Modeling Parent and Metabolite Fate and Transport in Subsurface Drained Fields With Directly Connected Macropores1

Abstract: Few studies exist that evaluate or apply pesticide transport models based on measured parent and metabolite concentrations in fields with subsurface drainage. Furthermore, recent research suggests pesticide transport through exceedingly efficient direct connections, which occur when macropores are hydrologically connected to subsurface drains, but this connectivity has been simulated at only one field site in Allen County, Indiana. This research evaluates the Root Zone Water Quality Model (RZWQM) in simulating the transport of a parent compound and its metabolite at two subsurface drained field sites. Previous research used one of the field sites to test the original modification of the RZWQM to simulate directly connected macropores for bromide and the parent compound, but not for the metabolite. This research will evaluate RZWQM for parent/metabolite transformation and transport at this first field site, along with evaluating the model at an additional field site to evaluate whether the parameters for direct connectivity are transferable and whether model performance is consistent for the two field sites with unique soil, hydrologic, and environmental conditions. Isoxaflutole, the active ingredient in BALANCE^® herbicide, was applied to both fields. Isoxaflutole rapidly degrades into a metabolite (RPA 202248). This research used calibrated RZWQM models for each field based on observed subsurface drain flow and/or edge of field conservative tracer concentrations in subsurface flow. The calibrated models for both field sites required a portion (approximately 2% but this fraction may require calibration) of the available water and chemical in macropore flow to be routed directly into the subsurface drains to simulate peak concentrations in edge of field subsurface drain flow shortly after chemical applications. Confirming the results from the first field site, the existing modification for directly connected macropores continually failed to predict pesticide concentrations on the recession limbs of drainage hydrographs, suggesting that the current strategy only partially accounts for direct connectivity. Thirty‐year distributions of annual mass (drainage) loss of parent and metabolite in terms of percent of isoxaflutole applied suggested annual simulated percent losses of parent and metabolite (3.04 and 1.31%) no greater in drainage than losses in runoff on nondrained fields as reported in the literature.     

思茅市三家村农户庭园系统的能流和经济流研究

通过对三家村 6种农户庭园模式进行能流和经济流的系统研究 ,得出三家村 6种农户庭园系统的能量投入为 (98.4 8～ 174 .4 5 )× 10 10 J·hm-2 ,能量产出为 (10 1.6 6～ 15 8.5 2 )× 10 10 J·hm-2 ,能量产投比为(0 .88～ 1.4 1)∶1,并且以种植业为主的农户庭园 (模式Ⅰ、Ⅱ )的能量产投比高于以养殖业和副业为主的农户庭园系统 (模式Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ ) ;三家村 6种农户庭园模式的经济产投比为 (1.0 0～ 1.35 )∶1,其高低次序是Ⅵ >Ⅶ >Ⅰ >Ⅱ >Ⅴ >Ⅸ ,6种农户庭园模式的经济产出为 2 32 7.9～ 980 3.4元。因此 ,三家村农户庭园系统是一个能量和经济的高投入高产出的人工生态系统     

典型城市道路交通加密监测点大气污染特征及影响因素

基于“十四五”生态环境监测要求,针对目前国内城市道路交通加密监测点大气污染特征及影响因素相对缺乏这一问题,以移动源为主要大气污染来源的甘肃省兰州市为例,在典型道路两侧不同点位、不同高度监测6种常规大气污染物浓度及气象参数,同时获取道路车流量和车型信息,探究其大气污染特征及影响因素。结果表明：道路两侧及道路同侧不同高度处大气污染物监测浓度均存在差异。PM_2.5、PM₁₀浓度随高度升高而逐渐降低,在2 m高度处最高,SO₂、NO₂、CO、O₃浓度均呈现随高度先升高再降低的趋势,在4 m高度处最高。SO₂、NO₂、PM_2.5、PM₁₀、CO小时浓度在05:00—09:00达到峰值,在15:00—17:00达到谷值;而O₃小时浓度峰谷值的时间恰好相反。NO₂、CO浓度受车流量影响较大,代表时段NO₂浓度与重型货车流量表现出极强的相关性,CO浓度与小型客车流量表现出强相关性。监测时段6种污染物日均浓度与相对湿度均呈负相关;NO₂、PM_2.5、PM₁₀、CO日均浓度与风速均呈负相关,O₃日均浓度与风速呈正相关。

     

微波辐射对污水处理厂动态流活性污泥性能的影响研究

通过微波辐射对污水处理厂动态流活性污泥性能进行实验研究,考察了微波辐射3min内污泥沉降性能、脱水性能的变化,探讨了微波辐射对污泥挥发性悬浮固体(VSS)溶解率、上清液中COD和污泥微观形态的影响.结果表明,低强度的微波辐射对活性污泥相关性质的影响不显著,没有从根本上改善活性污泥的结构.适宜的微波辐射能显著改善活性污泥的沉降性能和脱水性能,500、700和900W微波辐射的适宜辐射时间分别为180、150和60s,此时,活性污泥的比阻为0.3×109S2·g-1左右,较原活性污泥减小了88%,泥饼含水率由原活性污泥直接抽滤的85.2%降低到70.0%.VSS溶解率和上清液COD都随着辐射功率及辐射时间的增加而升高.适宜的微波辐射能促进污泥的团聚絮凝,过度的辐射会破坏活性污泥结构,使活性污泥颗粒细小化,混合液黏度增大,导致脱水性能变差.通过动态流动下微波辐射对活性污泥性能影响的研究,可为微波辐射在活性污泥处理的实际应用提供理论依据.     

