Name: Projeto de pântano construído em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-02T14:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: Aprenda a projetar pântanos construídos em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais de areias de petróleo. Este método reduz compostos tóxicos como ácidos naftênicos através de interações planta-microorganismo.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. Construção do mesocosmo
NOTA: Consulte a Tabela de Materiais para obter uma lista abrangente de materiais necessários para a construção do mesocosmo e a Figura 1 para obter um esquema da construção do mesocosmo.
<ol><li>Remova a parte superior do tanque de polietileno (129.5 cm x 30.0 cm), se necessário.</li>
	<li>Prepare os orifícios de drenagem; Faça dois furos (Partes #1 e #2) no mesmo lado do tanque de polipropileno. Coloque um encaixe de anteparo de PVC (Parte #3) em ambos os orifícios com as roscas macho voltadas para fora. Sele a borda externa do encaixe do anteparo usando um selante à prova d'água.<ol><li>Orifício de drenagem da água do solo (Parte #2): posicione-o na base do canto do tanque, garantindo que haja espaço suficiente para o encaixe do anteparo.</li>
		<li>Orifício de drenagem de águas superficiais (Parte #1): coloque-o acima da altura do nível do solo, próximo ao centro do tanque.</li>
	</ol></li>
	<li>Coloque uma arruela de mangueira (Parte #4) com uma tela de filtro (Parte #5) na parte interna do encaixe do anteparo e prenda-a com selante.</li>
	<li>Configure o encanamento de drenagem interna:<ol><li>Para o orifício de drenagem de água superficial (Parte #1), primeiro conecte o adaptador macho de PVC (Parte #10) ao encaixe do anteparo (Parte #3) seguido pelo cotovelo de PVC de 90° (Parte #11).</li>
		<li>Insira um pedaço de tubo de PVC (Parte #12) cortado para corresponder à altura do nível de água desejado com o cotovelo de 90°.</li>
	</ol></li>
	<li>Configure o encanamento de drenagem externa. Ao longo das etapas a seguir, use anéis de crimpagem para prender o PEX às conexões.<ol><li>Enrole a fita de Teflon ao redor das roscas do adaptador de latão PEX x 3/4 de polegada MPT de 3/4 de polegada (Parte #6) e conecte aos encaixes do anteparo (Parte #3).</li>
		<li>Corte dois comprimentos iguais de PEX de 3/4 de polegada (Parte #7) e conecte aos adaptadores de latão MPT (Parte #6).</li>
		<li>Adicione um cotovelo de expansão de plástico ao tubo PEX (Parte #7), voltado para baixo para o orifício de drenagem de água superficial e voltado para o centro do tanque para o orifício de drenagem do solo.</li>
		<li>Para o orifício de drenagem do solo (Parte #2), conecte um tubo PEX ao cotovelo, seguido por uma válvula de esfera, outro segmento PEX e um T de expansão de plástico. Ajuste os comprimentos do PEX para alinhar a parte superior do T de expansão com o encanamento de drenagem de água superficial.</li>
		<li>Para o orifício de drenagem de água superficial, conecte um tubo PEX ao cotovelo de expansão de plástico, ligando-o ao T de expansão.</li>
		<li>Assim que o sistema estiver conectado, adicione outro pedaço de PEX (Parte #7) ao T de expansão de plástico, terminando com um cotovelo de expansão de plástico voltado para baixo.</li>
		<li>Adicione outro pedaço de PEX (Parte #7) na parte inferior do encaixe de cotovelo de expansão de plástico para garantir que a água esteja drenando para o tanque do reservatório.</li>
	</ol></li>
	<li>Aumente a integridade estrutural do mesocosmo:<ol><li>Construa uma estrutura (Parte # 13, 129,5 cm de comprimento x 37,0 cm de largura) usando pedaços de madeira de 2 polegadas x 4 polegadas.</li>
		<li>Prenda a estrutura com parafusos de madeira.</li>
		<li>Coloque a moldura no mesocosmo, garantindo que ela não fique nos acessórios do encanamento.</li>
		<li>Enrole a parte externa do mesocosmo em papel alumínio para reduzir a entrada de luz no solo pelos lados do mesocosmo.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Configuração e manutenção do mesocosmo
<ol><li>Cultive plantas para o experimento a partir de sementes:<ol><li>Estratificar as sementes conforme necessário.</li>
		<li>Coloque as sementes em recipientes de isobloco padrão contendo turfa como estoque de plugue.</li>
		<li>Depois que as mudas germinarem, fertilize as mudas 3x por semana usando alimentos vegetais solúveis em água (24-8-16).</li>
