Denne artikkelen oppsummerer designattributtene og effektiviteten til behandlingssystemer som behandler urbane vannsvann og jordbrukskonsentrasjonsavløp for å fjerne plantevernmidler og andre forurensninger forbundet med akvatisk toksisitet.
Urban stormvann og landbruk vanning avløp inneholder en kompleks blanding av forurensninger som ofte er giftige for tilstøtende mottaksvann. Avløp kan behandles med enkle systemer designet for å fremme sorption av forurensninger til vegetasjon og jord og fremme infiltrasjon. To eksempelsystemer er beskrevet: et biosvaltbehandlingssystem for stormvannbehandling i byområder, og et vegetasjonssystem for drenering for behandling av avfallsbehandling av landbruket. Begge har liknende egenskaper som reduserer forurensning i avrenning: vegetasjon som resulterer i sorpsjon av forurensningene til jord- og planteflater og vanninfiltrasjon. Disse systemene kan også inkludere integrering av granulert aktivert karbon som et poleringstrinn for å fjerne resterende forurensninger. Implementering av disse systemene i landbruk og urbane vannområder krever systemovervåking for å verifisere behandlingseffektivitet. Dette inkluderer kjemisk overvåking for spesifikke forurensninger som er ansvarlige for toksisitet.Det nåværende papiret legger vekt på overvåkning av dagens brukskonsentrasjoner, siden disse er ansvarlige for overflatevannstoksisitet for vannlevende hvirvelløse dyr.
Overfladetoksisitet er utbredt i California-vannområder, og flere tiår med overvåkning har vist at toksisitet ofte skyldes pesticider og andre forurensninger 1 . De primære kildene til overflatevannforurensning er stormvann og vanning avløp fra urbane og landbrukskilder. Som vannløp er oppført som nedbrytt på grunn av forurensninger, og toksisiteten er identifisert fra urbane og landbruksbaserte kilder, samtykker vannkvalitetsregulatorer med statlige og føderale finansieringskilder for å implementere praksis for å redusere forurensning. Grønn infrastruktur blir fremmet i California urbane vannområder for å redusere flom og øke utvinningen av stormvann gjennom infiltrering og lagring. Mens lavimpulssutvikling (LID) -design blir mandatt for nybygging i mange regioner, har få studier overvåket effekten av disse systemene utover målinger av konvensjonelle forurensninger som oppløste faste stoffer, metaller og hydrokarbonerbons. Mer intensiv overvåking har nylig vurdert reduksjoner i kjemiske konsentrasjoner og kjemisk belastning som er ansvarlig for toksisitet ved overflatevann, og for å avgjøre om bioswales reduserer toksisiteten av avrenning. Dette har vist at bioswales er effektive for å fjerne toksisitet assosiert med noen forurensningsklasser 2 , men ytterligere forskning er nødvendig for nye kjemikalier av interesse.
Vegetasjonsbehandlingssystemer blir også implementert i landbruksvannskredsløpet i California, og disse har vist seg å være effektive for å redusere plantevernmidler og andre forurensninger i landbruksvannet avløp 3 , 4 . Disse systemene representerer komponenter i en rekke tilnærminger for å redusere forurensning av laster til overflatevann. Fordi de er ment å redusere forurensninger som er ansvarlige for overflatevannstoksisitet, overvåker en nøkkelkomponent i gjennomføringsprosessen eNsure deres langsiktige effektivitet. Overvåking inkluderer både kjemiske analyser av kjemikalier av interesse, samt toksisitetstesting med følsomme indikatorarter. Denne artikkelen beskriver protokoller og overvåkingsresultater for en urban parkeringsplass bioswale og et jordbruksgrønt dreneringsgrøftsystem.
Utformingsegenskapene til en typisk parkeringsplass bioswale, som kan brukes til å behandle stormavstrømning i en typisk parkeringsplass for blandet bruk, er avhengig av området som behandles. I eksemplet som beskrives her, oppretter 53.286 kvadratfot asfalt et ugjennomtrengelig overflateareal som drenerer til en svale, som består av 4 683 kvadratmeter landskapsforming. For å imøtekomme avrenning fra dette overflaten, omfatter en 215 fot lang bunn-, halv-V-formekanal svalen med en sideskråning mindre enn 50% og en langsgående helling på 1% ( figur 1 ). Denne svalen består av tre lag, inkludert innfødt gjeng gress plantet i 6 tommer av jordjord, layeRød over 2,5 fot komprimert undergrade. Stormvann strømmer fra parkeringsplasser til flere inngangspunkter langs svalen. Vannet infiltrerer det vegeterte området, og gjennomsyrer deretter undergraden og avløper i en 4-tommers perforert drenering. Dette systemet drenerer vann gjennom et system som plumbes til et tilstøtende våtmark som til slutt drenerer til en lokal bekk.
Praksisene beskrevet i denne protokollen er ment som endelige trinn i en overordnet strategi for fjerning av forurensninger i landbruksvann og avløp. Bruk av bioswales og andre urbane grønne infrastrukturer LID-praksis er ment som et siste stykke av puslespillet for å fjerne forurensninger i avrenning før de når tilstøtende mottaksvann. Denne protokollen legger vekt på metoder for å overvåke bybiosvale for å bestemme effektiviteten til behandling for å fjerne toksisitet forbundet med urbane forurensninger, me…
The authors have nothing to disclose.
Finansiering for arbeidet som er beskrevet her, kom fra California Department of Pesticide Regulation og California Department of Water Resources.
HOBO tipping-bucket digital logger rain gauge | Onset Computer Co., Bourne MA, USA) | Onset RG3 | Rain gauge |
Mechanical geared pulse flow meter | Seametrics Inc., Kent WA | Seametrics MJ-R | Flow meter for measuring bioswale outlet flow |
Filtrexx SafteySoxx | Filtrexx Co. – info@filtrexx.com | SafetySoxx | perforated synthetic cloth for granulated activated carbon and compost |
Granulated activated carbon | Evoqua – Siemens Corp., Oakland CA | AC380 | GAC for agriculture irrigation water treatment |
Digital flow meters | Seametrics Inc. Kent WA | Ag2000; WMP101 | Flow meters for agriculture irrigation treatment system monitoring |
Data Loggers | Campbell Scientific Inc., Logan, UT | CR1000 | Data loggers for recording flow data |
Peristaltic pumps for composite sampling | Omega Engineering Inc. Stamford CT | Omegaflex FPU-122-12VDC | Pumps for composite sampling |