A PES Study of Factors Influencing Metal Partitioning in Aquatic Systems: “Design of Experiment As, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Ni, and Zn”

Mobility and bioavailability of heavy metals are related to their partitioning amongst suspended sediment and water. A Particle Entrainment Simulator (PES) is used to simulate sediment resuspention in natural surface water systems. The simulations were carried out under various conditions of water/suspended solids conditions. Five factors, each at various levels, are tested collectively: the pH of water at two levels (4 and 8), shear stress on bottom sediment at three levels (0.1, 0.3, and 0.5 N/m2 ) salinity of water at two levels (0.01 and 14.0 ppt), organic matter in sediment at three levels (0.50, 1.93, and 3.80%) and temperature at three levels 6, 15, and 30oC). The 3 3 x 22 factorial experiment was generated using Mini Tab 16® software. The metals evaluated in this study are the top eight metals commonly found in New England sediments. Each metal concentration was simulated at a level slightly higher than its Effective Range Median (ERM), above which, detrimental effects are frequently observed when exceeded. For the eight metals tested in this study, multiple regression equations are generated to predict the partition coefficient Kd of each metal under the various conditions of the five factors studied. The most significant factors influencing partitioning of each metal and the interactions between the factors were evaluated and validated

Analysis of future saline intrusion in a coastal aquifer as a response to climate change: Partido de la Costa, Buenos Aires province

De acuerdo al cuarto informe del IPCC el aumento del nivel del mar sería uno de los efectos más importantes del cambio climático global y la intrusión salina en los acuíferos costeros representaría un impacto significativo en tal sentido. La metodología propuesta por Werner y Simmons (2009) siguiendo a Custodio (1987) fue utilizada para cuantificar el avance salino en el acuífero costero del Partido de La Costa, Buenos Aires, Argentina. El modelo de flujo constante, en donde la lente de agua dulce no disminuye el espesor pero se produce una elevación de los niveles, sugiere que la intrusión salina avanzará en 23, 33 y 38 metros dependiendo de los escenarios de recarga y considerando 1 metro de aumento del nivel del mar. Los resultados del modelo a carga hidráulica constante, el cual se basa en la reducción del espesor del acuífero con el aumento del nivel del mar, muestran una intrusión de la cuña salina mucho mayor, siendo 193, 199 y 211 metros para los parámetros utilizados. Si se cumple el modelo de flujo constante el acuífero no estaría muy afectado según los diferentes escenarios de variaciones de nivel del mar y consumo de agua. Si el modelo es a carga hidráulica constante, lo cual sería más probable debido a la baja topografía de la zona, el avance de la intrusión salina mayor a 200 metros degradaría severamente el acuífero forzando a los tomadores de decisiones a una gestión más cuidadosa del agua dulce para abastecimiento a los habitantes.According to the IPCC fourth assessment report, sea level rise would be one of the more certain effects of global climate change and salt water intrusion into coastal aquifers would be an important impact of sea level rise. The methodology proposed by Werner and Simmons (2009) following Custodio (1987) was used to quantify the increase in salt water intrusion length into the coastal aquifer at Partido de la Costa, Buenos Aires, Argentina. The flux-controlled model, which does not decrease the freshwater lens but shifts it upward, suggests that the salt water intrusion length will increase by 25, 33 and 38 meters depending on aquifer recharge scenarios and considering a one meter sea level rise. Results from the head-controlled model, which is based upon a reduction in the size of the aquifer with sea level rise, show a much greater increase in the salt water intrusion length of 193, 199 and 211 meters for the used parameters. If the constant-flux model is met the coastal aquifer under investigation will not be greatly affected by different sea level rise or water consumption scenarios. However, if the constant-head model is the case, which is more likely due to the low elevation of the land surface, an increase in salt water intrusion length by more than 200 meters will severely degrade the aquifers, forcing coastal managers to adopt a careful freshwater management for the resident’s water supply.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Ship-Induced Depression Wakes and Shoreline Erosion

Shoreline retreat as an effect of ship wakes was studied in a navigation channel of the industrial port of Venice, Italy: the Malamocco -Marghera Channel. The investigation revealed unprecedented erosion rates, up to 4 m y , that determined a total loss of about 1.2 million of m of soil in the period 1970 -2015. This interaction between navigation and the channel margins must be considered in order to understand the past evolution of the central Venice Lagoon and for a sustainable management of the port traffic in the future sea -level rise scenario

