連続インストリームの栄養素と農業生態系流域における堆積物の監視

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Summary

技術とエンドユーザーの期待の上昇の伴い必要と汚濁負荷推定のため時間分解能の高いデータの使用が増加しています。このプロトコルでは、その場で連続水質監視リソース管理意思決定情報に基づいた水を高い時間分解能データを取得する方法について説明します。

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Aryal, N., Reba, M. L. Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds. J. Vis. Exp. (127), e56036, doi:10.3791/56036 (2017).

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Abstract

汚染物質濃度と流域における荷重は、時間と空間のかなり変わる。水資源の汚染物質の大きさに正確かつタイムリーな情報は、リソース管理の情報水の意思、汚濁負荷のドライバーを理解するための前提条件です。一般的に使用される"サンプリングをつかむ"方法 (すなわち、スナップショット濃度) のサンプリング時に汚染物質の濃度を提供しの下で可能性があります- または汚染物質の濃度と負荷を overpredict。栄養素および沈殿物の継続的な監視と、最近、コンピューティング、センシング技術、およびストレージ デバイスの進歩のためのより多くの注意を受信しています。このプロトコルでインストルメンテーションその場で硝酸塩、アンモニウム、濁度、pH、導電率、温度、および溶存酸素量 (DO) を継続的に監視し、2 つのストリーム (溝) から荷重を計算します、ゾンデ、センサーの使用に示します2 つの農業生態系流域。適切な校正、保守、およびセンサーとゾンデの操作を汚れや破片の蓄積など困難な条件を克服して良い水質データを取得できます。メソッドの様々 なサイズの分水界で使用され農業、森林、および/または都市の土地によって特徴付けられるもことができます。

Introduction

水質モニタリング プロットまたはフィールドから流域の範囲することができます貢献の領域のサイズに応じて、さまざまな空間スケールでの汚染物質の濃度に関する情報を提供します。この監視は 1 つのイベント、日、季節、年などの時間の期間にわたって起こる。主に (例えば窒素とリン) の栄養素と、堆積物に関する水質監視から集めた情報はするために使用することができます: 1) 水文過程とトランスポート ストリームにおける汚染物質の変容を理解します。農業排水溝;2) 養分と堆積物の負荷を減らすため、水の質を向上する流域に適用される経営の効率性を評価します。3) 水を下流の堆積物および栄養素の配信を評価します。・ 4) 栄養素と水を理解し、時間と空間のスケールの範囲にわたって汚染物質輸送とダイナミクスを決定する品質プロセスを水堆積物のモデリングを改善します。

この情報は、水生生態系の回復、持続可能な計画と水資源1の管理に不可欠です。

栄養のため最もよく使用されるメソッド、グラブ サンプリングは、流域における土砂監視します。グラブ サンプリング サンプリング2の時点でスナップショット濃度を正確に表します。頻繁にサンプリングが行われる場合にも時間で汚染物質濃度の変化を描写できます。しかし、頻繁なサンプリングは、集中的に高価な多くの場合ことが非現実的な2時間です。また、グラブ サンプリングはの下で可能性があります- またはサンプリング時間2,3,4外実際汚染物質濃度を過大評価。その結果、このような濃度を算出負荷が正確かもしれません。

また、継続的な監視について説明します正確かつタイムリーな水質、分、時間、または日など、あらかじめ決められた時間間隔で。ユーザーは、彼らのニーズに基づいて適切な時間間隔を選択できます。継続的な監視により、サンプル コレクションを最適化するには、研究者、プランナー、およびマネージャー開発し、合計の最大負荷量 (TMDLs); などの時間統合指標を監視水体のレクリエーション利用を評価します。評価基準のストリーム条件;時空間因果関係を決定し、管理計画5,6への物質の変化を評価します。最近コンピューティングとセンサー技術、ストレージ ・ デバイスの改善された容量およびより複雑なプロセスを勉強するために必要なデータ要件の増加で進歩のための高められた注意を受けている栄養素および沈殿物の継続的な監視1,5,7. 700 以上の水の専門家の世界的な調査、マルチパラ メーター ゾンデの使用は 26% から 2002 年から 2012 年までの 61% に増加し、2022年566% に達するとされます。同じ調査では、回答者の 72% は、自分のデータに合わせて、監視ネットワークの拡大の必要性が必要5示されます。監視ネットワークの局数と 2012 年に駅につき監視する変数の数は、2022年5, 53%、64% 増加する予定です。

ただし、連続的な水の品質と量の農業生態系流域における監視は挑戦にあります。堆積物と植物、センサー ゾンデで高い沈殿物の負荷および残骸蓄積に貢献する大規模な降雨を洗い流します。過剰な窒素とリンを農業分野に応用の流出は、特に夏のインストリーム センサー、ゾンデ、汚、微視的および巨視的生物の成長のための理想的な条件を作成します。汚れと堆積物の蓄積は、失敗し、ドリフト、信頼性の低いデータを生成するセンサーを可能性があります。これらの課題にもかかわらず、細かい (分あたりの低) と時空間解像度のデータに必要な流出過程と非点源汚染研究彼らが影響を受ける流域特性 (サイズなど地盤、斜面、など。) タイミングと降雨7の強さ。注意深い観測, 頻繁に校正し、適切なクリーニングとメンテナンスできますセンサーや細かい時間分解能でも、ゾンデから質の良いデータを確認します。

ここでは、その場で多項目水質品質ゾンデ、面積速度と圧力トランスデューサー センサー、オートサンプラー; を使用して 2 つの農業流域の連続モニタリング手法を検討します。校正データおよびフィールド メンテナンス;およびデータ処理。プロトコルは、継続的な水質監視を実行するのに方法を示します。プロトコルは、一般的に連続的な水の質と量であらゆるタイプやサイズの分岐点の監視に適用されます。

プロトコルは少し溝流域 (フク 080202040803、53.4 km2の領域) の北東アーカンソーと下流聖フランシス (フク 080202030801、23.4 km2の領域) を行った。これらの 2 つの流域は、ミシシッピ川の支流に流出します。ミシシッピ川の支流の監視の必要性はより低いミシシッピー川保全委員会とメキシコ低酸素タスク フォース湾流域管理計画を開発し、管理活動の進捗状況を記録するによって識別されます。8,9しますさらに、これらの流域は、養分と堆積物の汚染を減らすため、ポテンシャルに基づくアメリカ合衆国農務省自然資源保全局 (米国農務省 NRCS)、別にフォーカス流域として特徴づけられる。10水の品質を向上させます。エッジ フィールドの監視が行われてこれらの流域の州全体のミシシッピ川流域健全な流域イニシアチブ (MRBI) ネットワーク11の一部として。分水界 (すなわちサイトの場所、流域特性、) の詳細については、(2017)6Aryal とレバで提供されます。一言で言えば、主にシルト ローム土を持っている少し溝流域、ワタとダイズ主要作物下流聖フランシスは主に・ シャーキー粘土土壌とが主要な作物の米と大豆に対し。各流域でその場で連続水量及び水質監視 (すなわち、吐出温度、pH、DO、濁度、電気伝導度、硝酸、およびアンモニウム) を行ったこのプロトコルを使用する主流の 3 地点で汚濁負荷と水文過程の時空間変動を理解します。さらに、毎週水のサンプルを収集され、浮遊 co を分析ncentration。

