An evaluation of septic tank effluent movement in soil and groundwater systems

Recent studies have shown that septic tank systems are a major source of groundwater pollution. Many public health workers feel that the most cri^cal aspect of the use of septic tanks as a means of sewage disposal is the contamination of private water wells with attendant human health hazards. In this study the movement and attenuation of septic tank effluents in a range of soil/overburden types and hydrogeological situations was investigated. The suitability of a number of chemical and biological tracer materials to monitor the movement of septic tank effluent constituents to groundwater sources was also examined. The investigation was divided into three separate but inteiTelated sections. In the first section of the study the movement of septic tank effluent from two soil treatment systems was investigated by direct measurements of soil nutrient concentrations and enteric bacterial numbers in the soil beneath and downgradient of the test systems. Two sites with different soil types and hydrogeological characteristics were used. The results indicated that the attenuation of the effluent in both of the treatment systems was incomplete. Migration of nitrate, ammonium, phosphate and fecal bacteria to a depth of 50 cm beneath the inverts of the distribution tiles was demonstrated on all sampling occasions. The lateral migration of the pollutants was less pronounced, although on occasions high nutrients levels and fecal bacterial numbers were detected at a lateral distance of 4.0 m downgradient of the test systems. There was evidence that the degree and extent of effluent migration was increased after periods of heavy or prolonged rainfall when the attenuating properties of the treatment systems were reduced as a result of saturation of the soil. The second part of the study examined the contamination of groundwaters downgradient of septic tank soil treatment systems. Three test sites were used in the investigation. The sites were chosen because of differences in the thicknesses and nature of the unsaturated zone available for effluent attenuation at each of the locations. A series of groundwater monitoring boreholes were installed downgradient of the test systems at each of the sites and these were sampled regularly to assess the efficiency of the overburden material in reducing the polluting potential of the wastewater. Effluent attenuation in the septic tank treatment systems was shown to be incomplete, resulting in chemical and microbiological contamination of the groundwaters downgradient of the systems. The nature and severity of groundwater contamination was dependent on the composition and thickness of the unsaturated zone and the extent of weathering in the underlying saturated bedrock. The movement of septic tank effluent through soil/overburdens to groundwater sources was investigated by adding a range of chemical and biological tracer materials to the three septic tank systems used in section two of the study. The results demonstrated that a single tracer type cannot be used to accurately monitor the movement of all effluent constituents through soils to groundwater. The combined use of lithium bromide and endospores of Bacillus globigii was found to give an accurate indication of the movement of both the chemical and biological effluent constituents.

Analysis of septic tank distribution and septage generation rates in Illinois /

"IEPA/WPC/84-003."

Process, performance, and pollution potential: A review of septic tank-soil absorption systems

On-site wastewater treatment and dispersal systems (OWTS) are used in non-sewered populated areas in Australia to treat and dispose of household wastewater. The most common OWTS in Australia is the septic tank-soil absorption system (SAS) - which relies on the soil to treat and disperse effluent. The mechanisms governing purification and hydraulic performance of a SAS are complex and have been shown to be highly influenced by the biological zone (biomat) which develops on the soil surface within the trench or bed. Studies suggest that removal mechanisms in the biomat zone, primarily adsorption and filtering, are important processes in the overall purification abilities of a SAS. There is growing concern that poorly functioning OWTS are impacting upon the environment, although to date, only a few investigations have been able to demonstrate pollution of waterways by on-site systems. In this paper we review some key hydrological and biogeochemical mechanisms in SAS, and the processes leading to hydraulic failure. The nutrient and pathogen removal efficiencies in soil absorption systems are also reviewed, and a critical discussion of the evidence of failure and environmental and public health impacts arising from SAS operation is presented. Future research areas identified from the review include the interactions between hydraulic and treatment mechanisms, and the biomat and sub-biomat zone gas composition and its role in effluent treatment.

