Dissertação

{pt_PT=Testing the potential of Silica Particle Encapsulated DNA (SPED) tracers to characterize preferential flow in the vadose zone} {} CONFIRMED

{pt_PT=Os trajetos do fluxo da água no solo podem ser caracterizados usando traçadores tradicionais como o brometo, cloreto, corantes e microesferas. No entanto, diversas limitações práticas na sua utilização contribuíram para o aparecimento de traçadores de DNA sintéticos baseados em nanomateriais de DNA (ácido desoxirribonucleico). O presente trabalho utilizou traçadores de DNA encapsulado em partículas de sílica (SPED) e deutério (D) para testar o potencial dos traçadores SPED na caraterização do fluxo preferencial na zona vadosa de uma parcela experimental localizada numa zona florestal com os seguintes objetivos: 1) determinar o transporte e a recuperação de traçadores SPED e D no fluxo subsuperfícial de uma zona de irrigação por aspersão de 200 m2, 2) investigar o efeito da fixação ou destacamento cinético para solo dos traçadores SPED nas concentrações do traçador e; 3) determinar a extensão da área do traçado de aspersão que contribui para o fluxo subsuperficial em diferentes profundidades do solo. Foram instalados três lisímetros na zona de aspersão nas profundidades 10, 40 e 60 cm de modo a detetar fluxos verticais e, uma vala de 20 m × 1 m na encosta descendente intercetou os fluxos laterais subterrâneos às profundidades 10 cm (TR1) e 60 cm (TR2). Foram recolhidas 198 amostras (119 de lisímetros; 79 de vala). Concluiu-se que um dos fatores primordiais no controlo de fluxo foi a existência de macroporos que funcionam como zonas de fluxo preferencial e promovem uma mistura foi muito mais rápida no subsolo., en_GB=The flow pathways of water within the soil can be characterized and/or visualized using traditional tracers such as bromide, chloride, dyes and microspheres. However, practical limitations of traditional tracers such as lack of multiplexed, multipoint tracing and interference of background noise have paved the way for synthetic DNA tracers which is based on DNA nanomaterials. This research tested the efficiency of silica particle encapsulated DNA (SPED) tracers to characterize preferential flow within the vadose zone on a forested hillslope with the objective of 1) estimating SPED tracer recovery from different depths, 2) investigating effects of attachment and detachment on SPED tracer concentration and 3) investigating the areal extent of hillslope contributing to subsurface flow at different depths. Three lysimeters were installed on the sprinkling plot at depths 10, 40 and 60 cm to intercept vertical subsurface fluxes and a 20 m × 1 m trench at the downslope face of the plot intercepted lateral subsurface fluxes at depths 10 cm (TR1) and 60 cm (TR2). A total of 198 grab samples were collected (119 from lysimeters; 79 from trench) and analysed. The results showed that within the top 10 cm of the hillslope, mixing was more pronounced in the lateral direction due to the dominance of homogeneous matrix flow which increased the residence time and soil-water interaction. Below 10 cm depth, there was an intense dilution of event water with pre-event water as depth increased. Thus, mixing was very rapid due to the dominance of preferential flow paths (i.e., macropores). }
{pt_PT=Traçador de DNA encapsulado em partículas de sílica (SPED), fluxo preferencial, fluxo matricial, água de evento, água pré-evento , en_GB=Silica Particle Encapsulated DNA (SPED) tracer, preferential flow, matrix flow, event water, pre-event water }

Setembro 5, 2019, 8:0

Orientação

ORIENTADOR

Jan Willem Foppen

IHE Delft

Especialista

ORIENTADOR

Maria Teresa Condesso de Melo

Civil, Engenharia, Respostas e Inovação para a Sustentabilidade (CERIS)

Especialista