以河道水为原水的高速过滤过程及其性能分析

针对平原城市缓流河道普遍存在的季节性水质恶化问题,采用预氧化、微絮凝+高速过滤对天津市某缓流河道水体进行中试规模实验。结果表明,该处理技术具有处理周期长(>24 h)、过滤滤速高(平均为43.26 m·h-1)和出水效果好(出水水质优于地表水Ⅳ类水质标准)的特点。同时发现：单位面积滤柱的产水率呈“阶梯”下降趋势;高速过滤的堵塞特征曲线服从三次多项式分布;系统过滤历经增长期、稳定期和衰减期,其中增长期为3~4 h,稳定期约14 h,过滤系数λ为(0.020 1±0.001 3) cm-1(置信度P=95%),其可作为系统基本属性的定量参数。     

临界区甲醇的聚碳酸酯降解研究

在间歇高压反应器中研究了聚碳酸酯在甲醇临界区域的降解行为 .降解无需借助催化剂 ,降解温度 2 2 0— 2 6 0℃ ,压力5 2 0— 8 6 7MPa ,时间 5— 4 5min ,通过GC MS与GC FID对液相产物进行了定性和定量分析 ,聚碳酸酯醇解主要产物为碳酸二甲酯 (DMC)和双酚A(BPA) .降解温度和时间为 2 4 0℃和 30min时 ,DMC和BPA的产率分别 91 75 %和 90 0 3% .通过凝胶渗透色谱 (GPC)对 2 4 0℃醇解反应的固相聚合物进行了分析 .降解初期 ,聚合物大分子发生断裂 ,PC的数均分子量 (Mn)迅速下降 ,仅有少量DMC和BPA生成 ;降解的中间阶段 ,低聚物在降解产物中的比例快速增加 ,同时DMC与BPA相应增多 ,最终PC被完全分解 .     

城市生态环境质量调控能力设计--以北京市温榆河生物通道设计为例

以北京市温榆河生物通道设计为例,提出建设生态城市的关键是提高城市自身的环境质量调控能力,其设计应注重2个方面:①把以植物为主体的、具有合理异质性并达到一定面积的自然组分作为控制性组分,并保证其持久存在;②要保证"物种流"在城市景观内的顺畅流动。      

旋进型颗粒层除尘器的研究与试验

本文阐述了一种新型二级立式族进型颗粒层除尘器，它的关键技术采用独创的床外清灰及气流输送、滤料循环系统。该除尘器适用范围广、除尘效率高、成为新一代的除尘器专利产品。     

低流量河流的水量水质平衡研究

针对存在补给关系的河流或河段,提出更切合实际设计条件的水量平衡模型和水量水质平衡模型,进而确定了源与目标之间的响应关系参数和河流或河段的输移作用,在水量水质平衡模型基础上,给出推求自净环境容量的方法。该模型和方法已得到实际应用和检验,具有广泛的应用前景。      

铁碳微电解及沸石组合人工湿地的废水处理效果

铁碳微电解填料和沸石由于对废水中污染物具有良好的处理效果,因而被作为基质逐渐运用于人工湿地中.本研究构建了铁碳微电解填料+砾石（湿地A）、铁碳微电解填料+沸石（湿地B）、沸石（湿地C）以及砾石（湿地D）为基质的4组人工湿地,并利用间歇曝气对湿地系统进行增氧,探究不同填料对人工湿地废水处理效果的影响.结果表明,与湿地D相比,铁碳微电解填料显著提高了湿地出水的溶解氧含量（DO）（P<0.05）和pH（P<0.05）;4组人工湿地对有机物的去除率均达到95%以上,且各组间不存在显著性差异（P>0.05）;对TN而言,湿地A、B和C的平均去除率分别比湿地D提高了7.94%（P<0.05）、9.29%（P<0.05）和3.63%（P<0.05）,铁碳微电解填料和沸石对提升人工湿地TN去除效果的贡献率分别为73.55%和26.45%;各组湿地对NH₄⁺的平均去除率为67.93%~76.90%,与湿地D相比,其它3组湿地均明显改善了NH₄⁺的去除效果（P<0.05）;铁碳微电解填料对湿地NO₃^-的去除效果极佳,去除率高达99%以上,显著高于不添加铁碳微电解的人工湿地系统（P<0.05）.综合对碳氮污染物的处理效果来看,湿地B在间歇曝气的条件下对人工湿地中污染物去除效率最高.