نظام التعرض تدفق من خلال لتقييم موقوف الرواسب التأثيرات على الحياة المائية

Summary

A robust and flexible flow-through exposure system designed to maintain sediment in suspension is presented. The system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory.

Abstract

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory by using pumps and automating delivery of sediment and water to simulate suspension of sediment. FLEES data are used to develop exposure-response curves between the effects on aquatic organisms and suspended sediment concentrations at the desired exposure duration. The effects data are used to evaluate management practices used to reduce the interactions between aquatic organisms and anthropogenic causes of suspended sediments. The FLEES is capable of generating total suspended solids (TSS) concentrations as low as 30 to as high as 800 mg/L, making this system an ideal choice for evaluating the effects of TSS resulting from many activities including simulating low ambient levels of TSS to evaluating sources of suspended sediments from dredging operations, vessel traffic, freshets, and storms.

Introduction

تستخدم عمليات التجريف الطرق الميكانيكية لإزالة رواسب القاع من الموانئ والقنوات الملاحية. أثناء الإزالة، وعلقت بعض جزء من الرواسب بالانزعاج في عمود الماء، مما يجعل من المحتمل هذا مصدر من الاجهاد البدني إلى الأنواع المائية. بالإضافة إلى أن توقفت، يجوز نقل الرواسب بعيدا عن نعرات الظروف المحيطة قبل أن يستقر للخروج من عمود الماء. الجمع بين هاتين الآليتين يعني أن الأحياء المائية التي تحدث بالقرب من نعرات التشغيل قد يتعرض إلى الرواسب العالقة ويعانون من آثار ضارة. لمعالجة مثل هذه المخاوف، والنوافذ البيئية (القيود التجريف الموسمية) وتستخدم بشكل روتيني كممارسة الإدارة لخفض أو القضاء على خطر الآثار الضارة المحتملة من الرواسب العالقة من عمليات الحفر على الموارد المائية ^1،2.

يتم وضع النوافذ البيئية الأكثر شيوعا لحماية المهددة بالانقراض، للتهديد أوالأنواع ذات القيمة التجارية مثل العين رمادية فاتحة اللون (ساندر vitreus) والمحار الشرقي (المقعرة الأمريكية) ^3. غالبا ما يركز مبرر دعم لفرض النوافذ البيئية على كيف يمكن أن الأنشطة نعرات يحتمل أن تخل جسديا (على سبيل المثال، الرواسب العالقة) قدرة الحيوان لإكمال جزء محدد من تاريخ حياتها. مراحل الحياة استشهد شيوعا هي البيض واليرقات للحفاظ على طرق الهجرة مفتوحة للأنواع الصاعدة ^3. ومع ذلك، هناك معلومات محدودة بشأن الآثار البيولوجية أنواع محددة ذات الصلة مع وقف التنفيذ ^4،5 الرواسب متاحة للإبلاغ باستخدام ويندوز البيئية كأداة لإدارة المخاطر.

لهذه الأسباب، تم تصميم ويفر، بنيت، واستخدامها لمحاكاة تعليق من الرواسب، وتحديد آثاره على مراحل الحياة المبكرة من الكائنات المائية. يهرب دراسات تستخدم جزيئات الرسوبيات الحبيبات غرامة (أي الغرين في الغالب،الطين، والرمال الناعمة) التي هي الأكثر احتمالا للبقاء في تعليق وتهاجر أبعد من المصدر. ويهرب قادر على البيض اختبار الأسماك واليرقات، ولكن يمكن أيضا أن تكون تحديثه وتعديله لاستيعاب الكائنات المائية الأخرى، مما يجعل من قدرة فريدة من نوعها. ويمكن بعد ذلك استخدام البيانات استجابة البيولوجية الناتجة لتقييم آثار الرواسب العالقة. وتنص الإجراءات التالية لمحة عامة عن كيف يمكن لهذه التكنولوجيا أن تشييد وتشغيل لانتاج تكرار تركيزات الرواسب العالقة وبيانات الآثار باستخدام الأنواع المائية المختلفة.

Protocol

جميع يهرب التجارب مع أجريت الفقاريات تحت المهندس المناسب مركز البحوث والتنمية (ERDC) مختبر البيئة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام البروتوكولات.

1. يهرب وحدات، حمام الماء، وأحواض السمك

1. الحصول المشاركات الخشب، ودبابيس، والخشب الرقائقي لبناء وحدة. بناء وحدات (في عدد وحجم) مماثلة لطاولة العمل الأساسي لتحقيق أهداف البحث.
   1. قطع الخشب الرقائقي (0.127 سم) لأعلى والجرف. خفض الوظائف (10.16 س 10.16 سم) للأرجل. للأعلى، وقطع الأزرار (5.08 س 10.16)، وبناء إطار وربط الخشب الرقائقي إلى الإطار. قطع الشق في الجزء العلوي من كل ساق لإنشاء الحافة والترباس الإطار العلوي في الساقين.
   2. لالجرف، وقطع الأزرار (5.08 س 10.16)، وبناء إطار وربط الخشب الرقائقي (0.127 سم) إلى الإطار. قطع الشق من الساقين 45 سم من القاع وينشق إطار الرف في الساقين. ضمان عدم التجمع مربع ومستوى.
2. الحصول على صهاريج مياه الاستحمام من الشركة المصنعة خزان الألياف الزجاجية متخصصة في خزانات تربية الأحياء المائية. تنسجم مع وحدة تقف دبابة لا يزيد حجمها عن 152 سم × 91 سم X 61 سم ارتفاع. دمج اثنين من 2.54 سم البولي فينيل كلورايد (PVC) وصلات زلة واحدة على نهاية للدبابات من الألياف glassing وصلات مطاردة مع الداخل من قاع الخزان.
   1. مكان دبابات على موقف وحدة شيدت مع المصارف خزان تواجه نهاية المياه الموقف سوف تستنزف (الشكل 1). علامة في الطابق الخشب الرقائقي من الوقوف حيث توجد ثقوب الخزان.
   2. دفع خزان الظهر وباستخدام حفرة 3.175 سم شهدت قطع اثنين من الثقوب في الخشب الرقائقي للمصارف دبابات. حرك دبابات مرة أخرى حتى تستنزف الجلوس في قطع الثقوب. ربط واحدة من المصارف خزان لاستنزاف الأرض والآخر لمبادل حراري مبرد المياه.
      ملاحظة: يفترض هذا القسم استنزاف مجاري الصرف الصحي هو بالفعل في المكان.