		<li>Deixe as mudas crescerem por um período mínimo de 3-5 meses para garantir que atinjam um tamanho ideal para a resposta ao tratamento. NOTA: O período exato de tempo dependerá do tamanho e tipo de espécie. Esta etapa pode ser omitida se as mudas forem compradas em vez de cultivadas.</li>
	</ol></li>
	<li>Coloque os mesocosmos na estufa:<ol><li>(Opcional) Reforce as mesas da estufa com madeira compensada para suportar o peso dos mesocosmos.</li>
		<li>Distribua os mesocosmos uniformemente pelas mesas da baía da estufa para garantir a colocação aleatória dos tratamentos e minimizar as variações nas condições ambientais (Figura 2).</li>
		<li>Posicione o encanamento para pendurar na borda da mesa para drenagem adequada no tanque do reservatório (Figura 2).</li>
	</ol></li>
	<li>Configure o tanque do reservatório:<ol><li>Coloque o tambor industrial de plástico aberto de 57 L sob o encanamento de drenagem.</li>
		<li>Instale uma bomba de circulação de cabeçote submersível entre o meio e o fundo do tanque para permitir a mistura contínua no tanque. Prenda o cabo de alimentação na parte externa do tanque.</li>
	</ol></li>
	<li>Adicione e sature o substrato:<ol><li>Espalhe o substrato uniformemente no mesocosmo e aperte o substrato com pressão moderada até a altura desejada. NOTA: A altura do substrato depende dos objetivos da pesquisa e da espécie vegetal.</li>
		<li>Sature totalmente o substrato com água de osmose reversa (RO), meça o volume de água adicionado; Isso é equivalente ao volume de água porosa no substrato. NOTA: A água dos poros é o volume de água adicionado quando o substrato está saturado, o que pode ser observado quando o nível da água corresponde ao topo do substrato. Esse processo pode levar até um dia. O volume de água dos poros é importante para determinar a quantidade exata de água no sistema e calcular a vazão.</li>
	</ol></li>
	<li>Determine a vazão:<ol><li>Selecione um tempo de retenção com base em estudos anteriores e objetivos do estudo.</li>
		<li>Calcule o volume total de água no mesocosmo. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
		<li>Calcule a vazão. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68195/68195eq02.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
	<li>Instale as bombas:<ol><li>Posicione uma bomba entre dois mesocosmos adjacentes. NOTA: Uma bomba também pode ser usada para um mesocosmo, se necessário.</li>
		<li>Conecte todas as bombas usando um cabo USB macho-macho, conectando a última bomba ao controlador.</li>
		<li>Mergulhe a tubulação da válvula no reservatório, prendendo-a ou pesando-a para permanecer no lugar.</li>
		<li>Prenda a tubulação da válvula de saída no canto superior traseiro do mesocosmo, garantindo que ela permaneça acima da linha d'água.</li>
		<li>Enrole o tubo em papel alumínio para ajudar a prevenir o crescimento de algas.</li>
		<li>Configure e calibre as bombas, a barra de energia e o controlador de acordo com as instruções do fabricante15.</li>
		<li>Ajuste as bombas para a vazão calculada.</li>
	</ol></li>
	<li>Plante e aclimate as espécies vegetais:<ol><li>Ajuste a temperatura e as luzes LED de cultivo para níveis ideais para o crescimento das plantas, condicionando as espécies de plantas ao mesocosmo.</li>
		<li>Plante de 6 a 12 espécies de plantas individuais uniformemente para garantir biomassa igual por unidade de área no mesocosmo. NOTA: O número de indivíduos pode mudar dependendo dos objetivos da pesquisa e da fisiologia da espécie (por exemplo, à medida que Typha latifolia se torna presa à raiz, o número de indivíduos pode ser reduzido).</li>
		<li>Aumente gradualmente o nível de água RO, mantendo um nível de água por 1-2 dias, e substitua o tubo de PVC (etapa 1.4.2) conforme necessário para corresponder ao nível da água.</li>
		<li>Ligue as bombas com a vazão final desejada.</li>
		<li>Assim que o nível de água desejado for atingido, ajuste a luz e a temperatura da estufa para as configurações experimentais e permita que as plantas se aclimatem por ~ 35 dias.</li>
	</ol></li>
	<li>Drene e lave o sistema:<ol><li>Remova o tubo vertical de PVC e abra a válvula de esfera para drenar completamente o sistema; Isso pode levar até 2 dias.</li>
		<li>Lave o sistema com OSPW e deixe-o drenar completamente, garantindo que o tubo de PVC permaneça desligado e a válvula de esfera esteja aberta. Certifique-se de que o OSPW usado durante a lavagem não seja usado durante o experimento.</li>
