Artigo de método

Medição da liberação de fósforo em microcosmos laboratoriais para avaliação da qualidade da água

DOI:

10.3791/60072

⸱

22 de julho de 2019

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1United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service (USDA-ARS), Institute for Environmentally Integrated Dairy Management, 2Department of Plant and Soil Science, University of Vermont

Neste artigo

Resumo

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A quantificação exata do potencial de dessorção de fósforo (P) em solos saturados e sedimentos é importante para os esforços de modelagem P e mitigação de transporte. Para melhor se ter em conta a dinâmica redox do solo-água in situ e a mobilização de P saturação prolongada, foi desenvolvida uma abordagem simples com base na amostragem repetida de microcosmas laboratoriais.

Resumo

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O fósforo (P) é um nutriente limitante crítico em agroecossistemas que necessitam de manejo cuidadoso para reduzir o risco de transporte para ambientes aquáticos. As medidas laboratoriais rotineiras da biodisponibilidade de P são baseadas em extrações químicas executadas em amostras secadas condições oxidantes. Embora úteis, esses testes são limitados em relação à caracterização da liberação de P saturação prolongada de água. O ortofosfato labile ligado ao ferro oxidado e aos outros metais pode ràpida de à solução em ambientes de redução, aumentando o risco da mobilização de P ao escoamento superficial e às águas subterrâneas. Para melhor quantificar o potencial de dessorção de P e a mobilidade durante a saturação estendida, um método de microcosmo laboratorial foi desenvolvido com base na amostragem repetida de água de água e inundação sobrejacente ao longo do tempo. O método é útil para quantificar o potencial de liberação de P de solos e sedimentos variando em propriedades físico-químicas e pode melhorar os esforços de mitigação de P específicos do local por melhor caracterizar o risco de liberação de P em áreas hidrologicamente ativas. As vantagens do método incluem a sua capacidade de simular dinâmica in situ , simplicidade, baixo custo e flexibilidade.

Introdução

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O fósforo (P) é um nutriente limitante crítico para a produtividade da cultura e da biomassa aquática. A hidrologia da água de superfície é o principal condutor do destino e do transporte de P, pois controla o transporte físico de sedimentos e P, enquanto também afeta o potencial de remobilização durante os eventos de escoamento e inundação/pontamento. Vários métodos de extração baseados em laboratório são tipicamente usados para estimar a liberação de P na escala de campo condições oxidantes. Embora diferentes mecanismos possam contribuir para a liberação de p, a dissolução redutiva de fosfatos de ferro é um mecanismo de reação bem estabelecido que pode levar a grand....

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Protocolo

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1. coleta de amostra

  1. Coletar aproximadamente 4 L de solo (ou sedimentos) de locais desejados. As áreas de coleta devem ser relativamente pequenas para limitar a variação espacial em P e propriedades do solo.
  2. As amostras de peneira através de uma tela grossa (20 mm) seguiram uma tela de 2 mm. Completamente as amostras da mão-mistura após peneirar.
  3. Pesar 100 g de solo úmido ou sedimento. Secar em forno a 105 ° c durante 24 h e calcular o teor de água gravimétrica (massa de água do solo/massa de solo seco).
  4. Faça uma subamostra de 500 mL para análise química.
    Nota: o pH do solo, o teor de matéria orgânica e a concentração de P in....

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Resultados

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Os resultados de um estudo recente focado no potencial de liberação de P de áreas ribeiranas são destacados para demonstrar a capacidade do método de caracterizar a dinâmica de liberação de P no nível do site6. Enquanto alguns solos apresentaram alterações mínimas no SRP ao longo do tempo, outros apresentaram grandes aumentos nas concentrações de PW e FW-SRP (Figura 1). Dois locais com tendências contrastantes são mostrados na Figura 1. O.......

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Discussão

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Uma vantagem técnica principal da aproximação do microcosmo é sua habilidade de simular circunstâncias in situ por meio de que o solo saturado ou o sedimento é cobertos imediatamente pelo FW que pode substancialmente diferir no status de redox e de P. Paisagens com hidrologia de área de fonte variável, como valas de drenagem, terras alagadas, áreas húmidas e zonas de Riparian/Near-Stream são exemplos de onde o PW reduzido é periodicamente sobreposto por água mais oxidada com concentrações inferiores de PI. Estes.......

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Divulgações

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Os autores declaram que este trabalho foi conduzido na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Agradecimentos

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O financiamento foi disponibilizado pelos recursos hídricos de Vermont e Lake Studies Center por meio de um acordo com a pesquisa geológica dos EUA. As conclusões e as opiniões são aquelas dos autores e não dos recursos hídricos de Vermont e do centro dos estudos do lago ou do USGS.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
farpas de mangueira de plástico de 1,25 cmnumerososNA
Reagentes químicos para determinação de fósforonumerososNAA capacidade de análise de P é assumida; consulte as referências citadas para obter detalhes sobre o método
Furadeira elétrica ou sem corda com broca de 1,25 cmnumerososNA
Copos de plástico graduados (1L)numerososNA
Laboratório com capelas de exaustão, controle de temperatura e sistema de eliminação de resíduos ácidosNANA
Tela de filtro de malha de nylon (100um)numerososNA
SiliconenumerososNA
Espectrofotômetro UVnumerososNA

Referências

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  1. Patrick, W. H., Khalid, R. A. Phosphate release and sorption by soils and sediments: Effect of aerobic and anaerobic conditions. Science. 186 (4158), 53-55 (1974).
  2. Moore, P. A., Reddy, K. R. Role of Eh and pH on phos....

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Reimpressões e permissões

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