수산 생명에 일시 중지를 평가하면 퇴적물 효과에 대한 플로우를 통해 노출 시스템

요약

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.

초록

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.

서문

준설 작업은 항만 및 탐색 채널에서 바닥 퇴적물을 제거하는 기계적인 방법을 사용합니다. 제거하는 동안 방해 침전물의 일부는 잠재적으로이 수생 종에 대한 물리적 스트레스의 소스 만들기, 물 컬럼에 일시 중단됩니다. 정지 될뿐만 아니라, 퇴적물이 물에 열을 밖으로 정착하기 전에 거리 주변 조건에 의해 준설에서 전송 될 수있다. 이 두 메커니즘의 조합이 동작 준 근처 발생하는 수생 생물이 부유 퇴적물에 노출 악영향 고통 될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 우려, 정기적으로 줄이거 나 수자원 ^1,2에 준설 활동 중단 퇴적물의 유해 영향의 위험을 제거하기 위해 경영 실천으로 사용되는 환경 창 (계절 준설 제한)를 해결하기 위해.

환경 창이 가장 일반적으로 멸종 위기에 처한 보호하기 위해 설립, 위협 또는같은 뿌옇게 흐린 눈 (샌더의 vitreus)와 같은 상업적으로 가치있는 종 동부 굴 (Crassostrea의 virginica) ^3. 환경 창을 부과에 대한 지원 정당화는 종종 준설 활동이 잠재적으로 물리적으로 생명 역사의 특정 부분을 완료 (예를 들어, 부유 퇴적물) 동물의 능력을 방해 할 수있는 방법에 초점을 맞추고 있습니다. 일반적으로 인용 수명 단계는 소하 종 ³ 오픈 이동 경로를 유지 계란과 애벌레입니다. 그러나, 리스크 관리 도구로 환경 창을 사용하여 통보 할 수 부유 퇴적물 ^4,5 관련된 종 고유의 생물학적 효과에 관한 제한된 정보가있다.

이러한 이유로 도망 설계, 구축하고, 침전물의 현탁액을 시뮬레이션하고, 수중 생물의 초기 성장 단계에서 그 효과를 확인 하였다. , 연구 세분화 된 퇴적물 입자 (즉, 주로 실트 (silts)를 사용 달아 난다가능성이 가장 높은 점토, 미세 모래는) 서스펜션에 남아 소스에서 멀리를 마이그레이션 할 수 있습니다. 달아 난다는 테스트 생선 계란과 애벌레 할 수 있지만 또한 고유의 기능을하고, 다른 수중 생물을 수용 할 수 있도록 개조 할 수있다. 얻어진 생물학적 반응 데이터는 부유 침전물의 효과를 평가하기 위해 사용될 수있다. 다음 절차는 기술 지어진 각종 수생 종을 반복하여 부유물의 농도 및 효과 데이터를 생성하도록 동작 할 수있는 방법에 대한 개요를 제공한다.

프로토콜

척추 동물이 해당 엔지니어 연구 개발 센터 (ERDC) 환경 연구소 기관 동물 관리 및 사용 프로토콜에 따라 수행 된 모든 실험을 달아 난다.

1. 모듈, 물 목욕, 및 수족관을 달아 난다

1. 모듈을 구축하기위한 나무 게시물, 스터드 및 합판을 얻습니다. 연구 목표를 달성 할 기본적인 워크 벤치와 유사한 (수와 크기) 모듈을 구축합니다.
   1. 상단과 선반을위한 합판 (0.127 cm)를 잘라. 다리의 게시물 (10.16 X 10.16 cm)를 잘라. 상단의 경우, 프레임을 구축하고 프레임에 합판을 고정, 스터드 (X 10.16 5.08)를 잘라. 선반을 만들고 다리를 가기 프레임을 볼트로 각 다리의 상단에있는 노치를 잘라.
   2. 선반의 경우, 스터드 (5.08 X 10.16), 프레임을 구축하고 프레임에 합판 (0.127 cm)를 고정 잘라. 바닥에서 45cm 다리에서 한 단계를 잘라 다리에 선반 프레임을 볼트. 어셈블리 광장과 수준 확인합니다.
2. 양식 탱크를 전문으로하는 유리 섬유 탱크 제조 업체에서 수조 탱크를 얻습니다. 더보다 큰 152cm 탱크를 x 세로 61cm 높은 긴 X 91cm 스탠드없는 모듈에 장착한다. 탱크 바닥의 내측과 같은 높이를 커플 링하여 섬유 유리처럼 탱크의 일단 두 2.54 cm 폴리 비닐 클로라이드 (PVC) 슬립 클러치를 통합한다.
   1. (도 1)를 배출한다 스탠드 물 단부에 대향하는 탱크 배수와 구성 모듈 스탠드 상에 배치 된 탱크. 탱크 구멍이있는 스탠드의 합판 바닥에 마크.
   2. 다시 탱크를 밀어와 3.175 cm의 구멍이 탱크 배수구의 합판에 두 개의 구멍을 절단 톱 사용. 드레인이 절단 된 구멍에 앉아 있도록 다시 탱크를 밀어 넣습니다. 바닥 드레인 탱크 드레인 중 하나 물 냉각 열 교환기에 다른 연결합니다.
      주 :이 부분은 위생 하수 드레인이 이미 있다고 가정합니다.