Protocol

1 ですサイトの選択

  1. 流域選択
    1. 選択 watershed(s) 汚染問題、流域の優先度、サイトへのアクセス、研究施設への近さの大きさに基づくと。データ目的
  2. ストリーム サンプリング場所
    1. 研究目的に基づくストリーム サンプリング場所を選択します
      。 注: 最適サンプリング位置、断面、安全かつ簡単にアクセスできる、地球物理学的安定性 (すなわち、 一定断面と銀行楽器駅住宅の支持) と代表の内で十分に混合された 12 , , 13 14。局ない直線チャネル セクション、2 つのストリームの合流点から下流ではすぐに収束または発散のチャネル断面がより均質かつ代表的な 14
    2. 水を配置、水の負荷を計算する断面品質測定
      。 注記: 栄養素と流域における堆積物の空間的変化を識別する、流域全体の潜在的なソースをターゲットに複数のステーションを選択します

2。計測器、センサー選択

  1. 選択器、放電を測定し水質と目的の間隔で水サンプルを収集するセンサー。計測器やセンサー データの必要性、流域、および使用可能なリソースに基づいて選択します
    。 注: 理想的なセンサーが信頼性の高い、正確な敏感な正確な低コスト、およびストリーム環境に適した、限られたメンテナンス、フィールド技術者 13 の最小限のトレーニングを必要とします。農業流域汚と残骸の蓄積が懸念の最大の原因です。その結果、セルフ クリーニング、防汚機能装備ゾンデが優先されます。
    1. 使用、オートサンプラ、ゾンデ、面積速度、センサー、圧力トランスデューサー、ポータブル流量計します
      。 注: ゾンデが濁度センサーと pH、アンモニア、硝酸をきれいにするブラシをきれいにワイパーがあるし、センサーを行う
      。 注: このプロトコルで楽器、オートサンプラー、ホース、ストレーナーまたはフロー モジュール、および面積速度センサーから成る水サンプリング ユニットを指します
  2. [水品質パラメーターがデータ目的、センサーのコストと可用性に基づいて。温度、pH、DO、導電率、濁度、アンモニウムおよび硝酸塩 15 分毎の測定
    注: 温度、pH、導電率と最も一般的なパラメーターは選ばれた、硝酸塩、アンモニウムおよび濁度より少なく共通が、人気 1 , を得ているに対し、USGS 局で測定される 14 です。
    注: データ目的流域特性に依存します。たとえば、窒素とリンの監視必要がありますより都市流域におけるリンの監視と比較して農業生態系流域における

