Name: Projekt terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-02T14:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: Poznaj projektowanie terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków związanych z piaskami roponośnymi. Ta metoda pozwala badać interakcje roślin i mikroorganizmów w celu optymalizacji usuwania zanieczyszczeń.

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

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.

1. Budowa mezokosmu
UWAGA: Szczegółna lista materiałów niezbędnych do budowy mezokosmu znajduje się w Tabeli materiałów, a schemat budowy mezokosmu przedstawiono na Rysunku 1.
<ol>
	<li>W razie potrzeby zdejmij górną część zbiornika z polietylenu (129,5 cm x 30,0 cm).</li>
	<li>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.
	<ol>
		<li>Otwór odpływowy dla wody glebowej (część #2): umieść go w narożniku podstawy zbiornika, upewniając się, że jest wystarczająco dużo miejsca na przepust.</li>
		<li>Otwór odpływowy dla wód powierzchniowych (część #1): umieść go powyżej poziomu gleby, blisko środka zbiornika.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wewnątrz przepustu umieść uszczelkę do węży (część #4) z sitkiem filtracyjnym (część #5) i zabezpiecz ją uszczelniaczem.</li>
	<li>Zmontuj wewnętrzną instalację odpływową:
	<ol>
		<li>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).</li>
		<li>Do kolanka 90° włóż odcinek rury PVC (część #12) docięty tak, aby odpowiadał wysokości pożądanego poziomu wody.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmontuj zewnętrzną instalację odpływową. W poniższych krokach używaj pierścieni zaciskowych do mocowania rur PEX do złączek.
	<ol>
		<li>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).</li>
		<li>Odetnij dwa równe odcinki rury PEX 3/4 cala (część #7) i przymocuj je do mosiężnych adapterów MPT (część #6).</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>W przypadku otworu odpływowego wód powierzchniowych, podłącz rurę PEX do plastikowego rozporowego kolanka, łącząc go z trójnikiem rozporowym.</li>
		<li>Po połączeniu systemu dodaj kolejny odcinek PEX (część #7) do plastikowego trójnika rozporowego, kończąc go skierowanym w dół plastikowym kolankiem rozporowym.</li>
		<li>Do dołu plastikowej złączki kolankowej rozporowej dodaj kolejny odcinek PEX (część #7), aby zapewnić odpływ wody do zbiornika retencyjnego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zwiększ stabilność strukturalną mezokosmosu:
	<ol>
		<li>Zbuduj ramę (część #13, długość 129,5 cm x szerokość 37,0 cm) z drewnianych listew o przekroju 2 cale x 4 cale.</li>
		<li>Zabezpiecz ramę za pomocą wkrętów do drewna.</li>
		<li>Umieść ramę na mezokosmosie, upewniając się, że nie opiera się ona na złączkach instalacyjnych.</li>
		<li>Owiń zewnętrzną stronę mezokosmosu folią aluminiową, aby ograniczyć dopływ światła do gleby przez ścianki mezokosmosu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Konfiguracja i utrzymanie mezokosmu
<ol>
	<li>Wyhoduj rośliny do eksperymentu z nasion:
	<ol>
		<li>Przeprowadź stratyfikację nasion zgodnie z wymaganiami.</li>
		<li>Umieść nasiona w standardowych styropianowych pojemnikach z torfem w charakterze podłoża do sadzonek.</li>
		<li>Po wykiełkowaniu siewek nawoź je 3 razy w tygodniu, używając rozpuszczalnego w wodzie nawozu dla roślin (24-8-16).</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustaw mezokosmy w szklarni:
	<ol>
		<li>(Opcjonalnie) Wzmocnij stoły szklarniowe sklejką, aby utrzymały ciężar mezokosmów.</li>
		<li>Rozmieść mezokosmy równomiernie na stołach w sekcji szklarni, aby zapewnić losowe rozmieszczenie wariantów i zminimalizować różnice w warunkach środowiskowych (Rysunek 2).</li>
		<li>Ustaw instalację hydrauliczną tak, aby zwisała z krawędzi stołu, zapewniając właściwy drenaż do zbiornika retencyjnego (Rysunek 2).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj zbiornik retencyjny:
	<ol>
		<li>Umieść plastikową przemysłową beczkę o pojemności 57 L z otwartą górą pod odpływem hydraulicznym.</li>
		<li>Zainstaluj zanurzeniową pompę cyrkulacyjną pomiędzy środkiem a dnem zbiornika, aby umożliwić ciągłe mieszanie wody w zbiorniku. Przymocuj kabel zasilający do zewnętrznej strony zbiornika.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodaj i nasyć substrat:
	<ol>
		<li>Rozłóż substrat równomiernie w mezokosmie i ugnieć go z umiarkowanym naciskiem do pożądanej wysokości. 
		UWAGA: Wysokość substratu zależy od celów badawczych i gatunku rośliny.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyznacz natężenie przepływu:
	<ol>
		<li>Wybierz czas retencji na podstawie wcześniejszych badań i celów naukowych.</li>
		<li>Oblicz całkowitą objętość wody w mezokosmie. 
		<img alt="Wzór na obliczenie objętości wody dla konfiguracji mezokosmu, uwzględniający wymiary i objętość wody porowej." src="/files/ftp_upload/68195/68195eq01.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1"></li>
		<li>Oblicz natężenie przepływu. 
		<img alt="Wzór na natężenie przepływu (L/d) do obliczenia objętości wody; równanie w badaniu z zakresu nauk o środowisku." src="/files/ftp_upload/68195/68195eq02.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 2"></li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zainstaluj pompy:
	<ol>
		<li>Umieść jedną pompę pomiędzy dwoma sąsiednimi mezokosmami. 
		UWAGA: Jeśli jest to konieczne, jedną pompę można przypisać do jednego mezokosmu.</li>
		<li>Połącz wszystkie pompy za pomocą kabla USB typu męży-męży, łącząc ostatnią pompę z kontrolerem.</li>
		<li>Zanurz rurkę zaworu wlotowego w zbiorniku retencyjnym, zabezpieczając ją lub obciążając, aby pozostała na miejscu.</li>
		<li>Przymocuj rurkę zaworu wylotowego do tylnego górnego narożnika mezokosmu, upewniając się, że znajduje się ona powyżej lustra wody.</li>
		<li>Owiń rurkę folią aluminiową, aby zapobiec wzrostowi glonów.</li>
		<li>Skonfiguruj i skalibruj pompy, listwę zasilającą oraz kontroler zgodnie z instrukcjami producenta15.</li>
		<li>Ustaw pompy na obliczone natężenie przepływu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Posadź i zaaklimatyzuj gatunki roślin:
	<ol>
		<li>Dostosuj temperaturę i oświetlenie LED do optymalnych poziomów wzrostu roślin, kondycjonując gatunki do warunków w mezokosmie.</li>
		<li>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).</li>
		<li>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.</li>
		<li>Włącz pompy z ostatecznym, pożądanym natężeniem przepływu.</li>
		<li>Po osiągnięciu pożądanego poziomu wody dostosuj oświetlenie i temperaturę w szklarni do ustawień eksperymentalnych i pozwól roślinom aklimatyzować się przez około 35 dni.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Opróżnij i przepłucz system:
	<ol>
		<li>Usuń rurkę PVC i otwórz zawór kulowy, aby całkowicie opróżnić system; może to potrwać do 2 dni.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Po przepłukaniu zamknij zawór kulowy i włóż rurkę PVC tak, aby odpowiadała pożądanemu poziomowi wody.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodaj OSPW:
	<ol>
		<li>Ostrożnie wlej OSPW do każdego mezokosmu, aby nie zakłócić substratu ani roślin, wypełniając go do pożądanego poziomu wody.</li>
		<li>W przypadku korzystania z wielu partii wody upewnij się, że właściwości chemiczne są spójne lub rozdziel je równomiernie pomiędzy wszystkie mezokosmy.</li>
		<li>Napełnij zbiornik retencyjny wodą OSPW, pozostawiając około 5 cm wolnej przestrzeni od góry.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zarządzaj parowaniem:
	<ol>
		<li>Uzupełniaj wodę w zbiorniku retencyjnym za pomocą wody RO w razie potrzeby, utrzymując poziom wody około 5 cm poniżej górnej krawędzi.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Pobieranie próbek
<ol>
	<li>Pomiary gatunków roślin:
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pomiary podłoża:
	<ol>
		<li>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).</li>
		<li>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.</li>
		<li>W każdym cyklu czasu retencji mierz ORP podłoża za pomocą odpowiedniej sondy ORP.</li>
		<li>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).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pomiary wody:
	<ol>
		<li>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).</li>
		<li>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.</li>
		<li>W każdym cyklu czasu retencji mierz tlen rozpuszczony (DO), ORP, pH, EC oraz temperaturę za pomocą wskazanego urządzenia.</li>
		<li>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).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Schemat instalacji systemu hydroponicznego przedstawiający przepływ wody i komponenty, takie jak pompa i rury PVC." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Układ eksperymentalny do analizy drenażu gleby z beczkami do zbierania wody." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig02large.jpg" target="_blank">Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</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>

