Вредное цветение воды, вызванное питательным загрязнением, Ассатигу-ислэнд-Нэйшнэл-Сишор, Мэриленд. Кредит изображения: Эрик Ванс / американское EPA.Эти сети играются жизненно ключевую роль в производстве фермы.
Они разрешают фермерам вести тракторы в области, каковые в противном случае были бы через чур мокрыми и разрешили бы привить в марте. И они стимулируют урожай и рост урожая, мешая тому, дабы области стали затопленными.Ниже сои и областей зерна через американский Средний Запад находится невидимая сеть подземных труб.
Эти совокупности, каковые известны как сети дренажа плитки, избыток воды канала из земли и несут его к озерам, рекам и потокам. Имеется более чем 38 миллионов акров дренажа плитки в странах Кукурузного пояса.Лабораторные изучения кроме этого помогли нам осознать, как другие факторы воздействуют на удаление нитрата в биореакторах, включая температуру воды и отрезок времени, которым вода остается в биореакторе – что, со своей стороны, зависит от размера потока биореактора и скорости жидкости.
Вторая проблема состоит в том, что биореакторы трудятся оптимальнее в августе, в то время, когда скорости потока жидкости дренажа низкие, и вода, вытекающая из областей, теплая, но большинство азота вытекает из областей в воде дренажа весной, в то время, когда условия прохладные и мокрые. Исследователи трудятся, дабы проектировать биореакторы, каковые смогут преодолеть, это разъединяет.И исследователи из Новой Зеландии сравнительно не так давно продемонстрировали, что denitrifying биореакторы смогут быть действенной возможностью для рассмотрения некоторых мелких источников муниципальных сточных вод. Их работа обеспечила первый показатель, что woodchip биореакторы смогут быть в состоянии удалить микробные загрязнители как E. coli и вирусы, каковые смогут быть страшны для здоровья человека от воды.
Правильный процесс, которым были удалены E. coli и вирусы, еще не известен.Удаление азота от последнего тура фермы
Биореакторы Denitrifying на фермах страно несложны. Дабы сделать их, мы роем траншеи между выходами и областями фермы, где потоки воды от плитки стекают в канавы либо потоки. Мы заполняем их щепой, которая колонизирована местными бактериями от окружающей земли, и после этого воды маршрута от совокупностей дренажа фермы до траншей. Бактерии ‘едят’ углерод в щепе, ‘вдыхают’ нитрат в воде и ‘выдыхают’ газ азота.
В ходе, они уменьшают загрязнение азота в воде, текущей прочь фермы где угодно с 15 процентов до более чем 90 процентов.Мексиканский залив мертвая территория формируется каждое лето, питаемый дренажом от относящихся к Среднему Западу ферм.
Кредит изображения: НАСА / NOAA.До сего времени щепа, выяснилось, была самым практическим биореактором, заполняются. Изучение в масштабе лаборатории кроме этого проанализировало идею применять остатки фермы, такие как стержни початков вместо этого. В лабораторных изучениях такие сельскохозяйственные остатки последовательно снабжают намного более высокие темпы удаления нитрата, чем щепа.
Но они должны заменяться более довольно часто, чем щепа, у которой имеется предполагаемая судьба дизайна 10 лет в биореакторе.Создание биореакторов трудиться на фермеровЧерез Средний Запад и во многих вторых областях, мы должны уменьшить загрязнение азота на весьма большом масштабе, дабы улучшить уровень качества воды. Мое изучение сосредотачивается на woodchip биореакторах – простые траншеи, каковые смогут быть выстроены на фермах, дабы убрать воду, которая вытекает из утечек плитки.
Это – доказанная практика, которая готова к внедрению широкого масштаба. Однако, имеется все еще громадный потенциал, дабы улучшиться, как прекрасно биореакторы щепы трудятся, и убедить фермеров применять их при помощи обязательства и дополнительного исследования.Мы кроме этого выполнили тесты, дабы видеть, смогут ли биореакторы разглядывать сточные воды аквакультуры, каковые, в большинстве случаев, содержат намного более большие уровни нитрата и других водных загрязнителей, чем вода дренажа плитки.