그림 물고기 애벌레의 도식 다이어그램과 계란 노출 시스템 (도망). 달아 난다는 모듈 형 등 수송이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 폴리에틸렌 탱크 그림. 슬러리 물 주입구 (오른쪽 팔꿈치, 1.3.2)을 (; 1.3.1 5.6.1 화면 인서트 상단) 오버 플로우 드레인 보여주는 19 L 돔 아래 폴리에틸렌 탱크, 펌프 출구 (중앙 하단, 1.3.3) (하단에 검은 색 반지, 5.6.1)을, OBS 프로브와 클램프 (4.1), 아래 화면, 입구 (1.3.4 오프 센터 아래) 펌프. t의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오그의 그림.

3. 19 L 돔 아래 폴리에틸렌 탱크 (27.9 cm 직경 X 36.2 cm 높이)을 얻었다.
   1. 오버 플로우 드레인을 구성하는 구멍 톱을 사용하여 탱크의 상부로부터 2.54 cm 직경 구멍 5 cm를 잘라. 오버 플로우 드레인 역할을 격벽의 외부에 격벽 피팅 및 삽입을 설치합니다.
   2. 슬러리 / 물 주입구를 구성하는 구멍 톱을 사용하여 수조의 상부에서 서로 2.54 cm 직경 구멍 5 cm를 잘라. 다른 격벽 피팅 및 나사 팔꿈치 호스 미늘 (그림 2)를 설치합니다.
   3. 펌프의 출구를 구성하는 구멍 톱을 사용하는 탱크 바닥의 중앙을 통해 2.54 cm 직경의 구멍을 잘라내어 격벽 피팅을 설치한다. 엘보 호스 피팅 격벽의 외측 스레드.
   4. 펌프 흡입구를 구성하는 구멍 톱을 사용하는 탱크 바닥의 중심 위치를 다른 2.54 cm 직경의 구멍을 잘라내어 격벽 피팅을 설치한다. 의 외부 측 스레드팔꿈치 호스 피팅 격벽.
4. 수조 탱크의 외측에서 아래에서 9cm 측정 탱크의 길이를 따라 선을 그린다. 광고 정공 보았다 따라 각 수족관 수조의 길이 방향으로 2.54 cm 직경의 한 쌍의 구멍을 절단 (총 10 홀, 균등 분배). 격벽 피팅을 설치합니다.
5. 수족관 물을 재순환 및 퇴적물을 중단 마그네틱 드라이브 펌프 (최대 유량 28 L / 분)을 얻었다. 수족관에 연결하기위한 구멍이 포함 된 측면을 따라 수조에서 맞는 독립에 펌프를 탑재합니다. 각 펌프 인라인 코드의 스위치를 설치하거나 전력 스위치 상자에 펌프를 연결.
6. 호스 미늘 수조 탱크 격벽의 외측 스레드. 펌프의 입구와 출구에 비닐 튜브를 연결하고 적절한 수족관에가는 격벽에 연결합니다. 수조 내부 격벽으로 신속 분리 삽입물을 설치합니다.
7. 두 행의 물을 욕조에 수족관을 배치; 세 수조의 길이를 따라 배치 된 하나의 행에 수조와 두 번째 행의 나머지 수조 (도 3)와.