Efffluent flux prediction in variably saturated soil zones within a septic tank-soil absorption trench

The treatment and hydraulic mechanisms in a septic tank-soil absorption system ( SAS) are highly influenced by the clogging layer or biomat zone which develops on bottom and lower sidewall surfaces within the trench. Flow rates through the biomat and sub-biomat zones are governed largely by the biomat hydraulic properties (resistance and hydraulic conductivity) and the unsaturated hydraulic conductivity of the underlying soil. One- and 2-dimensional models were used to investigate the relative importance of sidewall and vertical flow rates and pathways in SAS. Results of 1-dimensional modelling show that several orders of magnitude variation in saturated hydraulic conductivity (Ks) reduce to a 1 order of magnitude variation in long-term flow rates. To increase the reliability of prediction of septic trench hydrology, HYDRUS-2D was used to model 2-dimensional flow. In the permeable soils, under high trench loading, effluent preferentially flowed in the upper region of the trench where no resistant biomat was present (the exfiltration zone). By comparison, flow was more evenly partitioned between the biomat zones and the exfiltration zones of the low permeability soil. An increase in effluent infiltration corresponded with a greater availability of exfiltration zone, rather than a lower resistance of biomat. Results of modelling simulations demonstrated the important role that a permeable A horizon may play in limiting surface surcharge of effluent under high trench hydraulic loading.

Long-term flow rates and biomat zone hydrology in soil columns receiving septic tank effluent

Soil absorption systems (SAS) are used commonly to treat and disperse septic tank effluent (STE). SAS can hydraulically fail as a result of the low permeable biomat zone that develops on the infiltrative surface. The objectives of this experiment were to compare the hydraulic properties of biomats grown in soils of different textures, to investigate the long-term acceptance rates (LTAR) from prolonged application of STE, and to assess if soils were of major importance in determining LTAR. The STE was applied to repacked sand, Oxisol and Vertisol soil columns over a period of 16 months, at equivalent hydraulic loading rates of 50, 35 and 8 L/m(2)/d, respectively Infiltration rates, soil matric potentials, and biomat hydraulic properties were measured either directly from the soil columns or calculated using established soil physics theory. Biomats 1 to 2 cm thick developed in all soils columns with hydraulic resistances of 27 to 39 d. These biomats reduced a 4 order of magnitude variation in saturated hydraulic conductivity (K.) between the soils to a one order of magnitude variation in LTAR. A relationship between biomat resistance and organic loading rate was observed in all soils. Saturated hydraulic conductivity influenced the rate and extent of biomat development. However, once the biomat was established, the LTAR was governed by the resistance of the biomat and the sub-biomat soil unsaturated flow regime induced by the biomat. Results show that whilst initial soil K. is likely to be important in the establishment of the biomat zone in a trench, LTAR is determined by the biomat resistance and the unsaturated soil hydraulic conductivity, not the K, of a soil. The results call into question the commonly used approach of basing the LTAR, and ultimately trench length in SAS, on the initial K, of soils. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Residential characteristics aggravating infestation by Culex quinquefasciatus in a region of Northeastern Brazil

OBJECTIVE: Analyse how basic sanitation conditions, water supply and housing conditions affect the concentration of Culex quinquefasciatus METHODS: Populations of C. quinquefasciatus in 61 houses in the municipality of Olinda, PE, were monitored between October 2009 and October 2010. Observations were carried out in homes without the presence of preferred breeding sites in order to identify characteristics that may be aggravating factors for the development of the mosquito. Five aggravating factors were analysed: vegetation cover surrounding the home, number of residents/home, water storage, sewage drainage and water drainage. These characteristics were analysed in terms of presence or absence and as indicators of the degree of infestation, which was estimated through monitoring the concentration of eggs (oviposition traps - BR-OVT) and adults (CDC light traps). RESULTS: Sewage drainage to a rudimentary septic tank or to the open air was the most frequent aggravating factor in the homes (91.8%), although the presence of vegetation was the only characteristic that significantly influenced the increase in the number of egg rafts (p = 0.02). The BR-OVT achieved positive results in 95.1% of the evaluations, with the presence of at least one egg raft per month. A total of 2,366 adults were caught, with a mosquito/room/night ratio of 32.9. No significant difference was found in the number of mosquitoes caught in the homes. CONCLUSIONS: Although the sanitation and water supply influence the population density of C. quinquefasciatus, residence features that are not usually considered in control measures can be aggravating factors in sustaining the mosquito population.