3。ゾンデ校正とプログラミング

  1. キャリブレーション センサーの製造元の推奨事項に従ってゾンデ。必要に応じて、ローカルの環境条件に基づいて校正プロトコルを変更します
    。 注: 校正の頻度は、センサーがさらされている環境によって異なります。一般的に、それは 2-4 週間以内に落ちる。ここで、ゾンデは生育期の間に 2 週間ごとに校正されて、非成長で 3 週間毎シーズン (4 月への 11 月).
  2. 研究所、校正前に徹底的にゾンデをきれい。万能クリーナーや石鹸柔らかいブラシ (歯ブラシ など) を用いたセンサー表面をクリーニングします。サーキュレータ ワイパーと六角形の六角キーを使用してブラシを削除します。ワイパーとブラシをきれいします
  3. PH 電極で電解液を注ぐ新鮮な電解液の補充、塩化カリウム電解質溶液の電気伝導度を維持するために餌の塩を追加します。キャップを閉じて、それは密閉。いくつかの電解質は、キャップはねじ込みされている中が流出されます。脱イオン水でゾンデをすすいでください
  4. は、ツールの下平ら加工が容易にできるように、テーブルの上の上約 20-30 cm になるように頑丈なサポートに、ゾンデを中断します。通信ケーブルを使用してコンピューターにツールを接続します。製造元を開始 ' s ソフトウェア。プレス " ゾンデを動作 " ゾンデ プログラムに入力します
  5. 設定で校正標準器の数、" パラメーターの設定 "] タブ。次の順序でセンサーのキャリブレーション: 伝導率、pH、DO、濁度、硝酸、アンモニウム
    。 注: 校正の順序は重要、硝酸塩とアンモニウムとしてセンサーは電気伝導度と pH の値を使用します
    。 注: 校正標準器の数が伝導率の 2、2 または pH の 3 の 1、2 や濁度の 4、硝酸イオン、2 およびアンモニウムの 2.
  6. ・ ディ ・水センサー複数回すすいで乾燥センサー加工するサーフェス交差汚染を防ぐためにセンサーに標準を導入する前にワイプで
    。 注意: 各センサーを校正する前に次の規格のセンサー読み取り値に注意: 50 mg/L と 50 mg/l. のアンモニウムのための行うには、DI と 50 NTU の濁度、pH 7 硝酸これらの値は、フィールドにセンサーが正確かどうかを評価する使用できます。慎重はフィールドの値を修正する使用もすることがあります
  7. (ステップ 3.8 3.13) 標準では、各センサーの校正後 " キャリブレーション成功 " 表示、キャリブレーションが失敗した場合、センサーをリセットし、再度実行してください。かどうかセンサーがまだ失敗した場合、消耗品は交換必要がありますまたはセンサーは工場での修理を必要があります
    。 注: 硝酸態およびアンモニア態両センサーをリセットする両方のセンサーがリセットされます
  8. は、2 点校正; 乾燥センサー 0 μ s/cm 1,412 μ s/cm を用いた標準液導電率センサーをキャリブレーションします。選択 " SpCond [μ s/cm] " で、" 校正 "] タブ。ワイプで完全にセンサーの楕円形の部分を乾燥します。入力 " 0.0 " μ s/cm で入力と " 調整。 "
    1. センサーの楕円形の部分を完全カバーする袋の標準挿入。安定の読み取りセンサー (2 ~ 5 分) まで待つ、入力 " 1412 " μ s/cm で入力と " 調整。 " " キャリブレーション成功 " が表示されます。キャリブレーションが失敗した場合は、センサーをリセットし、再度実行してください
  9. PH 7 および pH 10 規格を使用して pH センサーをキャリブレーションし、pH 4 と校正の直線性を確認してください。選択、" pH [単位] "] タブ、[校正] タブ [挿入 pH 7 標準的な pH ジャンクションと参照電極カバー ポーチ。それを安定させるために約 5 分を待ちます。入力 " 7.0 " ph 値し、入力 " キャリブレーションします。 "
    1. 電極を洗浄して乾燥させるワイプを使用して。PH が 10 を挿入し、に従って、pH 7 と同じ手順。PH かどうかは、較正曲線の直線性が満たされているを確認する 4 を挿入します。キャリブレーション センサー 4 ± 0.2 pH 4.0 標準を読む必要があります
  10. 温度安定化、空気飽和、脱イオン水を使用して行うセンサーをキャリブレーション (18 M Ω-cm) シングル ポイント標準装備。
    1. 選択、" LDO % [土] " タブほぼ全レベルに純水を校正カップ一杯し、ゾンデにカップを置きます。温度センサーとは膜は水によって完全に覆われていることを確認してくださいにゾンデを反転します
    2. % 飽和読書を安定させるために約 5 分を待ちます。安定したら入力 " 100 " % の飽和状態。現地の気象ステーションをチェックして mmHg で気圧を入力し、入力 " キャリブレーションします "
      注: ・ ディ ・水は温度安定化、空気飽和ガス交換のための研究室で一晩、少なくとも雰囲気が開いたままで。彩度、および温度の安定化。気圧が DO 飽和温度 (ゾンデ自体によって測定される) に加えて大気圧によって決まるので、提供する必要があります
    3. チェック 0.5 - あるべき尺度係数 1.5、許容可能な校正用。校正プログラムを終了、ターミナル モードを入力して、矢印を使用して強調表示 " ログで、" キーを押します " 入力します " ハイライト " レベル 3 " 押し " 入力。 " ハイライト " セットアップ " 押し " 入力。 " ハイライト " センサー。" 押し " 入力します " 強調表示 " は " 押し " 入力。 " ハイライト " DO % 土 " 押し " 入力。 " 尺度係数に注意してください。
    4. プレス " Esc " を終了して " ゾンデを動作 " 再び。選択、" 校正タブ " 校正を続けます
    5. バック ゾンデを反転し、センサーが地面に直面してそれを中断します
  11. 4 標準を使用して濁度センサーのキャリブレーション: 200 NTU 100 NTU、50 NTU ・ ディ ・。選択、" 濁度 [ココやし] "] タブ。校正カップで少なくとも濁度センサーの下部をカバーするために十分な DI 水を置きます。安定濁度読書をしましょう。点を入力 " 1 " ・ ディ ・規格、" 0.6 " NTU 濁度値と " 調整。 "
    1. は同様に、他の規格の濁度センサーをキャリブレーション。ボトルを上下に回して、基準の均質化によるバブル形成を防止 (振らないで) カップに沿って基準を注ぐと
    2. すべての基準を調整した後はディと 50 NTU キャリブレーションが許容される (すなわち、 ± 1% 以内) だったかどうかセンサー測定値を確認します
  12. 2 つの規格を用いた硝酸イオン センサーのキャリブレーション: 高 (50 mg/L 3 --N) と低 (5 mg/L 3 --N)。選択、" 3 - [mg/L-N] "] タブ。
    1. 注ぐ 50 mg/L の 4 分の 3 まで校正カップに合わせて標準的な完全なし防水接続、ゾンデにカップを配置します。硝酸と温度センサーが完全に覆われているように、ゾンデを反転します。15 分間 (または読み取りが安定するまで) 待ちます。安定化、標準レベルを入力 " 1 " との値 " 46.2。 " ノートで温度と mV の測定値を記録します。入力 " 調整します "
      注: 硝酸センサーは電気伝導度と pH センサーに加えて温度センサーを使用して。
    2. は数回の DI 水でセンサーを洗浄し、ワイプで乾かします。低水準のためには、同じ手順を繰り返します。50-65 mV をする必要があります 2 つの電圧の測定値の違いと温度の測定値の違いが受け入れられる校正用 5 ° F を超えない
  13. 硝酸センサーと同様にアンモニア センサーをキャリブレーションします
  14. 再インストールとワイパーとブラシの調整。選択、" SelfClean [Rev] "] タブをクリック " 1 " 回転し、入力 " キャリブレーションします "
    注: ワイパーとブラシが回転 1 回。
  15. すべてのセンサーは、校正されて一度はプログラム、ゾンデです。入力 " pc の時間に設定されたクロック " で、" システム " 同期のタブ。4 の既存のログ ファイルがある場合は、最も古いログ ファイルを削除し、新しいログ ファイルを作成します。ログ ファイルが作成されると、監視パラメーターとログ パラメーターを選択します。開始を選択することによって監視期間 (すなわち、 次の校正、農業生態系流域における通常 2-3 週間まで) と間隔 (15 分) を選択し、ログ ファイルおよびログ間隔の時間を終了します。ログ ファイルを保存します
    。 注: いつでも、ゾンデが最大 4 ログ ファイルを格納します
  16. 内部バッテリー電圧を確認し、必要に応じて、内部の電池を交換します。
    1. を選択、" オンライン監視 " タブ、オンライン監視を開始します
    2. は、内蔵バッテリーの電圧の読み取り値を確認します。10.5 V を下回る場合は、新しい C 電池 8 個それ置き換えます
      。 注: ゾンデを停止録音データ内部バッテリー電圧を下回った (動) ~9.0 場合
    3. 防水接続するバッテリ コンパートメントのふたを密封するシリコン シール剤を使用します
  17. センサー ガードを添付し、バケツに入れて水の半分は満ちて
    。 注: バケツにゾンデは輸送のため、(再) サイトでインストール準備ができています。正常に機能する pH 電極用、ゾンデは冠水する必要があります

