Artigo de método

Integrado Campo Lysimetry e Porewater Amostragem para Avaliação de Química Mobilidade em Solos e Vegetação Fundada

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DOI:

10.3791/51862

4 de julho de 2014

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Lysimetry campo e amostragem água intersticial permitem aos pesquisadores avaliar o destino dos produtos químicos aplicados aos solos e vegetação estabelecida. O objetivo deste protocolo é para demonstrar como instalar a instrumentação necessária e coletar amostras para análise química durante lysimetry campo integrado e experimentos de amostragem Porewater.

Resumo

Produtos químicos potencialmente tóxicos são rotineiramente aplicado no solo a atender à crescente demanda na gestão de resíduos e produção de alimentos, mas o destino destes produtos químicos muitas vezes não é bem compreendida. Aqui demonstramos um método integrado de amostragem lysimetry campo e água intersticial para avaliar a mobilidade dos produtos químicos aplicados aos solos e vegetação estabelecida. Os lisímetros, colunas abertas feitas de metal ou plástico, são empurrados para bareground ou solos com vegetação. Samplers Porewater, que estão disponíveis comercialmente e usar vácuo para coletar água de percolação do solo, são instalados em profundidades preestabelecidas, dentro dos lisímetros. Na horários preestabelecidos após a aplicação química para parcelas experimentais, água intersticial é recolhida e lisímetros, contendo solo e vegetação, são exumados. Ao analisar as concentrações químicas no solo do lisímetro, vegetação e água intersticial, as taxas de lixiviação para baixo, capacidade de retenção do solo e absorção pelas plantas para a indústria química de interesse pode ser quantificado.Porque lysimetry campo e amostragem água intersticial são realizados em condições ambientais naturais e com o mínimo de perturbação do solo, os resultados derivados projetar cenários de casos reais e fornecer informações valiosas para a gestão de produtos químicos. Como os produtos químicos são cada vez mais aplicado no solo em todo o mundo, as técnicas descritas podem ser utilizados para determinar se produtos químicos aplicados representar efeitos adversos para a saúde humana ou o ambiente.

Introdução

Produtos químicos potencialmente tóxicos são rotineiramente aplicado no solo a partir de fontes, tais como pesticidas, fertilizantes, esgoto / biossólido, resíduos industriais, resíduos urbanos e 1,2. O destino destes produtos químicos - o que pode incluir nutrientes, elementos orgânicos, e seus metabólitos associados traçar - muitas vezes não é bem compreendida 3. Se os produtos químicos não são gerenciados adequadamente, eles têm o potencial de ameaçar a saúde humana e ambiental através da sua transferência para e acúmulo em plantas, águas superficiais e águas subterrâneas. Com uma população global que pode chegar a 10 bilhões de pessoas em 20....

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Protocolo

Amostragem de campo é realizada neste experimento e está sob a autorização do Departamento de Agricultura e Serviços ao Consumidor da Carolina do Norte.

1. Instalação Campo Lysimeter

  1. Escolha um local experimental em que o movimento lateral de produtos químicos aplicados é pouco provável (isto é. Locais com pouca ou nenhuma inclinação). Escolha sites com base em propriedades de solo e vegetação de interesse.
  2. Se parcelas são vegetadas, puxar fichas de vegetação antes de lisímetro de instalação (Figura 1A).
  3. Dirija os lisímetros de queda para as parcelas desejadas (com ou sem vegetação)....

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Resultados

Este método permite a acumulação de dados no destino de produtos químicos aplicados às bareground e sistemas de solo vegetação 5,10. Esta abordagem foi utilizada para avaliar arsênio (As) de lixiviação para baixo, absorção e translocação nas plantas para sistemas bermuda (Cynodon dactylon), após a aplicação do herbicida arseniato arsênico monossódico metil orgânica (MSMA) 9. Desde 1960, MSMA tem sido usado em não-terras agrícolas, gramado, e produção de algodão, mas há uma crescente preocu.......

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Discussão

Utilizando um lysimetry campo abordagem integrada e amostragem água intersticial permite aos pesquisadores para avaliar as distribuições espaciais e temporais de uma grande variedade de substâncias químicas aplicadas em terra. O destino dos produtos químicos no solo e sistemas de vegetação pode ser controlada por um certo número de processos e os atributos do ambiente, tais como lixiviação de queda, a volatilização, hidrólise, fotólise, microbiano de transformação / degradação, a absorção pelas plantas, o tipo de solo, .......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Os autores reconhecem a equipe da Estação de Pesquisa NCDA Sandhills para a assistência com a instalação do lisímetro e exumação. O financiamento para as experiências descritas nos resultados representativos foi fornecido pelo Centro de Pesquisa e Turfgrass Educação Ambiental. Vídeo e produção manuscrito foi apoiada pelos Departamentos da Universidade Estadual da Carolina do Norte de Ciência do Solo e Fitotecnia.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Amostradores de Super Quartzo Prenart (PFTE/Quartzo)Equipamento Prenart ApSN/AQualquer amostrador para  análise de metais traços pode ser usado (por exemplo SoilMoisture Equipment Corp.)
Kit de instalação PrenartEquipamento Prenart ApSN/AContém todos os itens necessários para instalar amostradores de água porosa
Garrafas coletoras de 2 LPrenart Equipment ApStambém podem ser adquiridas na Fisher Scientific (02-923-2) ou em outras empresas de suprimentos de laboratório, mas os acessórios precisarão ser ajustados. As garrafas podem ser cobertas com material escuro se forem sensíveis à luz
Bomba de vácuo portátilPrenart Equipment ApSN/AVacuporter da Decagon Devices ou outra bomba de vácuo manual ou operada por bateria de campo pode ser usada
Garrafas de HDPE Nalgene de 1 ozFisher Scientific03-313-4AO tipo de garrafa de amostra dependerá do analito de interesse e pode ser de vidro
Ácido nítrico concentradoFisher ScientificA509-P212Ácidos oxidantes e corrosivos podem ser necessários para preservação e devem ser usados com cautela
25 mm 0,2 µ m filtros de seringa de nylonVWR28145-487Podem ser utilizados outros tipos de filtros e tamanhos de poros, dependendo da substância a analisar e da instrumentação analítica
Seringas Luer-Lok de 60 mlFisher Scientific13-689-8Podem ser utilizados outros tamanhos, dependendo do volume da amostra recolhida
Medidor de pH portátilVWR248481-A01Podem ser utilizados outros medidores de pH após a calibração
Cilindro graduadoqualquerN/A
Lisímetros de campo (metal, plástico, etc.)N/A N/AMuitas vezes estes são construídos com base nas especificações dos pesquisadores
Trator de acionamento de poste invertidoN/AN/AQualquer trator pode ser usado para instalar os lisímetros
Pulverizador de barra portátilN/AN/APara aplicar a taxa necessária para a aplicação 
Sacos de polietilenoJohnson & JohnsonN/AOutras marcas podem ser usadas para armazenamento de solo
Serra sabreBlack & Decker N/AQualquer serra alternativa pode ser usada com um acessório de corte de metal
As garrafas

Referências

  1. Wuana, R. A., Okieimen, F. E. Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation. ISRN Ecology. , 1-20 (2011).
  2. Donaldson, D., Kiely, T., Wu, L. 1-38 U.S. Environmental Protection Agency. , Washing....

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