Construcció d'un refugi situat al terme municipal de Vallfogona de Ripollès, pensat com a final d'etapa per a rutes a cavall

Els negocis relacionats amb les activitats de lleure i els esports d’aventura actualment es troben en expansió, buscant majoritàriament el contacte amb la natura. Les rutes a cavall formen part del gran ventall d’opcions, per aquesta qüestió s’ha pensat en construir un refugi utilitzat com a final d’etapa per a rutes a cavall. En la major part del territori, la presència de població humana es manifesta en pobles, viles i ciutats, les quals disposes d’aigua sanitària, corrent elèctric i sistema de clavegueram. Per altra banda en les urbanitzacions o cases aïllades poder gaudir d’aquests serveis suposa una inversió econòmica elevada, que implica la utilització de sistemes alternatius. En el present projecte s’ha triat un emplaçament on portar a terme el final d’etapa amb una sèrie de requisits a complir : bosc a les proximitats, disposar d’un o varis accessos per a vehicles (transport del material d’intendència), tranquil•litat, bones vistes, i cobertura de telèfon mòbil. S’han acceptat les següents limitacions : no disposar de xarxa pública d’electricitat ni d’aigua. I s’han dimensionat les instal•lacions per a un màxim de dotze persones i els seus respectius cavalls. El principal objectiu del projecte és el dimensionament de les necessitats elèctriques, d’aigua i d’aiguacalenta sanitària en condicions autònomes, i utilitzant energies renovables. La valoració de les possibles solucions per condicionar les instal•lacions, i oferir una resposta eficient per la demanda. No és un objectiu específic del treball la potabilització de l’aigua ni el tractament dels residus produïts. S’han aprofitat els diferents desnivells que presenta l’emplaçament triat a l’hora de distribuir les instal•lacions, i s’ha utilitzat un antic cobert de dos pisos ja existent. Com a residència s’ha triat un model de casa prefabricada de muntanya. Com a sistema de subministrament elèctric, s’instal•laran plaques solars fotovoltaiques i un generador de corrent com a sistema auxiliar. La captació d’aigua s’efectuarà a partir d’un pou que es troba en el terreny i de la recollida d el’aigua pluvial, instal•lant dipòsits d’emmagatzemament d’aigua segons les necessitats. S’utilitzarà un equip de cloració per potabilitzar l’aigua de consum utilitzada a la residència. En la producció d’aigua calenta sanitària s’utilitzaran plaques solars tèrmiques i una caldera instantània de gas propà com a suport. Per cuinar s’ha triat una cuina de gas propà i una barbacoa que s’instal•larà a l’exterior. S’instal•larà una llar de foc amb recuperador d’aire a la residència i una fosa sèptica amb un sistema d’infiltració per poder abocar les aigües provinents de la residència. Els fems dels cavalls podran ser utilitzats com adob pel terreny.

Evaluation des pratiques d'irrigation, de fertilisation et d'application de pesticides dans l'agriculture périurbaine de Dakar, Sénégal