		<li>Depois de lavado, feche a válvula de esfera e adicione o tubo de PVC para corresponder ao nível de água desejado.</li>
	</ol></li>
	<li>Adicionar OSPW:<ol><li>Despeje cuidadosamente o OSPW em cada mesocosmo para evitar perturbar o substrato ou as plantas, enchendo até atingir o nível de água desejado.</li>
		<li>Se estiver usando vários lotes de água, certifique-se de que as propriedades químicas sejam consistentes ou distribua uniformemente por todos os mesocosmos.</li>
		<li>Encha o tanque do reservatório com OSPW, deixando aproximadamente 5 cm de espaço do topo.</li>
	</ol></li>
	<li>Gerenciar evaporação:<ol><li>Reabasteça o tanque do reservatório com água RO conforme necessário, mantendo o nível da água aproximadamente 5 cm abaixo do topo.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Amostragem
<ol><li>Medidas de espécies de plantas:<ol><li>A cada ciclo de tempo de retenção, meça a saúde das plantas e as métricasde crescimento 16. As métricas de saúde das plantas incluem sinais visíveis de estresse, como clorose e danos causados por insetos, enquanto as métricas de crescimento das plantas incluem mortalidade, altura e % de cobertura.</li>
		<li>No final do experimento, colete amostras para biomassa acima do solo e química do tecido vegetal, se desejar. NOTA: Os intervalos de monitorização e as medições utilizados são recomendados para estudar o efeito dos NAFC na fitossanidade e podem diferir em função dos objectivos experimentais.</li>
	</ol></li>
	<li>Medidas do substrato:<ol><li>Caracterização de linha de base: Antes de adicionar substratos a cada mesocosmo, meça um conjunto de parâmetros (por exemplo, pH, condutividade elétrica (CE), potencial de redução de oxidação (ORP), principais ânions/cátions, nutrientes, NAFCs e quaisquer outros contaminantes relevantes).</li>
		<li>Durante o primeiro ciclo de retenção, colete amostras de substrato de cada mesocosmo para obter uma linha de base para a química geral. Colete amostras de substrato de locais aleatórios em cada mesocosmo.</li>
		<li>A cada ciclo de tempo de retenção, meça o ORP do substrato usando uma sonda de ORP apropriada.</li>
		<li>No final do experimento, coletar amostras de substrato de cada mesocosmo e medir os mesmos parâmetros da caracterização de linha de base (por exemplo, pH, EC, ORP, ânions/cátions principais, nutrientes, NAFCs e quaisquer outros contaminantes relevantes).</li>
	</ol></li>
	<li>Medições de água:<ol><li>Caracterização de linha de base: antes que o OSPW seja adicionado a cada mesocosmo, meça um conjunto de parâmetros (por exemplo, pH, EC, ORP, ânions/cátions principais, nutrientes, NAFCs e quaisquer outros contaminantes relevantes).</li>
		<li>Após o início do experimento, coletar amostras iniciais de OSPW de cada mesocosmo após vários dias (final do ciclo de retenção 1) para permitir que o sedimento dentro do OSPW se assente e para que o OSPW preencha o espaço de água dos poros. Colete as amostras OSPW da frente de cada mesocosmo.</li>
		<li>A cada ciclo de tempo de retenção, meça o oxigênio dissolvido (OD), ORP, pH, EC e temperatura usando o instrumento referenciado.</li>
		<li>No final do experimento, colete amostras finais de água para medir a química geral, meça um conjunto de parâmetros (por exemplo, OD, pH, EC, ORP, ânions/cátions principais, nutrientes, NAFCs e quaisquer outros contaminantes relevantes).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig01.jpg"> Figura 1: Esquema do projeto do mesocosmo e configuração experimental. (A) Esquema da construção do mesocosmo e componentes necessários. (B) Exemplo de configuração experimental, incluindo adição de substrato e planta, juntamente com a colocação do reservatório. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig02.jpg"> Figura 2: Exemplo de mesocosmo e layout de reservatório. (A) Layout de mesocosmos e tanques de reservatório na estufa sem folha de alumínio. (B) Layout mostrando mesocosmos e tanques reservatórios com folha de alumínio enrolada ao redor dos mesocosmos para limitar a penetração da luz, com uma bomba para cada dois mesocosmos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig02large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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