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

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.

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.

<table><tbody><tr><td>2-calowe x 4-calowe x 12 stóp Tarcica</td><td>Dowolna dostawca</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>3/4-calowy mosiężny zawór kulowy PEX</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>3/4-calowego miedzianego pierścienia zaciskanego PEX do rury PEX</td><td>Dowolny dostawca Nie</td><td></td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>3/4 cala IPEX Harmonogram 40 PVC 90&deg; Spawanie kolanka ulicznego</td><td>dowolnego dostawcy</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>3/4-calowy kij PEX Biały</td><td>dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td>Na zewnątrz mezokosmosu</td></tr><tr><td>3/4-calowy adapter PEX x 3/4 cala MPT Mosiężny dowolny</td><td>dostawca</td><td>Nie dotyczy 3</td><td></td></tr><tr><td>/4-calowego plastikowego kolanka rozprężnego do PEX</td><td>dowolnego dostawcy</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>3/4-calowy plastikowy trójnik rozprężny 3/4 cala do PEX</td><td>dowolny dostawca</td><td>Nie</td> dotyczy<td></td></tr><tr><td>3/4-calowa przegroda PVC Złączka zbiornika na wodę Adapter</td> dowolnego <td>dostawcy</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>3/4-calowego PVC Harmonogram Kolano 40/90 stopni</td><td>Dowolna dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>3/4-calowy PVC Harmonogram 40 męski adapter&nbsp;</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>3/4 cala PVC Biały</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td>Do wnętrza mezokosmosu</td></tr><tr><td>4-calowe wkręty do drewna</td><td>Dowolny dostawca Nie</td><td>dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Folia aluminiowa&nbsp;</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie</td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>Zatapialna pompa cyrkulacyjna z głowicą akwariową</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td>Przyssawka lub</td></tr><tr><td>magnetyczna myjka do węży</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Miracle Grow rozpuszczalny w wodzie pokarm roślinny</td><td>Miracle Grow</td><td>N/A</td><td>formuła 24-8-16</td></tr><tr><td>Kontroler akwariowy Neptune Apex A3 i listwa zasilająca</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Pompa dozująca Neptune Apex DOS Quiet Drive</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune AquaBus - 15-stopowy męski/męski</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Rurki Neptune DOS DDR&nbsp;</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Plastikowy bęben przemysłowy z otwartym górą</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy</td><td>57 L</td></tr><tr><td>szalka Petriego</td><td>Dowolny dostawca Nie</td><td>dotyczy</td><td>Do stratyfikacji nasion</td></tr><tr><td>Torf</td><td>Dowolny dostawca Nie</td><td></td><td></td></tr> dotyczy <tr><td>Zbiornik polipropylenowy&nbsp;</td><td>D& M Plastics Inc.</td><td>RW1016</td><td>50,8 cm wysokości i razy; 33,0 cm szerokości i razy 129,5 cm długości; 248,1 l</td></tr><tr><td>Silikonowy uniwersalny wodoodporny uszczelniacz (klasa akwariowa)</td><td>Dowolny dostawca Nie</td><td>dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>Standardowe pojemniki styroblokowe (415A)&nbsp;</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie dotyczy Taśma</td><td></td></tr><tr><td>teflonowa</td><td>Dowolny dostawca</td><td>Nie</td> dotyczy Przyrząd wieloparametrowy YSI <td></td></tr><tr><td>Professional Plus</td><td>YSI Inc.&nbsp;</td><td>Numer katalogowy: 6050000</td><td></td></tr></tbody></table>