3. 물 목욕을 그림. 2 열로 배열 된 다섯 수조와 수조의 개요. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

8. 펌프 각 수족관을 연결합니다. 수족관의 바닥에 설치된 호스 미늘에 비닐 튜브를 부착하고 신속하게 차단 밸브 호스 미늘에 연결합니다. 펌프와 수족관의 빠른 분리를 연결합니다. 유지 보수 목적을위한 펌프를 분리 이와 관련하여 볼 밸브를 설치한다.
9. 일반적인 각 수족관의 오버 플로우 드레인 연결비닐 튜브를 통해 배출. 물 목욕 드레인에 공통 드레인을 연결합니다.
10. 모듈의 상단에 설치된 슬러리와 물 시스템에 각 수족관의 슬러리 / 물 입구를 연결합니다.
11. 약 60cm 각 모듈에서 상기 수조 수족관 사용하도록 설계 마운트 개의 발광 다이오드기구. 실험적인 요구 사항을 충족하기 위해 (8 시간 어두운. 예를 들어, 16 시간 빛) 빛의 세기, 밝은 색상, 빛 사이클을 변화 (무선 조명에 연결) 광 컨트롤러를 사용합니다.
12. 주변 조명을 제어하기 위해 실험실에서 타이머를 설치합니다.

2. 슬러리 시스템

1. 커버 한 450 L 콘 바닥 폴리에틸렌 탱크를 배치하고 광고의 최종 모듈의 끝 부분에 스탠드 슬러리 저장조로 봉사 (양단이 사용될 수있다). 침전물 / 물 슬러리를 생성하기 위해 탱크 내부에 작은 잠수 펌프를 탑재합니다. 슬러리의 온도를 제어하는 ​​탱크에 인접하는 물 냉각 열교환기를 설치한다. 사용하여구멍 보았다 슬러리 (도 4)를 모니터링하기위한 탁도 센서에 대한 접근을 제공하기 위해 탱크 커버에 2.54 cm의 구멍을 잘랐다.

4. 슬러리 탱크 도표. 콘 바닥 커버 및 폴리 스탠드 슬러리 탱크. 슬러리 물 온도는 스탠드의 왼쪽 바닥에있는 물 냉각기에 의해 제어된다. 공기가 각 수족관 (2.2)에 슬러리를 제공하는 더블 다이어프램 펌프 (왼쪽 전경을) 운영에 탱크가 연결되어 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 다음 슬러리 탱크 스탠드에 공기 작동 더블 다이어프램 펌프를 탑재합니다. 펌프 흡입구에 슬러리 탱크 드레인을 연결합니다. 그리고 코네티컷하는 밸브 (직접 실험실 배수 펌프 나에 슬러리)는 PVC 티를 통합요법은 펌프 탱크는 탱크 및 유지하기위한 펌프를 분리한다. 펌프에 전원을 공급하기 위해, 실험실 건물의 공기 압축기에 연결합니다.
3. 요구에 각각의 수족관에 슬러리를 제공하기 위하여, 모듈의 상부에 PVC 파이프를 장착 및 재순환 라인을 생성한다. 슬러리 저장조에서 가장 멀리있는 사용의 시점에서 다시 저장에 사용되지 않은 슬러리 수송 복귀 라인을 설치합니다. 모듈 사이를 연결하는 유연한 PVC 및 노동 조합 피팅을 사용합니다.
4. 유지 보수를위한 주요 PVC 파이프의 솔레노이드를 분리 티, 볼 밸브와 조합 피팅을 사용하여 재순환 슬러리 파이프 슬러리 솔레노이드 밸브를 연결한다. 확인 솔레노이드 밸브가 공급 될 수족관 위에 위치하고 있습니다.
5. 구멍 톱을 사용하여, 적절한 수조에 각각 솔레노이드 밸브를 연결하기 위해 모듈의 위쪽에 2.54 cm 직경의 구멍을 잘랐다.
6. 공기로 작동하는 펌프 사용 flexibl에 슬러리 탱크 근처에 모듈의 상단에 장착 된 PVC 파이프를 연결합니다전자 PVC 및 노동 조합 피팅. 슬러리 탱크의 상단에 리턴 라인을 연결합니다.
7. 솔레노이드 밸브에 의해 도입 된 슬러리의 양을 조정하기 위해, 반송 라인에서 물 압력 조절기를 설치한다. 원하는 압력을 생성 조절합니다.