-page = "1">
الشكل 1. رسم تخطيطي لليرقات الأسماك والتعرض البيض نظام (ويفر). ويهرب من وحدات وذلك هو التنقل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2. خزان البولي ايثيلين. و19 L القبة خزان السفلي البولي ايثيلين تبين استنزاف الفائض (أعلى، مع إدراج الشاشة؛ 1.3.1، 5.6.1)، مدخل المياه الطين (الكوع الأيمن. 1.3.2)، مضخة منفذ (مركز أسفل؛ 1.3.3)، ضخ مدخل (خارج مركز أسفل؛ 1.3.4)، تحقيق OBS والمشبك (4.1)، وأسفل الشاشة (عصابة سوداء على أسفل؛ 5.6.1). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من رشخصية له.

3. الحصول على 19 L القبة أسفل خزان البولي إثيلين (27.9 سم × قطر 36.2 سم الارتفاع).
   1. لبناء استنزاف الفائض، واستخدام ثقب رأى وقطع 2.54 سم حفرة قطرها 5 سم من أعلى الخزان. تثبيت تركيب الحاجز، وإدراج في الخارج من الحاجز ليكون بمثابة استنزاف الفائض.
   2. لبناء الطين مدخل / المياه، واستخدام ثقب رأى وخفض 2.54 سم حفرة قطرها آخر 5 سم من الجزء العلوي من الحوض. تثبيت آخر تركيب الحاجز والخيوط الشائكة الكوع (الشكل 2).
   3. لبناء مخرج المضخة، واستخدام ثقب رأى وقطع حفرة قطرها 2.54 سم خلال منتصف أسفل الحوض وتثبيت تركيب الحاجز. كاتب الموضوع الجانب الخارجي من الحاجز مع تركيب خرطوم الكوع.
   4. لبناء مدخل المضخة، واستخدام ثقب رأى وقطع حفرة قطرها 2.54 سم آخر يقع خارج وسط قاع الخزان وتثبيت تركيب الحاجز. كاتب الموضوع الجانب الخارجي للالحاجز مع تركيب خرطوم الكوع.
4. على الجانب الخارجي للخزان ماء الحمام، وقياس 9 سم من القاع ورسم خط على طول الخزان. بعد السطر مع وجود ثقب رأى، قطع زوج من الثقوب قطرها 2.54 سم على طول حمام مائي لكل حوض السمك (10 مجموع الثقوب، وبتوزيع بالتساوي). تثبيت التجهيزات الحاجز.
5. الحصول على مضخات محرك المغناطيسي (الحد الأقصى لمعدل تدفق 28 لتر / دقيقة) لإعادة تدوير المياه في الأحواض المائية وتعليق الرواسب. تركيب مضخات الى وقفة من شأنها أن تندرج تحت حمام مائي على طول الجانب الذي يحتوي على فتحات لتوصيل إلى أحواض. تثبيت مفتاح السلك مضمنة لكل مضخة أو سلك مضخات لصندوق التبديل من أجل السلطة.
6. كاتب الموضوع الجانب الخارجي للحواجز خزان ماء الحمام مع انتقادات لاذعة خرطوم. إرفاق أنابيب الفينيل لمدخل المضخة ومخرج وتوصيله إلى حواجز الذهاب الى الحوض المناسب. داخل حمام ماء تثبيت قطع إدراج سريع في الحاجز.
7. وضع أحواض في حمام الماء في صفين. مع ثلاثة أحواض في صف واحد رتبت على طول حمام مائي وأحواض المتبقية في الصف الثاني (الشكل 3).

الرقم 3. ماء الحمام. نظرة عامة على حمام مائي مع خمسة أحواض مرتبة في صفين. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

8. ربط كل الحوض لمضخة. إرفاق أنابيب الفينيل لانتقادات لاذعة خرطوم تثبيتها على الجزء السفلي من أحواض ونعلق على سرعة قطع صمام خرطوم لاذع. ربط قطع سريعة بين المضخة والحوض. تثبيت صمام الكرة في هذا الصدد إلى عزل المضخة لأغراض الصيانة.
9. ربط هجرة تجاوز كل حوض السمك لمشتركاستنزاف عبر أنابيب الفينيل. ربط هجرة مشترك لنزيف حمام الماء.
10. ربط مدخل الطين / الماء كل الحوض لنظام الطين والمياه المثبتة على رأس وحدة.
11. جبل اثنين من تركيبات الصمام الثنائي الباعثة للضوء، والمصممة للاستخدام الحوض، ما يقرب من 60 سم فوق الأحواض المائية في كل وحدة. استخدام وحدة تحكم ضوء (متصلة لاسلكيا إلى الأضواء) لتغيير شدة الضوء، لون الضوء، ودورة الخفيفة (على سبيل المثال، 16 ساعة ضوء: 8 ساعات الظلام) لتلبية متطلبات التجريبية.
12. تثبيت الموقت في المختبر للسيطرة على الإضاءة المحيطة.

2. نظام الطين

1. مكان واحد 450 L-مخروط أسفل خزان البلاستيكية مع تغطية والوقوف في نهاية الوحدة الأخيرة في خط (إما نهاية يمكن استخدامها) لتكون بمثابة خزان الطين. جبل مضخة غاطسة صغيرة داخل الخزان لخلق الطين الرواسب / المياه. تثبيت الماء المبرد مبادل حراري المتاخمة للدبابات للسيطرة على درجة حرارة الطين. تستعملرأى حفرة، وقطع حفرة 2.54 سم في غطاء خزان لتوفير الوصول إلى جهاز استشعار التعكر لرصد الطين (الشكل 4).

الرقم 4. خزان الطين. مخروط القاع خزان الطين مع غطاء وموقف بولي. يتم التحكم في درجة الحرارة المياه الطين من الماء المبرد تقع في الطابق تبقى من هذا الموقف. خزان متصل جو تشغيل مضخة مزدوجة الحجاب الحاجز (يسار المقدمة) لتوفير الطين لكل حوض السمك (2.2). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. جبل مضخة الهواء التي تديرها المزدوج الحجاب الحاجز على الوقوف بجانب خزان الطين. ربط استنزاف خزان الطين إلى مدخل المضخة. إدراج نقطة الإنطلاق بولي كلوريد الفينيل (إلى الطين مباشرة إلى المضخة أو إلى استنزاف المختبر) والصمامات لكونإلخ الخزان إلى مضخة لعزل خزان ومضخة للصيانة. لتشغيل مضخة، لأنه ربط ضاغط الهواء مبنى المختبر.
3. لتوفير الطين إلى كل الحوض عند الطلب، جبل الأنابيب البلاستيكية على رأس وحدات وإنشاء خط إعادة تدوير. عند نقطة الاستخدام الموجودة ابعد من خزان الطين، وتثبيت خط عودة لنقل الطين غير المستخدمة إلى الخزان. استخدام مرنة بولي كلوريد الفينيل والاتحاد التجهيزات للاتصال بين وحدات.
4. ربط الصمامات الطين الملف اللولبي لأنبوب إعادة تدوير الطين باستخدام المحملات، الكرة الصمامات والتجهيزات الاتحاد، لعزل لولبية من الأنابيب البلاستيكية الرئيسي للصيانة. وتقع ضمان صمامات الملف اللولبي فوق الحوض سيتم توريد.
5. باستخدام منشار حفرة، وقطع 2.54 سم ثقوب قطرها في الجزء العلوي من وحدة لربط كل صمام الملف اللولبي إلى الحوض المناسب.
6. ربط الأنابيب البلاستيكية التي شنت على رأس وحدة بالقرب من خزان الطين إلى المضخة باستخدام flexibl الهواء التي تديرهاالبريد البلاستيكية ولوازمها الاتحاد. ربط خط العودة إلى الجزء العلوي من خزان الطين.
7. ضبط كمية من الطين الذي قدمه صمام الملف اللولبي، وتثبيت منظم ضغط الماء في خط العودة. ضبط لخلق الضغط المطلوب.

3. نظام المياه

1. تثبيت خزان البولي ايثيلين الثاني من حجم مناسب (على سبيل المثال، 500 L) مع الغطاء والوقوف لتكون بمثابة خزان للمياه. تثبيت الماء المبرد مبادل حراري المتاخمة للدبابات للسيطرة على درجة حرارة الماء. تحميل محرك أقراص مضخة المغناطيسية القادمة إلى خزان المياه. ربط خزان مياه ومضخة كما هو موضح في القسم 2.2.
2. لتوفير المياه لكل حوض السمك عند الطلب، جبل الأنابيب البلاستيكية على رأس وحدات وإنشاء خط إعادة تدوير. تركيب الأنابيب البلاستيكية أعلى من الأنابيب الطين إعادة تدوير. عند نقطة الاستخدام الموجودة ابعد من خزان المياه، تثبيت خط عودة لنقل المياه غير المستخدمة إلى الخزان. استخدام البلاستيكية المرنة وUNIOن التجهيزات للاتصال بين وحدات.
3. ربط صمامات الملف اللولبي المياه إلى أنابيب المياه إعادة تدوير استخدام المحملات، الكرة الصمامات، والتجهيزات اتحاد لعزل لولبية من الأنابيب البلاستيكية الرئيسي للصيانة. جبل لولبية خلف وأعلى من صمام الملف اللولبي الطين. ربط صمام الملف اللولبي المياه إلى صمام الملف اللولبي الطين عبر أنابيب الفينيل وشوكة الخراطيم بحيث عندما يتحول الملف اللولبي المياه على أنها سوف تغسل ما تبقى الطين من على خط المرمى.
4. ربط الأنابيب البلاستيكية التي شنت على رأس وحدة بالقرب من خزان المياه إلى مضخة المياه باستخدام مرنة بولي كلوريد الفينيل والاتحاد التجهيزات. ربط خط عودة إلى أعلى خزان المياه.
5. ضبط كمية المياه التي أدخلتها صمام الملف اللولبي، وتثبيت منظم ضغط الماء في خط العودة. ضبط لخلق الضغط المطلوب.