projekt terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

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.

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.
<img alt="Proces wzrostu roślin wraz z przygotowaniem gleby, sadzeniem i podlewaniem w kontrolowanym układzie eksperymentalnym." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
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.
<img alt="Porównanie wzrostu roślin w ciągu 78 dni, układ eksperymentalny z kontrolowanymi warunkami, badanie fizjologii roślin." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 4"> 
Rysunek 4: Zdjęcia wzrostu roślin na początku i na końcu eksperymentu. Przykład zdjęcia wzrostu i kondycji Carex aquatilis od dnia 0 do dnia 78. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig04large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wzrost roślin w czasie z użyciem OSPW; wysokość vs. dni; wykres liniowy; słupki błędów; zaznaczony okres aklimatyzacji." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 5"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig05large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
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 &gt; 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.
<img alt="Tlen rozpuszczony, poziomy potencjału redoks gleby w czasie; wykres porównuje warunki bez roślin i z Carex aquatilis." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 6"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig06large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
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.
<img alt="Porównanie stężenia NAFC w czasie w działce nieobsadzonej i obsadzonej *Carex aquatilis*, wykres słupkowy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig07v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 7"> 
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 &lt; 0,05). Rysunek został zaadaptowany z Trepanier et al.17. Skróty: OSPW = woda z procesu wydobycia piasków bitumicznych; NAFC = związki frakcji kwasów naftenowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig07largev2.jpg" target="_blank">Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.</a>

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.