3. 수도 시스템

1. 커버 적절한 볼륨 (예를 들어, 500 L)의 두 번째 폴리에틸렌 탱크를 설치하고 물이 저수지 역할을 서있다. 물의 온도를 제어 할 수 탱크에 인접하는 물 냉각 열교환기를 설치한다. 물 탱크 옆에 자기 드라이브 펌프를 탑재합니다. 2.2 절에 설명 된대로 물 탱크와 펌프를 연결합니다.
2. 요구에 각 수조에 물을 제공하기 위하여, 모듈의 상부에 PVC 파이프를 장착 및 재순환 라인을 생성한다. 슬러리 재순환 배관보다 높은 PVC 파이프를 탑재합니다. 물 탱크에서 멀리있는 사용의 시점에서 다시 저장에 사용되지 않은 물을 수송하기 위해 복귀 라인을 설치합니다. 유연한 PVC 및 유니 오을 사용하여N 피팅 모듈 사이에 연결합니다.
3. 유지 보수를위한 주요 PVC 파이프의 솔레노이드를 분리 티, 볼 밸브와 피팅 조합을 사용하여 순환 수관으로 물 솔레노이드 밸브를 연결한다. 뒤에 솔레노이드 마운트 슬러리 솔레노이드 밸브보다 높다. 물 솔레노이드는 줄에서 슬러리를 나머지 씻어 것 켜지도록 비닐 튜브 및 호스 바브 피팅을 통해 슬러리 솔레노이드 밸브에 물 솔레노이드 밸브를 연결합니다.
4. 가요 성 PVC와 연합 피팅을 이용하여 워터 펌프로 물 용기 근처 모듈의 상부에 장착 된 PVC 파이프를 연결한다. 물 탱크의 상단에 리턴 라인을 연결합니다.
5. 솔레노이드 밸브에 의해 도입되는 물의 양을 조절하기 위해, 반송 라인에서 물 압력 조절기를 설치한다. 원하는 압력을 생성 조절합니다.