<table><tbody><tr><td>Madeira serrada de 2 polegadas x 4 polegadas x 12 pés</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Válvula de esfera PEX de latão de 3/4 polegadas</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Anel de crimpagem PEX de cobre de 3/4 polegadas para tubo PEX</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Cronograma IPEX de 3/4 polegadas 40 PVC 90&deg; Cotovelo de rua de soldagem</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Vara PEX de 3/4 de polegada branca</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N / A</td><td>Para o exterior do mesocosmo</td></tr><tr><td>3/4 de polegada PEX x 3/4 de polegada MPT Adaptador de latão</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Encaixe de cotovelo de expansão de plástico de 3/4 de polegada para PEX</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>T de expansão de plástico de 3/4 de polegada para PEX</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Conector de Conector de Montagem de Anteparo de PVC de 3/4 de polegada Adaptador de Conector de Tanque</td><td>de Água Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Cotovelo de PVC de 3/4 de polegada Schedule 40 / 90 Graus</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Adaptador Macho de PVC de 3/4 de polegada Schedule 40&nbsp;</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>PVC de 3/4 polegadas Branco</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td>Para o interior do mesocosmo</td></tr><tr><td>Parafusos de Madeira de 4 polegadas</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Folha de Alumínio&nbsp;</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de circulação de cabeça de potência submersível para aquário</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td>Ventosa ou mangueira magnética</td></tr><tr><td>Lavadora</td><td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Alimento vegetal solúvel em água Miracle Grow</td><td></td><td>N/A</td><td>Fórmula 24-8-16</td></tr><tr><td>Controlador de aquário Neptune Apex A3 e barra de energia</td><td>Sistemas Neptune</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de Dosagem Silenciosa Neptune Apex DOS</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Cabo AquaBus Neptune - 15 Pés Macho/Macho</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Neptune DOS DDR Tubing&nbsp;</td><td>Neptune Systems</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Tambor Industrial de Plástico Aberto</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td>57 L</td></tr><tr><td>Placa de Petri</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td>Para estratificação de sementes</td></tr><tr><td>Turfa</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Tanque de Polipropileno&nbsp;</td><td>D& M Plásticos Inc.</td><td>RW1016</td><td>50,8 cm de altura e tempos; 33,0 cm de largura e tempos; 129,5 cm de comprimento; 248,1 L</td></tr><tr><td>de Silicone Selante à prova d'água multiuso (grau de aquário)</td> <td>Qualquer fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Recipientes de isobloco padrão (415A)&nbsp;</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Fita de Teflon</td><td>Qualquer Fornecedor</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>YSI Professional Plus Instrumento multiparamétrico</td><td>YSI Inc.&nbsp;</td><td>Nº 6050000</td><td></td></tr></tbody></table>