Отечественное изучение продемонстрировало, что биореакторы могли быть жизнеспособной недорогой возможностью очистки воды для рыбоводческих хозяйств.Одна тяжёлая неприятность в проектировании denitrifying биореакторы контролирует новые проекты в полевом масштабе. Мы должны выстроить и проверить громадные биореакторы так, дабы мы имели возможность дать нужную данные фермерам, землевладельцам, подрезать советников, подрядчиков дренажа, штат сохранения и национальные и федеральные агентства.
Они желают знать практические факты, таковой как, сколько времени щепа продолжается (примерно 7-15 лет), какое количество это стоит, дабы установить биореактор полевого масштаба ($8 000 – 12 000), и поддерживают ли биореакторы воду в совокупностях дренажа плитки (нет). Дабы очиститься, что мы знаем, мы планируем продолжить устанавливать биореакторы в натуральную величину либо на фермах изучения либо сотрудничая с частными фермерами, каковые желают быть на лезвии ответов качества воды.
Эти бактерии применяют углерод в качестве источника пищи. В бескислородных условиях, таких как заболоченные места либо сырые земли, они питаются углеродом в окружающей земле и вдыхают нитрат, выдыхая газ азота.
Биореакторы – спроектированная окружающая среда, которая применяет в собственных заинтересованностях их работу в большом масштабе.Все мы играем роль в сельском хозяйстве, по причине того, что все мы едим, и одновременно с этим, всем нам нужна чистая вода.
Простые разработки как woodchip биореакторы смогут оказать помощь удовлетворить обеим целям, помогая фермерам поддержать обеспечение и хороший дренаж более чистой воды вниз по течению.Исследователи, изучающие методы улучшить сельскохозяйственное уровень качества воды, продемонстрировали, что мы можем применять естественный процесс, названный денитрификацией, дабы разглядывать воду дренажа недр на фермах. Это надеется на бактерии, каковые, как находят в земле в мире, преобразовали нитрат – форму азота в воде дренажа фермы – к газу азота, что экологически мягок и образовывает больше, чем три четверти воздуха, что мы вдыхаем.Но совокупности дренажа – кроме этого главные факторы загрязнения воды.
Вода, которую они удаляют из областей, содержит азот, что прибывает и из органического вещества в богатой относящейся к Среднему Западу земле и из удобрения. Данный азот сверхоплодотворяет нисходящие водные тела, вызывая цветы морских водорослей. В то время, когда морские водоросли умирают, бактерии разбирают их, применяя кислород в воде как горючее.denitrifying woodchip нитрат удаления биореактора от истощенного плиткой кукурузного поля.
Кредит изображения: Кристиэнсон и Режиссеры / Расширение штата Айова.Итог – гипоксические территории, они же мертвые территории, где нет ничего, что может жить.
Кое-какие из этих территорий, таких как та, которая формируется в Мексиканском заливе ежегодно, питаемом относящейся к Среднему Западу водой дренажа фермы, покрытие тысячи миль.Не смотря на то, что denitrifying биореакторы относительно новые, они двинулись вне доказательства понятия.
Новая особая коллекция статей в Издании Экологического Качества, что я co-edited с врачом Луи Шиппером из Университета Уаикато в Новой Зеландии, демонстрирует, что эти совокупности возможно сейчас вычислять действенным инструментом, дабы уменьшить загрязнение в загруженных нитратом водах. Исследователи применяют эти совокупности в расширяющемся диапазоне расположений, условий и заявлений внешней среды.Биореакторы Woodchip смогут быть установлены, не требуя, дабы фермеры вынули почву из производства и "настойчиво попросили" небольшого ежегодного обслуживания. Это серьёзные коммерческие доводы для фермеров.
Закон о Чистой воде не регулирует загрязнение азота из разбросанных сельскохозяйственных источников, таких как заключительный тур фермы, но говорит через Средний Запад, трудятся с федеральными регуляторами, дабы поставить цели для сокращения загрязнения азота. Они кроме этого разрабатывают стратегии качества воды, каковые призывают, дабы установка десятков тысяч denitrifying биореакторов помогла достигнуть тех целей.
Эта статья была первоначально размещена на Беседе.