4。計測器・ センサーのインストール

  1. 面積速度センサーと流量モジュール
    1. マウント選択した断面の鋼板にしっかりと面積速度センサー。スチール プレートをマウント、" L " Telspar ストリーム (すなわち チャネルの最も深い部分) のパネルラインで駆動されるポストに取付けられるブラケット ( 図 1) ( 図 1)。延長、" L " Telspar ポストの上流にブラケットが流れ、ストリームの Telspar ポストの存在の影響を受けませんのででする必要があります十分な長さ。センサーを設置、" L " センサーの先端の流れに沿って上流に直面している、ストリームのベッドにブラケットします
      。 注: Telspar 記事の効果が評価されるもの視覚的にポストの導入は Telspar ポストとにセンサーの測定値を使用して、上流または定量的センサー位置にフロー障害を作成します。このプロトコルでは断面の変動は無視できると考えられました。評価する場合、複数のゾンデやセンサーが断面図で配置できます。面積速度センサー対策超音波ドプラ法による速度の平均値します。流れの深さまたは速度プロファイルとキャリブレーションに基づく変換係数は必要ありません。フロー モジュールは、6.1 m/s に-1.5 から速度および 9.15 m 0.01 m からの深さを測定します。など、それは異なる流域に適用します
    2. 放電の計算には断面の面積を測定します
      。 注: ソフトウェア直接面積を計算できますチャネルまたは方程式の形が指定されて場合
      。 注: センサーからデータ フロー モジュールに直接記録され、製造元を使用してコンピューターにダウンロードすることができます ' s ソフトウェアと通信ケーブルします

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図 1。(スケール) に駅を監視する典型的なインストリーム広告のレイアウト
。 駅には、スチール ケーブル、カラビナ、フェルールを使用して、ツールを一時停止は Telspar 記事が含まれています。フェルールは表示されません。面積速度センサーがマウントされている l 字型ブラケットは、ストリームのベッドに配置され、ナットとボルトを使用してポストにしっかりと固定されています。(図には表示されていません) オートサンプラーは、先端にストレーナーが含まれているホースからの水のサンプルを取得します。面積速度センサーからのケーブルが (図示せず) フロー モジュールに接続されています。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

  1. 圧力トランスデューサー (PT センサー)
    1. 面積速度センサーがない場合、圧力トランスデューサーを使用して深さを測定します
    2. Telspar ポストの内側 PT センサーをインストールし、鋼線とフェルール保護; センサーの先端がストリームのベッドに触れるだけ。15 分間隔で水深を測定する PT センサーをプログラムします
  2. マニュアル放電測定
    1. の測定装置、放電と PT センサー付いている所は、フローの範囲で放電を手動で測定することにより段階放電曲線を作る、少なくとも低、中、および高をカバー流れています。流れの幅に応じて、いくつかのセグメント (30-60 センチ幅) に断面積を分割します。ポータブル流量計を使用してセグメントの中心線の平均速度を測定します。深さがある場合 < 10 cm、最大速度を測定し、平均速度を得るに 0.9 を掛けます。深さは 10-75 cm、平均速度 15 を決定する深さの 0.6 で速度を測定します。75 cm 以上の深さの (0.2、0.6、0.8、水面から深さの) 3 つの深さで速度を測定し、それらが平均 15
    2. 平均速度、幅、およびセグメントの深さを使用してセグメントの排出量を計算し、総排出量を取得するすべてのセグメントから放電を合計します
    3. 低、中、および高の流れをカバー フローの範囲のための手順に従います
    4. ステージ (すなわち、 手動流量測定の時に圧力トランスデューサーによる測定の流れの深さ) と測定放電の間の関係を決定します
      。 注: 放電が手動で速度を測定するには高すぎる場合、一時的な面積速度センサー使用できます面積速度センサーによって測定放電と PT センサーによって測定深さの関係を確認します
  3. 水品質マルチパラ メーター ゾンデ
    1. スチール ワイヤ、フェルール、ゾンデ安全と簡単なインストールと削除 ( 図 1) カラビナと Telspar の記事に、ゾンデをマウントします。特に洪水時に川の水とフローティングを来ることができる破片や木のログから損傷を防ぐために Telspar 記事の下流側に、ゾンデを配置します。ツールの下に配置、ゾンデに堆積物の蓄積の可能性の軽減、ストリームのベッドの上、少なくとも 1 10 cm
      。 注: ゾンデは、水に沈めて常にする必要があります。したがって、一様流とストリームで、ゾンデをゾンデ、湖底の堆積物の蓄積を減らすために十分に高いと、ゾンデが空気に露出を得るを防ぐために十分に低くする必要があります。ただし、少ない可変流量チャネルのため、ゾンデ配置できますセンサーが水面下約 10 cm になるようです
      。 注: ゾンデに深度センサーがある場合チャネルのベッドから深さセンサーの高さべきである測定するチャネルのベッドの上の深さセンサーのインストールの深さのためのアカウントに
    2. 電源内部電池または外部電池とゾンデ。外部バッテリーと、ゾンデに接続するのに通信ケーブルを収容するのに携帯用の電池ボックスを使用します。15 分毎のデータを収集し、通信ケーブルを使用してコンピューターに直接データをダウンロードするゾンデをプログラムします
  4. オートサンプラ
    1. ストリーム銀行安定した地盤の上部に天候保護ハウジングに、オートサンプラーをインストールします。鉛酸バッテリーとオートサンプラーを電源します。充電バッテリー オンサイトに 20 W の太陽電池パネルをインストールします
    2. Telspar ポストまたは l 字型ブラケットで水の下のストレーナー パイプを確保し、オートサンプラーのホースで接続します
      。 注: オートサンプラーは、ストレーナーとホース経由でのストリームから水を引っ張る
      。 注: ストレーナー パイプの位置は代表的なデータを得ることが重要です。このプロトコルには、断面の変動がないと仮定して置かれていた
    3. プログラム サンプル水を毎週、または必要性に基づくオートサンプラーです。製造元によって提供されるオートサンプラーのマニュアルを参照しています
      。 注: オートサンプラーは、降雨量、流れ、時間、または組み合わせに基づいてサンプル水をプログラミングできます。サンプラーは、多くのボトルにサンプルを 1 つ、1 つに多くのサンプルをサンプル プログラムことができますボトル (コンポジット)、または組み合わせ
      。 注: オートサンプラーの水 (2,000 mL) 研究室内の追加パラメーターの解析に必要なボリュームを収集します。浮遊砂濃度の毎週連続水質モニタリング ツールを使用して、に加えてサンプルを分析します

5。センサーやゾンデ メンテナンス

  1. クリーン エリア ・速度センサーやセンサーの表面の近くの残骸を減らすために訪問するたびにします
  2. はよく、ゾンデでセンサーをキャリブレーションします
    。 注: 頻度はシーズン、水文学、流域、センサーの種類、および汚れの割合に依存します。ここで選択した流域で校正良い品質データを収集するために 2 週間毎が必要でした
  3. 消耗部品を交換して、製造元の推奨どおりします
    。 メモ: これは pH 参照電極/キャップ、DO センサー、イオン先端センサー (硝酸塩とアンモニウム センサー) および循環のワイパーとブラシのキャップ (膜) を含まれます
  4. 必要に応じて、工場での修理のゾンデを送信 (すなわち センサーがリセットして、再調整の後でさえも、基準の許容値を読み取らない場合、またはセンサーのキャリブレーションが失敗した場合).