projeto de pântano construído em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais

Mesocosm-Scale Constructed Wetland Design for Wastewater Treatment

O sucesso deste protocolo de zonas úmidas construídas em mesocosmo é demonstrado pelo crescimento e desenvolvimento robustos de espécies de plantas, o monitoramento contínuo dos parâmetros ambientais e a remoção eficiente de contaminantes ao longo do tempo. Os dados coletados por Trepanier et al.17 ilustram a eficácia do método e os resultados esperados. O estudo avaliou a capacidade de Carex aquatilis, um junco de água comumente encontrado em pântanos boreais, de reduzir NAFCs em OSPW. Ele comparou o desempenho de mesocosmos com C. aquatilis com aqueles sem plantas, usando OSPW ou água de processo feita em laboratório. Os mesocosmos foram construídos com um substrato de 10 cm de rejeito de areia grossa (CST) estratificado com 10 cm de mistura mineral de turfa (PMM) e 25 cm de OSPW sobrepondo os substratos. Antes do experimento, as plantas foram cultivadas por 3 meses a uma altura média de 83 cm e depois transplantadas para o sistema. A água de osmose reversa foi adicionada (Figura 3) para aclimatar as plantas ao mesocosmo, e os sistemas foram mantidos a 20 oC por 32 dias.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig03.jpg"> Figura 3: Espécies de plantio e adição de água RO. (A) Adição do substrato adulterado e um exemplo de espécies de plantio no substrato. (B) Distribuição uniforme das espécies vegetais em todo o mesocosmo. (C) Adição de água RO aos mesocosmos para o período de aclimatação da planta. Abreviatura: RO = osmose reversa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig03large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
As plantas demonstraram crescimento robusto ao longo do experimento, com aumentos notáveis na altura e cobertura (Figura 4). A Figura 5 ilustra ainda mais o crescimento constante de C. aquatilis, atingindo alturas de aproximadamente 150 cm no dia 40 antes do platô. Isso estava dentro da faixa de crescimento esperada de 20-155 cm para C. aquatilis. A sobrevivência das plantas foi alta em 98%, com 99% de tecido vegetal vivo ao final do experimento. No entanto, a maioria das plantas apresentou sinais de clorose, necrose e/ou manchas e, em alguns casos, folhas deformadas e enrugadas17. O monitoramento de rotina da saúde das plantas é vital na identificação de possíveis problemas, como infestações de pragas.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig04.jpg"> Figura 4: Fotos do crescimento das plantas no início e no final do experimento. Um exemplo de foto do crescimento e saúde de Carex aquatilis do dia 0 ao dia 78. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig04large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig05.jpg"> Figura 5: Altura da planta ao longo do tempo no mesocosmo contendo Carex aquatilis. Altura média da planta para Carex aquatilis em mesocosmos (n = 48). O dia 0 é quando o OSPW foi adicionado ao sistema. O período de aclimatação da planta refere-se ao período em que os mesocosmos continham água RO antes da adição de OSPW. As barras de erro indicam um desvio padrão da média. Essa figura foi adaptada de Trepanier et al.17. Abreviaturas: RO = osmose reversa; OSPW = água afetada pelo processo de areias betuminosas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig05large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
