Influence of oceanic factors on long-distance movements of loggerhead sea turtles displaced in the southwest Indian Ocean

The routes of five satellite-tracked loggerhead turtles (Caretta caretta), subjected to an experimental translocation away from their usual migratory routes, have been analysed in relation to the concurrent oceanographic conditions. Remote sensing data on sea surface temperature and height anomalies, as well as trajectories of surface drifters were used, to get simultaneous information on the currents encountered by the turtles during their long-range oceanic movements. Turtles mostly turned out to move in the same direction as the main currents, and their routes were often influenced by circulation features they encountered. A comparison between turtle ground speeds with that of drifters shows that in several instances, the turtles did not drift passively with the currents but contributed actively to the overall movement. Two turtles embarked on an oceanic crossing, probably induced by seasonal changes in surface temperatures, a crossing that was largely determined by the main currents existing in the area.     

Multiscale codependence analysis: an integrated approach to analyze relationships across scales

The spatial and temporal organization of ecological processes and features and the scales at which they occur are central topics to landscape ecology and metapopulation dynamics, and increasingly regarded as a cornerstone paradigm for understanding ecological processes. Hence, there is need for computational approaches which allow the identification of the proper spatial or temporal scales of ecological processes and the explicit integration of that information in models. For that purpose, we propose a new method (multiscale codependence analysis, MCA) to test the statistical significance of the correlations between two variables at particular spatial or temporal scales. Validation of the method (using Monte Carlo simulations) included the study of type I error rate, under five statistical significance thresholds, and of type II error rate and statistical power. The method was found to be valid, in terms of type I error rate, and to have sufficient statistical power to be useful in practice. MCA has assumptions that are met in a wide range of circumstances. When applied to model the river habitat of juvenile Atlantic salmon, MCA revealed that variables describing substrate composition of the river bed were the most influential predictors of parr abundance at 0.4-4.1 km scales whereas mean channel depth was more influential at 200-300 m scales. When properly assessed, the spatial structuring observed in nature may be used purposefully to refine our understanding of natural processes and enhance model representativeness.     

Bioreduction of nitrate in groundwater using a pilot-scale hydrogen-based membrane biofilm reactor

A long-term pilot-scale H₂-based membrane biofilm reactor (MBfR) was tested for removal of nitrate from actual groundwater. A key feature of this second-generation pilot MBfR is that it employed lower cost polyester hollow fibers and still achieved high loading rate. The steady-state maximum nitrate surface loading at which the effluent nitrate and nitrite concentrations were below the Maximum Contaminant Level (MCL) was at least 5.9 g·N·(m²·d)^?1, which corresponds to a maximum volumetric loading of at least 7.7 kg·N·(m³·d) ^?1. The steady-state maximum nitrate surface area loading was higher than the highest nitrate surface loading reported in the first-generation MBfRs using composite fibers (2.6 g·N·(m²·d)^?1). This work also evaluated the H₂-utilization efficiency in MBfR. The measured H₂ supply rate was only slightly higher than the stoichiometric H₂-utilization rate. Thus, H₂ utilization was controlled by diffusion and was close to 100% efficiency, as long as biofilm accumulated on the polyester-fiber surface and the fibers had no leaks.     

Klima-Biomonitoring: Nachweis des Klimawandels und dessen Folgen für die belebte Umwelt