Radon (222Rn) as tracer for submarine groundwater discharge investigation—limitations of the approach at shallow wind‐exposed coastal settings

Mapping radon (222Rn) distribution pat- terns in the coastal sea is a widely applied method for localizing and quantifying submarine groundwater discharge (SGD). While the literature reports a wide range of successful case studies, methodical problems that might occur in shallow wind-exposed coastal settings are generally neglected. This paper evalu- ates causes and effects that resulted in a failure of the radon approach at a distinct shallow wind-exposed location in the Baltic Sea. Based on a simple radon mass balance model, we discuss the effect of both wind speed and wind direction as causal for this fail- ure. We show that at coastal settings, which are domi- nated by gentle submarine slopes and shallow waters, both parameters have severe impact on coastal radon distribution patterns, thus impeding their use for SGD investigation. In such cases, the radon approach needs necessarily to allow for the impact of wind speed and wind direction not only during but also prior to the field campaign

The Effects of Ship Wakes in the Venice Lagoon and Implications for the Sustainability of Shipping in Coastal Waters

We analyse the impact of ship traffic in the vicinity of navigation channels in a wide shallow waterbody. The crucial hydrodynamic driver in this situation is the depression (Bernoulli) wake that may be transferred into a long-living solitary wave of depression over the shoals. The analysis considers navigation channels in the Venice Lagoon using a new large dataset of approximately 600 measured wake events associated to specific ships whose data are provided by the AIS system. Since the development of the modern industrial port and the opening of the Malamocco–Marghera channel in the late 1960s, growing pressure on the lagoon caused by ship traffic has raised concerns about its physical integrity and habitat survival. The transit of large vessels has been shown to have serious impacts on the shallow water areas adjacent to waterways. Depression wakes created by such vessels can reach significant dimensions (water level dropdown of up to 2.45 m at the channel margin), causing unusually large retreat rates of several sections of the shoreline and which may adversely affect the lagoon morphology. The wakes are analysed in relation to ship and morphological parameters. A formulation is proposed to predict wake amplitude on the basis of ship characteristics and motion

Cuantificación de la descarga submarina en dos sectores de la costa oriental de la provincia de Buenos Aires

La descarga de agua dulce subterránea en el mar (SGD: sigla en inglés) es un proceso natural que ocurre en la interfase continente-océano y es de importancia en la dinámica costera. En la costa oriental de la provincia de Buenos Aires, Argentina (Partidos de La Costa y Pinamar), se planteó como objetivo detectar la descarga de agua dulce desde el acuífero arenoso hacia el Océano Atlántico aplicando balance de masas de²²²Rn como trazador y mapas de flujo subterráneo. Se midió la actividad del²²²Rn en el agua subterránea en perforaciones y en transectas a 200 m de la línea de costa. En base a la obtención de la profundidad en los pozos de la red de monitoreo existente se construyeron mapas isofreáticos. La SGD para La Costa resultó en 0,37 m³/m/d según la hidrodinámiyc 3,5 m³/m/d según el radón. Para Pinamar, estos valores fueron de 0,66 y 0,55 m³/m/d respectivamente. La presencia de sedimentos en suspensión del Río de la Plata tendría influencia sobre las mediciones de radón incrementando los valores de descarga en La Costa, mientras que en Pinamar la ausencia de los mismos permitió la obtención de resultados similares por ambas metodologías.Submarine groundwater discharge (SGD) is a natural hydrological process which occurs along the continent— ocean interface, and plays an important role in coastal dynamics. SGD along the western coast of Buenos Aires Province, Argentina (Partido de La Costa and Pinamar), was quantified via a mass balance of²²²Rn as a tracer and hydrogeological flow maps²²²Rn activity was measured in wells and along a transect 200 m from the coastline. Groundwater depth was measured in wells and groundwater contour maps were made. Calculated flux of SGD for La Costa was 0.37 m³/m/d according to hydrodynamics and of 3.5 m³/m/d according to the radon mass balance. For Pinamar these values were of 0.66 and 0.55 m³/m/d respectively. The presence of suspended sediments from the Rio de la Plata influenced the radon activity, increasing discharge values near La Costa, meanwhile in Pinamar the absence of the sediments allowed for a more accurate comparison or methodologies.Centro de Estudios Integrales de la Dinámica Exógen

Submarine groundwater discharge analysis in two sectors of the eastern coast of the Province of Buenos Aires, Argentina