Os principais parâmetros ambientais, como OD da água e redox do substrato, foram monitorados rotineiramente para garantir o desempenho ideal do sistema, uma vez que manter níveis adequados de oxigênio é fundamental para a saúde das plantas e a remoção eficaz de contaminantes em CWTS. Os valores redox do substrato flutuaram ao longo do experimento, com mesocosmos não plantados permanecendo em condições oxidantes entre 50 mV e 100 mV, enquanto mesocosmos contendo C. aquatilis ocasionalmente se aproximaram de 0 mV. O OSPW manteve os níveis de OD &gt; 5 ppm durante todo o experimento, e o OD foi maior em geral nos mesocosmos sem plantas, principalmente no final do experimento (Figura 6). Um OD de 8 ppm é frequentemente considerado ideal para o crescimento das plantas; no entanto, um valor de OD acima de 5 ppm é aceitável. O monitoramento de rotina permite a identificação de declínios ocasionais na OD, o que pode levar a verificações do sistema, como verificar a funcionalidade da bomba, para garantir uma operação consistente.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig06.jpg"> Figura 6: Medições de oxigênio dissolvido e redox do solo dentro dos mesocosmos. (A) Oxigênio dissolvido em OSPW e (B) potencial redox do solo para mesocosmos com Carex aquatilis e tratamentos não plantados apenas com OSPW. Os pontos de dados representam médias de quatro mesocosmos replicados (n = 4), com barras de erro indicando um erro padrão da média. Abreviatura: OSPW = água afetada pelo processo de areias betuminosas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig06large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
O objetivo principal do estudo foi avaliar o potencial de atenuação do NAFC a partir de OSPW usando um CWTS de mesocosmo. A Figura 7 ilustra um declínio gradual nas concentrações de NAFC ao longo do experimento, demonstrando a eficácia do sistema. A presença de C. aquatilis aumentou a remoção de NAFC, alcançando uma redução de 76% nos NAFCs em 82 dias (72,1 mg/L inicial a 17,1 mg/L final), em comparação com 8,5% no tratamento controle não plantado ao longo de 82 dias (64,5 mg/L inicial a 59,0 mg/L final)17. A redução bem-sucedida na concentração de NAFCs, juntamente com o crescimento saudável das plantas e as condições ambientais favoráveis, confirmam que a configuração do mesocosmo está funcionando de forma eficaz. Esses resultados demonstram a capacidade do sistema de simular áreas úmidas construídas e fornecem informações valiosas sobre o papel do CWTS na redução da toxicidade do OSPW.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68195/68195fig07v2.jpg"> Figura 7: Concentração de NAFC ao longo do tempo nos mesocosmos. Concentração de compostos da fração ácido naftênico em mesocosmos com Carex aquatilis e tratamentos não plantados apenas com OSPW. Os pontos de dados representam médias de quatro mesocosmos replicados (n = 4), com barras de erro indicando um erro padrão da média. Letras diferentes entre as médias indicam diferença significativa (P &lt; 0,05). Essa figura foi adaptada de Trepanier et al.17. Abreviaturas: OSPW = água afetada pelo processo de areias betuminosas; NAFC = compostos da fracção do ácido nafténico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68195/68195fig07largev2.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Projeto de pântano construído em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais

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

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

Research

JoVE Journal

Environment

Ambiente

Este artigo descreve a concepção, construção e funcionamento de uma instalação de 1.000 m 2 contendo 24 parcelas individuais de 33,6 m 2 de campo equipado para medir o volume total de escoamento com o tempo e coleta de sub-amostras de escoamento em intervalos selecionados para a quantificação dos constituintes químicos na água da enxurrada de relvados domésticos simulado.

Projeto e Construção de um Mecanismo de Pesquisa escoamento urbano

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.