4. مجسات، اكتساب البيانات والتحكم في الآلات والأتمتة

1. تثبيت جهاز استشعار بصري ارتدادي(OBS) في كل الحوض بجانب مدخل الطين / الماء لقياس العكارة (Nephelometric العكارة وحدات، جامعة تايوان الوطنية). ضع استشعار بحيث يتم المغمورة ذلك حوالي 5 سم تحت سطح الماء مع أجهزة الاستشعار التي تواجه نحو منتصف الخزان. . استخدام المشبك أو أي جهاز آخر لتركيب أجهزة الاستشعار.
2. باستخدام منشار ثقب، حفر ما لا يقل عن اثنين من 2.54 سم الثقوب الوصول قطر في أعلى كل موقف وحدة للسماح بالوصول الحبال OBS إلى مربعات تقاطع الكهربائية التي شنت على رأس كل وحدة.
3. تثبيت OBS في خزان الطين ووضع أجهزة الاستشعار بحيث يتم مغمورة تماما حوالي 20 سم تحت سطح الماء.
4. سلك صمامات المياه والملف اللولبي الطين، وOBSs تقع في كل الحوض والطين دبابات، والحرارية الموجودة في كل حمام مائي، إلى مربعات تقاطع الكهربائية التي شنت على رأس وحدة وجهاز الحصول على البيانات. تثبيت قطع سريعة في نهايات طرفية من جميع الأسلاك كلما كان ذلك ممكنا.
5. استخدام بلات تصميم نظامشكل وتنمية البيئة لتصميم تطبيقات الحاسوب للحصول على البيانات والتحكم في الأدوات وأتمتة ^6. مع هذا البرنامج، تصميم تطبيق لدمج OBS والملف اللولبي الصمامات لقياس العكارة وإدخال الطين والماء في كل الحوض.
6. لخلق مجموعة متنوعة من الأنظمة التعرض جامعة تايوان الوطنية، وتصميم برنامج لإنشاء ملفات تعريف الفردية لكل حوض السمك ^6. إنشاء واجهة المستخدم التبويب والرسومية (GUI) لمحات برمجة الحوض. تسمية علامة التبويب "الأوضاع".
   1. برنامج برنامج لمراقبة مدة التعرض في دقائق لكل الحوض. إدراج تسلسل حلقة لتكرار مستمر تعليمات مدة التعرض حتى يتم التوصل إلى حالة معينة مثل طول الوقت. ادراج التكرار للتحكم في عدد مرات حلقة ستكرر قبل أن ينهي أو الانتقال الى المجموعة التالية من تعليمات.
   2. البرنامج البرنامج لتحديد مستوى جامعة تايوان الوطنية في كل الحوض. دمج جامعة تايوان الوطنية لإيفل في مدة التعرض نفس حلقة / تسلسل التكرار السيطرة. استخدام هذه الميزة لخلق مجموعة متنوعة من الأنظمة التعرض (على سبيل المثال، مستمرة، نابض، أو عدم التعرض) لفترات محددة.
   3. برمجة برنامج للتحكم في وقت افتتاح صمامات الملف اللولبي نظام المياه لإدخال الماء في كل حوض السمك في ثانية (على سبيل المثال، 10 ثانية لحوض السمك 1، 25 ق لحوض السمك 2، الخ). دمج الملف اللولبي المياه مواعيد العمل في تسلسل حلقة / التكرار السيطرة على مدة التعرض ومستويات جامعة تايوان الوطنية.
   4. تصميم برنامج لحفظ جميع الخطوات تحت 4.4 ك "الملف الشخصي" لكل الحوض. وتشمل القدرة على السماح للمستخدم يتذكر ملامح المحفوظة.
7. إنشاء علامة تبويب جديدة واجهة المستخدم الرسومية. تسمية علامة التبويب "الحالة الملف الشخصي. تصميم واجهة المستخدم الرسومية لعرض ملخص المباشر لمحة تحميلها حاليا بما في ذلك تسلسل النشط حاليا حلقة، اختبار الزمن المنقضي، واختبار الزمن المتبقي.
8. إنشاء علامة تبويب جديدة واجهة المستخدم الرسومية لوضع القيم صمام الملف اللولبي المياه ونظام الطين. تسمية علامة التبويب "إعداد صمام.
   1. برنامج فاصل دورة صمام الماء في ثوان. تصميم هذا الفاصل الزمني كما تتابع حلقة تستخدم لضبط الوقت بين الأحداث عندما تفتح جميع ملفات لولبية نظام توزيع المياه على التوالي (في الخطوة 4.4.3 المستخدم مبرمجة متى ستبقى كل صمام مفتوح). برمجة تأخير صمام الماء في ثوان. استخدام ميزة تأخير لضبط الوقت بين صمامات فتح (على سبيل المثال، أغلقت 2 ثانية بعد صمام السابق وصمام المقبل فتح).
   2. برنامج فاصل دورة الطين صمام في ثوان. تصميم هذا الفاصل الزمني كما تتابع حلقة لضبط الوقت بين الأحداث عندما يتم فحص جميع المستويات جامعة تايوان الوطنية تقاس OBS في كل الحوض ضد مجموعة جامعة تايوان الوطنية في التشكيل الحوض. فحص الصمامات وأجهزة الاستشعار على التوالي. إذا كان جامعة تايوان الوطنية في الحوض هو أقل من وضع جامعة تايوان الوطنية الشخصية ثم برمجة الكمبيوتر لفتح صمام الطين.
   3. برمجة وقت الافتتاح الطين صمام في ثوان. استخدم هذاميزة للسيطرة متى يبقى صمام مفتوح إذا كانت هناك حاجة الطين. برمجة تأخير صمام الطين في ثوان. استخدام تأخير لضبط الوقت بين فتحات صمام.
      ملاحظة: تأكد من فترة دورة (الخطوة 4.6.1 و4.6.2) طويلة بما يكفي للسماح للمقدمات الماء والطين قبل أن تبدأ الحلقة القادمة.
   4. إنشاء أزرار لتشغيل يدويا / إيقاف كل المياه ونظام الطين صمام المياه.
9. إنشاء علامة تبويب جديدة واجهة المستخدم الرسومية لوضع أجهزة الاستشعار OBS تقع في كل خزان ماء والطين (N = 16). تسمية علامة التبويب "إعداد OBS. إعطاء كل OBS اسما.
   1. إنشاء ميزة لإدخال البيانات من شهادة اختبار الصانع OBS لحساب التصحيحات لكل OBS. أدخل معيار جامعة تايوان الوطنية منخفض (أقل سجلت جامعة تايوان الوطنية) ومعيار جامعة تايوان الوطنية العالية (أعلى جامعة تايوان الوطنية المسجلة)، وكذلك مدى الجهد لانخفاض وارتفاع جامعة تايوان الوطنية.
10. إنشاء علامة تبويب جديدة واجهة المستخدم الرسومية لعرض القياسات جامعة تايوان الوطنية في الوقت الحقيقي ووضع جامعة تايوان الوطنية لكل حوض السمك، وكذلككما درجة حرارة الماء في كل حمام مائي. إنشاء زر لبدء / إيقاف كافة التشكيلات الجانبية. خلق القدرة على التوقف بشكل فردي أو وقف الشخصي الفردي.
    1. إنشاء ميزة تسجيل قراءات درجة حرارة الماء لكل حمام ماء، وإعدادات جامعة تايوان الوطنية والقياسات لكل الحوض والوقت بيانات ختم في جدول بيانات. تسمية علامة التبويب "حمام الماء.

5. إعداد التجريبية

1. جمع الرواسب من منطقة المجروفة بشكل روتيني للحفاظ على عمق القناة الملاحية، على مقربة من أنواع القلق، وكما هو معروف تفتقر إلى تلوث التاريخي. جمع الرواسب باستخدام العينات انتزاع أو ما شابه ذلك (على سبيل المثال، فان فين). ضع الرواسب في 19 دلاء L البلاستيك وسفينة بين عشية وضحاها على الجليد. تخزين الرواسب في 4 درجات مئوية حتى الاستخدام.
2. الرطب الرواسب غربال من خلال شاشة 1 سم لإزالة الحطام الكبيرة. ثم غربال من خلال شاشة الفولاذ المقاوم للصدأ 450 ميكرون. الاحتفاظ الحبيبات غرامة (الرمال الناعمة، الغرين، والطين)الجسيمات التي تمر عبر الشاشة للاستخدام التجريبي.
3. تحليل الرواسب منخول عن التلوث الكيميائي (على سبيل المثال، والمعادن، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات وثنائي الفينيل متعدد الكلور، وما إلى ذلك للحصول على طرق تحليلية، انظر وكالة حماية البيئة ^7). تميز المعلمات الفيزيائية مثل توزيع حجم الحبوب (الطمي في المئة الرمال، والطين)، ودرجة الحموضة والملوحة والكربون العضوي، والمواد العضوية ⁸ لتلبية متطلبات الدراسة.
4. تحديد مدة التعرض (على سبيل المثال، 72 ساعة) وتركيزات خدمات الدعم التقني (على سبيل المثال، 0، 100، 250، و 500 ملغم / لتر) على أساس البيانات الموجودة أو غيرها من المعلومات التي تميز الرواسب العالقة من الفائدة.
   ملاحظة: استخدام خدمات الدعم التقني مثل تركيز التعرض بدلا من جامعة تايوان الوطنية. TSS الكمي كتلة الجزيئات الموجودة في عمود الماء ويتصل مباشرة إلى الآثار الجسدية والسلوكية مثل التآكل، وفقدان التوجه وانخفاض التغذية التي أظهرتها بعض الكائنات الحية.
5. إنشاء relatio جامعة تايوان الوطنية، TSSnship لكل يهرب الحوض.
   1. تشغيل جميع يهرب الأجهزة المستخدمة للحصول على البيانات، ومراقبة وثيقة والأتمتة. عشوائيا تعيين العلاجات خدمات الدعم التقني ليهرب أحواض باستخدام جدول رقم عشوائي أو غيرها من طريقة المناسب. في واجهة المستخدم الرسومية الشخصي، إنشاء ملف تعريف لكل حوض السمك لتنفيذ 72 ساعة (4320 دقيقة) التعرض المستمر باستخدام تركيزات TSS تعيين ولدت من الجدول رقم عشوائي.
   2. استخدام الحكم المهني في البداية لبرنامج NTUs لتلبية تركيزات خدمات الدعم التقني في كل الحوض. من أجل السيطرة (0 ملغم / لتر TSS) تعيين جامعة تايوان الوطنية ل0؛ 100 ملغ / مجموعة L خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 100. 250 ملغ / مجموعة L خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 280. ووضع 500 ملغم / لتر خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 600.
      ملاحظة: كل مسبار OBS لديها مختلف قليلا القراءة جامعة تايوان الوطنية التي هي ملازمة لتصنيع التحقيق.
   3. تعيين وقت الافتتاح للصمامات الملف اللولبي نظام المياه إلى 10 ثانية لكل الحوض.
   4. حفظ الملف الشخصي لكل الحوض.
   5. على علامة التبويب إعداد صمام، برنامج الماء والطينصمام فترة الدورة. تعيين الفاصل الزمني دورة المياه لمدة 600 ق وتأخير صمام الماء لمدة 5 ثوان. تعيين الفاصل الزمني دورة الطين لمدة 180 ق، وفتح لمدة 3 ق وتأخير ل1 ق.
      ملاحظة: مع هذا البرنامج، في اختبار 72 ساعة سوف يتم فحص NTUs في كل الحوض 1،440 مرات من قبل جهاز الكمبيوتر لتحديد ما إذا كان سيتم عرض الطين إضافية وسوف صمامات المياه فتح 432 مرة. ترتبط فتحات الطين صمام إيجابيا مع زيادة NTUs. عادة، في 100 ملغ / لتر صمامات الطين مفتوحة لإجمالي تقريبي من 5٪ من مدة التعرض أو 72 فتحات. 250 ملغم / لتر ≈ 11٪ (158 فتحات)؛ و 500 ملغم / لتر ≈ 35٪ (504 فتحات). للتبادلات حجم متساوية بين أحواض ضبط الوقت فتح صمامات الملف اللولبي المياه لأحواض تعيين NTUs أقل. وهذا يؤدي إلى زيادة فرص الطين صمام في NTUs أقل.