6。フィールド サンプリングおよび実験室分析

  1. センサーを維持し、サイトで、オートサンプラーを使用できない場合、自動的に収集される水サンプルまたはサンプルを手動で収集し水のサンプルを収集するフィールドト リップを事前に準備します。チェックリスト (表 1) に表示される項目を含めるようにしてください
  2. は、きれいな水のサンプルを収集 (すなわち、 酸洗浄し、すすぎ) jar (10 L) を乾燥、それらにラベルを付けるし、分析のために、できるだけ早く研究室に氷の上にそれらを輸送します
    。 注: 収集した水サンプルは、実際の条件下での代表的なサンプルのサンプリング時に、特定の場所に汚染に対して収集されたサンプルの整合性を保持必要があり、物理的、化学的および生物学的変更 12
    。 注: 必要な容器材料異なる場合があります、興味のいくつかの検体の酸性化および/またはろ過必要がありますサイトに対しします
  3. 分析、コル 16 回で承認された固定前に標準的な方法を使用して実験室でサンプルの行水
    。 注: 水試料を用いて解析できる EPA 353.2;硝酸イオン、EPA 353.2; 4500 NO34500-NO2 亜硝酸、EPA 365.1;4500-PI のリン酸、EPA 350.1;総窒素、EPA 365.4; 4500 PJ全りん、2540-D 総懸濁物質、2540-C のための 4500 PJ 全溶存固形物と浮遊砂濃度 16 , 17 3977 97 D.
  4. は、分析中に適切な品質管理、空白、標準、レプリケート など、チェックを従ってください。品質保証プロジェクト計画 (書 QAPP) に従う
  5. は、サンプル コレクター、研究者親権シートのチェーンを入力し、それぞれのコピーを保持します。親権シートのチェーンに野外で観察された、異常なまたは顕著なイベントに注意してください

7。データの収集と分析

  1. ゾンデ、フロー モジュール、および研究所からの水を収集品質と数量データ
  2. データの補正と解析作業する前にすべての生データのコピーを保存します
  3. は慎重に濁度に収集したデータを点検し、任意の 0 を削除 (例えば、 0.0 NTU)、ナン、または不当な値 (例えば、 3,000 NTU; センサーの検出の上限) さらに解析の前に
    。 注: すべてのデータを削除するとき、注意を行使する必要があります。フィールド ノートのサイト固有の条件が識別し、データが合理的ではないことを決定している場合にのみ削除されます
  4. は PT センサーから放電を計算する段階放電関係を使用します
    。 注: PT センサーによって測定深度は、圧力補償をする必要があります。
    1. メーカーの使用 (その場で 株式会社) ソフトウェア、" Baromerge、" 後 PT センサー データを修正する
      。 注: 多くの気圧値を手動で入力して、自動的に baroTroll のログ ファイルと、データは固定気圧値によって修正できます。このプロトコルは、自動的に PT センサー データを修正する近くの場所で配置される baroTroll ログ ファイルを使用しています
  5. 面積速度センサー データ、センサーのアーティファクトをことができる負のフローを削除します
    。 注意: 時が実際にありますサイトによって、否定的な流れ。その場合は、負の速度を無視しないでください
  6. 駅で上流または下流の放電と放電の間線形回帰を使用して不足している放電データを計算します
    。 注意: 関係する必要があります統計的に有意な通常場合は、放電の上流と下流のステーションの間であります。ここでテストの分水界、関係は有意 (p < 0.01) 相関係数は 93% 以上とします。しかし、行方不明の放電データ記入されるしかサイト間の距離が短いと流域特性残るような場合にこのメソッドを使用します
  7. が不足している水質データを入力しないでください
    。 注: 水質データを多くの変数 (すなわち タイミング、肥料、排出を増加または減少するかどうか、特定のサイトの条件 など のアプリケーション) によって受けます
  8. 浮遊砂濃度検査結果から (SSC) とストリームで測定した濁度 (NTU) 間の回帰分析を実行します
    。 注: 砂は、SSC の重要なしかし、変数の一部を構成する場合、回帰が悪くなるようなことは、このような回帰を堆積物のサイズ分布に敏感です。ただし、砂や罰金のサンプル分析中に区切られている場合、罰金が、SSC に関連づけられた場合改善できます。回帰を使用して連続 SSC の値を計算します
  9. 放電の汚染物質濃度が異なりますので計算式 1 6 を使用してフロー加重濃度です。流れ加重平均濃度 (FWMC) 時間のデータを使用して日常的に計算します。また、15 分のデータを使用して時間単位で計算します。FWMCs は同様に統合します
    Equation

    FWMC = 日常的に流れ加重平均濃度
    c の = i の濃度 th サンプル
    t は 時間、1 時間 =
    q = 私の放電 th サンプル
    私 = 1 に 24
  10. データ目的に合わせて適切な統計的手法を適用します。データは非正規である場合は、それらは通常または中央値 ± 四分位範囲を使用してデータを変換します。非正規データの非パラメトリック テストを実行します

Representative Results

Aryal とレバ (2017) 文書にこのプロトコルを使用してトランスポートおよび栄養素と 2 つの小さな農業流域6の堆積物の変形を研究します。このプロトコルからの追加の結果は次のとおりです。

降雨流出水の品質の関係:

継続的な監視の強度は 15 分のデータ (図 2 a) を使用してユーザーが降雨、流出、濁度との関係などの因果関係を調べるための罰金の時間解像度に選択できます。降雨データは、気象観測所 (www.weather.astate.edu)、少し溝流域と聖フランシス下流から他の 6.3 マイル内の 1 つからダウンロードされました。00:00 ~ 9:00 7 月 22 日、25.4 mm の降雨量の合計が発生しました。降雨は、4.89 m3/s に 17:45 7 月 22 日 00:00 0.71 m3/s からの分泌物を増加しました。可能性が高い降雨量の空間的変動と流れの大半に貢献したイネとダイズのフィールドの排水パターンに関連付けられたイベントの中に複数のローカル放電ピークがありました。下流聖フランシスは、行の作物、主に大豆と米の面積の約 94% を持っていた。放電が徐々 に沈静化して、別の 14 ミリメートルの雨イベント 7/23 7:00 に発生した、5 時間続いた。その結果、放電で別の増加を測定しました。