4. 센서, 데이터 수집, 인스트루먼트 컨트롤 및 자동화

1. 광학 후방 산란 센서를 설치슬러리 / 물 입구 옆에 각 수족관 (OBS)의 탁도 (혼탁 탁도 단위, NTU)를 측정합니다. 이 수조의 중앙을 향해 대면하는 센서 수면 아래 약 5cm 침수되도록 센서를 배치. . 센서를 탑재 클램프 또는 다른 장치를 사용합니다.
2. 구멍 톱을 사용하여, 각각의 모듈 스탠드 상단 드릴 적어도 두 2.54 cm 직경 접속 구멍 각 모듈의 상부에 장착 된 전기 배선함 OBS 코드로의 액세스를 허용한다.
3. 슬러리 저장조에 OBS를 설치하고 완전히 수면 아래 약 20cm를 잠기도록 위치 센서.
4. 와이어 전기 정션 박스 내로 물 슬러리 솔레노이드 밸브, 각각의 수족관 슬러리 탱크에있는 OBSS 각 수조에 위치한 열전쌍 모듈의 상부에 및 데이터 취득 장치에 장착. 가능한 모든 배선의 말단에서 빠른 분리를 설치합니다.
5. 시스템 설계 작은지면을 사용하여폼과 개발 환경 데이터 수집 기기 제어 및 자동화 ^{6하기위한} 컴퓨터 프로그램을 설계한다. 이 프로그램을 통해, 탁도를 측정하고 각 수족관에 슬러리와 물을 도입하기위한 OBS와 솔레노이드 밸브를 통합하는 응용 프로그램을 설계합니다.
6. NTU 노출 정권의 다양한 만들려면 각 수족관 ⁶ 개인 프로파일을 만들 수있는 프로그램을 설계합니다. 프로그래밍 수족관 프로필 탭 및 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)를 만듭니다. 탭 '프로필'레이블.
   1. 각각의 수족관 분간 노광 기간을 제어하기위한 소프트웨어 프로그램. 특정 조건의 시간 길이 등 도달 할 때까지 연속적으로 노광 기간의 지시를 반복하는 루프 서열을 통합한다. 루프가 종료 또는 명령의 다음 세트로 이동하기 전에 반복 할 횟수를 제어하는 ​​반복을 통합한다.
   2. 각 수족관에 NTU 수준을 설정하는 소프트웨어 프로그램. NTU 리터 통합같은 루프 / 반복 시퀀스 제어 노출 시간에 레벨 레벨. 노출 정권의 다양성을 작성하려면이 기능을 사용하여 (예를 들면, 연속, 펄스하지 않거나 노출) 특정 기간에 대한.
   3. 초 각 수조에 물을 도입하는 수계 솔레노이드 밸브의 개방 시간을 제어하는 소프트웨어 프로그램 (예를 들어, 수조 (1) 10 (S), 수조 (2) 25 (S), 등). 노출 시간 및 NTU 레벨 제어 루프 / 반복 시퀀스로 개장 시간 물 솔레노이드 통합.
   4. 각 수족관을위한 '프로필'로 4.4에서 모든 단계를 저장하는 프로그램을 디자인합니다. 사용자가 저장 한 프로파일을 불러올 수 있도록하는 기능을 포함합니다.
7. 새 탭 및 GUI를 생성합니다. 탭 '프로파일 상태를'레이블. GUI 설계는 현재 활성 루프 서열 경과 테스트 시간 및 테스트 남은 시간을 포함하는 현재로드 프로파일의 실시간 요약을 표시한다.
8. 새 탭 및 GUI를위한 만들기물 슬러리 시스템 솔레노이드 밸브 설정 값. 탭 '밸브 설치'를 레이블.
   1. 초 물 밸브주기 간격을 프로그래밍합니다. 모든 물 시스템 솔레노이드 (단계 4.4.3 각 밸브가 열린 상태로 유지하는 시간 프로그램 사용자에) 연속적으로 열 때 이벤트 사이의 시간을 설정하는 데 사용되는 루프 순서로이 간격을 디자인합니다. 초 물 밸브 지연을 프로그래밍합니다. 개방 밸브 사이의 시간을 설정하는 지연 기능을 사용하여 (예를 들어, 이전 밸브 후 2 초 다음에 밸브가 열립니다 폐쇄).
   2. 초 슬러리 밸브주기 간격을 프로그래밍합니다. 각 수족관에서 OBS에 의해 측정 된 모든 NTU 수준이 수족관 프로필에 NTU 집합에 대해 체크 이벤트 사이의 시간을 설정하는 루프 순서로이 간격을 디자인합니다. 밸브 및 센서 연속을 확인합니다. 수족관에서 NTU 프로필 NTU가 설정보다 낮은 경우 슬러리 밸브를 개방하기 위해 컴퓨터 프로그램.
   3. 초 슬러리 밸브 개방 시간을 프로그램. 이것을 사용기능은 슬러리가 필요한 경우 밸브가 열린 상태로 유지하는 시간을 제어 할 수 있습니다. 초 슬러리 밸브 지연을 프로그래밍합니다. 밸브 구멍 사이의 시간을 설정하는 지연을 사용합니다.
      참고 :주기 간격을 확인한다 (단계 4.6.1과 4.6.2은) 다음 루프가 시작되기 전에 물 및 슬러리 소개를 허용 할 정도로 길다.
   4. 수동 / 각 물 및 슬러리 시스템 물 밸브 오프에 설정하는 버튼을 생성합니다.
9. 각 수족관 및 슬러리 탱크 (N = 16)에있는 OBS 센서를 설정하기위한 새 탭 및 GUI를 생성합니다. 탭 'OBS 설정을'레이블. 각 OBS 이름을 지정합니다.
   1. 각 OBS에 대한 보정을 계산하기 위해 OBS 제조업체의 테스트 인증서 데이터를 입력 할 수있는 기능을 만듭니다. 낮은 표준 NTU (NTU 기록 낮은) 및 표준 NTU 높은 (가장 높은 NTU 기록)뿐만 아니라 낮은과 높은 NTU의 전압 범위를 입력합니다.
10. 뿐만 아니라, 각 수족관에 대한 실시간 NTU 측정 및 NTU 설정을 표시하는 새 탭 및 GUI 만들기각 수조의 수온 등. 모든 프로파일을 시작 / 중지하는 버튼을 만듭니다. 개별적으로 일시 중지하거나 개인 프로필을 중지 할 수있는 기능을 만듭니다.
    1. 스프레드 시트로 각 수족관과 타임 스탬프 데이터에 대한 각각의 물을 욕조 물 온도 측정, NTU 설정 및 측정 값을 기록 할 수있는 기능을 만듭니다. 탭 '물 목욕을'레이블.

