Potential Application of Adsorptive Media to Enhance Phosphorus Uptake in Stormwater Basins and Wetlands at Lake Tahoe : literature review. Report to the University of California Davis Tahoe Research Group

Phosphorus removal by wetlands and basins in Lake Tahoe may be improved through designing these systems to filter storm water through media having higher phosphorus removal capabilities than local parent material. Substrates rich in iron, aluminum and calcium oftentimes have enhanced phosphorus removal. These substrates can be naturally occurring, byproducts of industrial or water treatment processes, or engineered. Phosphorus removal fundamentally occurs through chemical adsorption and/or precipitation and much of the phosphorus can be irreversibly bound. In addition to these standard media, other engineered substrates are available to enhance P removal. One such substrate is locally available in Reno and uses lanthanum coated diatomaceous earth for arsenate removal. This material, which has a high positive surface charge, can also irreversibly remove phosphorus. Physical factors also affect P removal. Specifically, specific surface area and particle shape affect filtration capacity, contact area between water and the surface area, and likelihood of clogging and blinding. A number of substrates have been shown to effectively remove P in case studies. Based upon these studies, promising substrates include WTRs, blast furnace slag, steel furnace slag, OPC, calcite, marble Utelite and other LWAs, zeolite and shale. However, other nonperformance factors such as environmental considerations, application logistics, costs, and potential for cementification narrow the list of possible media for application at Tahoe. Industrial byproducts such as slags risk possible leaching of heavy metals and this potential cannot be easily predicted. Fly ash and other fine particle substrates would be more difficult to apply because they would need to be blended, making them less desirable and more costly to apply than larger diameter media. High transportation costs rule out non-local products. Finally, amorphous calcium products will eventually cementify reducing their effectiveness in filtration systems. Based upon these considerations, bauxite, LWAs and expanded shales/clays, iron-rich sands, activated alumina, marble and dolomite, and natural and lanthanum activated diatomaceous earth are the products most likely to be tested for application at Tahoe. These materials are typically iron, calcium or aluminum based; many have a high specific surface area; and all have low transportation costs. (PDF contains 21 pages)

The Effects of Grain Size Distribution and Structure on Mechanical Behavior of Silt

Abstract: In order to investigate the effects of the grain size distribution and the micro-structure of soils on the mechani- cal characteristics, some static triaxial compression tests were carried out, and then the relationship of stress-strain and the strength behavior of silty sand were compared among undisturbed samples with different grain size distribution, undis- turbed and remolded samples with the same grain size distribution, and reconstituted samples (or called mixed samples) with different grain size distribution. The effects of grain size distribution and structure on the mechanic behavior of silty sands were mainly analyzed. It is shown that the obvious differences of the mechanical characteristics between undis- turbed soils and remolded soils are caused by the differences of soil structures. Although the grain size distribution are different between two soil samples, their mechanical characteristics may be close to each other, or may have obvious differences because of the effects of micro-structure.

Geology of the Pacoima Area, Los Angeles County, California

The Pacoima area is located on an isolated hill in the northeast section of the San Fernando, the northeast portion of the Pacoima Quadrangle, Los Angeles County, California. Within it are exposed more than 2300 feet of Tertiary rocks, which comprise three units of Middle Miocene (?) age, and approximately 950 feet of Jurassic (?) granite basement. The formations are characterized by their mode of occurrence, marine and terrestial origin, diverse lithology, and structural features.

The basement complex is composed of intrusive granite, small masses of granodiorite and a granodiorite gneiss with the development of schistosity in sections. During the long period of erosion of the metamorphics, the granitic rocks were exposed and may have provided clastic constituents for the overlying formations.

As a result of rapid sedimentation in a transitional environment, the Middle Miocene Twin Peaks formation was laid down unconformably on the granite. This formation is essentially a large thinning bed of gray to buff pebble and cobble conglomerate grading to coarse yellow sandstone. The contact of conglomerate and granite is characterized by its faulted and depositional nature.

Beds of extrusive andesite, basalt porphyry, compact vesicular amygdaloidal basalts, andesite breccia, interbedded feldspathic sands and clays of terrestial origin, and mudflow breccia comprise the Pacoima formation which overlies the Twin Peaks formation unconformably. A transgressing shallow sea accompanied settling of the region and initiated deposition of fine clastic sediments.