予想通り、濁度増加放電雨のイベントに続いて、徐々 に軽快した (図 2 a)。濁度から増加した 13 NTU 23:34 7/21 で 409 NTU 2:04 7 月 23 日に。最高の濁度は、ハイドロの増加の放電部分の間に得られました。農耕地からの土壌粒子を洗浄の最初のフラッシュが原因だった。同様に放電、濁度は、2 明確でピークをまた示した。

Figure 2
図 2。降雨、放電、および農業流域、下流聖フランシスでイベントごとに水質の変化。
(A)降雨、放電と濁度。(B)硝酸態窒素、アンモニウム、および 7/21 から 7/26 に導電性。流域の作物の大半には、大豆と米があった。降雨、放電し、濁度のプロットは、それぞれ 60、15、15 分のデータに基づいています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

同様に、硝酸態窒素、アンモニウムおよび伝導性流出と時間 (図 2 b) の変化を示した。流出イベント中に硝酸態窒素濃度希釈効果により減少したり増加するフィールドから流出する高濃度の混合します。考慮の時間枠で硝酸態窒素は 2:04 7 月 22 日に 4.52 mg/L まで増加し、徐々 に減少します。硝酸態窒素の高い濃度が、最近適用された最初のフラッシュの流出と一致したが、未使用の可溶性窒素が流されました。放電におけるセカンド ピークの硝酸態窒素濃度の 2 番目のピークが対応したけど、最初のピークよりも低濃度。これは、最初のフラッシュで簡単に可溶性窒素のウォッシュ アウトによる可能性が高いです。硝酸のピークの形大きさの違いにもかかわらず、両方のでき事の間に類似していた。

平均アンモニア濃度は 0.80 mg/L、水田から貢献のため可能性があります。アンモニア態窒素濃度が若干放電ピーク (すなわち放電の増加とともに増加する) をもつ。ただし、2 番目の流出ピークとアンモニア濃度の増加は硝酸 (図 2 b) と同じ理由で最初の流出ピークと未満をでした。硝酸とアンモニア態窒素濃度の排出ピーク前にピークに達した。

伝導率は期間中に 93 495 μ S/cm からであった。導電性放電の逆の関係を示した (図 2 a と 2 b) (すなわち、伝導率基本フロー中に高かったし、両方のピーク放電中に流量の増加とともに減少した)。硝酸塩とアンモニウム硝酸塩とアンモニウム基本条件を上回っていたにもかかわらずピーク放電中に水の伝導度が減ったので水伝導度に可能性がありますマイナーな貢献をしました。低い電気伝導度、雨の水の希釈水の流れのより低い伝導性に貢献するかもしれない。

DO、温度、pH の変動は、ゾンデ結果 (図 3) によって明確に説明されます。温度変化 36.1 から 24.6 ° C 7/9 - 7/10。ストリーム内の水の温度は 17:00-18:00 で 6:00-7:00 と最高最低。

Figure 3
図 3。PH、温度、および農業流域、下流聖フランシスのストリームのセクションでの日内変動.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

溶存酸素は 6:00 に午前 0 時から最低だった植物の光合成活性は日の出後起動、DO は 16:19 7/9 (9.98 mg/L, 144.9% 飽和)、15:34 7/10 (11.21 mg/L, 159.9% 飽和) をピークまで着実に増加。着実に深夜まで減少し、, 一定のまま。細菌や藻類の呼吸、光合成、炭素と窒素の酸化および可能性が高い温度は18の日内変動に影響を受けます。

PH は 7.4 と 7/9-7/10 から 7.8 の間で変化。17:34 7/9 (7.78) と 17:04 7/10 (7.77) で pH が高かった.PH の変動は呼吸、光合成および pH を減少すると、二酸化炭素が光合成中に削除され、水生システムの呼吸の中に追加されるので、バッファキャパシティの速度の影響を受けます。

長い期間にわたって測定図 2および図 3に示されている濃度 (すなわち、月、季節、年) 水質が自然または管理された条件の下で時間とともに変化する方法に関する情報を提供することができます。

テンポral (毎月) 汚濁負荷の変化:

変化ストリームのセクションでは、異なるタイム スケールで学ぶことができます。少し川溝盆地、北東部のアーカンソー州の小さな農業流域における月別の変化では、年中 (図 4) 流域からの窒素と堆積物の損失のパターンを明らかにしました。汚濁負荷は初夏の高され、遅い落下します。9 月と 10 月の数ヶ月は、低汚染低流量による主に読み込みにより特徴づけられた.SSC は、最近収穫そして妨げられるフィールドに降雨量が多いのため 11 月と 12 月に最高でした。データはまた、毎日負荷は大幅に変化する降雨イベントによって駆動されたのでバリエーションが非常に高いことを示した。高負荷間に秋 (11 月および 12 月) 示した栄養削減プログラムが彼らは 11 月・ 12 月の負荷を減らすことに焦点を当てるより有効かもしれない。したがって、カバー作物19を使用するなど、冬に汚染物質の損失を減らすテクニックは、流域管理プログラムで考慮されなければなりません。

Figure 4
図 4。少し溝流域出口における SSC 荷重 (kg/d)、アンモニウム、硝酸の月別変化。
値は、平均 ± 四分位範囲です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

汚濁負荷の空間的変化:

プロトコルは、流域内で複数の局を選択した場合にも、データ変動に加えて空間的変動を提供できます。汚染物質をはっきりと増加する硝酸塩とアンモニウム負荷として水旅下流農業流域 (図 5) ショーで読み込みます。9.6 kg/ha 硝酸年間の損失は 8-14 kg 以内だった/ha 年間レンジ同様土 typs20小農業流域での報告されたミズーリ。この種の情報は、インストリーム水管理と他の中の汚染物質輸送の有効性を評価する使用できます。

Figure 5
図 5。硝酸態窒素とアンモニウム輸送少し溝流域。
上流、中流、下流のサイトに位置していた約 2 km 離れています。値は、2015 年 8 月の毎日の平均の平均 ± 標準誤差です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

センサーの汚れや堆積物の蓄積:

農業生態系流域における窒素とリン、高濃度流出水などの栄養素の存在は生物汚損が発生する特定の温度で速度を上げることです。また、雨水水は耕作と浸食された水路に属します高い沈殿物の負荷を運ぶことができます。高い沈殿物の負荷は、センサーとゾンデ表面の堆積物の粒子の堆積し、堆積物の蓄積につながることができます。このような汚れと堆積物の蓄積は、ドリフトや不正確な結果につながります。