5. 실험 준비

1. 정기적으로 우려의 종에 근접 탐색 채널 깊이를 유지하기 위해 준설, 역사적 오염이없는 것으로 알려져 지역에서 침전물을 수집합니다. (예를 들어, 반 Veen은) 복 샘플러 또는 유사한을 사용하여 침전물을 수집합니다. 얼음에 밤새 19 L 플라스틱 양동이에 침전물과 배를 놓습니다. 사용까지 4 ° C에서 보관 퇴적물.
2. 1 센티미터 화면을 통해 젖은 체의 침전물이 큰 이물질을 제거하는 단계; 이어서 450 마이크론 스테인레스 강 스크린을 통해 체. 세밀한 테인 (미세 모래, 실트 (silts) 및 점토)실험 용도 스크린을 통과하는 입자.
3. 화학 오염, 체질 퇴적물 분석 (분석 방법의 경우 등의 예를 들면, 금속, 다환 방향족 탄화수소, 폴리 염화 비 페닐을, USEPA ^{7 참조).} 학습 요구 사항을 충족하기 위해 이러한 입자 크기 분포 (%의 모래 미사, 점토)의 pH, 염분, 유기 탄소 및 유기물 ⁸ 등 물리 파라미터를 특성화.
4. 노출 기간 (예를 들어, 72 시간) 및 TSS 농도를 확인하고 (예를 들어, 0, 100, 250, 500 ㎎ / ℓ) 기존 데이터 또는 관심있는 부유 퇴적물의 특성을 다른 정보를 기반으로.
   참고 : 사용 TSS를 대신 NTU보다 노출 농도. TSS는 물기둥 존재 입자의 질량을 정량화하고 직접적 마모 방향 손실 및 일부 미생물에서 나타나는 감소 된 공급 물리적 행동 효과에 관한 것이다.
5. NTU-TSS의 RELATIO 수립각 nship 수족관을 달아 난다.
   1. 모든 데이터 수집, 인스트루먼트 컨트롤 및 자동화에 사용되는 하드웨어를 달아 난다 켭니다. 무작위 난수 테이블 또는 다른 적절한 방법을 사용하여 수족관을 도망하는 TSS 치료를 할당합니다. 각각의 수족관 난수 테이블로부터 생성 된 할당 TSS 농도를 사용하여 72 시간 (4320 분) 연속 노광을 실행하기위한 프로파일 GUI에서 프로파일을 생성한다.
   2. 처음에 각 수족관에서 TSS 농도를 충족하기 위해 NTUs를 프로그램 전문적인 판단을 사용합니다. 제어 (0 ㎎ / ℓ TSS)은 0으로 NTU를 설정; 100 mg을 / L TSS (100)에 NTU를 설정; 250 mg을 / L TSS (280)에 NTU를 설정; 500 ㎎ / ℓ TSS (600)에 NTU를 설정합니다.
      주 : 각 OBS 프로브는 프로브의 제조에 내재 약간 다른 NTU 독서를해야합니다.
   3. 각 수족관 용 (10)의 물 시스템 솔레노이드 밸브의 개방 시간을 설정합니다.
   4. 각 수족관에 대한 프로필을 저장합니다.
   5. 밸브 설정 탭에서 프로그램 물 및 슬러리밸브주기 간격. 5 초 동안 600의 물주기 간격과 물 밸브 지연을 설정합니다. 1 초 동안 3 초과 지연을 열고, 180 초 동안 슬러리주기 간격을 설정합니다.
      참고 : 추가 슬러리를 도입 할 경우이 프로그램을 통해, 72 시간 시험에서 각 수족관에서 NTUs은 컴퓨터에 의해 1,440 번 확인 될 것입니다 결정하기 위해 물 밸브는 432 번 열립니다. 슬러리 밸브 개구 양 NTUs 증가와 관련되어있다. 일반적으로, 노광 시간 (72) 또는 개구의 5 %의 대략 전체 오픈 100 ㎎ / ℓ의 슬러리에서의 밸브; 250 ㎎ / ℓ ≈ 11 % (158 개구); 500 ㎎ / ℓ ≈ 35 % (504 개구). 수족관과 같은 부피의 교류에 낮은 NTUs 할당 수족관의 물 솔레노이드 밸브의 개방 시간을 조정합니다. 이 낮은 NTUs 증가 슬러리 밸브 개구가 발생합니다.