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

Há uma necessidade crítica de ferramentas e metodologias capazes de gerir sistemas aquáticos em face das condições de futuro incerto. Nós fornecemos métodos para a realização de uma avaliação de bacias hidrográficas alvejado que permite aos gestores de recursos para produzir modelos de efeitos cumulativos à base de paisagem para uso dentro de um quadro de gestão de análise de cenários.

Bacias hidrográficas Planejamento dentro de uma Análise Quantitativa Framework Cenário

Uma metodologia experimental é apresentado para comparar o desempenho de pequena (100 L) e grandes (1.000 L) escala reatores projetados para remediação algas das águas residuais aterro. características do sistema, incluindo a área de superfície em relação ao volume, tempo de retenção, a densidade da biomassa, e concentrações de alimentação de águas residuais, pode ser ajustada com base na aplicação.

Comparação de Scale em um sistema de reactores fotossintético de algas Remediação de Águas Residuais

Este artigo sintetiza os atributos de projeto e a eficácia dos sistemas de tratamento que tratam a água de chuva urbana ea irrigação agrícola para eliminar os pesticidas e outros contaminantes associados à toxicidade aquática.

Vegetated Sistemas de Tratamento para Remoção de Contaminantes Associados à Toxicidade de Águas Superfícies na Agricultura e Escorrências Urbanas

Aqui apresentamos uma metodologia que corresponde a um tamanho de amostra de solo e um dispositivo de medição de condutividade hidráulica para impedir o fluxo de chamadas de parede ao longo dentro do contêiner de solo sendo erroneamente incluídos nas medições de fluxo de água. Seu uso é demonstrado com amostras coletadas de um site de irrigação de efluentes.

Impactos de irrigação de efluentes na condutividade hidráulica do solo: acoplado a amostragem de campo e laboratório determinação da condutividade hidráulica saturada

Um protocolo é descrito para utilizar o dióxido de carbono no gás de usina de gás natural para cultivar microalgas em lagoas abertas de pista. A injeção de gás de flue é controlada com um sensor de pH, e o crescimento das microalgas é monitorado com medições em tempo real da densidade óptica.

Acoplamento da captura de carbono de uma usina com lagoas abertas semi-automatizadas para cultivo de microalgas

O protocolo detecta os principais genes do ciclo de metano nas zonas úmidas costeiras do sul do Texas e visualiza sua distribuição espacial para melhorar a compreensão da regulação do metano e seus impactos ambientais nesses ecossistemas dinâmicos.

Visualizando a dinâmica microbiana do ciclo de metano em zonas úmidas costeiras

Typha latifolia, que se propaga principalmente assexuadamente através de rizomas, apresenta desafios de coleta devido ao seu extenso sistema radicular. Este artigo apresenta um método para o cultivo de T. latifolia a partir de sementes, facilitando o cultivo em laboratório e oferecendo o potencial para o crescimento de plantas estéreis e bioaumento microbiano precoce.

Método otimizado para cultivo e bioaumento microbiano de Typha latifolia (taboa)

O protocolo compreende quatro fases integradas: levantamento com Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV), coleta de dados de precisão do solo, cálculo de índice de vegetação e classificação e mapeamento assistidos por IA das comunidades vegetais de áreas úmidas costeiras. O resultado é um conjunto de dados geoespacial multilayer que apoia aplicações em ecologia, monitoramento ambiental e tomada de decisão para a conservação e manejo de habitats úmidos costeiros.

Método Semi-Automatizado para Mapear e Classificar Comunidades Vegetais de Áreas Úmidas Costeiras Boreais Usando Dados de Drone e Terreno

Aprenda a projetar pântanos construídos em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais de areias de petróleo. Este método reduz compostos tóxicos como ácidos naftênicos através de interações planta-microorganismo.

Projeto de pântano construído em escala mesocosmática para tratamento de águas residuais

Explorar mais vídeos