RESUMEL'agriculture urbaine et périurbalne - nommée ci-après AU - est un thème fort de recherche transversale, au vu des nombreux enjeux économiques, sociaux et environnementaux. L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle locale, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée sans porter atteinte à la santé et à l'environnement.Une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans ie sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.L'évaluation des impacts de l'irrigation avec des eaux usées brutes et des eaux de nappe saumâtres sur la qualité des sols (chapitre 2) a montré que l'alcalinité et les teneurs en calcium élevées des eaux saumâtres induisent la précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol. Na remplace consécutivement Ca sur le complexe argilo-humique du sol et les bicarbonates diminuent dans la solution du sol. Le carbone organique dissout (COD) augmente significativement dans la solution du sol et dans la nappe sous-jacente. Malgré l'alcalinité et les teneurs très élevées en calcium des eaux usées, il y a peu de précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol et une faible augmentation du sodium échangeable ESP. La nitrification de l'ammonium des eaux usées (moy 190mg/L à Pikine) produit des protons, qui ne sont plus tamponnés par les bicarbonates exportés hors du profil. Il y a alors une nette baisse de pH des sols irrigués par des eaux usées non traitées. Les sols irrigués par des eaux usées et saumâtres stockent moins de C et Ν que les sols de référence.L'évaluation de l'influence de l'occupation des sols en zone périurbaine sur à la nappe phréatique peu profonde (chapitre 3) a permis de déterminer les traceurs représentatifs de l'occupation du sol, à savoir Br/CI, NO3/CI et δ180-Ν03 pour l'irrigation par des eaux usées, pH et δ15Ν-Ν03 pour l'irrigation par des eaux de nappe, et Rb+Cr et Κ pour les lixiviats de fosses septiques. Ce chapitre a mis en évidence des points importants de la dynamique de l'azote en zone périurbaine sous deux occupations du sol : (1) la dénitrification est un processus important dans l'agrosystème périurbain de Dakar en bas de dune, dans les gleysols où l'on trouve des conditions temporairement réduites et un substrat organique favorables aux microorganismes de la dénitrification. Les teneurs en nitrates sont presque nulles avec irrigation d'eau de nappe. (2) en bas de pente, mais avec irrigation quotidienne par les eaux usées, l'apport continu d'ammonium inhibe probablement la dénitrification, mais favorise la volatilisation. (3) la nitrification de l'ammonium dans la nappe lors de la lixiviation des fosses septiques se distingue de la nitrification de l'ammonium dans la zone non saturée dans la zone d'agriculture périurbaine par la composition isotopique de l'oxygène de l'eau. Une comparaison des flux d'azote entre l'agrosystème et les quartiers périurbains de Dakar (chapitre 4) ont révélé que ces derniers étaient du même ordre de grandeur par unité de surface, à savoir 2-4 tonnes Ν /ha/an.L'évaluation des flux de pesticides dans l'agrosystème et des risques induits pour les eaux souterraines (chapitre 5) a révélé un fiux total de pesticides de 60kg/ha/an, totalisant 15 matières actives. Seules deux de ces matières actives sont autorisées par le comité des pesticides sahélien. Les pesticides les plus utilisés par les producteurs sont l'organochloré dicofol, les organophosphorés methamidophos, dimethoate et fenithrotion ainsi que le cabamate methomyl. Les flux les plus importants sont de 9 à 7 kg/ha/an (methomyl, methamidophos, ethoprophos et dicofol). Les pesticides qui présentent un risque élevé de contamination des eaux souterraines et qui devraient être prioritaires pour un suivi analytique sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, une meilleure gestion de la fertilisation est nécessaire dans la zone d'AU de Dakar, afin de (1) réduire les pertes gazeuses qui contribuent à l'effet de serre, (2) de ralentir la minéralisation du carbone et de l'azote organiques pour créer un stock de C et Ν dans ces sols, (3) de limiter le lessivage dans la nappe et enfin, 4) d'augmenter l'efficacité d'utilisation de Ν par les plantes. Une optimisation de l'irrigation devrait limiter l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et les mares permanentes.ABSTRACTUrban and periurban agriculture (UA) is an important issue in southern countries, because of its key role in their social and economical development and its environmental concern. The goal of this study was to contribute to a better understanding of pollutant transfer and nutrient cycling at the local scale, in order to implement the necessary improvements to guarantee the sustainability of this practice.An approach based on geochemical processes occurring in the vadose zone from the surface down to the groundwater level was chosen, at the scale of cultivated plots and at the regional scale of Dakar periurban areas, to determine the influence of land use.The assessment of irrigation with untreated domestic wastewater and brackish water on soil quality (chapter 2) showed: (1) that the high alkalinity and calcium contents of brackish water induce CaC03 precipitation in the top layer of the soil and therefore a replacement of Ca by Na on the clay- humic complexes, strongly marked during the dry season. Dissolved organic carbon (DOC) increased significantly in the soil solution and in the underlying groundwater. (2) in spite of the similarly high alkalinity and Ca contents of waste water, there is only little CaC03 precipitation and a low increase of the percentage of exchangeable sodium (ESP) in the soil top layer. The nitrification of the ammonium of wastewater (mean 190 mg/L in Pikine) produces protons, which are not any more buffered by bicarbonates exported out of the soil profile, which leads to a net decline of soil pH. Both soils irrigated with untreated wastewater and brackish water store less of C and Ν than soils irrigated with non saline groundwater.The assessment of the impact of land use on the shallow groundwater (chapter 3) allowed determining representative tracers of the land use. Low Br/CI ratio, high NO3/CI ratio and low δ1βΟ- nitrate indicated the influence of wastewater; high pH and high 515N-nitrates indicated the influence of brackish water together with high amendments of organic fertilizers; high Rb+Cr and Κ indicated the influence of poor sanitation facilities in periurban districts (septic tank