorium Traktatu 6, a materiały źródłowe do tych eksperymentów zostały zebrane z terytorium Traktatu 8. Uznajemy i szanujemy Pierwsze Narody, Metysów i Inuitów, którzy żyli, gromadzili się i podróżowali na tych ziemiach.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
2-calowe x 4-calowe x 12 stóp TarcicaDowolna dostawcaNie
3/4-calowy mosiężny zawór kulowy PEXDowolny dostawcaNie
3/4-calowego miedzianego pierścienia zaciskanego PEX do rury PEXDowolny dostawca Nie
3/4 cala IPEX Harmonogram 40 PVC 90° Spawanie kolanka ulicznegodowolnego dostawcyNie dotyczy
3/4-calowy kij PEX Białydowolny dostawcaNie dotyczyNa zewnątrz mezokosmosu
3/4-calowy adapter PEX x 3/4 cala MPT Mosiężny dowolnydostawcaNie dotyczy 3
/4-calowego plastikowego kolanka rozprężnego do PEXdowolnego dostawcyNie
3/4-calowy plastikowy trójnik rozprężny 3/4 cala do PEXdowolny dostawcaNie
3/4-calowa przegroda PVC Złączka zbiornika na wodę AdapterdostawcyNie
3/4-calowego PVC Harmonogram Kolano 40/90 stopniDowolna dostawcaNie dotyczy
3/4-calowy PVC Harmonogram 40 męski adapter Dowolny dostawcaNie dotyczy
3/4 cala PVC BiałyDowolny dostawcaNie dotyczyDo wnętrza mezokosmosu
4-calowe wkręty do drewnaDowolny dostawca Niedotyczy
Folia aluminiowa Dowolny dostawcaNie
Zatapialna pompa cyrkulacyjna z głowicą akwariowąDowolny dostawcaNie dotyczyPrzyssawka lub
magnetyczna myjka do wężyDowolny dostawcaNie dotyczy
Miracle Grow rozpuszczalny w wodzie pokarm roślinnyMiracle GrowN/Aformuła 24-8-16
Kontroler akwariowy Neptune Apex A3 i listwa zasilającaNeptune SystemsN/A
Pompa dozująca Neptune Apex DOS Quiet DriveNeptune SystemsN/A
Neptune AquaBus - 15-stopowy męski/męskiNeptune SystemsN/A
Rurki Neptune DOS DDR Neptune SystemsN/A
Plastikowy bęben przemysłowy z otwartym górąDowolny dostawcaNie dotyczy57 L
szalka PetriegoDowolny dostawca NiedotyczyDo stratyfikacji nasion
TorfDowolny dostawca Nie
Zbiornik polipropylenowy D& M Plastics Inc.RW101650,8 cm wysokości i razy; 33,0 cm szerokości i razy 129,5 cm długości; 248,1 l
Silikonowy uniwersalny wodoodporny uszczelniacz (klasa akwariowa)Dowolny dostawca Niedotyczy
Standardowe pojemniki styroblokowe (415A) Dowolny dostawcaNie dotyczy Taśma
teflonowaDowolny dostawcaNie
Professional PlusYSI Inc. Numer katalogowy: 6050000
dotyczy dotyczy dotyczy dotyczy dotyczy dowolnego dotyczy dotyczy dotyczy dotyczy Przyrząd wieloparametrowy YSI

Bibliografia

  1. Alberta Geological Survey Oil Sands. , Alberta Geological Survey. https://ags.aer.ca/our-science/oil-and-gas/oil-sands (2024).
  2. Alberta Geological Survey. Energy Regulator State of Fluid Tailings Management for Mineable Oil Sands, 2020. , 83(2021).
  3. Allen, E. W. Process water treatment in Canada's oil sands industry: II. A review of emerging technologies. J Environ Eng Sci. 7 (5), 499-524 (2008).
  4. McQueen, A. D., et al. Performance of a hybrid pilot-scale constructed wetland system for treating oil sands process-affected water from the Athabasca oil sands. Ecol Eng. 102, 152-165 (2017).