Projekt terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków

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

Nasze badania dotyczą wykorzystania konstruktywnych systemów oczyszczania terenów podmokłych jako pasywnego, opłacalnego podejścia do oczyszczania wody z piasków roponośnych, koncentrując się na usuwaniu związków frakcji kwasu naftenowego poprzez eksperymenty na skalę mezokosmiczną i identyfikowaniu kluczowych czynników optymalizacyjnych. Ostatnie postępy w zakresie konstruktywnych terenów podmokłych dla OSPW obejmują metody oparte na genomice w celu zwiększenia skuteczności konstruktywnych terenów podmokłych, integrując toksyczne NAFC. Ponadto wyniki naszych badań posłużą do optymalizacji wyboru instalacji i projektowania systemów w celu lepszego usuwania zanieczyszczeń. Badania mezokosmiczne łączą laboratorium z konstruktywnymi lukami w systemie oczyszczania terenów podmokłych, testując interakcje mikroorganizmów roślinnych i czynniki projektowe w półrealistycznych warunkach, aby ocenić skuteczność leczenia i pokierować wdrożeniem na skalę pilotażową.Nasz protokół pozwala na replikację i manipulację zmiennymi przy jednoczesnym uwzględnieniu złożoności ekologicznej, dzięki czemu mezokosmosy są idealne do identyfikacji mechanizmów obróbki przewodów, testowania projektowania systemów i przewidywania skalowalności przy zmniejszonym ryzyku i kosztach. Nasze odkrycia przyczynią się do postępu badań nad oczyszczaniem OSPW, pokazując, w jaki sposób skalowanie mezokosmosów skonstruowanych systemów oczyszczania na terenach podmokłych może skutecznie redukować toksyczne związki, takie jak NAFC, jednocześnie identyfikując specyficzne mechanizmy biotyczne i abiotyczne.[Narrator] Na początek umieść nasiona Carex aquatilis w standardowych pojemnikach styroblokowych wypełnionych torfem jako zatyczkę. Po wykiełkowaniu sadzonek należy je nawozić trzy razy w tygodniu, używając rozpuszczalnego w wodzie nawozu roślinnego. Wzmocnij stoły szklarniowe sklejką, aby utrzymać ciężar mezokosmosów. Rozłóż mezokosmosy równomiernie na stołach wnękowych szklarni. Ustaw instalację wodno-kanalizacyjną tak, aby zwisała z krawędzi stołu. Następnie umieść 57-litrowy plastikowy bęben przemysłowy z otwartą górą pod kanalizacją odpływową. Zainstaluj zatapialną pompę obiegową z głowicą zasilającą między środkiem a dnem zbiornika w celu ciągłego mieszania. Przymocuj przewód zasilający na zewnątrz zbiornika. Teraz rozprowadź podłoże równomiernie w mezokosmosie i ubij je z umiarkowanym naciskiem, aby osiągnąć pożądaną wysokość. Całkowicie nasącz podłoże wodą z odwróconej osmozy. Zmierz objętość dodanej wody, ponieważ jest ona równa objętości wody porowej w podłożu. Po wybraniu czasu retencji na podstawie wcześniejszych badań i celów badań, oblicz całkowitą objętość wody w mezokosmosie, korzystając z przedstawionego wzoru. Następnie oblicz natężenie przepływu. Umieść jedną pompę między dwoma sąsiednimi mezokosmosami. Połącz ze sobą wszystkie pompy za pomocą męsko-męskiego USB, upewniając się, że ostatnia pompa jest podłączona do sterownika. Teraz umieść rurkę w zaworze w zbiorniku i zabezpiecz ją, aby utrzymać ją na miejscu. Przymocuj rurkę zaworu wyjściowego do tylnego górnego rogu mezokosmosu, utrzymując ją nad linią wodną. Owiń rurkę folią aluminiową, aby zapobiec rozwojowi glonów. Ustaw i skalibruj pompy, listwę zasilającą i sterownik zgodnie z instrukcjami producenta. Następnie dostosuj pompy do obliczonego natężenia przepływu. Następnie dostosuj temperaturę i oświetlenie LED do optymalnego poziomu dla wzrostu roślin, jednocześnie kondycjonując gatunki roślin do mezokosmosu. Posadź równomiernie od sześciu do 12 pojedynczych gatunków roślin, aby zapewnić równą biomasę na jednostkę powierzchni w mezokosmosie. Napełnij zbiornik wodą z odwróconej osmozy. Stopniowo podnoś poziom wody odwróconej osmozy, utrzymując każdy poziom przez jeden do dwóch dni, i w razie potrzeby wymień rurę PVC, aby dopasować ją do poziomu wody. Włącz pompy z ostatecznym żądanym natężeniem przepływu. Po osiągnięciu pożądanego poziomu wody dostosuj światło i temperaturę w szklarni do ustawień eksperymentalnych i pozwól roślinom zaaklimatyzować się przez około 35 dni. Aby opróżnić i przepłukać system. Zdejmij rurę stojącą z PVC i otwórz zawór kulowy, aby całkowicie opróżnić system. Następnie przepłucz system za pomocą OSPW i zapewnij całkowity drenaż. Po przepłukaniu zamknij zawór kulowy i dodaj rurkę PVC, aby dopasować do żądanego poziomu wody. Ostrożnie wlej OSPW do każdego mezokosmosu, aby nie naruszyć podłoża ani roślin. Napełnianie do momentu osiągnięcia żądanego poziomu wody. Teraz napełnij zbiornik zbiornika OSPW, pozostawiając około pięciu centymetrów wolnej przestrzeni od góry. Kontroluj parowanie, napełniając zbiornik zbiornika wodą OSPW w razie potrzeby. Utrzymywanie poziomu wody około pięciu centymetrów poniżej szczytu. Podczas każdego cyklu przechowywania. Mierz wskaźniki zdrowia i wzrostu roślin. Oceń zdrowie roślin na podstawie widocznych oznak stresu, takich jak chloroza i uszkodzenia przez owady. Mierz wskaźniki wzrostu roślin, w tym śmiertelność, wysokość i procentowe pokrycie. Przed dodaniem substratów lub OSPW do każdego mezokosmosu należy przeprowadzić charakterystykę linii bazowej, mierząc parametry wyświetlane na ekranie. Podczas pierwszego cyklu retencji należy pobrać próbki podłoża i wody z losowych miejsc w każdym mezokosmosie, aby ustalić punkt odniesienia dla chemii ogólnej. Pomiar potencjału redukcji utleniania substratu za pomocą odpowiedniej sondy redoks podczas każdego cyklu retencji. Pod koniec eksperymentu zbierz próbki substratu z każdego mezokosmosu i zmierz te same parametry, które zarejestrowano podczas charakterystyki linii bazowej. Po dodaniu OSPW należy pobrać początkowe próbki OSPW z każdego mezokosmosu pod koniec pierwszego cyklu retencji, umożliwiając osad osiadanie i wypełnienie przestrzeni porowej. Następnie zbierz próbki z przodu każdego mezokosmosu. Podczas każdego cyklu przechowywania. Zmierz rozpuszczony tlen, redoks, pH, przewodność elektryczną i temperaturę za pomocą przyrządu referencyjnego. Pod koniec eksperymentu zbierz końcowe próbki wody, aby przeanalizować ogólną chemię. Wysokość Carex aquatilis stale rosła, osiągając około 150 centymetrów do 40 dnia przed ustabilizowaniem się. Poziomy rozpuszczonego tlenu były konsekwentnie wyższe w nieobsadzonych mezokosmosach w porównaniu z tymi z aquatilis z poziomami powyżej pięciu części na milion w obu warunkach. Potencjał redoks gleby w nieobsadzonych mezokosmosach utrzymywał się między 50 miliwoltami a 100 miliwoltami. Podczas gdy wszczepiono mezokosmosy, czasami zbliżał się do zera miliwoltów. Całkowite związki frakcji kwasu naftenowego w mezokosmosach wykazały 76% redukcję z 72,1 miligramów na litr do 17,1 miligramów na litr w ciągu 82 dni, podczas gdy nieroślinne mezokosmosy wykazały tylko 8,5% redukcję.