leakage). This chapter also pointed out the following facts about the nitrogen dynamics : (1) denitrification is a key-process in the Dakar UA agrosystem in the gleysols irrigated with groundwater. The underlying groundwater is almost nitrate free. (2) in the Gleysols irrigated with waste water, ammonium inhibits denitrification but facilitate ammoniac volatilization. A comparison of nitrogen balance between the UA agrosystem and the periurban districts of Dakar (chapter 4) revealed similar flows per surface unit, namely 2-4 tons Ν / ha / year.The evaluation of pesticides use in the UA agrosystem and the risk assessment for the groundwater (chapter 5) revealed a total flow of pesticides of 60kg / ha / year, totalizing 15 active substances. Only two of these are authorized by the Sahelian Pesticides Committee. The most used pesticides are dicofol (organochlorinated), methamidophos, dimethoate and fenithrotion (organophosphate) as well as methomyl. (carbamate). The most important flows vary between 9 to 7 kg / ha / year. Pesticides with a high risk of groundwater contamination - according to SIRIS and EPRIP 2 indicators - are: carbofuran, dimethoate, ethoprophos and methomyl. These substances should be established as a priority for an analytical follow-up in the different environmental compartments.In conclusion, a better management of the fertilization is necessary in the Dakar UA, (1) to reduce the gaseous losses which contribute to greenhouse emissions (2) to slow down the mineralization of the organic carbon and the nitrogen, in order to enhance the C and Ν stock in these soils, (3) to limit the nitrate leaching in the groundwater and finally, 4) to increase the N-use efficiency of plants. An optimization of the irrigation scheme should limit the secondary sodisation if coupled with an increase the stable organic matter of the soil. An integrated or biologic crop pest strategy is urgently needed to minimize risks with respect to ground and surface water (ponds used for fishing).RESUME LARGE PUBLICL'agriculture mondiale connaît actuellement une crise majeure, affectée par les changements climatiques, la sécurité alimentaire et les dégradations de l'environnement. Elle n'a plus le rôle unique de produire, mais devient un élément essentiel de la protection des ressources naturelles et du paysage. Les politiques agricoles basées sur les marchés mondiaux devront se réorienter vers une agriculture locale basée sur le développement durable.La production alimentaire située dans l'enceinte des villes, nommée agriculture urbaine ou périurbaine (AU ci-après) joue un rôle important dans le contexte actuel d'accroissement de la population et de la pauvreté urbaines. L'AU concerne en effet la majorité des mégapoies du monde, fait vivre plus de 200 millions de personnes dans les pays du Sud, fournit jusqu'à 80% de la demande urbaine en certains produits frais, fait barrière à l'extension urbaine et permet un recyclage de certains déchets urbains. L'AU a pour particularité d'être à cheval entre des politiques rurales et urbaines, d'où un délaissement ce cette activité au secteur informel. Ce qui a développé de nombreuses stratégies à risques, comme à Dakar, où les petits producteurs périurbains irriguent quotidiennement avec des eaux usées domestiques par manque d'accès à une eau de bonne qualité et pour raccourcir les cycles de production. L'extrême précarité foncière des acteurs de l'AU de Dakar les empêchent d'investir à long terme et induit des pratiques inadéquates d'irrigation, d'usage de pesticides et de fertilisation de ces sols sableux.L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle des parcelles cultivées par des eaux usées et des eaux saumâtres, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée et surtout maintenue sans porter atteinte à la santé et à l'environnement. Pour cela, une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans le sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.Les résultats principaux de cette étude ont montré que (1) il y a un processus de salinisation anthropique des sols (sodisation) lors d'irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus accentué en saison sèche et lors d'années à pluviométrie déficitaire. Bien que les eaux usées soient aussi salines que les eaux de nappe, la salinisation des sols irrigués' par des eaux usées est limitée par l'ammonium présent dans les eaux usées (moy 190mg NH4/L à Pikine) qui produit de l'acidité lors de la transformation en nitrates dans le sol (nitrification). (2) les sols irrigués par des eaux usées (EU) stockent moins de C et Ν que les sois de référence, ce qui montrent bien que l'azote des eaux usées n'est pas disponible pour les plantes, mais est lessivé dans la nappe (100 à 450 mg/L N03 sous irrigation par EU, alors que la limite de OMS est de 50mg/L). (3) l'utilisation des isotopes stables des nitrates et des éléments traces, notamment le bore et le brome, ont permis de distinguer l'influence de l'irrigation par des eaux usées, de l'irrigation par des eaux de nappe et des lixiviats de fosses septiques sur les propriétés de la nappe. (4) Le processus de la dénitrification (atténuation naturelle des concentrations en nitrates de la nappe par biotransformation en azote gazeux) est important dans les zones basses de l'agrosystème périurbain de Dakar, sous irrigation par eaux naturelles (ΝΟ3 < 50mg/L). Tandis que sous habitat sans assainissement adéquat, les nitrates atteignent 300 à 700 mg/L. (5) Le flux total de pesticides dans l'AU est énorme (60kg/ha/an) totalisant 15 pesticides, dont deux seulement sont autorisés. Les pesticides les plus utilisés sont des insecticides organophosphorés et organochlorés classés extrêmement dangereux à dangereux par l'OMS, appliqués à des doses de 2 à 9 kg/ha/an. Les pesticides qui ont montré un risque élevé de contamination des eaux souterraines avec les indicateurs SIRIS et EPRIP2 sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, nous recommandons la reconstitution d'un horizon superficiel des sols riche en matière organique stable et structuré par production locale de compost. Cette mesure réduira les pertes gazeuses contribuant à l'effet de serre, augmentera le stock de Ν dans ces sols, alors utilisable par les plantes et permettra de diminuer l'irrigation car la capacité de rétention de l'eau dans le sol sera accru, ce qui limitera le lessivage des nitrates dans la nappe et l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et lesmares permanentes.