   6. ملء خزان الطين مع الكربون تصفية المياه المختبر. بدء ضخ إعادة توزيع المياه. في وعاء منفصل، واستخدام خلاط الميكانيكية والتجانس الشركة المصرية للاتصالاتالحادي والرواسب.
   7. بعد المتجانس الرواسب، وإزالة جزء صغير (≈500 مل) وندخل في خزان الطين باستخدام كوب البولي بروبلين تخرج. الاستمرار في تقديم الرواسب حتى يتحقق 1000 جامعة تايوان الوطنية.
   8. في البرنامج، انتقل إلى علامة التبويب حمام الماء وتبدأ ملامح الحوض. تعمل يهرب لا يقل عن 1 ساعة حتى NTUs يمكن تحقيق الاستقرار في كل الحوض قبل جمع عينة الرواسب العالقة. تحويل البيانات تسجيل الدخول لتسجيل قراءات جامعة تايوان الوطنية قبل كل OBS الحوض.
   9. قياس خدمات الدعم التقني باستخدام ثلاث 100 عينة مل من الماء تم جمعها من كل حوض السمك تعيين معالجة خدمات الدعم التقني <500 ملغ / لتر. على حدة قياس خدمات الدعم التقني باستخدام ثلاث عينات 50 مل من الماء تم جمعها من كل حوض السمك لعلاج TSS أكبر من أو تساوي 500 ملجم / لتر.
   10. قياس خدمات الدعم التقني من خلال عينات تصفية فراغ من خلال ما قبل وزنه ورقة الترشيح 0.45 ميكرون. فورا بعد تصفية، تجفيف وتصفية محتويات عند 105 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 4 ساعات ثم reweigh إلى أقرب 0.1 ملغ. استخدام ركان متوسط ​​ثلاث عينات كمقياس لخدمات الدعم التقني في كل الحوض.
   11. مقارنة المتوسطات التي تم الحصول عليها في القسم 5.5.4 لقياسات جامعة تايوان الوطنية الملاحظة المسجلة لكل الحوض. برمجة حدود جامعة تايوان الوطنية حتى يتم تحقيق تركيز خدمات الدعم التقني المطلوب (على سبيل المثال، 600 جامعة تايوان الوطنية ≈ 500 ملغ / لتر TSS).
6. تحديد حجم شبكة الشاشة اللازمة لاحتواء الحيوانات داخل كل حوض السمك.
   1. الحيوانات الكبيرة مثل الأسماك (على سبيل المثال،> 3 سم) أو مكان المحار شاشة على الجزء السفلي لفصل الحيوانات من افتتاح مضخة. تثبيت إدراج الشاشة في تجاوز الحاجز استنزاف الحوض لمنع هروب.
   2. تتضمن مراحل الحياة الصغيرة مثل بيض السمك، اليرقات ويقلى في غرفة (10.16 سم القطر (معرف) بنسبة 12.7 سنتيمترا (1029 مل) مصنوعة من أنابيب PVC) للغمر في حوض يهرب (الشكل 5).
      1. قطع ثلاثة 8.25 سم من 9.52 سم فتحات طويلة من الجانب من الغرفة. تثبيت شاشة قماش النايلون على بوتتوم من الغرفة وعلى ثقوب قطع من الجانب. استخدام غطاء PVC بمثابة غطاء قابل للإزالة لإدخال وإزالة حيوانات التجارب.
      2. قطع ثقب دائري في الغطاء الكافي لمشاهدة حيوانات التجارب من فوق مع ترك حافة لربط قطعة قماش الشاشة النايلون. تثبيت جميع الشاشات في داخل الغرفة لمنع الكائنات من ملامسة الحواف البلاستيكية الحادة.
         ملاحظة: حدد حجم شبكة الشاشة التي تحتوي على حيوانات التجارب في حين تمكن الرواسب العالقة اختبار للدخول.
      3. تماما غمر الغرفة في منتصف أو إلى جانب حوض للماء عن طريق إيقافه عموديا باستخدام ثلاثة أطوال قصيرة من حبل (# 18 بيضاء الملتوية خط ماسون) والسنانير شيدت من الأسلاك الكهربائية. ربط عقدة عقبة على بليك بالقرب من بعضها هوك وضبط طول الحبل لمعادلة الدائرة.
7. تحديد عدد خزان ماء التبادل حجم المطلوبة يوميا لتلبية أهداف المشروع ونوعية المياه. ضبط طنانه ضغط المياه منظم (انظر القسم 2.2) والملف اللولبي وقت الافتتاح (على سبيل المثال، وفتح كل 10 دقيقة لمدة 10 ثانية) لإنشاء معدل تدفق المياه المطلوب. ملء حمامات المياه مع المياه وتشغيل المبادلات الحرارية مبرد المياه للتأكد من أن درجة حرارة الاختبار يمكن أن يتحقق والمحافظة عليها.