The marine Topanga (?) formation is composed of brown to gray coarse sandstone grading into interbedded buff sandstones and gray shales. Intrusions of rhyolitedacite and ash beds mark continued but sporatic volcanism during this period.

The area mapped represents an arch in the Tertiary sediments. Forces that produced the uplift of the granite structural high created stresses that were relieved by jointing and faulting. Vertical and horizontal movement along these faults has displaced beds, offset contacts and complicated their structure. Uplift and erosion have exposed the present sequence of beds which dip gently to the northeast. The isolated hill is believed to be in an early stage of maturity.

Analysis of soils and sediments for organic pollutants

20 samples of soil or sediment (7 of which were predominantly sand) from various locations were received for analysis of their content of organic pollutants. These analyses were performed using a capillary column gas chromatograph equipped with an electron impact (E.I.) mass spectrometer as detector and using computerised data storage. In addition to the target compounds, the full scan data were examined to determine the composition of natural organic products and a series of diagnostic fragment ions was used to search for additional anthropogenic products. Organic-rich environmental samples are notoriously difficult to analyse for pollutant organics owing to the presence of high concentrations of many natural organic compounds. A single procedure for extraction and clean-up was adopted. It was designed for chlorinated aliphatic and aromatic hydrocarbons and other pesticides containing acidic functional groups and was based on published methods for the determination of organic pollutants in soils and sediments. 4 soils and 2 sands showed levels of one or two groups of PCBs slightly in excess of the detection limit, one sample showed a similar level of 2,4-D and 3 samples contained dieldrin at or just above the detection limit.

Morphologie et hydrodynamique à l'embouchure du fleuve Bandama

This study deals with the present morphology of the Bandama river mouth in Grand-Lahou (Côte d'Ivoire). At the interface water-sediment channels and shallows appear, covered respectively by fine and medium sands. Topographic surveys conducted from 1989 to 1993 show significant migration of the river mouth from east to west. The average migration rate is about 1.1 meter per mouth. Although for the past two years , a rate of about 3.5 meters per month was observed.

Identificação de areias siliciclásticas para a recuperação de praias em erosão através de métodos geofísicos acústicos

Devido a sua grande extensão latitudinal, a costa brasileira é influenciada por diferentes regimes climáticos e oceanográficos. Adicionalmente, a distribuição da população brasileira é caracterizada por uma alta concentração nas capitais litorâneas. Todos esses fatores levam à construção de inúmeras estruturas de engenharia que podem de alguma forma impactar o transporte de sedimento e consequentemente o balanço sedimentar de algumas praias. Uma das formas mais eficientes de recuperar esse balanço sedimentar é a alimentação artificial de praias, com sedimentos provenientes da plataforma continental com características semelhantes. Os métodos geofísicos acústicos permitem mapear de forma eficiente o fundo e o subfundo marinho para a busca de áreas fontes para a lavra de forma eficiente. O objetivo deste estudo é a identificação de padrões geoacústicos a partir de analises quantitativas e qualitativas, para a caracterização de áreas fontes de areias siliciclásticas compatíveis com sedimentos de praias em erosão na cidade do Rio de Janeiro. O mapeamento foi realizado na plataforma continental interna do Rio de Janeiro, em área adjacente à praia de Itaipuaçu (Maricá, RJ). As análises evidenciaram depósitos, localizados entre 19 e 30 metros, de areias com granulometria, textura e selecionamento em condições ideias para a recomposição de praias do Rio de Janeiro.

Contribuição ao estudo do efeito tridimensional de instalação e de grupo em estacas cravadas em areia.

