Sucul Life Asma değerlendirmek Sedimanlar Etkileri için Flow-through Pozlama Sistemi

Özet

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.

Özet

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.

Giriş

Dip tarama işlemleri limanlar ve navigasyon kanallarından alt tortuların kaldırmak için mekanik yöntemler kullanırlar. kaldırılması sırasında, rahatsız sediment bir kısmı potansiyel olarak bu sucul türlerin fiziksel stres kaynağı haline su sütunu içine askıya alınır. askıya alınma yanı sıra, sediment su sütunu dışarı yerleşmeden önce uzak ortam koşullarına göre Ekskavatör taşınacak olabilir. Bu iki mekanizma kombinasyonu bir işletim dredge yakınında meydana gelen bir su organizmanın sediman maruz kalır ve yan etkilere neden olabileceği anlamına gelir. Bu tür endişeleri, rutin azaltmak ya da su kaynaklarının ^1,2 üzerinde tarama faaliyetleri askıya çökellerin potansiyel olarak zararlı etkilerinin riskini ortadan kaldırmak için bir yönetim uygulaması olarak kullanılan çevresel pencereler (sezonluk tarama kısıtlamalar) gidermek için.

Çevre pencereler en sık tehlike altındaki korumak için kurulan, tehdit veyaBöyle walleye (Sander vitreusta) gibi ticari olarak değerli türler ve doğu istiridye (Crassostrea virginica) ^3. Çevresel pencereleri heybetli destekleyici gerekçe genellikle serpiştirmek faaliyetleri potansiyel fiziksel yaşam tarihinin belirli bir kısmını tamamlamak için (örneğin, asma sediment) bir hayvanın yeteneğini bozabilir nasıl odaklanır. Yaygın olarak anılan yaşam evreleri anadromous türler ³ açık göç yolları tutmak için yumurta ve larvaları vardır. Ancak, risk yönetim aracı olarak çevresel pencereleri kullanarak bilgilendirmek için kullanılabilir askıda sediman ^4,5'ten ilgili türe özgü biyolojik etkileri ile ilgili sınırlı bilgi yoktur.

Bu nedenlerden dolayı, kaçar, tasarlanmış inşa edilmiş ve tortu askıya simüle etmek ve sucul organizmaların erken yaşam evrelerinde üzerindeki etkilerini belirlemek için kullanılmıştır. Çalışmalar ince taneli tortul parçacıklar (yani ağırlıklı olarak silt kullanın ÇALIŞIYORbüyük olasılıkla killer ve ince kum) süspansiyon kalır ve kaynağından uzağa göç. Kaçar test balık yumurta ve larvalarının yeteneğine sahip, ama aynı zamanda eşsiz bir yetenek yapma, diğer suda yaşayan organizmalar karşılamak için entegre edilebilir. Elde edilen biyolojik yanıt verileri daha sonra askıya sedimanlar etkilerini değerlendirmek için de kullanılabilir. Aşağıdaki prosedürler teknoloji inşa ve çeşitli su türleri kullanılarak tekrarlanabilir askıda sediman konsantrasyonları ve etkileri verileri elde etmek için çalıştırılabilir nasıl bir bakış sağlar.

Protokol

omurgalıların uygun Mühendisi Araştırma ve Geliştirme Merkezi (ERDC) Çevre Laboratuvarı Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Protokolleri altında gerçekleştirildi Tüm deneyler ÇALIŞIYOR.

1. Modülleri, Su Banyosu ve Aquaria ÇALIŞIYOR

1. modülü oluşturmak için ahşap mesajları, Çıtçıt ve kontrplak alın. Araştırma hedeflerini karşılamak için temel bir tezgah benzer (sayı ve boyut olarak) modülleri Construct.
   1. üst ve raf için kontrplak (0.127 cm) kesin. bacaklar için mesajları (10.16 x 10.16 cm) kesin. üst, bir çerçeve oluşturmak ve çerçeveye kontrplak tutturmak, Çıtçıt (x 10.16 5.08) kesti. bir çıkıntıya oluşturmak ve bacaklar üst çerçeve cıvata her bir bacağın üst kısmında bir çentik kesin.
   2. raf, Çıtçıt (5.08 x 10.16), bir çerçeve oluşturmak ve çerçeveye kontrplak (0.127 cm) sıkın kesti. alttan 45 cm bacaklar dışında bir çentik kesin ve bacaklara raf çerçevesi cıvata. montaj kare ve seviye olduğundan emin olun.
2. yetiştiricilik tankları konusunda uzmanlaşmış bir fiberglas depo üreticisinden su banyosu tankları edinin. Hiçbir daha büyük 152 cm tankı genişliğinde x 61 cm yüksekliğinde uzun x 91 cm standı modülün içine sığacak. Tank alt iç ile aynı hizada kaplinler glassing fiber tankın bir ucunda iki 2,54 cm polivinil klorür (PVC) kayma kaplinlerini birleştirin.
   1. (Şekil 1) drenaj olacaktır Stand su ucuna bakacak tankı drene ile inşa modül standın üzerine yerleştirin tankı. Tank delikleri bulunduğu standın kontrplak katta Mark.
   2. geri tankı itin ve 3.175 cm delik tankı drene için kontrplak iki delik kesti testere kullanarak. drene kesme delikleri oturup bu yüzden geri tankı kaydırın. bir zemin drenaj tank drene biri ve bir su soğutucu ısı değiştirici Diğer bağlayın.
      NOT: Bu bölümde sıhhi kanalizasyon drenaj zaten yerinde olduğunu varsayar.