Hintergrund und ZielEs wird vorgeschlagen, Biomonitoring-Verfahren zu verwenden, um Auswirkungen des Klimawandels auf die belebte Umwelt zu erkennen, zu bewerten und zu dokumentieren, weil ? es mit dieser Methode gelingt, klimainduzierte Veränderungen in besonders empfindlichen Gebieten in Deutschland mit ihren Lebensräumen, Lebensgemeinschaften und Arten darzustellen, ? es bezüglich Zuwanderung und Ausbreitung neuer Schädlinge und Krankheitserreger für Mensch, Tier und Pflanze nach bzw. in Deutschland relevante Informationen liefern kann, ? damit der Politik zur Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels wichtige Informationen, Handreichungen und Entscheidungsgrundlagen zur Verfügung gestellt werden können und ? auf dieser Grundlage geeignete Anpassungsmaßnahmen eingeleitet und auf ihre Wirksamkeit geprüft werden können, wie beispielsweise in der Deutschen Anpassungsstrategie (BMU 2009) beschrieben. Für Biomonitoring-Verfahren, die geeignet sind, Auswirkungen des Klimawandels anzuzeigen, wird der Begriff Klima-Biomonitoring vorgeschlagen Diese Verfahren sollten aus verschiedenen Gründen (u.?a. abgestimmte Methodik und gleiche Datenbasis, Kostenersparnis) unter Beteiligung aller Bundesländer umgesetzt werden. Bioindikation ist bereits heute ein unverzichtbares Verfahren, frühzeitig Veränderungen in der belebten Umwelt zu erkennen und somit Hinweise auf besondere Gefahren zu liefern (Frühwarnsystem). Für das Klima-Biomonitoring werden vorzugsweise bestehende Monitoringsysteme mit ihren bereits erhobenen Daten ausgewertet und mitgenutzt. Material und Methoden Das Klima-Biomonitoring greift auf bereits eingeführte und bewährte Methoden der Bioindikation von Umweltveränderungen zurück. Bestehende Methoden werden im Hinblick auf die besonderen, durch den Klimawandel bedingten Anforderungen ergänzt, angepasst und weiterentwickelt. Auf der Grundlage einer Auswertung relevanter laufender Bundes- und Länderprogramme werden wesentliche Wirkungen des Klimawandels identifiziert, die datenliefernden Programme zugeordnet und Auswertungen vorgeschlagen. Zusätzlich werden Datenquellen beschrieben, deren Nutzung weitergehende Betrachtungen ermöglichen. ErgebnisseIn einer Übersichtstabelle werden Monitoring-Programme auf Bundes- und Länderebene systematisiert und hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Bewertung von Klimafolgen auf die belebte Umwelt dargestellt. Eine Übersicht über Datenquellen sowie eine Darstellung erster Erkenntnisse aus der Auswertung vorliegender Daten belegen die Relevanz des vorgeschlagenen Verfahrens. Der erkennbare Forschungs- und Entwicklungsbedarf wird umrissen und Vorschläge für eine Optimierung des Daten- und Methodenaustausches benannt. Beispiele zur Anwendung und Vertiefung der Thematik sowie Anregungen zur Weiterentwicklung der Methodik und zum Schließen von Kenntnislücken werden in Folgepublikationen aufgezeigt. DiskussionAuf der Basis des Klima-Biomonitorings kann das Ausmaß der durch den Klimawandel bereits eingetretenen Veränderungen beschrieben sowie Szenarien und Prognosen zu den Auswirkungen von Klimaveränderungen erstellt werden. Weiterhin ist es möglich, die sekundären Wirkungen des Klimawandels, insbesondere die Auswirkungen der Maßnahmen zur Anpassung an den Wandel, mithilfe der Bioindikation auf ihre Wirksamkeit zu prüfen. Für einige Klima-Bioindikatoren ist der kausale Zusammenhang zwischen Klimawandel und Reaktion bereits belegt (zum Beispiel die Frühjahrsphasen in der Pflanzenphänologie), in anderen Fällen müssen noch Methoden zur Unterscheidung zwischen Klimawirkungen und anderen Wirkfaktoren entwickelt werden. Die Erkenntnisse aus dem Klima-Biomonitoring sollen Grundlage für entsprechende Handlungen sein, sodass geeignete Anpassungsstrategien und gleichzeitig Maßnahmen zur Vermeidung oder zur Verminderung der Effekte eingeleitet werden können. Zugleich sollen eine angemessene Politikberatung, eine Information der Öffentlichkeit und die Erfüllung entsprechender Berichtspflichten erfolgen. Schlussfolgerungen:Klima-Biomonitoring ist eine geeignete Methode, um klimainduzierte Veränderungen in besonders empfindlichen Gebieten in Deutschland mit ihren Lebensräumen, Lebensgemeinschaften und Arten darzustellen. Erste Auswertungen zeigen, dass bereits Wirkungen des Klimawandels auf die belebte Umwelt nachweisbar sind. Hierbei liefert die Pflanzenphänologie seit vielen Jahren wertvolle Hintergrunddaten. Eine Verschneidung dieser Hintergrunddaten mit Daten aus anderen geeigneten Monitoring-Programmen und weiteren Informationen (zum Beispiel Geobasisdaten) ermöglicht es, diese Erkenntnisse zu ergänzen. Damit ist die Ermittlung und Bewertung von klimainduzierten Wirkungen auch im Bereich der Ausbreitung von Krankheitsüberträgern und -erregern und anderer Phänomene sowie der Bewertung von Maßnahmen möglich. Empfehlungen und PerspektivenEine abgestimmte Anwendung der Methodik in allen Bundesländern und beim Bund, eine Verbesserung des Daten- und Methodenaustausches, die Identifikation, Erschließung und Nutzung weiterer Datenquellen, die Weiterentwicklung der Methodik und eine Publikation weiterer Erkenntnisse werden empfohlen. Es ist davon auszugehen, dass sich das Klima-Biomonitoring wegen seiner Vorteile als Methode zur Erhebung von Klimafolgen für die belebte Umwelt auch international etablieren wird.     

The Impact of Biodegradable Plastics in the Properties of Recycled Polyethylene Terephthalate

Journal of Polymers and the Environment - Since biodegradable materials are unwittingly mixed with synthetic materials, this work aimed to study the feasibility of reliably identifying some...     