O efeito de instalação de estacas cravadas em areia, que promove um aumento da compacidade do solo e de seus parâmetros de resistência e deformabilidade, é analisado nesta dissertação em conjunto com o efeito de grupo. O procedimento estabelecido objetiva quantificar a melhoria após a instalação de um grupo de estacas e foi desenvolvido nesta pesquisa a partir da contribuição de Alves (1998). Para a utilização deste procedimento, foram propostas correlações do módulo de Young do solo em função da resistência à penetração NSPT (ou da resistência à penetração normalizada N60), a partir de um banco de dados obtido da literatura, visando não apenas as aplicações implementadas neste estudo, como também nortear futuras aplicações práticas. Na análise de casos documentados da literatura, foi utilizado o programa Plaxis 3D Foundation. Inicialmente foi procedida a calibração do programa através da reprodução de um caso de instrumentação de um grupo de estacas na argila rija de Londres, muito bem documentado por Cooke et al. (1980). Os resultados das simulações, com parâmetros do solo obtidos da literatura, se ajustaram muito bem aos resultados experimentais, seja nos valores de recalque, seja nos diagramas de transferência de carga. Posteriormente, a melhoria do solo por efeito da instalação foi estimada, através do procedimento estabelecido nesta dissertação, baseado em Alves (1998), a partir das características iniciais do solo antes da instalação de um grupo de estacas em modelo reduzido em solo arenoso. Obtidos os parâmetros melhorados previstos para o solo após a instalação, estes foram aplicados a um grupo de 9 estacas, para diferentes espaçamentos relativos, como dados de entrada no programa Plaxis. A comparação dos resultados experimentais com aqueles simulados numericamente sinaliza para o potencial tanto do programa Plaxis, na reprodução do comportamento do conjunto, como do modelo de Alves (1998), que norteou o procedimento proposto nesta pesquisa. O fator de escala, ressaltado na dissertação, bem como outros aspectos relevantes observados nas análises realizadas, são propostos como temas futuros a serem investigados na continuidade desta linha de pesquisa.

Aplicação de múltiplas ferramentas no estudo do transporte de sedimentos na margem interna da restinga da Marambaia (baía de Sepetiba, RJ)

Dados sedimentológicos e hidrodinâmicos foram utilizados para estudar a dinâmica sedimentar da margem interna da restinga da Marambaia (baía de Sepetiba, Rio de Janeiro, SE Brasil). Foram realizadas três campanhas amostrais para coleta de sedimentos ao longo da restinga da Marambaia e na área submersa adjacente. Adicionalmente, em dezembro de 2013, três fundeios simultâneos para aquisição de dados hidrodinâmicos foram conduzidos paralelamente à restinga, ao longo da profundidade média de 6,5 metros. As medições abrangeram dois ciclos de maré (25 horas), incluindo perfilagem com CTDs, perfilagem correntométrica e coleta de amostras de água para determinação das concentrações do material particulado em suspensão. A partir do processamento das amostras de sedimentos em laboratório, foram obtidos os parâmetros estatísticos (média, desvio-padrão e assimetria) para o detalhamento da caracterização sedimentológica da área de estudo, bem como a aplicação de um modelo de tendência direcional de transporte de sedimentos (GisedTrend). A restinga apresenta areias médias e bem selecionadas, enquanto as amostras coletadas na porção submersa, em profundidades maiores que 2 m, passam de areias finas e bem selecionadas a siltes finos e mal selecionados em maiores profundidades. Quatro casos de tendência de transporte foram explorados em um total de 14 possibilidades e os mais significativos foram analisados com o intuito de identificar áreas de acumulação e remoção de sedimentos, podendo estar associados aos processos responsáveis pelo transporte de sedimentos, tais como correntes geradas pelos ventos locais, marés e dispersão de plumas de sedimentos em suspensão. Os dados hidrodinâmicos, durante o período amostrado, permitiram observar o complexo padrão de circulação existente, especialmente na área adjacente à área central da restinga. Dentre as observações realizadas, verificou-se a ocorrência de assimetria da maré, fato já documentado em trabalhos anteriores conduzidos próximo ao principal canal de acesso à baia, com períodos de enchente mais curtos e períodos de vazante mais longos. Diferentemente do que foi reportado nestes trabalhos, os períodos de vazante foram associados às correntes de maior intensidade. As concentrações de material particulado em suspensão situaram-se, em média, entre 10 e 20 mg/L tanto em superfície como próximo ao fundo; no entanto, suas variações temporais não apresentaram qualquer relação com as fases da maré. Possíveis áreas de convergência e divergência da circulação / células de transporte de sedimentos foram identificadas e comparadas aos vetores de tendência de transporte obtidos através do modelo GisedTrend, com resultados satisfatórios.