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

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Ten artykuł opisuje projekt, budowę i funkcję obiektu o powierzchni 1 000m2 zawierającego 24 indywidualne działki polowe o powierzchni 33,6m2 wyposażone do pomiaru całkowitej objętości spływu z czasem i pobierania podpróbek spływu w wybranych odstępach czasu w celu ilościowego określenia składników chemicznych w wodzie spływającej z symulowanych trawników domowych.

Projekt i budowa Zakładu Badań Spływów Miejskich

Lizymetria terenowa i pobieranie próbek wody porowej pozwalają badaczom ocenić los substancji chemicznych stosowanych w glebach i ustalonej roślinności. Celem tego protokołu jest zademonstrowanie, w jaki sposób zainstalować wymagane oprzyrządowanie i pobrać próbki do analizy chemicznej podczas zintegrowanych eksperymentów z lizymetrią polową i pobieraniem próbek wody porowej.

Zintegrowana lizymetria polowa i pobieranie próbek wody porowej w celu oceny mobilności chemicznej w glebach i zastanej roślinności

Istnieje krytyczne zapotrzebowanie na narzędzia i metodologie zdolne do zarządzania systemami wodnymi w obliczu niepewnych przyszłych warunków. Zapewniamy metody przeprowadzania ukierunkowanej oceny zlewni, które umożliwiają zarządzającym zasobami tworzenie modeli skumulowanych skutków opartych na krajobrazie do wykorzystania w ramach zarządzania analizą scenariuszy.

