(Table 2) Vertical distribution of particulate matter and its organic and mineral components in waters of the Tropical Atlantic in November 1984

Results of multiyear investigation of distribution and composition of suspended matter in waters off the northwest coast of Africa are presented. Large-scale circulation, upwelling, river runoff, and aeolian deposition affect distribution and evolution of biochemical composition of particulate matter. Concentrations of organic carbon, nitrogen, chlorophyll, phytoplankton and trace metals in the particulate matter are determined. Ratios of these components exhibit seasonal variations.

Evaluation of semi-passive treatment technologies for septic lagoon capacity expansion

In Canada, increases in rural development has led to a growing need to effectively manage the resulting municipal and city sewage without the addition of significant cost- and energy- expending infrastructure. Storring Septic Service Limited is a family-owned, licensed wastewater treatment facility located in eastern Ontario. It makes use of a passive waste stabilization pond system to treat and dispose of waste and wastewater in an environmentally responsible manner. Storring Septic, like many other similar small-scale wastewater treatment facilities across Canada, has the potential to act as a sustainable eco-engineered facility that municipalities and service providers could utilize to manage and dispose of their wastewater. However, it is of concern that the substantial inclusion of third party material could be detrimental to the stability and robustness of the pond system. In order to augment the capacity of the current facility, and ensure it remains a self-sustaining system with the capacity to safely accept septage from other sewage haulers, it was hypothesized that pond effluent treatment could be further enhanced through the incorporation of one of three different technology solutions, which would allow the reduction of wastewater quality parameters below existing regulatory effluent discharge limits put in place by Ontario’s Ministry of the Environment and Climate Change (MOECC). Two of these solutions make use of biofilm technologies in order to enhance the removal of wastewater parameters of interest, and the third utilizes the natural water filtration capabilities of zebra mussels. Pilot-scale testing investigated the effects of each of these technologies on treatment performance under both cold and warm weather operation. This research aimed to understand the important mechanisms behind biological filtration methods in order to choose and optimize the best treatment strategy for full-scale testing and implementation. In doing so, a recommendation matrix was elaborated provided with the potential to be used as a universal operational strategy for wastewater treatment facilities located in environments of similar climate and ecology.

Sedimentology and age on profile Lz1023

A 270 cm long sediment sequence was recovered with a piston corer from east lobe Bonney, Taylor Valley, Antarctica, and characterized according to its sedimentological, mineralogical, and geochemical properties. It is the first record of such length recovered from east lobe Bonney. The sediment core is mainly composed of halite crystals of different sizes, water, and a relatively low and stable proportion of clastic particles. Although the sediment surface was probably disturbed by the coring process and absence or low contents of organic material or carbonates hampers the establishment of a robust chronology by radiocarbon dating, the core probably contains at least several hundred years of information about the history of the lake and the Bonney basin. Variations in halite crystal sizes and amount as well as variations in the composition of clastic material can be related to past lake level changes and evaporation cycles.

Spatial patterns of aerobic and anaerobic mineralization rates and oxygen penetration dynamics in coral reef sediments

Oxygen consumption rates (OCR), aerobic mineralization and sulfate reduction rates (SRR) were studied in the permeable carbonate reef sediments of Heron Reef, Australia. We selected 4 stations with different hydrodynamic regimes for this study. In situ oxygen penetration into the sediments was measured with an autonomous microsensor profiler. Areal OCR were quantified from the measured oxygen penetration depth and volumetric OCR. Oxygen penetration and dynamics (median penetration depths at the 4 stations ranged between 0.3 and 2.2 cm), OCR (median 57 to 196 mmol C m(-2) d(-1)), aerobic mineralization (median 24 to 176 mmol C m(-2) d(-1)) and SRR (median 9 to 42 mmol C m(-2) d(-1)) were highly variable between sites. The supply of oxygen by pore water advection was a major cause for high mineralization rates by stimulating aerobic mineralization at all sites. However, estimated bottom water filtration rates could not explain the differences in volumetric OCR and SRR between the 4 stations. This suggests that local mineralization rates are additionally controlled by factors other than current driven pore water advection, e.g. by the distribution of the benthic fauna or by local differences in labile organic carbon supply from sources such as benthic photosynthesis. Carbon mineralization rates were among the highest reported for coral reef sediments, stressing the role of these sediments in the functioning of the reef ecosystem.