Caracterização e pirólise de arenitos asfálticos oriundos da Formação Pirambóia, Bacia do Paraná: avaliação da viabilidade para produção de óleo

Neste trabalho, algumas caracterizações químicas foram realizadas em arenitos asfálticos da região de Piracicaba-SP, Formação Piramboia da Bacia do Paraná, para verificar seu potencial de produção de óleo. Para isso, as amostras obtidas da região foram submetidas a avaliação por termogravimetria, teor de umidade, teor de cinzas, teor de material orgânico por extração, pirólise, análise elementar e fracionamento em coluna. Por TGA observou-se que a 500 C praticamente todo material orgânico presente sofreu pirólise. A extração colaborou para se obter a classificação das amostras quanto ao teor de material orgânico, apresentando entre 4 e 13%, sendo que pelos teores encontrados a amostra AM06 é considerada de alto potencial produtivo, as amostras AM05, AM08 e AM09 são de médio, as amostras AM01, AM02, AM03 e AM07 possuem baixo, mas ainda atrativo, e a AM04 não possui atratividade. Pela avaliação elementar, a relação H/C e O/C dos extratos evidenciaram que algumas amostras estão no processo final da diagênese e outras no início da catagênese, indicando que elas estão no processo inicial de maturação. A avaliação cromatográfica dos extratos revelou que houve perdas de óleo por intemperismo restando majoritariamente compostos de alto peso molecular. O fracionamento permitiu verificar que as amostras AM01, AM06 e AM09 possuem maior quantidade de hidrocarbonetos livres e as amostras AM06 e AM07 e AM09 apresentaram maior teor de óleo. O procedimento de pirólise evidenciou que as amostras AM01, AM05, AM06 e AM09 apresentam maior potencial de geração de óleo, sendo que a faixa encontrada de óleo pirolítico ficou entre 2 e 8%, e através de avaliação por CGAR e CGAR-EM observou-se que ela promove a liberação de quantidades consideráveis de substâncias mais leves do que quando comparados aos extratos obtidos diretamente nas amostras originais. Além de produzir uma série homóloga de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos. A comparação dos produtos de pirólise dos arenitos com os produtos de pirólise de um resíduo de vácuo por CGAR-EM permitiu observar que existe similaridade entre suas composições, onde o processo de pirólise do resíduo de vácuo gera uma série homóloga de hidrocarbonetos entre C10 a C32, similar aos produtos de pirólise da amostra AM09, porém com menor variedade de tipos de hidrocarbonetos. A pré-avaliação da co-pirólise dos arenitos com resíduos plásticos indicou que é possível aumentar a geração de líquidos, porém é necessário mais estudo para afirmações inequívocas. Com base nos resultados das avaliações realizadas podemos concluir que a região apresenta na sua maioria potencial interessante para produção de óleo utilizando pirólise

Ecological condition of coastal ocean waters of the northwestern Gulf of Mexico: 2011

