A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
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.
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.
פעולות חפירה להשתמש בשיטות מכאניות להסיר משקעים תחתונים נמלי ערוצי ניווט. במהלך הסרה, חלק מן המשקעים המופרעים מושעה לתוך עמודת המים, ובכך להגדיל את זה מקור של מתח פיזי מינים ימיים. בנוסף להשעייה, המשקע ניתן להוביל הרחק המחפר על ידי תנאי הסביבה לפני שהתיישב מתוך עמודת המים. השילוב של שני מנגנונים אלה כלומר אורגניזם מימי המתרחש ליד מחפר הפעלה עלול להיחשף משקעים מושעים לסבול מתופעות לוואי. כדי לענות על דאגות כאלה, חלונות סביבתיים (הגבלות חפירה עונתיות) משמשים באופן שגרתי כפרקטיקה וניהול כדי לצמצם או למנוע סיכון של השפעות מזיקות של משקעי מושעת מפעילת חפירה על משאבים מימיים 1,2.
חלונות סביבה מבוססות לרוב להגן בסכנת הכחדה, מאוים אומסחרי מינים בעלי ערך כגון (vitreus סנדר) הדג ו צדפה מזרחית (virginica Crassostrea) 3. ההצדקה לתמיכה להטלת חלון סביבה לעתים קרובות מתמקדת באופן שבו פעילויות מחפר פוטנציאליות עלולות פיזית להפריע (למשל, משקעים מושעים) היכולת של בעל חיים כדי להשלים חלק מסוים של היסטורית החיים שלה. שלבי החיים שהובאו בהן לעיתים קרובות ביצים וזחלים לשמירת נתיבי הנדידה פתוחות מינים anadromous 3. עם זאת, קיים מידע מוגבל לגבי השפעות ביולוגיות ספציפי מינים רלוונטיות 4,5 משקעים מושעים זמין להודיע באמצעות חלונות סביבתיים ככלי לניהול סיכונים.
מסיבות אלה, בורח תוכנן, נבנה, להשתמש כדי לדמות את ההשעיה של משקעים, ולקבוע השפעותיו על שלבי החיים המוקדמים של אורגניזמים ימיים. בורח מחקרים להשתמש חלקיקים משקעים דקי-גרגירים (כלומר, בעיקר silts,טיט, וחולות בסדר) אשר קרוב לוודאי כדי לרחף ולנדוד קליעה מהמקור. בורח מסוגל ביצי דגים בדיקות וזחלים, אבל זה יכול גם להיות retrofitted כדי להתאים אורגניזמים ימיים אחרים, מה שהופך אותו יכולת ייחודית. נתוני התגובה הביולוגיים שהתקבלו לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להעריך את ההשפעות של משקעים מושעים. ההליכים הבאים לספק סקירה של כמה הטכנולוגיה יכולה להיבנות ומופעלת להניב ריכוזי משקעי דיר מושעים ונתוני אפקטים באמצעות מינים ימיים שונים.
כל בורח ניסויים עם חוליות בוצעו תחת המהנדס המתאים מחקר ופיתוח מרכז (ERDC) טיפול בבעלי חיים מוסדי סביבת מעבדה ופרוטוקולים השתמשו.
1. בורח מודולים, אמבט מים, ו Aquaria
-page = "1">
איור 1. תרשים סכמטי של זחלי דגי ביצת חשיפת מערכת (בורח). בורח הוא מודולרי ולכן הוא יביל. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. מיכל פוליאתילן. טנק פוליאתילן התחתון כיפה 19 L מראה לטמיון ההצפה (למעלה, עם הוספת מסך; 1.3.1; 5.6.1), כניסת מי תרחיף (מרפק ימין; 1.3.2), שקע משאבה (למטה במרכז; 1.3.3), כניסה לשאוב (מחוץ למרכז תחתון; 1.3.4), חללית הערת מהדק (4.1), ומסך תחתון (טבעת שחורה על התחתונה; 5.6.1). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של tדמותו.
איור 3. אמבט מים. סקירה כללית של באמבט מים עם חמישה באקווריומים מסודרים בשתי שורות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
2. מערכת Slurry
איור 4. מיכל Slurry. Cone-תחתית מכל slurry עם כיסוי ולעמוד פולים. טמפרטורת מי Slurry נשלטת על ידי Chiller מים מוקם בקומה השמאלית של העמדה. הטנק מחובר אוויר המופעלות משאבת פעמיים הסרעפת (חזית שמאל) כדי לספק סלארי לכל האקווריום (2.2). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
3. מערכת מים
4. חיישנים, קליטת נתונים, בקרת מכשיר ואוטומציה
5. הכנה ניסויית
איור 5. בורח קאמרי משנה. סקירה כללית של תת-קאמרי חשיפה מושעה באקווריום ללא משקעים הוסיפו (משמאל). הזחלים דג בגודל המתאים יכול להיות בתוך תא משנה כדי לצמצם את האפשרות של בריחה ולפציעה (מימין). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
6. פרוצדורות
סדרה של ריצות מבצעיות מתבצעת לפני תחילת ניסוי כדי להבטיח כי בורח מספק את הריכוזים המתאימים של משקעים לכל האקווריום (סעיפים 5.5 ו -6.2). איור 6 ממחיש כיצד ריכוז NTU נשמרים באקווריום ניסיוני מנת להגיע לריכוזי משקעי מושעה יעד. בדוגמא זו, בורח העריך ה...
הטכנולוגיה בורחת משפרת על שיטות קיימות 4,9 ידי שמירה ושליטת משקעים מושעים על פני טווח רחב של זמני חשיפה וריכוזיים משקעים מושעים באמצעות אוטומטית, מערכת מבוקרת מחשב. הטכנולוגיה היא כזה גמיש שזה יכול לשמש כדי להעריך את ההשפעות של משקעים מושעים מינים רבים מימיים ו?...
Opinions, interpretations, conclusions, and recommendations are those of the authors and are not necessarily endorsed by the U.S. Army. Citations of commercial organizations or trade names in this report do not constitute an official Department of the Army endorsement or approval of the products or services of these organizations. Authors Burton C. Suedel and Justin L. Wilkens, both of the US Army Engineer Research and Development Center, declare that they have no competing financial interests.
This research was funded by the U.S. Army Corps of Engineers Dredging Operations and Environmental Research Program, Todd Bridges, Director. Permission was granted by the Chief of Engineers to publish this material.
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 |
urethane, liquid- to seal carboy plug and prevent leaking | Forsch Polymer Corporation, Englewood, CO | 60A Liquid Urethane | Quantity: 5 Size: epoxy kit |
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: 20 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 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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: 0-1000 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 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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: 0-1000 NTU |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved