Potential Role of Dissolved Oxygen and Manganese Concentration on the Development of Biofilms Causing Reduction in Hydraulic Capacity of a Gravity-Fed Irrigation System
Notice bibliographique
Résumé
Water from the Blyderiver dam in the Mpumalanga province, South Africa is used for gravity-fed irrigation. Biofilm development in the pipelines causes an increase in pipeline surface roughness, reduced hydraulic capacity, and water delivery below design capacity. The role of manganese (Mn) concentration on biofilm development is of interest, since the water is currently extracted at depth near the bottom of the reservoir (45–50 m when full) where high Mn levels were measured during four sampling events over 2 years. In the water body, dissolved oxygen (DO) and Mn concentrations showed a strong, inverse correlation, with rapid decrease in DO at increased depth, mirrored by an increase in total and soluble Mn. The depth of this inflection point correlated with the reservoir's water level. DO concentrations typically remained constant between 8 and 9 mg l−1 in the upper regions of the water column, followed by a rapid decline to lower than 2 mg l−1 at deeper zones. Similarly, Mn concentrations remained constant with increasing depth, ranging between 10 and 100 μg l−1, followed by a rapid increase once the depth is reached where DO levels started to decline, to 8,631 μg l−1 near the bottom. In the main, 1.5 m diameter pipeline, Mn concentrations decreased with distance; from 8,631 μg l−1 at the extraction point to 134 μg l−1 at 23 km downstream in the bulk aqueous phase, while in the biofilm biomass, Mn concentrations decreased from 30105.4 mg kg−1 at 4.5 km to 23501.9 mg kg−1 at 12.5 km, and 13727.7 mg kg−1 at 28.4 km downstream. This decrease in Mn concentration with distance suggests that biofilm accumulation has not yet reached a steady state. The aesthetic and operational problems caused by manganese in drinking water systems is well-documented, with biological removal gaining increasing interest as alternative to physical and chemical removal strategies. This study showed that the microbial processes that are being harnessed in drinking water treatment, i.e., Mn accumulation through biofilm formation supported by Mn cycling in sand filters, may have undesirable consequences in bulk water distribution systems by causing notable reduction in flow.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».