   6. 탄소 여과 실험실 물 슬러리 탱크를 채우십시오. 물을 재순환하는 펌프를 시작합니다. 별도의 용기에서, 기계적 혼합기를 사용하여 TE 균질화세인트 침전물.
   7. 침전물을 균질화 한 후, 소량 (≈500 ㎖) 제거 졸업 프로필렌 비이커를 사용하여 슬러리 탱크로 도입. 1000 NTU가 달성 될 때까지 퇴적물을 소개 계속합니다.
   8. 프로그램에서, 물 목욕 탭으로 이동하여 모든 수족관 프로파일을 시작합니다. NTUs가 일시 중단 된 퇴적물 샘플을 수집하기 전에 각 수족관에서 안정 될 수 있도록 적어도 1 시간 동안 도망을 운영하고 있습니다. 각 수족관 OBS에 의해 NTU 수치를 기록하는 로그온 데이터를 설정합니다.
   9. TSS 처리 <500 ㎎ / ℓ를 할당 된 각 수족관에서 수집 한 세 100 mL의 물 샘플을 사용하여 TSS를 측정한다. 별도로 이상의 500 밀리그램 / L TSS와 동일한 처리 각 수족관에서 수집 세 50ml의 물 샘플을 사용 TSS를 측정한다.
   10. 미리 칭량 0.45 ㎛의 필터 종이를 통해 진공 여과하여 샘플 TSS를 측정한다. 즉시 사후 필터링, 4 시간 이상 동안 105 ℃에서 필터 및 내용을 건조하고 가장 가까운 0.1 mg의 닫고 다시 무게를 측정한다. 사용 t각 수족관에서 TSS의 척도로서 3 개의 시료의 그는 평균.
   11. 각 수족관에 대해 관찰 된 NTU 측정에 섹션 5.5.4에서 얻은 평균을 비교합니다. TSS 원하는 농도가 달성 될 때까지 NTU 제한 재 프로그램 (예. 600 NTU ≈ 500 밀리그램 / L TSS).
6. 각 수족관에서 동물을 포함하는 데 필요한 화면의 메쉬 크기를 결정합니다.
   1. 생선과 같은 큰 동물 (예.> 3cm) 또는 조개 장소를 바닥에 화면이 펌프 입구에서 동물을 분리합니다. 탈출을 방지하기 위해 수족관의 오버 플로우 드레인 격벽에 스크린 삽입물을 설치합니다.
   2. 적혀 수족관에서 (그림 5) 잠수 용 (PVC 파이프로 만든 길이 12.7 cm (1,029 mL)에 의해 10.16 cm 직경 (ID)) 등의 챔버에 물고기의 알, 애벌레와 튀김 작은 삶의 단계가 포함되어 있습니다.
      1. 9.52 cm로 삼 8.25 cm 폭 챔버의 측면 중 긴 구멍을 잘라. 봇에 나일론 화면 천으로 설치톰 챔버의 측면으로 잘라 구멍에. 실험 동물을 소개하고 제거하는 이동식 덮개로 PVC 캡을 사용합니다.
      2. 나일론 스크린 천을 부착 가장자리를 남기면서 위의 실험 동물을보기위한 충분한 모자에 원형 구멍을 잘라. PVC 날카로운 가장자리와 접촉하는 미생물을 방지하기 위해 상기 챔버의 내부에 모든 화면을 설치한다.
         참고 : 입력 일시 중단 테스트 침전물을 가능하게하고있는 동안 시험 동물을 포함하는 스크린 메쉬 크기를 선택합니다.
      3. 완전히 수직으로 전선으로 구성 로프 (# 18 흰색 트위스트 메이슨 선)과 후크의 세 짧은 길이를 사용하여 현탁 중간에 또는 수족관의 측면에 챔버 잠수함. 각 후크 근처 블레이크의 히치 매듭을 묶어 챔버 수평을 로프의 길이를 조정합니다.
7. 프로젝트와 수질 목표를 달성하기 위해 하루에 필요한 얼마나 많은 수족관 탱크 볼륨 교류를 결정합니다. t를 조정그는 물 압력 조절기 (2.2 절 참조) 솔레노이드 개방 시간 (10 초 동안 예를 들어, 오픈 매 10 분) 원하는 물 유량을 만들 수 있습니다. 물과 물 화장실을 입력하고 시험 온도를 달성하고 유지할 수 확인하기 위해 물 냉각 열 교환기를 운영하고 있습니다.