In August 2011, the NOAA National Ocean Service (NOS) conducted an assessment of the status of ecological condition of soft-bottom habitat and overlying waters of the continental shelf in the northwestern Gulf of Mexico (GOM). The original sampling design included 50 randomly selected sites from the Mississippi River delta to the U.S./Mexican border, representing a total area of 111,162 square kilometers; however, vessel failures and inclement weather precluded sampling at 16 sites in the western-most part of the study region. Sampling was completed at the remaining 34 sites in offshore waters between the Mississippi River delta and Freeport, Texas, representing an estimated 75,591 square kilometers. Field sampling followed standard methods and indicators applied in prior NOAA coastal studies and EPA’s Environmental Monitoring and Assessment Program (EMAP) and National Coastal Assessment (NCA). A key feature adopted from these studies was the incorporation of a random probabilistic sampling design. Such a design provides a basis for making unbiased statistical estimates of the spatial extent of ecological condition relative to various measured indicators and corresponding thresholds of concern. Indicators included multiple measures of water quality, sediment quality, and biological condition (benthic fauna, fish tissue contaminant levels). Water depths ranged from 13 – 83 m throughout the study area. About 9 % of the area had sediments composed of sands (< 20 % silt+clay), 47 % of the area was composed of intermediate muddy sands (20 – 80 % silt+clay), and 44 % of the sampled area consisted of mud (> 80 % silt+clay). About 50 % of the area (represented by 17 sites) had sediment total organic carbon (TOC) concentrations < 5 mg/g and all of the sites sampled had levels of TOC < 20 mg/g, well below the range associated with potentially harmful effects to benthic fauna (> 50 mg/g). Surface salinities ranged from 23.4 – 36.5 psu, with salinity generally increasing with distance west of the Mississippi River delta. Bottom salinities varied between 31.1 and 36.5 psu, with lowest values occurring at shallow, inner-shelf stations. Surface-water temperatures varied between 29.8 and 31.5 ºC, while near-bottom waters ranged in temperature from 19.4 – 31 ºC. An index of density stratification (Δσt) indicated that portions of coastal shelf waters in the northwestern GOM at the time of this sampling were strongly stratified. Values of Δσt at 19 of the 34 sites sampled in this study (56 % of the study area) ranged from 2.2 to 12.4, which is within the range considered to be indicative of strong vertical stratification (Δσt > 2). Stratification was strongest close to the Mississippi River delta, and decreased with distance west of the delta.

Ecological condition of coastal ocean waters of the U.S. continental shelf off South Florida: 2007

A study was initiated with field work in May 2007 to assess the status of ecological condition and stressor impacts throughout the U.S. continental shelf off South Florida, focusing on soft-bottom habitats, and to provide this information as a baseline for evaluating future changes due to natural or human-induced disturbances. The boundaries of the study region extended from Anclote Key on the western coast of Florida to West Palm Beach on the eastern coast of Florida, inclusive of the Florida Keys National Marine Sanctuary (FKNMS), and from navigable depths along the shoreline seaward to the shelf break (~100m). The study incorporated standard methods and indicators applied in previous national coastal monitoring programs — U.S. Environmental Protection Agency’s (EPA) Environmental Monitoring and Assessment Program (EMAP) and National Coastal Assessment (NCA) — including multiple measures of water quality, sediment quality, and biological condition. Synoptic sampling of the various indicators provided an integrative weight-of-evidence approach to assessing condition at each station and a basis for examining potential associations between presence of stressors and biological responses. A probabilistic sampling design, which included 50 stations distributed randomly throughout the region, was used to provide a basis for estimating the spatial extent of condition relative to the various measured indicators and corresponding assessment endpoints (where available). The study was conducted through a large cooperative effort by National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)/National Centers for Coastal Ocean Science (NCCOS), EPA, U.S. Geological Survey (USGS), NOAA/Oceanic and Atmospheric Research (OAR)/Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory in Miami, FKNMS, and the Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (FWC). The majority of the South Florida shelf had high levels of dissolved oxygen (DO) in near-bottom water (> 5 mg L-1) indicative of “good” water quality.. DO levels in bottom waters exceeded this upper threshold at 98.8% throughout the coastal-ocean survey area. Only 1.2% of the region had moderate DO levels (2-5 mg/L) and no part of the survey area had DO <2.0 mg/L. In addition, offshore waters throughout the region had relatively low levels of total suspended solids (TSS), nutrients, and chlorophyll a indicative of oligotrophic conditions. Results suggested good sediment quality as well. Sediments throughout the region, which ranged from sands to intermediate muddy sands, had low levels of total organic carbon (TOC) below bioeffect guidelines for benthic organisms. Chemical contaminants in sediments were also mostly at low, background levels. For example, none of the stations had chemicals in excess of corresponding Effects-Range Median (ERM) probable bioeffect values or more than one chemical in excess of lower-threshold Effects-Range Low (ERL) values. Cadmium was the only chemical that occurred at moderate concentrations between corresponding ERL and ERM values. Sixty fish samples from 28 stations were collected and analyzed for chemical contaminants. Eleven of these samples (39% of sites) had moderate levels of contaminants, between lower and upper non-cancer human-health thresholds, and ten (36% of sites) had high levels of contaminants above the upper threshold.