Лабораторно-определяется Фосфор поток от озерных отложениях в качестве меры внутреннего фосфора Загрузка

Общей целью данной процедуры является проведение измерений выделения фосфора из озерных отложений для оценки внутренней фосфорной нагрузки. Это достигается путем предварительного сбора неповрежденных осадочных кернов в полевых условиях. На втором этапе керны осадка подвергаются окислительно-восстановительной обработке и инкубируются в камере роста окружающей среды.

Затем вода, залегающая над осадочными кернами, регулярно отбирается на содержание фосфора в течение всего инкубационного периода. Наконец, рассчитывается скорость высвобождения фосфора и может быть оценена внутренняя фосфорная нагрузка на основе изменений концентрации фосфора с течением времени. В конечном счете, лабораторные инкубации отложений используются для количественной оценки внутренней нагрузки фосфора в озера, определяя роль отложений в объединении озер.

Основное преимущество этого метода по сравнению с другими методами оценки внутренней фосфорной нагрузки, такими как фосфор, баланс массы и изменения концентраций фосфора in situ с течением времени, заключается в том, что этот метод может быть скорректирован для ответа на различные вопросы управления озерами и исследования. Например, с помощью этого метода можно проанализировать относительную важность внутренних и внешних нагрузок на озеро для информирования управления озерами в атрофированных озерах, а также эффективность усилий по очистке для снижения внутренней нагрузки. Соберите любые другие данные о качестве воды и пробы, которые желательны для достижения конкретных целей исследования в настоящее время. В каждом месте отбора проб используйте бутылку, чтобы наполнить 10-литровый автомобиль водой, собранной на высоте одного метра над поверхностью осадка.

Затем, чтобы собрать осадочные керны, соберите устройство для отбора керна, сначала продев поворотный конец зажима поршневого кабеля с пластиковым покрытием через верхнюю часть узла крепления PPC. Затем сориентируйте градуированную трубу из поликарбоната длиной 0,6 метра и диаметром семь сантиметров отверстиями для болтов вверх и удлините кабель по всей длине трубы. Прикрепите поршневой трос к рым-болту стопора поршня, а затем с помощью штифта сцепного устройства с проволочным замком прикрепите трубку сердечника к узлу крепления из ПВХ.

Потяните за трос поршня, чтобы продвинуть поршень на 20 сантиметров от дна керновой трубы, чтобы сохранить слой воды поверх поверхности осадка во время сбора керна. Затем с помощью другого штифта сцепного устройства с проволочным замком прикрепите алюминиевый приводной стержень к другому концу крепежного узла из ПВХ и опустите устройство для отбора керна вертикально в воду, добавляя дополнительные секции алюминиевого приводного стержня по мере необходимости. Теперь расположите сердечник вертикально на границе раздела осадочной воды и потяните за тау поршневого троса.

Как только сердечник будет установлен на границе раздела осадочной воды, прикрепите к кабелю тиски. Наступите на трос с внутренней стороны тисков и надавите вниз. Выведите сердцевину на поверхность и запечатайте ее резиновой пробкой перед тем, как разбить поверхность воды, закрепив нижнюю пробку клейкой лентой.

Затем оба поршня к верхней части центральной трубы, чтобы он оставался неподвижным во время транспортировки. Поместите керновую трубу в вертикальный решетку и поддерживайте в ней температуру окружающей среды, близкую к дневной, с помощью льда по мере необходимости. По возвращении с месторождения отрегулируйте керны так, чтобы они содержали желаемую глубину отложения и вышележащую толщу воды Излишки осадка можно аккуратно выпустить из дна керновой трубы, сняв нижнюю пробку.

При необходимости добавьте воду из тележки, собранной на соответствующем участке. Поместите трубки для керна осадка в затемненную камеру роста окружающей среды, температура которой должна соответствовать температуре окружающей среды, измеренной в полевых условиях. Затем подвергните ядра окислительно-восстановительным процедурам для пузырьков кислородной обработки.

Водяной столб из трех кернов на участок с воздухом для бескислородной обработки пузырьков. Водяной столб оставшихся трех кернов на участке с азотом, содержащим около 350 ppm CO2, для буферизации pH для обеих обработок. Отрегулируйте поток газа, чтобы обеспечить медленную и постоянную скорость пузырьков, не нарушающую воздействие на поверхность осадка.

Расположите конец газовой трубки примерно посередине водяного столба. На следующий день отфильтруйте каждую 10-литровую машину, содержащую придонную воду, собранную с каждого участка в поле, с помощью перистальтического насоса и корпуса фильтрующего картриджа. Сначала отфильтруйте воду через фильтр размером один микрон, а затем через фильтр 0,2 микрона.

