Glyphosate and nutrients removal from simulated agricultural runoff in a pilot pyrrhotite constructed wetland.
Water Res · 2020 · 168:115154 · PMID 31630020 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 미생물 · 환경
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황철석은 종종 광물 폐기물 및 광미에서 버려지는 갱구 광물로 간주된다. 농업에서 과도하게 사용되는 글리포세이트와 비료는 농업 유출수와 함께 수계로 흘러 들어가 수질 오염을 유발한다. 본 연구에서는 황철석을 기질로 사용하여 모의 농업 유출수로부터 글리포세이트와 영양분을 제거하는 파일럿 구축 습지(CW)를 제작하였다. 약 1년 동안, 파일럿 황철석 구축 습지(Pyrr-CW)는 평균적으로 글리포세이트의 90.3 ± 6.1%, 총인(TP)의 88.2 ± 5.1%, 그리고 총질소(TN)의 60.40 ± 5.60%를 제거하였으며, 이는 대조군 CW보다 훨씬 높은 수치였다. 황철석 구축 습지에서는 Sulfurifustis, Sulfuriferula 및 Thiobacillus와 같은 황산화 박테리아의 풍도가 대조군 CW보다 훨씬 높았다. Pyrr-CW에서는 황철석 호기성 산화(PAO)와 황철석 자원형 탈질화(PAD)에 의해 고에이트가 지속적이고 자발적으로 생성되었다. 더 높은 글리포세이트 및 TP 제거는 생성된 고에이트에 대한 흡착에서 비롯되었으며, 더 높은 TN 제거는 PAD에 기인하였다. 높은 글리포세이트 및 영양분 제거는 Pyrr-CW의 황철석이 소진될 때까지 장기간 유지될 수 있었다. Pyrr-CW에 격리된 인(P)은 주로 유기 P, (Fe + Al)P 및 (Ca + Mg)P로 존재하였으며, 그 순서는 (Fe + Al)P > 유기 P > (Ca + Mg)P였다. Pyrr-CW로부터 중금속 이온이 방출되지 않았다. 더 높고 지속적인 제거율과 낮은 비용으로 인해, Pyrr-CW는 농업 유출수 및 폐수로부터 글리포세이트와 영양분을 동시에 제거하는 데 유망한 기술이다.ORIGINAL ABSTRACT
Pyrrhotite is often considered as a gangue mineral, and discarded in mine wastes and tailings. Glyphosate and fertilizer, often excessively used in agriculture, flow into water bodies with agriculture runoff, and cause pollution of water bodies. In this study, the pyrrhotite was used as a substrate in a pilot constructed wetland (CW) to remove the glyphosate and nutrients from simulated agriculture runoff. In nearly one year, the pilot pyrrhotite constructed wetland (Pyrr-CW) removed 90.3 ± 6.1% of glyphosate, 88.2 ± 5.1 of total phosphorus (TP) and 60.40 ± 5.60% of total nitrogen (TN) on average, much higher than the control CW. The abundances of sulfur-oxidizing bacteria, such as Sulfurifustis, Sulfuriferula and Thiobacillus, were much higher in the Pyrr-CW than those in the control CW. In the Pyrr-CW goethite was produced by pyrrhotite aerobic oxidation (PAO) and pyrrhotite autotrophic denitrification (PAD) continuously and spontaneously. Higher glyphosate and TP removals were resulted from adsorption on the goethite produced, and higher TN removal was attributed to the PAD. High glyphosate and nutrients removal could keep a long term until the pyrrhotite in the Pyrr-CW was used up. The phosphorus (P) sequestered in the Pyrr-CW existed mainly in organic P, (Fe + Al)P and (Ca + Mg)P, and their order was (Fe + Al)P > organic P > (Ca + Mg)P. No heavy metal ions released from the Pyrr-CW. With higher and lasting removal rate, and lower cost, the Pyrr-CW is a promising technology for simultaneous glyphosate and nutrients removal from agricultural runoff and wastewater.| 저자 | Liang, Y.; Wei, D.; Hu, J.; Zhang, J.; Liu, Z.; Li, A.; Li, R. |
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| 저널 | Water research |
| 권·호·쪽 | 168, 115154 |
| PMID | 31630020 |
| DOI | 10.1016/j.watres.2019.115154 |
| MeSH | Agriculture; Glycine; Nitrogen; Nutrients; Phosphorus; Waste Disposal, Fluid; Wastewater; Wetlands; Glyphosate |