A new integrated treatment for the reduction of organic and nitrogen loads in methanogenic landfill leachates

Because of their high organic and nitrogen loads and the presence of toxic and phytotoxic compounds, methanogenic landfill leachates are not easily biodegradable; therefore, direct biological treatment of these wastewaters in conventional treatment plants is not recommended.In the present paper, we report the results of an experimental investigation conducted with the aim of defining an innovative integrated process that is low in cost and easily manageable and that is able to substantially improve the characteristics of methanogenic leachates.Thus, an initial oxidation process was developed using hydrogen peroxide without a catalyst, which, operating under ambient conditions, reduces the phytotoxic compound content to 10% of the initial level, reduces the COD (chemical oxygen demand) content by 50% and increases the rapidly biodegradable substrate content by 50%. Next, nitrogen removal is accomplished by means of struvite precipitation using seawater bittern and bone meal as sources of magnesium and phosphorus, respectively, with this process, abatements were reached of approximately 90% of the ammonia nitrogen, which was recovered as struvite powder.     

Characterization of Storm Flow Dynamics of Headwater Streams in the South Carolina Lower Coastal Plain1

Epps, Thomas H., Daniel R. Hitchcock, Anand D. Jayakaran, Drake R. Loflin, Thomas M. Williams, and Devendra M. Amatya, 2012. Characterization of Storm Flow Dynamics of Headwater Streams in the South Carolina Lower Coastal Plain. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1‐14. DOI: 10.1111/jawr.12000 Abstract: Hydrologic monitoring was conducted in two first‐order lower coastal plain watersheds in South Carolina, United States, a region with increasing growth and land use change. Storm events over a three‐year period were analyzed for direct runoff coefficients (ROC) and the total storm response (TSR) as percent rainfall. ROC calculations utilized an empirical hydrograph separation method that partitioned total streamflow into sustained base flow and direct runoff components. ROC ratios ranged from 0 to 0.32 on the Upper Debidue Creek (UDC) watershed and 0 to 0.57 on Watershed 80 (WS80); TSR results ranged from 0 to 0.93 at UDC and 0.01 to 0.74 at WS80. Variability in event runoff generation was attributed to seasonal trends in water table elevation fluctuation as regulated by evapotranspiration. Groundwater elevation breakpoints for each watershed were identified based on antecedent water table elevation, streamflow, ROCs, and TSRs. These thresholds represent the groundwater elevation above which event runoff generation increased sharply in response to rainfall. For effective coastal land use decision making, baseline watershed hydrology must be understood to serve as a benchmark for management goals, based on both seasonal and event‐based surface and groundwater interactions.     

Discussion: “America's Rivers and the American Experiment” by Martin W. Doyle

Doyle cogently describes advantages and concerns related to the system of United States river management in the context of its historical and political development. He rightly asserts the need for flexible, adaptable institutions in order to address changing societal demands. However, river management also requires certain inflexible standards in order to discern and prevent practices that undermine future human needs. Where modern scientific evidence converges with cultural traditions of stewardship, river managers can comfortably assert limits to specific patterns of use and to the malleability of restrictions.     

Curve Number Derivation for Watersheds Draining Two Headwater Streams in Lower Coastal Plain South Carolina,USA

The objective of this study was to assess curve number (CN) values derived for two forested headwater catchments in the Lower Coastal Plain (LCP) of South Carolina using a three‐year period of storm event rainfall and runoff data in comparison with results obtained from CN method calculations. Derived CNs from rainfall/runoff pairs ranged from 46 to 90 for the Upper Debidue Creek (UDC) watershed and from 42 to 89 for the Watershed 80 (WS80). However, runoff generation from storm events was strongly related to water table elevation, where seasonally variable evapotranspirative wet and dry moisture conditions persist. Seasonal water table fluctuation is independent of, but can be compounded by, wet conditions that occur as a result of prior storm events, further complicating flow prediction. Runoff predictions for LCP first‐order watersheds do not compare closely to measured flow under the average moisture condition normally associated with the CN method. In this study, however, results show improvement in flow predictions using CNs adjusted for antecedent runoff conditions and based on water table position. These results indicate that adaptations of CN model parameters are required for reliable flow predictions for these LCP catchments with shallow water tables. Low gradient topography and shallow water table characteristics of LCP watersheds allow for unique hydrologic conditions that must be assessed and managed differently than higher gradient watersheds.     

Cultural Influence on Crowding Norms in Outdoor Recreation: A Comparative Analysis of Visitors to National Parks in Turkey and the United States

Formulation of standards of quality in parks and outdoor recreation can be guided by normative theory and related empirical methods. We apply this approach to measure the acceptability of a range of use levels in national parks in Turkey and the United States. Using statistical methods for comparing norm curves across contexts, we find significant differences among Americans, British, and Turkish respondents. In particular, American and British respondents were substantially less tolerant of seeing other visitors and demonstrated higher norm intensity than Turkish respondents. We discuss the role of culture in explaining these findings, paying particular attention to Turkey as a traditional “contact culture” and the conventional emphasis on solitude and escape in American environmental history and policy. We conclude with a number of recommendations to stimulate more research on the relationship between culture and outdoor recreation.