Храните отфильтрованную воду при температуре четыре градуса Цельсия в течение всего периода инкубации керна, чтобы взять пробы керна на скорость высвобождения фосфоса в течение инкубационного периода. С помощью шприца сразу после удаления пробы воды объемом 40 миллилитров через отверстие для отбора проб каждого керна осадка через нужные промежутки времени после удаления, насыпьте подпробу объемом 20 миллилитров в сцинтилляционный флакон и охладите пробу для анализа общего фосфора. Отфильтруйте другой подобразец объемом 20 миллилитров через мембранный фильтр 0,45 микрона в другой сцинтилляционный флакон и заморозьте второй флакон.

Для анализа растворимого реактивного фосфора замените 40 миллилитровую подпробу на равный объем отфильтрованной воды с соответствующего участка. Рассчитайте поток фосфора на основе изменения общего фосфора в водной толще или растворимого реактивного фосфора с использованием этого уравнения, где P sub RR – чистое высвобождение P для положительных значений или чистое удержание P при отрицательных значениях на единицу площади поверхности отложений. C sub T — общая концентрация фосфора или растворимого реактивного фосфора в толще воды в данный момент времени.

TC sub zero — это общая концентрация фосфора или растворимого реактивного фосфора в момент времени. Ноль V — это объем воды в толще воды керновой трубы, а A — плоская поверхность кернов осадочных пород, затем рассчитывают скорость выброса P, используя линейную часть кривой зависимости концентрации от времени, чтобы получить максимальную кажущуюся скорость выброса. В этом показательном эксперименте.

Выброс фосфора был измерен из кернов отложений, собранных в озере Мона, штат Мичиган, чтобы определить относительный вклад внутренних и внешних нагрузок фосфора. На четырех участках в течение трех сезонов были отобраны пробы для оценки годовой внутренней фосфорной нагрузки с учетом пространственных вариаций потока фосфора. Общие концентрации фосфора были самыми высокими в течение лета при бескислородных обработках, а пространственная изменчивость общего выброса фосфора была очевидна в течение всех сезонов.

Средний внутренний общий поток фосфора составил менее 1,4 миллиграмма фосфора на квадратный метр в сутки во всех кернах IC с отрицательными значениями потока на трех из четырех участков в течение осени, что указывает на то, что отложения IC действовали как поглотитель, а не источник фосфора в течение этого сезона. Общая скорость высвобождения фосфора была значительно выше в бескислородных ядрах, где летом расход составлял 15,56 миллиграмма фосфора на квадратный метр в сутки, а весной – всего 0,80 миллиграмма фосфора на квадратный метр в сутки. Эти значения потока затем использовались для расчета сезонного внутреннего потока фосфора на основе условий содержания растворенного кислорода, измеренных во время сбора осадочных

Годовая внутренняя нагрузка фосфора оценивалась в 3,4 метрических тонны, причем большая часть нагрузки приходилась на лето. Сравнивая эти результаты с одновременными оценками внешней фосфорной нагрузки, поступающими из притоков, впадающих в озеро Мона, было подсчитано, что отложения в озере Мона составляют от девяти до 82% от общей годовой нагрузки фосфора. Еще одна серия экспериментов была проведена в Спринг-Лейк, штат Мичиган, как показано на следующих двух рисунках, чтобы определить потенциальную эффективность сульфата алюминия или обработки в снижении внутренней фосфорной нагрузки, а эффективность лабораторных экспериментов по обработке квасцов в Северной Каролине, имитирующих широкое применение квасцов, продемонстрировала резкое снижение внутреннего высвобождения фосфора при обработке в бескислородных ядрах без обработки квасцов. моделирование естественных летних условий в весенних озерных отложениях.

Средние суммарные концентрации фосфора в вышележащей водной толще достигали более 1,2 миллиграмма на литр. Напротив, бескислородные ядра, дозированные квасцами, практически не выделяли фосфора, и их концентрации не отличались от любой из обработок IC. Инкубация осадочного керна, проведенная через год после широкого применения сульфата алюминия в озере Спринг, показала, что обработка была очень эффективной в снижении выделения фосфора из отложений при одинаковой скорости высвобождения при бескислородной обработке и обработке IC.

Когда эксперимент был повторен через пять лет после обработки сульфатом алюминия, общее высвобождение фосфора оставалось значительно ниже, чем до обработки, но было больше, чем через год после обработки, что свидетельствует о небольшом снижении эффективности квасцов с течением времени. В сочетании с этой процедурой могут быть выполнены дополнительные анализы, такие как осадок, общий фосфор, плохо растворимый в воде реактивный фосфор, последовательный фосфор, фракционирование и металлы, чтобы помочь интерпретировать результаты высвобождения фосфора в отложениях. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как проводить лабораторные эксперименты по определению скорости выделения фосфора из озерных отложений, включая сбор керна осадка, инкубацию и расчеты.