One strategy to limiting eutrophication in waterways is to reduce the concentration of water-extractable P (WEP) in land-applied manure. In this study, we investigated the feasibility of using mine drainage residuals (MDR), waste solids produced in large quantities from coal mine drainage treatment, to reduce WEP in dairy manure. Twenty MDRs from treatment systems in Pennsylvania were collected and analyzed to determine concentrations of pollutants that may limit land application. Laboratory dose-response tests were conducted using the selected MDRs to determine the effectiveness and kinetics of WEP reduction, and three field-scale MDR application tests were conducted to demonstrate the process of using MDR to decrease manure WEP. The MDR-manure mixtures investigated in this study do not exceed biosolid land application concentration limits set by the USEPA. Amendment rates of 5-10 g MDR L-1 of manure provided significant reductions in WEP. Iron-rich MDR, produced from passive and oxidant treatment of mine drainage, required 1-4 d to reduce WEP to an equilibrium concentration, while Ca-rich materials, produced from lime treatment, required 4-7 d. Three field studies at operating dairy farms confirmed the reduction in WEP when manure was amended with MDR. Unit costs calculated for a 1,900-m3 manure tank treated with 4.4 g L-1 MDR were US$2.16 per 1,000 L of manure and $30 kg-1 WEP removed. These findings indicate that the WEP of dairy manure is not a fixed chemical parameter and can be modified with amendments such as MDR.

中文翻译：

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煤矿排水产生的固体特征及其对乳粪管理中磷控制的适用性

限制水道富营养化的一种策略是降低土地施肥中可提取水磷 (WEP) 的浓度。在本研究中，我们调查了使用矿井排水残渣 (MDR)（从煤矿排水处理中大量产生的固体废物）来降低乳粪中的 WEP 的可行性。收集并分析了宾夕法尼亚州处理系统的 20 份 MDR，以确定可能限制土地应用的污染物浓度。使用选定的 MDR 进行了实验室剂量反应测试，以确定 WEP 减少的有效性和动力学，并进行了三个田间规模的 MDR 应用测试，以证明使用 MDR 减少粪便 WEP 的过程。本研究中调查的耐多药粪肥混合物没有超过美国环保署规定的生物固体土地施用浓度限制。5-10 克 MDR L-1 粪便的修正率显着降低了 WEP。由矿山排水的被动和氧化处理产生的富铁 MDR 需要 1-4 天才能将 WEP 降低到平衡浓度，而由石灰处理产生的富钙材料需要 4-7 天。在经营奶牛场进行的三项实地研究证实，当用 MDR 修正粪便时，WEP 降低。用 4.4 克 L-1 MDR 处理的 1,900 立方米粪便罐计算的单位成本为每 1,000 升粪便 2.16 美元，去除 30 美元 kg-1 WEP。这些发现表明，乳制品粪便的 WEP 不是一个固定的化学参数，可以通过 MDR 等修正进行修改。5-10 克 MDR L-1 粪便的修正率显着降低了 WEP。由矿山排水的被动和氧化处理产生的富铁 MDR 需要 1-4 天才能将 WEP 降低到平衡浓度，而由石灰处理产生的富钙材料需要 4-7 天。在经营奶牛场进行的三项实地研究证实，当用 MDR 修正粪便时，WEP 降低。用 4.4 克 L-1 MDR 处理的 1,900 立方米粪便罐计算的单位成本为每 1,000 升粪便 2.16 美元，去除 30 美元 kg-1 WEP。这些发现表明，乳制品粪便的 WEP 不是一个固定的化学参数，可以通过 MDR 等修正进行修改。5-10 克 MDR L-1 粪便的修正率显着降低了 WEP。由矿山排水的被动和氧化处理产生的富铁 MDR 需要 1-4 天才能将 WEP 降低到平衡浓度，而由石灰处理产生的富钙材料需要 4-7 天。在经营奶牛场进行的三项实地研究证实，当用 MDR 修正粪便时，WEP 降低。用 4.4 克 L-1 MDR 处理的 1,900 立方米粪便罐计算的单位成本为每 1,000 升粪便 2.16 美元，去除 30 美元 kg-1 WEP。这些发现表明，乳制品粪便的 WEP 不是一个固定的化学参数，可以通过 MDR 等修正进行修改。而由石灰处理产生的富含钙的材料需要 4-7 天。在经营奶牛场进行的三项实地研究证实，当用 MDR 修正粪便时，WEP 降低。用 4.4 克 L-1 MDR 处理的 1,900 立方米粪便罐计算的单位成本为每 1,000 升粪便 2.16 美元，去除 30 美元 kg-1 WEP。这些发现表明，乳制品粪便的 WEP 不是一个固定的化学参数，可以通过 MDR 等修正进行修改。而由石灰处理产生的富含钙的材料需要 4-7 天。在经营奶牛场进行的三项实地研究证实，当用 MDR 修正粪便时，WEP 降低。用 4.4 克 L-1 MDR 处理的 1,900 立方米粪便罐计算的单位成本为每 1,000 升粪便 2.16 美元，去除 30 美元 kg-1 WEP。这些发现表明，乳制品粪便的 WEP 不是一个固定的化学参数，可以通过 MDR 等修正进行修改。