그림 5. 서브 챔버를 달아 난다. 어떤 추가 침전물 (왼쪽)와 수족관에 현탁 노출 서브 챔버의 개요. 적절한 크기의 물고기 유충 탈출 부상 (오른쪽)의 가능성을 감소시키기 위해 서브 챔버 내에 포함될 수있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

6. 실험 절차

1. 악기가를 데이터 수집에 사용되는 하드웨어 제어 도망 모든 켭니다D 자동화. 원하는 테스트 물과 수족관, 수조 및 물 탱크를 채우십시오. 모든 물 냉각 열교환 기 시작한다. 확인하고 빛을주기를 조정합니다.
   1. 탄소 여과 수돗물 슬러리 탱크를 채우십시오. 물을 재순환하는 펌프를 시작합니다. 기계 믹서를 사용하여 테스트 퇴적물의 컨테이너를 균질화. 침전물을 균질화 한 후, 소량 (≈500 ml)로 분리하고, 슬러리 탱크로 도입. 1000 NTU에 도달 할 때까지 퇴적물을 소개 계속합니다.
   2. 프로필 GUI에서 각 수족관 제조에 사용되는 동일한 TSS 할당을 사용하여 72 시간 (4320 분) 지속적인 노출을 실행하기위한 프로파일을 생성합니다. 각 수족관에서 TSS 농도를 충족하기 위해 NTUs를 프로그램 실험 준비 중에 얻은 데이터를 사용합니다. 제어 (0 ㎎ / ℓ TSS)은 0으로 NTU를 설정; 100 mg을 / L TSS (100)에 NTU를 설정; 250 mg을 / L TSS (280)에 NTU를 설정; 500 ㎎ / ℓ TSS (600)에 NTU를 설정합니다.
   3. 밸브 설정 탭에서 사용 데이터는 준비에서 얻은이온 (섹션 5.5.8)은 물과 슬러리 밸브주기 간격을 프로그램. 5 초 동안 600의 물주기 간격과 물 밸브 지연을 설정합니다. 1 초 동안 3 초과 지연을 열고, 180 초 동안 슬러리주기 간격을 설정합니다.
   4. 승인 된 동물 관리 및 사용 프로토콜에 명시된 지침을 사용하여 수족관에 동물을 소개합니다. 계란 플라스틱 이전 피펫을 통해 노광 챔버 홀딩 탱크로부터 전송. 이러한 치어 (2-8cm 전체 길이)와 같은 큰 물고기를 들어, 나일론 수족관 그물을 사용합니다.
2. 동물 수족관에 입식 한 후, GUI에 액세스하고 물 목욕 탭에 모든 수족관 프로파일을 시작합니다. NTUs가 일시 중단 된 퇴적물 샘플을 수집하기 전에 각 수족관에서 안정 될 수 있도록 적어도 1 시간 동안 도망을 운영하고 있습니다. 각 수족관 OBS에 의해 NTU 수치를 기록하는 로그온 데이터를 설정합니다.
3. 테스트 물과 침전물 물 및 슬러리 저수지를 토핑 매일 도망을 유지한다.
   참고 : 슬러리 소개의 주파수가 positivel입니다Y는 NTU 수준 증가와 상관 관계. 따라서, 매일 사용하는 물과 침전물의 양이 NTUs 프로그램과 원하는 볼륨 교류에 따라 달라집니다. 통상적으로, 25 내지 50 갤런의 물 또는 슬러리 중의 매일 이용할 수있다.
   1. 부드럽게 침전물이 센서의 얼굴에 구축 제거하기 위해 젖은 천으로 매일 OBS 프로브를 닦아냅니다. 정상적인 작동을 위해 물 냉각기 및 펌프를 확인합니다. 컴퓨터 프로그램에 의해 지정된 구간을 기록 NTU 측정에 기초하여 일의 나머지 TSS를 예측 매일 TSS 동시 측정을 수집한다.
4. 측정 온도, 용존 산소량, pH를 (그리고 종 및 다른 요구 사항에 따라 다른 파라미터들)이 목적을 위해 설계된 휴대용 멀티 프로브 수질 기기를 이용하여 각각의 수족관 매일.
5. 각 수족관 프로필 또는 수동으로 모든 수족관 프로파일을 중지하여 노출 시간을 지정하여 자동으로 실험을 종료합니다.
6. b에 실험 엔드 포인트를 결정전자는 부화 성공, 부화 시간, 사망률, 성장 (길이와 무게) 및 총 형태로 측정 하였다.

결과

연산 실행하는 일련의 도망 각 수조 (섹션 5.5 및 6.2)에 침전물의 적절한 농도를 제공되도록 실험을 시작하기 전에 수행된다. 그림 6은 NTU 농도가 목표 부유 퇴적물 농도를 달성하기 위해 실험 수족관에서 유지되는 방법을 보여줍니다. 이 예에서, 부유물 제안 시험 침전물 분야에서 통상 노광 시뮬레이션 같은 실험 전형적인 노출 시간으로 사흘 동안 유지 될 수...

토론

적혀 기술은 자동화 된 컴퓨터 제어 시스템을 사용하여 관리하고 노출 시간의 넓은 범위에 걸쳐 정지 퇴적물을 제어하여 기존의 방법과 ^4,9 부유물 농도를 향상시킨다. 이 기술은 여러 수생 종 및 종류에 따라 성인 계란에서 다양한 크기의 성장 단계에 현탁 침전물의 효과를 평가하기 위해 사용될 수 있다는 유연성 등이다. 향후,이 기술은 잠긴 수생 식물에 부유 퇴적물의 효과를 평가 할 ?...

자료

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