  5. Hughes, S. A., et al. 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. Environ Toxicol Chem. 36 (11), 3148-3157 (2017).
  6. Morandi, G. D., et al. Effects-directed analysis of dissolved organic compounds in oil sands process-affected water. Environ Sci Technol. 49 (20), 12395-12404 (2015).
  7. Ajaero, C., et al. Fate and behavior of oil sands naphthenic acids in a pilot-scale treatment wetland as characterized by negative-ion electrospray ionization Orbitrap mass spectrometry. Sci Total Environ. 631 - 632, 829-839 (2018).
  8. Ajaero, C., et al. Developments in molecular level characterization of naphthenic acid fraction compounds degradation in a constructed wetland treatment system. Environments. 7 (10), 1-16 (2020).
  9. Cancelli, A. M., Gobas, F. A. P. C. Treatment of naphthenic acids in oil sands process-affected waters with a surface flow treatment wetland: Mass removal, half-life, and toxicity-reduction. SSRN Electronic Journal. 213, 113755(2022).
  10. Cancelli, A. M., Gobas, F. A. P. C. Treatment of polycyclic aromatic hydrocarbons in oil sands process-affected water with a surface flow treatment wetland. Environments. 7 (9), 1-16 (2020).
  11. Cancelli, A. M., Borkenhagen, A. K., Bekele, A. A vegetation assessment of the Kearl treatment wetland following exposure to oil sands process-affected. Water. 14 (22), 1-18 (2022).
  12. Simair, M. C., et al. Treatment of oil sands process affected waters by constructed wetlands: Evaluation of designs and plant types. Sci Total Environ. 772, 145508(2021).
  13. Constructed Treatment Wetland. , Interstate Technology Regulatory Council Mining Waste Treatment Technology Selection. https://projects.itrcweb.org/miningwaste-guidance/to_const_treat.htm (2010).
  14. Haakensen, M., Pittet, V., Spacil, M. M., Castle, J. W., Rodgers, J. H. Jr Key aspects for successful design and implementation of passive water treatment systems. J Environ Solutions Oil Gas Mining. 1 (1), 59-81 (2015).
  15. Get started identifying the Apex and EB832. , Available from: https://help.neptunesystems.com/getstarted/apexng/ (2024).
  16. Pouliot, R., Rochefort, L., Graf, M. D. Impacts of oil sands process water on fen plants: Implications for plant selection in required reclamation projects. Environ Pollut. 167, 132-137 (2012).
  17. Trepanier, K. E., Vander Meulen, I. J., Ahad, J. M. E., Headley, J. V., Degenhardt, D. Evaluating the attenuation of naphthenic acids in constructed wetland mesocosms planted with Carex aquatilis. Environ Monit Assess. 195 (10), 1228(2023).
  18. Hendrikse, M., et al. Treatment of oil sands process-affected waters using a pilot-scale hybrid constructed wetland. Ecol Eng. 115, 45-57 (2018).
  19. Albert, R., Popp, M. Chemical composition of halophytes from the Neusiedler Lake region in Austria. Oecologia. 27 (2), 157-170 (1977).
  20. Cooper, A. The effects of salinity and waterlogging on the growth and cation up take of salt marsh plants. New Phytol. 90 (2), 263-275 (1982).
  21. Reis, P. C. J., et al. Microbial degradation of naphthenic acids using constructed wetland treatment systems: metabolic and genomic insights for improved bioremediation of process-affected water. FEMS Microbiol Ecol. 99 (12), fiad153(2023).
  22. Yang, L., Bekele, A., Gamal El-Din, M. Comprehensive characterization of organics in oil sands process water in constructed mesocosms utilizing multiple analytical methods. Environ Res. 252, 118972(2024).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Eksperymenty w mezokosmachścieki z piasków naftowychzwiązki kwasów naftenowychsystemy oczyszczania w mokradłachinterakcje roślinno-mikrobowemokradło o przepływie powierzchniowymczas retencjicharakterystyka podłożapomiar tlenu rozpuszczonego