الرقم 5. يهرب غرفة فرعية. لمحة عامة عن التعرض الفرعية غرفة معلقة في حوض للماء مع عدم وجود الرواسب وأضاف (يسار). يمكن احتواء يرقات الأسماك من الحجم المناسب داخل غرفة الفرعية للحد من إمكانية الهروب وإصابة (اليمين). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. الإجراءات التجريبية

1. تشغيل جميع يهرب الأجهزة المستخدمة للحصول على البيانات، أداة السيطرة علىأتمتة د. ملء أحواض وحمامات المياه، وخزان المياه مع مياه الاختبار المطلوب. تبدأ جميع المبادلات الحرارية الماء المبرد. تأكيد وضبط دورة الخفيفة.
   1. ملء خزان الطين مع الكربون تصفية مياه الصنبور. بدء ضخ إعادة توزيع المياه. استخدام خلاط الميكانيكية والتجانس في الحاويات اختبار الرواسب. بعد المتجانس الرواسب، وإزالة جزء صغير (≈500 مل) وندخل في خزان الطين. الاستمرار في تقديم الرواسب حتى يتم التوصل 1000 جامعة تايوان الوطنية.
   2. في واجهة المستخدم الرسومية الشخصي، إنشاء ملف تعريف لكل حوض السمك لتنفيذ التعرض المستمر 72 ساعة (4320 دقيقة) باستخدام نفس مهام خدمات الدعم التقني المستخدمة في إعداد. استخدام البيانات التي تم الحصول عليها خلال الاستعدادات التجريبية لبرنامج NTUs لتلبية تركيزات خدمات الدعم التقني في كل الحوض. من أجل السيطرة (0 ملغم / لتر TSS) تعيين جامعة تايوان الوطنية ل0؛ 100 ملغ / مجموعة L خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 100. 250 ملغ / مجموعة L خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 280. ووضع 500 ملغم / لتر خدمات الدعم التقني في جامعة تايوان الوطنية إلى 600.
   3. على علامة التبويب إعداد صمام، الحصول على بيانات استخدام من preparatأيون (القسم 5.5.8) لبرنامج المياه والطين فترة دورة صمام. تعيين الفاصل الزمني دورة المياه لمدة 600 ق وتأخير صمام الماء لمدة 5 ثوان. تعيين الفاصل الزمني دورة الطين لمدة 180 ق، وفتح لمدة 3 ق وتأخير ل1 ق.
   4. إدخال الحيوانات إلى أحواض باستخدام المبادئ التوجيهية الواردة في بروتوكول رعاية الحيوان والاستخدامات المعتمدة. للحصول على البيض، ونقل من خزان إلى غرفة التعرض عن طريق نقل ماصة بلاستيكية. وبالنسبة للأسماك الكبيرة، مثل الإصبعيات (2-8 سم الطول الإجمالي)، واستخدام شبكة من النايلون الحوض.
2. بعد يتم تخزين الحيوانات في الأحواض المائية، والوصول إلى واجهة المستخدم الرسومية وفي علامة التبويب حمام الماء تبدأ ملامح الحوض. تعمل يهرب لا يقل عن 1 ساعة حتى NTUs يمكن تحقيق الاستقرار في كل الحوض قبل جمع عينة الرواسب العالقة. تحويل البيانات تسجيل الدخول لتسجيل قراءات جامعة تايوان الوطنية قبل كل OBS الحوض.
3. الحفاظ على يهرب يوميا تحتل المرتبة الاولى من خزانات المياه والطين مع الماء اختبار والرواسب.
   ملاحظة: تكرار مقدمات الطين هو POSITIVELالمترابطة ذ مع زيادة مستويات جامعة تايوان الوطنية. ولذلك، فإن كمية المياه والرواسب التي تستخدم يوميا يعتمد على برمجته NTUs والمطلوب التبادل حجم. عادة، يمكن استخدام 25-50 غال كل يوم من الماء أو الطين.
   1. يمسح برفق تحقيقات OBS يوميا بقطعة قماش مبللة لإزالة الرواسب تتراكم على وجه الاستشعار. تحقق مبردات المياه ومضخات للتشغيل العادي. جمع القياسات TSS المتزامنة يوميا للتنبؤ خدمات الدعم التقني للفترة المتبقية من اليوم على أساس القياسات جامعة تايوان الوطنية سجلت في فترات زمنية محددة من قبل برنامج كمبيوتر.
4. درجة الحرارة التدبير، الأكسجين الذائب، ودرجة الحموضة (وغيرها من المعالم تبعا للأنواع وغيرها من الاحتياجات) يوميا لكل الحوض باستخدام متعددة التحقيق نوعية المياه آلة يدوية مصممة لهذا الغرض.
5. إنهاء تجربة تلقائيا عن طريق تحديد مدة التعرض في كل ملف حوض السمك أو يدويا عن طريق وقف كافة التشكيلات الحوض.
6. تحديد نقاط النهاية التجريبية إلى bالبريد قياس مثل الفقس النجاح، والوقت ليفقس، والوفيات، النمو (الطول والوزن)، والتشكل الإجمالي.

النتائج

يتم إجراء سلسلة من يدير العملية قبل البدء في تجربة للتأكد من أن يهرب هو تقديم التركيزات المناسبة من الرواسب إلى كل حوض السمك (الأقسام 5.5 و 6.2). يوضح الشكل (6) كيف تتم المحافظة على تركيزات جامعة تايوان الوطنية في أحواض التجريبية لتحقيق الهدف عل?...