Indagine modellistica sulla tenuta idraulica delle difese arginali deputate alla protezione idraulica del territorio

La prima parte di questo lavoro di tesi tratta dell’interazione tra un bacino di laminazione e il sottostante acquifero: è in fase di progetto, infatti, la costruzione di una cassa di espansione sul torrente Baganza, a monte della città di Parma. L’obiettivo di tale intervento è di ridurre il rischio di esondazione immagazzinando temporaneamente, in un serbatoio artificiale, la parte più pericolosa del volume di piena che verrebbe rilasciata successivamente con portate che possono essere agevolmente contenute nel tratto cittadino del torrente. L’acquifero è stato preliminarmente indagato e monitorato permettendone la caratterizzazione litostratigrafica. La stratigrafia si può riassumere in una sequenza di strati ghiaioso-sabbiosi con successione di lenti d’argilla più o meno spesse e continue, distinguendo due acquiferi differenti (uno freatico ed uno confinato). Nel presente studio si fa riferimento al solo acquifero superficiale che è stato modellato numericamente, alle differenze finite, per mezzo del software MODFLOW_2005. L'obiettivo del presente lavoro è di rappresentare il sistema acquifero nelle condizioni attuali (in assenza di alcuna opera) e di progetto. La calibrazione è stata condotta in condizioni stazionarie utilizzando i livelli piezometrici raccolti nei punti d’osservazione durante la primavera del 2013. I valori di conducibilità idraulica sono stati stimati per mezzo di un approccio geostatistico Bayesiano. Il codice utilizzato per la stima è il bgaPEST, un software gratuito per la soluzione di problemi inversi fortemente parametrizzati, sviluppato sulla base dei protocolli del software PEST. La metodologia inversa stima il campo di conducibilità idraulica combinando osservazioni sullo stato del sistema (livelli piezometrici nel caso in esame) e informazioni a-priori sulla struttura dei parametri incogniti. La procedura inversa richiede il calcolo della sensitività di ciascuna osservazione a ciascuno dei parametri stimati; questa è stata valutata in maniera efficiente facendo ricorso ad una formulazione agli stati aggiunti del codice in avanti MODFLOW_2005_Adjoint. I risultati della metodologia sono coerenti con la natura alluvionale dell'acquifero indagato e con le informazioni raccolte nei punti di osservazione. Il modello calibrato può quindi essere utilizzato come supporto alla progettazione e gestione dell’opera di laminazione. La seconda parte di questa tesi tratta l'analisi delle sollecitazioni indotte dai percorsi di flusso preferenziali causati da fenomeni di piping all’interno dei rilevati arginali. Tali percorsi preferenziali possono essere dovuti alla presenza di gallerie scavate da animali selvatici. Questo studio è stato ispirato dal crollo del rilevato arginale del Fiume Secchia (Modena), che si è verificato in gennaio 2014 a seguito di un evento alluvionale, durante il quale il livello dell'acqua non ha mai raggiunto la sommità arginale. La commissione scientifica, la cui relazione finale fornisce i dati utilizzati per questo studio, ha attribuito, con molta probabilità, il crollo del rilevato alla presenza di tane di animali. Con lo scopo di analizzare il comportamento del rilevato in condizioni integre e in condizioni modificate dall'esistenza di un tunnel che attraversa il manufatto arginale, è stato realizzato un modello numerico 3D dell’argine mediante i noti software Femwater e Feflow. I modelli descrivono le infiltrazioni all'interno del rilevato considerando il terreno in entrambe le porzioni sature ed insature, adottando la tecnica agli elementi finiti. La tana è stata rappresentata da elementi con elevata permeabilità e porosità, i cui valori sono stati modificati al fine di valutare le diverse influenze sui flussi e sui contenuti idrici. Per valutare se le situazioni analizzate presentino o meno il verificarsi del fenomeno di erosione, sono stati calcolati i valori del fattore di sicurezza. Questo è stato valutato in differenti modi, tra cui quello recentemente proposto da Richards e Reddy (2014), che si riferisce al criterio di energia cinetica critica. In ultima analisi è stato utilizzato il modello di Bonelli (2007) per calcolare il tempo di erosione ed il tempo rimanente al collasso del rilevato.