Construcció d'un refugi situat al terme municipal de Vallfogona de Ripollès, pensat com a final d'etapa per a rutes a cavall

Els negocis relacionats amb les activitats de lleure i els esports d’aventura actualment es troben en expansió, buscant majoritàriament el contacte amb la natura. Les rutes a cavall formen part del gran ventall d’opcions, per aquesta qüestió s’ha pensat en construir un refugi utilitzat com a final d’etapa per a rutes a cavall. En la major part del territori, la presència de població humana es manifesta en pobles, viles i ciutats, les quals disposes d’aigua sanitària, corrent elèctric i sistema de clavegueram. Per altra banda en les urbanitzacions o cases aïllades poder gaudir d’aquests serveis suposa una inversió econòmica elevada, que implica la utilització de sistemes alternatius. En el present projecte s’ha triat un emplaçament on portar a terme el final d’etapa amb una sèrie de requisits a complir : bosc a les proximitats, disposar d’un o varis accessos per a vehicles (transport del material d’intendència), tranquil•litat, bones vistes, i cobertura de telèfon mòbil. S’han acceptat les següents limitacions : no disposar de xarxa pública d’electricitat ni d’aigua. I s’han dimensionat les instal•lacions per a un màxim de dotze persones i els seus respectius cavalls. El principal objectiu del projecte és el dimensionament de les necessitats elèctriques, d’aigua i d’aiguacalenta sanitària en condicions autònomes, i utilitzant energies renovables. La valoració de les possibles solucions per condicionar les instal•lacions, i oferir una resposta eficient per la demanda. No és un objectiu específic del treball la potabilització de l’aigua ni el tractament dels residus produïts. S’han aprofitat els diferents desnivells que presenta l’emplaçament triat a l’hora de distribuir les instal•lacions, i s’ha utilitzat un antic cobert de dos pisos ja existent. Com a residència s’ha triat un model de casa prefabricada de muntanya. Com a sistema de subministrament elèctric, s’instal•laran plaques solars fotovoltaiques i un generador de corrent com a sistema auxiliar. La captació d’aigua s’efectuarà a partir d’un pou que es troba en el terreny i de la recollida d el’aigua pluvial, instal•lant dipòsits d’emmagatzemament d’aigua segons les necessitats. S’utilitzarà un equip de cloració per potabilitzar l’aigua de consum utilitzada a la residència. En la producció d’aigua calenta sanitària s’utilitzaran plaques solars tèrmiques i una caldera instantània de gas propà com a suport. Per cuinar s’ha triat una cuina de gas propà i una barbacoa que s’instal•larà a l’exterior. S’instal•larà una llar de foc amb recuperador d’aire a la residència i una fosa sèptica amb un sistema d’infiltració per poder abocar les aigües provinents de la residència. Els fems dels cavalls podran ser utilitzats com adob pel terreny.