Planowanie działu wodnego w ramach ilościowej analizy scenariuszy

Przedstawiono eksperymentalną metodologię porównywania wydajności małych (100 L) i dużych (1000 L) reaktorów przeznaczonych do remediacji glonów w ściekach składowiskowych. Charakterystykę systemu, w tym stosunek powierzchni do objętości, czas retencji, gęstość biomasy i stężenie ścieków, można dostosować w zależności od zastosowania.

Porównanie skali w systemie reaktora fotosyntetycznego do remediacji ścieków z glonów

Ten artykuł podsumowuje cechy projektu i skuteczność systemów uzdatniania, które oczyszczają wodę deszczową z miast i spływy irygacyjne z rolnictwa w celu usunięcia pestycydów i innych zanieczyszczeń związanych z toksycznością dla środowiska wodnego.

Roślinne systemy uzdatniania do usuwania zanieczyszczeń związanych z toksycznością wód powierzchniowych w rolnictwie i spływach miejskich

Tutaj prezentujemy metodologię, która dopasowuje wielkość próbki gleby i urządzenie do pomiaru przewodności hydraulicznej, aby zapobiec błędnemu uwzględnieniu w pomiarach przepływu wody tzw. przepływu ścian wzdłuż wnętrza pojemnika z glebą. Jego zastosowanie demonstruje się za pomocą próbek pobranych z oczyszczalni ścieków.

Wpływ nawadniania ścieków na przewodność hydrauliczną gleby: sprzężone pobieranie próbek w terenie i laboratoryjne oznaczanie nasyconej przewodności hydraulicznej

Opisano protokół wykorzystania dwutlenku węgla z gazów spalinowych elektrowni na gaz ziemny do hodowli mikroalg w otwartych stawach torowych. Wtryskiwanie spalin jest kontrolowane za pomocą czujnika pH, a wzrost mikroalg jest monitorowany za pomocą pomiarów gęstości optycznej w czasie rzeczywistym.

Sprzężenie wychwytywania dwutlenku węgla z elektrowni z półautomatycznymi otwartymi stawami torowymi do uprawy mikroalg

Protokół wykrywa kluczowe geny obiegu metanu na mokradłach przybrzeżnych południowego Teksasu i wizualizuje ich rozmieszczenie przestrzenne, aby lepiej zrozumieć regulację metanu i jego wpływ na środowisko w tych dynamicznych ekosystemach.

Wizualizacja dynamiki mikroorganizmów obiegu metanu na przybrzeżnych terenach podmokłych

Typha latifolia, która rozmnaża się głównie bezpłciowo przez kłącza, stanowi wyzwania w zbieraniu ze względu na rozległy system korzeniowy. Niniejszy artykuł przedstawia metodę hodowli T. latifolia z nasion, ułatwiając uprawę laboratoryjną i oferując potencjał do jałowego wzrostu roślin oraz wczesnej bioaugmentacji mikrobiologicznej.

Zoptymalizowana metoda uprawy i bioaugmentacji mikroorganizmów Typha latifolia (pałki pałki)

Protokół składa się z czterech zintegrowanych faz: badania za pomocą bezzałogowego aparatu latającego (UAV), zbieranie danych rzeczywistych, obliczanie indeksów roślinności oraz klasyfikacja i mapowanie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI) roślinności szuwarowej na wybrzeżu. Rezultatem jest wielowarstwowy zestaw danych geoprzestrzennych, który wspiera zastosowania w ekologii, monitorowaniu środowiska oraz podejmowaniu decyzji dotyczących ochrony i zarządzania środowiskiem szuwarowym na...

Półautomatyczna metoda mapowania i klasyfikacji borealnych przybrzeżnych zbiorowisk roślinnych torfowisk na podstawie danych z drona i z poziomu gruntu

Poznaj projektowanie terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków związanych z piaskami roponośnymi. Ta metoda pozwala badać interakcje roślin i mikroorganizmów w celu optymalizacji usuwania zanieczyszczeń.

Projekt terenów podmokłych w skali mezokosmosu do oczyszczania ścieków

Przeglądaj więcej filmów