7/15、7/16 センサーがサイトで掃除し、ファウリングによる 13 または 14 日 (図 6) 後突然減少後の増加までの変動は減少。成長と、ゾンデの表面に微生物の蓄積の結果は、図 7に表示されます。汚れは表面に深刻なワイプやブラシがクリーンアップできません。12 月 26 日 (図 8) を読んで濁度におよぼす堆積物の蓄積が観察されました。降雨 12/23 と 12/25 増加濁度まで 1595 NTU と 1073 NTU。濁度は、ストリーム内に放電が減少した後に減少しました。しかし、12 月 26 日に大きな雨イベント発生 3000 NTU の上限に到達する濁度です。読んで濁度ゾンデ ガードの残骸の蓄積と雑草や Telspar 記事に植物の存在のための 3000 の NTU で安定しています。濁度測定値が不安定な (すなわち、突然 3000 NTU から 15 分未満 50 NTU に変更) された残骸の蓄積と正しくないです。そのため、12/26 から 12/29 への濁度データはない質の良いです。

Figure 6
図 6。ドリフトかのセンサー読み取りストリームのまま、ゾンデで 2 週間後。
キャリブレーション後、ゾンデが 7/8 にインストールされた、ドリフト開始 7/22。7/21 の後を読むセンサーのドリフトは、通常よりも低いかで起因しました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 7
図 7。画像センサー表面 (左)、(右) のセンサーのセンサーの表面をきれいにブラシとワイパーの消去後、付着を示すしますこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 8
図 8。濁度 (NTU) ゾンデ ガード内堆積物の蓄積の前後にストリーム。
降水量 (mm) は、第 2 の y 軸に表示されます。濁度は、12/16、12/23、12/25 降雨量に優れた反応を示した。しかし、ゾンデ ガードで 12/26 後の濁度測定値 12/26 作成された土砂の蓄積の大きい降雨イベントであった不良 (大抵 3000 NTU) と不安定な。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

trong > 項目一覧 アイテム リスト チェック ドキュメント QAPP (品質保証プロジェクト計画) 親権シートのチェーン フィールド ノート ナビゲーション マップ/GPS ペン、マーカー、ラベル テープ 安全性 日焼け止め・ サングラス スズメバチ スプレー 応急処置キット 水を飲む 通信 (携帯電話) 個人保護装置-歩く人、ゴム製手袋、帽子 ロープとアンカー 手指消毒洗浄 サンプルの収集、保管、輸送 クーラーと氷 サンプル ボトルと蓋 テープにラベル付け センサー/計測機器 通信ケーブル 外部電池を充電 フィールド ノート ゾンデ 通信ケーブル 「C」電池 ブラシと石鹸 フィールド ノート その他 ツール ボックス (スクリュー ドライバー、ボルト メーター、zip の関係をレンチ、...)

表 1。項目のチェックリストおよびサンプル水と修理の現地訪問推奨センサーを維持します。

Discussion

全体的にみて、栄養素および沈殿物の連続的な監視には、グラブ サンプリング メソッドを使用して監視をいくつかの利点があります。水と水の品質プロセスは、時間の非常に短いスパンで降雨に影響されます。ユーザーは、栄養素と複雑な問題を研究する堆積物の高時間分解能データを取得できます。同時に、硝酸塩、アンモニウム、および濁度監視と同じコストで、伝導率、pH、温度、DO などその他の水の品質パラメーターを取得できます。また、さらに多く水の品質パラメーターのクロロフィル、塩分、栄養素および沈殿物の酸化還元電位などの測定を可能にする製造業者から他のセンサーがあります。

試験の選択した期間にわたって、汚染物質の時間変化を識別するためにこのプロトコルを使用することができます。流域、監視、複数局で実施する場合における汚染物質の空間的変化や汚染物質、監視している場合の断面変化、断面図でいくつかのポイントで実施します。このプロトコルのように、pH、導電率の変動は、硝酸塩、アンモニウム、濁度、温度が原因結果の関係を示すし、汚濁負荷のドライバーのよりよい理解に貢献。

栄養素および沈殿物の成功の連続測定、にもかかわらずメソッドの最大の制限はデータの損失やセンサーの障害による低品質データのコレクション、電力、および土砂/残骸の蓄積の損失。サイトの選択は重要ですが、それは頻繁に校正をチェックしたり、必要な場合を調整する内部および外部電池 (ない太陽電池) の場合、交換しダウンロードしてデータをチェックも重要です。データ品質は、データ集録データを処理する、いくつかの段階で妥協ことができます。この紙のフォーカス取得段階では、可能性のある問題のための救済については後述。

データ損失:

不適切なセンサーのプログラミング、センサー、電力の損失は、データのギャップを引き起こす可能性が。可能であれば、ソーラー充電器は、バッテリーを充電する駅でインストールできます。それ以外の場合、(ゾンデ) の内部および/または外部の頻繁な交換用電池が必要。データを頻繁にダウンロード問題を迅速に識別するために、メモリの制限のためにデータの損失を減らし、それに対処するのに役立ちます。齧歯動物はケーブルが損傷し、データの損失が発生します。これらの損失はケーブルをカバーするワイヤー ガードを使用して回避できます。

ファウリングによる低品質なデータ:

センサー表面や結果ドリフト データの不正確さの汚銅のガードを使用して、銅テープでセンサー ガードを覆うことによって最小限に抑えることができ、銅を使用してセンサー ガード周りメッシュします。わかったこと、ゾンデをカバー表面 (ないセンサー) 全天候型粘着テープで大幅に促進のセンサーのクリーニングします。ワイパーとブラシ、セルフ クリーニング ゾンデのように本研究で使用したもので助けたセンサー (図 7) の表面をきれいにします。銅材、テープなどの使用ガード、メッシュや結果の付着微生物の成長を減少します。

残骸の蓄積による低品質データ:

センサーと、ゾンデの位置決めと、堆積物の下にケーブルを埋設残骸の蓄積を制限できます。たとえば、ストリームのベッドの上が水表面の下のある特定の深さのゾンデを配置する堆積物の蓄積を制限することができます。同様に、Telspar ポスト キャッチ大森、草、ゾンデを洗浄するよう、破片を削減 Telspar ポストの下流側、ゾンデを配置するすべてのフィールドの間に訪問より質の高いデータを生成する助けることができます。銅メッシュでセンサー ガードを折り返し土砂やがれきの蓄積、水生植物と動物、汚れからの干渉を低減します。