Hydrochemical processes in lowland rivers: insights from in situ, high-resolution monitoring

This paper introduces new insights into the hydrochemical functioning of lowland river systems using field-based spectrophotometric and electrode technologies. The streamwater concentrations of nitrogen species and phosphorus fractions were measured at hourly intervals on a continuous basis at two contrasting sites on tributaries of the River Thames – one draining a rural catchment, the River Enborne, and one draining a more urban system, The Cut. The measurements complement those from an existing network of multi-parameter water quality sondes maintained across the Thames catchment and weekly monitoring based on grab samples. The results of the sub-daily monitoring show that streamwater phosphorus concentrations display highly complex dynamics under storm conditions dependent on the antecedent catchment wetness, and that diurnal phosphorus and nitrogen cycles occur under low flow conditions. The diurnal patterns highlight the dominance of sewage inputs in controlling the streamwater phosphorus and nitrogen concentrations at low flows, even at a distance of 7 km from the nearest sewage treatment works in the rural River Enborne. The time of sample collection is important when judging water quality against ecological thresholds or standards. An exhaustion of the supply of phosphorus from diffuse and multiple septic tank sources during storm events was evident and load estimation was not improved by sub-daily monitoring beyond that achieved by daily sampling because of the eventual reduction in the phosphorus mass entering the stream during events. The results highlight the utility of sub-daily water quality measurements and the discussion considers the practicalities and challenges of in situ, sub-daily monitoring.

Nitrogen speciation and phosphorus fractionation dynamics in a lowland chalk catchment

A detailed analysis of temporal and spatial trends in nitrogen (N) speciation and phosphorus (P) fractionation in the Wylye, a lowland Chalk sub-catchment of the Hampshire Avon, UK is presented, identifying the sources contributing to nutrient enrichment, and temporal variability in the fractionation of nutrients in transit from headwaters to lower reaches of the river. Samples were collected weekly from ten monitoring stations with daily sampling at three further sites over one year, and monthly inorganic N and total reactive P (TRP) concentrations at three of the ten weekly monitoring stations over a ten year period are also presented. The data indicate significant daily and seasonal variation in nutrient fractionation in the water column, resulting from plant uptake of dissolved organic and inorganic nutrient fractions in the summer months, increased delivery of both N and P from diffuse sources in the autumn to winter period and during high flow events, and lack of dilution of point source discharges to the Wylye from septic tank, small package Sewage Treatment Works (STW) and urban Waste Water Treatment Works (WwTW) during the summer low flow period. Weekly data show that contributing source areas vary along the river with headwater N and P strongly influenced by diffuse inorganic N and particulate P fluxes, and SRP and organic-rich point source contributions from STW and WwTW having a greater influence in the lower reaches. Long-term data show a decrease in TRP concentrations at all three monitoring stations, with the most pronounced decrease occurring downstream from Warminster WwTW, following the introduction of P stripping at the works in 2001. Inorganic N demonstrates no statistically significant change over the ten year period of record in the rural headwaters, but an increase in the lower reaches downstream from the WwTW which may be due to urban expansion in the lower catchment.