Discussion

يحسن التكنولوجيا يهرب على الطرق الحالية ^4،9 من خلال الحفاظ والسيطرة على الرواسب العالقة على نطاق واسع من التعرض مرات وتركيز الرواسب العالقة باستخدام نظام الكمبيوتر التي تسيطر عليها الآلي. التكنولوجيا هي تلك المرونة التي يمكن استخدامها لتقييم آثار الرواسب الع?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Parts List for One FLEES Module, Water Bath, and Aquarium
post, wood - used to build module (cut to 78 in)	Local vendor	N/A	Quantity: 4 Size: 4 in x 4 in x 8 ft
plywood, marine grade - fastened to wooden posts about 18 in off ground - for holding water bath (60 in x 42 in)	Local vendor	N/A	Quantity: 1 Size: 3/4 in x 4 ft x 8 ft
plywood - fastened on top of wooden posts - for holding pipes, solenoids and electrical (60 in x 42 in)	Local vendor	N/A	Quantity: 1 Size: 1/4 in x 4 ft x 8 ft
stud, wood - used to brace plywood and wooden posts (cut to fit)	Local vendor	N/A	Quantity: 4 Size: 2 in x 4 in x 96 in
tank, fiberglass - water bath with two drains: 1) to supply chiller; and 2) to drain water	Hydro Composites, LLC, Stockdale, TX, USA	FBT-226	Quantity: 1 Size: 150-gal
chiller, water with self contained pump - for water bath; chiller sits under module	Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA	CFF-500	Quantity: 1 Size: 1/2 hp
tank, domed bottom - FLEES aquaria - sit inside water bath	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	5197	Quantity: 5 Size: 19 L
tank, stand - acrylic stand, 12 in x 12 in x 6 in - to hold aquaria	custom built by ERDC shops	N/A	Quantity: 5 Size: custom
pump, magnetic drive - to suspend sediment in each aquarium	March Manufacturing Inc., Glenview, IL, USA	MDX-3-1/2 115 v	Quantity: 5 Size: 28 liter per min
light, LED - installed over water bath	C2 Development, Inc., Ames, IA, USA	Hydra 26	Quantity: 2 Size: based on area to light
pipe, PVC schedule 40 - installed in drain of water bath to control water level	Local vendor	N/A	Quantity: - Size: 1 in
fittings, bulkhead - for aquaria/water bath connections to pumps, drains, water and slurry lines	Lifegard Aquatics, Cerritos, CA, USA	R270900	Quantity: 30 Size: 1/2 in FPT x FPT
fittings, quick-disconnect, male pipe threaded inserts - insert in tank bulkhead	Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA	EW-31303-36	Quantity: 10 Size: 1/2 in MPT
fittings, quick-disconnect, valved hose barbs - connection between aquarium and insert in tank bulkhead	Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA	EW-31303-11	Quantity: 10 Size: 1/2 in
fittings, black HDPE threaded elbow - for aquaria vinyl tube connections to slurry/water line and pump	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	62043	Quantity: 20 Size: 1/2 NPT x 1/2 in Hose ID
fittings, black HDPE threaded adapter - for connections between pump and tank bulkhead	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	62017	Quantity: 10 Size: 1/2 NPT x 1/2 in Hose ID
tube, vinyl - connect slurry/water line to aquaria and to connect pumps to aquaria	Local vendor	N/A	Quantity: 25 ft Size: 1/2 in ID
tube, vinyl - connect to aquaria drains inserts and water bath drain	Local vendor	N/A	Quantity: 25 ft Size: 5/8 in ID
clamp, hose, stainless steel - to clamp vinyl tube to hose barbs	Local vendor	N/A	Quantity: 40 Size: #8
Parts List for Slurry System
chiller, water with self contained pump - sits off to side of slurry tank	Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA	CFF-500	Quantity: 1 Size: 1/2 hp
125 gallon open top cone bottom tank w/Stand - 42 in x 35 in - contains the water and sediment to make slurry	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	8586	Quantity: 1 Size: 125 gal
Cover for 125 gallon tank	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	8935	Quantity: 1 Size: 42 in x 35 in
valve, PVC - connect tank drain to pump - isolate for maintenance	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 2 Size: 1-1/2 in
pump, double diaphragm mounted on stand - used to recirculate slurry	Wilden-pumps.co.uk & Air Pumping Ltd., Essex, UK	P2/PPPP/WF/WF/PTV/400	Quantity: 1 contact distributor
sensor, optical backscatter - measure NTU in slurry tank	Campbell Scientific, Logan, UT, USA	OBS-3+	Quantity: 1 Size: 0-1,000 NTU
pipe, PVC Schedule 40 - to recirculate slurry	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 20 ft Size: 1 in
pipe, flexible PVC - fitted with union and used to connect to next module	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 10 ft Size: 1 in
union, PVC Schedle 80 Socket - connect slurry line with next module	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 8 Size: 1/2 in
solenoid, plastomatic (normally closed) - introduce slurry	Plast-O-Matic Valves, Inc., Cedar Grove, NJ, USA	EASYMT4V12R24-PV	Quantity: 5 Size: 1/2 in NPT threaded, 24 VAC contact distributor
fitting, PVC tee - connect slurry pipe with solenoid	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1 in x 1 in x 1 in slip x slip x FIPT
fittings, 1 in PVC ball valve threaded - shut off for slurry delivery to solenoid/water lines	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 7 Size: 1/2 in
fittings, 1 in PVC union threaded - connect slurry solenoid to shut off valve	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1/2 in
tube, vinyl - connection between water solenoid and slurry solenoid	Local vendor	N/A	Quantity: 50 ft Size: 1/4" ID
Parts List for Water System
chiller, water with self contained pump - sits off to side of reservoir	Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA	CFF-500	Quantity: 1 Size: 1/2 hp
125 gallon open top cone bottom tank w/Stand - 42 in x 35 in - contains the water and sediment to make slurry	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	8586	Quantity: 1 Size: 125 gal
Cover for 125 gallon tank	United States Plastic Corp, Lima, OH, USA	8935	Quantity: 1 Size: 42 in x 35 in
valve, PVC - connect tank drain to water pump	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 2 Size: 1 in
pump, magnetic drive, in-line use - used to recirculate water to aquaria and chiller	Little Giant, Fort Wayne, IN, USA	3-MD-SC	Quantity: 1 Size: 1/12 hp
solenoid, alco - introduce water	discontinued; ASCO, Florham Park, NJ,USA for similar	N/A	Quantity: 5 Size: 24 v, 1/4 in NIPT
fittings, black HDPE reducer connector - connect 1/4 in hose water line from solenoid  to 1/2 in hose	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1/2 in hose ID x 1/4 in hose ID
fittings, black HDPE tee - connect 1/2 in hose water line and slurry to aquaria	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1/2 in NPT x 1/2 in hose ID x 1/2 in hose ID
fittings, street elbow	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1/2 in 90° MIPT x FIPT
fittings, PVC threaded pipe nipples - connect union fittings with solenoids and other connections	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 12 Size: 1/2 in
fittings, union threaded - connect slurry/water lines with next module	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 6 Size: 1 in PVC
fittings, reducer bushing - connect to reducer tee in water line	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 1/2 in male by 1/4 in female FIPT
fittings, threaded pipe nipples - connection between bushing and water solenoid	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 Size: 4 in long x 1/4 in
pipe, PVC - make connections between tank, pump and chiller	local plumbing vendor	N/A	Quantity: 5 ft Size: Schedule 40
Parts List for Sensors, Data Acquisition Device, and Computer Software
software, LabView	National Instruments, Austin, Texas, USA	LabView 2015 Base	Quantity: 1 Size: N/A
SCXI-1001 12-Slot Chassis, U.S. 120 VAC	National Instruments, Austin, Texas, USA	776571-01	Quantity: 1 Size: N/A
SCXI 1100 - 32-Channel, ±10 V Analog Input Module	National Instruments, Austin, Texas, USA	776572-00	Quantity: 1 Size: N/A
SCXI 1303 - Terminal block designed for high-accuracy thermocouple measurements	National Instruments, Austin, Texas, USA	777687-03	Quantity: 2 Size: N/A
SCXI 1102B - 32-Channel Thermocouple/Voltage Input Module	National Instruments, Austin, Texas, USA	776572-02B	Quantity: 1 Size: N/A
SCXI 1161 - General-Purpose Relay Module	National Instruments, Austin, Texas, USA	776572-61	Quantity: 6 Size: N/A
SCXI 1300 - General-Purpose Voltage Module	National Instruments, Austin, Texas, USA	777687-00	Quantity: 1 Size: N/A
PCMCIA Card DAQCARD-AI-16E-4	National Instruments, Austin, Texas, USA	N/A - legacy	Quantity: 1 Size: N/A used cards available online
sensor, optical backscatter - measure NTU in each aquarium	Campbell Scientific Inc., Logan, UT, USA	OBS-3+	Quantity: 5 Size: 0-1,000 NTU