一方、ゾンデは、上流または下流に Telspar ポストすることができます、下流側、ゾンデを中断することをお勧めします。バイアスなしを測定するため、ゾンデでセンサーの要件はセンサー表面全体の水の動きを持っていることまたは立っている水を持たない。ポスト (4.0 cm) とポストの穴の細い幅は、センサー面を水が流れることを確認します。さらにとき、ゾンデがポストの上流側にある水生雑草や植物素材/破片が囲むゾンデ ガード本研究で観測されました。上流側のツールを配置することのもう一つの欠点は、ガードは、センサーを保護します、ゾンデ本体がまだポストの上流側の破片/木材による破損の危険にさらされてです。速度計測に及ぼすポストは、視覚的に観察し、ポストと速度の測定値を比較することによってテストできます。このプロトコルでは面積速度センサーは Telspar ポストの上流約 50 cm と速度 Telspar ポストの存在には影響しなかった。

サイト固有の条件の下で校正の頻度を識別することは重要です。それはの下で調整し、過剰を調整してリソースを無駄にしないデータの品質を損なうことなくがバランスです。この研究では (すなわち、熱い、湿気のある熱帯気候) 農業のストリームで研究室の調整 (図 6) 夏季と冬季 3 週間ごと、2 週間ごとで十分でした。ただし、センサーが夏の間に毎週サイトに掃除しました。

品質管理を含むすべての活動のため、QAPP の準備プロジェクトの前にチェック、潜在的な問題を識別するのに役立ちます、一貫性と均一、研究を続けているより質の高いデータを生成します。QAPP 手順で提供されているガイドラインに従う必要があります。

イベントやノートや写真の異常観測のドキュメントは非常に重要です。多くの場合、監視の結果は、非定型イベントにリンクされます。たとえば、浚渫 (すなわち、クリーニング)、頻繁にすることはできませんストリーム (溝) の分泌の増加がなくても、試料水の濁度が増加します。

計測器の安全性と同様に、フィールドの仕事に携わる人員の安全が非常に重要です。安全、健康、福祉計画とは、プロジェクトの開始前に工夫されるべき。ヘビ、温度危険、洪水、強風、運転条件、雷等を含む安全性の懸念のいくつかは、表 1の視察中に行う物流とオススメのアイテム。

硝酸塩とアンモニウム (すなわち、イオン選択性電極) を測定するための現在の技術の限界の 1 つはそれできない非常に低い栄養値まで正確にそれらを測定しないです。センサーの解像度は、0.01 mg/L 硝酸態窒素とアンモニウムのセンサーは、精度は 5% または ± まで、読書の 2 mg/l.濁度、pH、電気伝導度センサーの精度が ± 0.1 - 0.2 mg/L または 0.1%;400 NTU; 最大 ± 1-3%± 0.2± 5 μ 秒、それぞれ。さらに、プロtocol は到達不能のため増水時に従うは難しいです。

このプロトコルは、農業生態系流域におけるテストだった、それも適用できます他の地域の他の水域に流域その他の土地の影響を受ける使用マイニングを含む活動など。このメソッドは、複数の汚染物質間の相互作用を評価する上で有用なも。ここで説明したメソッドの将来用途センサー ゾンデ ガード; 瓦礫/土砂の蓄積の汚れに対処するためのセンサーの進歩さらに精度と; センサーの精度の改善ワイヤレス ネットワークおよびサーバーにデータのリモート転送の開発標準のデータ集録システム、データ管理、およびアプリケーションの大規模なネットワークの蓄積。

Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

研究は、保全効果評価プロジェクト (CEAP) からの資金調達のために可能だった。生産者は、米国農務省-アルス-デルタ水管理研究部と生態毒性研究施設、アーカンソー州立大学のスタッフによるサンプル分析のメンバーの研究支援サイト アクセス許可を特に感謝しております。本研究の一部は、米国エネルギー省と米国農務省の省庁間の契約を通じて科学と教育 (ORISE) のオークリッジ国立研究所によって管理アルス参加プログラムに予定によって支えられました。ORISE は、DOE の契約数・ デ ・ AC05 06OR23100 下 ORAU によって管理されます。本稿で表明したすべての意見は、著者のポリシーおよび米国農務省、アルス、DOE、または ORAU/ORISE の景色を必ずしも反映していません。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Multiparameter sonde Hach Hydrolab DS5X measures temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, nitrate, ammonium, turbidity
Area velocity flow module and sensor Teledyne Isco 2150 measures average stream velocity and flow depth, and calculates flow rate and total flow based on provided cross-section area of the ditch. Stored data can be downloaded directly to computer.
Automatic portable water sampler Teledyne Isco ISCO 6712 automatically samples water in the set interval or in conjunction with flow module and sensor
Pressure Transducer In-situ Rugged Troll 100 measures presure, level and temperature in the water. Stored data can be directly downloaded to the computer
Portable flow meter Flo-mate (Hach) Marsh-McBirney 2000 For manual discharge measurement
Battery, 12 v, rechargeable UPG UB 1270 To power sonde
Battery, 12 v, rechargeable Interstate Batteries SRM 27 Lead acid battery to power autosampler
Solar panel Alt E ALT20-12P To recharge battery at the site
C-8 batteries
Calibration standards Hach or Fisher Scientific mulitple Standards of pH (4,7,10), conductivity (1412 uS/cm), nitrate (5 and 50 mg/L), ammonium (5 and 50 mg/L), and turbidity (50,100,200 NTU)
High nitrate standard Hach 013810HY 50 mg/L
Low nitrate standard Hach 013800HY 5 mg/L
High ammonium standard Hach 002588HY 50 mg/L
Low ammonium standard Hach 002587HY 5 mg/L
Turbidity standard Fisher scientific R8819050-500G 50 NTU
Turbidity standard Fisher scientific 88-061-6 100 NTU
Turbidity standard Fisher scientific R8819200500 C 200 NTU
Potassium chloride salt pellets Hach 005376HY to maintain electrolyte for pH electrode
Potassium chloride standard Fisher scientific 5890-16 1412 us/cm
Buffer solution, pH 4 Fisher scientific SB99-1 for pH sensor calibration
Buffer solution, pH 7 Fisher scientific SB108-1 for pH sensor calibration
Buffer solution, pH 10 Fisher scientific SB116-1 for pH sensor calibration
Silicon sealant Hach 00298HY For sealing sensor battery cover water tight
All purpose cleaner Sunshine Makers Inc Simple green
Wipes Kimberly-Clark
L-bracket
Telsbar post Unistrut Service Company Secure sensors and sondes in the stream
Steel wire supend sonde and PT sensor
Carabiner supend sonde and PT sensor
Allen wrench
Copper wire mesh Bird B Gone Rodent and bird control copper mesh roll
Adhesive Tape Agri Drain Corporation Tile tape, works in wet and cold weather

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References

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