La descarga de agua dulce subterránea en el mar (SGD: sigla en inglés) es un proceso natural que ocurre en la interfase continente-océano y es de importancia en la dinámica costera. En la costa oriental de la provincia de Buenos Aires, Argentina (Partidos de La Costa y Pinamar) se planteó como objetivo detectar la descarga de agua dulce desde el acuífero arenoso hacia el Océano Atlántico aplicando balance de masas de 222Rn como trazador y mapas de flujo subterráneo. Se midió la actividad del 222Rn en el agua subterránea en perforaciones y en transectas a 300 m de la línea de costa. En base a la obtención de la profundidad en los pozos de la red de monitoreo existente se construyeron mapas isofreáticos. La SGD para La Costa resultó en 0,37 m3/m/d según la hidrodinámica y 3,5 m3/m/d según el radón. Para Pinamar estos valores fueron de 0,66 y 0,55 m3/m/d respectivamente. La presencia de sedimentos en suspensión del Río de la Plata tendría influencia sobre las mediciones de radón incrementando los valores de descarga en La Costa, mientras que en Pinamar la ausencia de los mismos permitió la obtención de resultados similares por ambas metodologías.Submarine groundwater discharge (SGD) is a natural hydrological process which occurs along the continent–ocean interface and plays an important role in coastal dynamics. SGD along the western coast of Buenos Aires Province, Argentina (Partido de La Costa and Pinamar) was quantified via a mass balance of 222Rn as a tracer and hydrogeological flow maps. 222Rn activity was measured in wells and along a transect 300 m from the coastline. Groundwater depth was measured in wells and groundwater contour maps were made. Calculated flux of SGD for La Costa was 0.37 m3/m/d according to hydrodynamics and of 3.5 m3/m/d according to the radon mass balance. For Pinamar these values were of 0.66 and 0.55 m3/m/d respectively. The presence of suspended sediments from the Río de la Plata influenced the radon activity, increasing discharge values near La Costa, meanwhile in Pinamar the absence of the sediments allowed for a more accurate comparison or methodologies.Fil: Carretero, Silvina Claudia. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Hidrología General; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Rapaglia, John. Sacred Heart; Estados UnidosFil: Rodrigues Capitulo, Leandro. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Hidrología General; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Kruse, Eduardo Emilio. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Hidrología General; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Variability of 222Rn in the sandy aquifer of Buenos Aires coast

El objetivo de este trabajo es analizar la relación entre las concentraciones de 222Rn en el agua subterránea y las variaciones en el ciclo hidrológico en el acuífero arenoso de la costa bonaerense. Se midió profundidad del agua subterránea, conductividad eléctrica in situ y la actividad del 222Rn en varias perforaciones en marzo-2016 y noviembre-2018. Existiría una correlación inversa entre la concentración del 222Rn y la recarga. Se ha identificado una variabilidad en la distribución espacial del 222Rn dentro del cordón costero. No se ha observado una correlación entre el 222Rn y la conductividad eléctrica del agua subterránea.Centro de Investigaciones Geológica

Variability of 222Rn in the sandy aquifer of Buenos Aires coast

El objetivo de este trabajo es analizar la relación entre las concentraciones de 222Rn en el agua subterránea y las variaciones en el ciclo hidrológico en el acuífero arenoso de la costa bonaerense. Se midió profundidad del agua subterránea, conductividad eléctrica in situ y la actividad del 222Rn en varias perforaciones en marzo-2016 y noviembre-2018. Existiría una correlación inversa entre la concentración del 222Rn y la recarga. Se ha identificado una variabilidad en la distribución espacial del 222Rn dentro del cordón costero. No se ha observado una correlación entre el 222Rn y la conductividad eléctrica del agua subterránea.Centro de Investigaciones Geológica

Variability of 222Rn in the sandy aquifer of Buenos Aires coast

El objetivo de este trabajo es analizar la relación entre las concentraciones de 222Rn en el agua subterránea y las variaciones en el ciclo hidrológico en el acuífero arenoso de la costa bonaerense. Se midió profundidad del agua subterránea, conductividad eléctrica in situ y la actividad del 222Rn en varias perforaciones en marzo-2016 y noviembre-2018. Existiría una correlación inversa entre la concentración del 222Rn y la recarga. Se ha identificado una variabilidad en la distribución espacial del 222Rn dentro del cordón costero. No se ha observado una correlación entre el 222Rn y la conductividad eléctrica del agua subterránea.Centro de Investigaciones Geológica