Şekil Balık Larva 1. şematik ve Yumurta Pozlama Sistemi (kaçar). Kaçar modüler ve böylece taşınabilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

2. Polietilen tankı Şekil. Bulamaç su girişi (sağ dirsek, 1.3.2), (;; 1.3.1 5.6.1 ekran eki ile üst) taşma drenaj gösteren 19 L kubbeli alt polietilen depo, pompa çıkışı (merkez alt, 1.3.3), (altta siyah halka, 5.6.1), OBS prob ve kelepçe (4.1) ve alt ekranı, giriş (1.3.4 merkez dışındaki dibini) pompa. T büyük halini görmek için buraya tıklayınızOnun rakam.

3. 19 L kubbeli alt polietilen tankı (27,9 cm çap x 36.2 cm yükseklik) edinin.
   1. bir taşma tahliye inşa etmek, bir delik testere kullanmak ve tankın üstünden bir 2.54 cm çapında bir delik 5 cm kesti. taşma drenaj olarak hizmet perdesinde dış bir bölme uydurma ve bir ekleme takın.
   2. Bulamaç / su girişi oluşturmak için, bir delik testere kullanmak ve akvaryum üstten başka 2.54 cm çapında delik 5 cm kesti. Başka bir perde uydurma ve bir dişli dirsek hortum çengel (Şekil 2) takın.
   3. Pompa çıkışını inşa etmek, bir delik testere kullanmak ve tankın alt ortasından 2.54 cm çapında bir delik ve bir bölme uydurma yükleyin. Bir dirsek hortum montaj ile perdesinde dış tarafını geçirin.
   4. Pompa girişini inşa etmek, bir delik testere kullanmak ve tankın alt kısmında merkezi dışında yer alan başka bir 2.54 cm çapında delik ve bir bölme uydurma yükleyin. dış tarafını KonuBir dirsek hortum montaj ile bölme.
4. su banyosu tankının dış tarafında, alttan 9 cm boyutlarında ve tankın uzunluğu boyunca bir çizgi çizin. hattı ve bir delik testere ile takiben, her bir akvaryum için bir su banyosu boyunca 2.54 cm çapında bir çift delik kesme (toplam 10 delik, dengeli bir şekilde dağılmasına). perdesinde parçaları takın.
5. Akvaryumda su çevrimli ve tortuların asılması için manyetik sürücü pompalar (maksimum debi 28 L / dak) edinin. Akvaryumda bağlamak için delikler içeren kenarı boyunca su banyosu altında uyacak bir stand pompaları monte edin. Her pompa için bir satır içi kordon anahtarını takın veya güç için bir anahtar kutusuna pompaları tel.
6. Hortum dikenli su banyosu tankı perdelerin dış tarafını geçirin. pompa girişine ve çıkışına vinil tüp takın ve uygun akvaryum olacak perdeler takın. su banyosu içinde perdesinde içine hızlı bir ayırma parçasını takın.
7. iki sıra halinde su banyosu içine akvaryumları yerleştirin; Üç su banyosu boyunca düzenlenmiş bir satırda akvaryuma ve ikinci satırda kalan akvaryuma (Şekil 3) ile.

3. Su banyosu Şekil. iki sıra halinde düzenlenmiş beş akvaryumlara bir su banyosu bakış. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

8. Bir pompaya her akvaryum bağlayın. akvaryumlara altındaki yüklü hortum barbuslar vinil tüp takın ve hızlı ayırma vanası hortum barb eklemek. Pompa ve akvaryum arasında hızlı keser bağlayın. bakım amacıyla pompayı izole etmek bu bağlamda bir küresel vana takın.
9. Bir ortak için her akvaryumun taşma tahliye bağlayınvinil tüp aracılığıyla boşaltın. su banyosu drenaj ortak drenaj bağlayın.
10. Modülün üstündeki yüklü çamur ve su sistemine her akvaryumun çamur / su girişi bağlayın.
11. yaklaşık 60 cm, her modülde akvaryuma üstünde, akvaryum kullanım için tasarlanmış Dağı iki ışık yayan diyot fikstür. Deneysel gereksinimlerini karşılamak için: (8 saat karanlık. Örneğin, 16 saat ışık) ışık yoğunluğu, ışık rengi ve ışık döngüsü değişir (kablosuz ışıkları bağlı) hafif bir denetleyici kullanın.
12. ortam aydınlatma kontrol etmek için laboratuvarda bir zamanlayıcı kurun.

2. Bulamaç Sistemi

1. kapaklı bir 450 L koni alt polietilen tankı yerleştirin ve satırdaki son modülün sonunda standı bulamaç rezervuar olarak hizmet verecek (ya son kullanılabilir). tortu / su bulamaç oluşturmak için tankın içinde küçük bir dalgıç pompa monte edin. Bulamaç sıcaklığını kontrol etmek için tankın bitişik bir su soğutucu eşanjör takın. kullanmaDelik, testere bulamaç (Şekil 4) izlenmesi için bir bulanıklık sensörü erişim sağlamak için depo kapağının bir 2.54 cm delik.

4. Bulamaç tankı Şekil. Koni alt kapak ve poli stand ile bulamaç tankı. Çamur su sıcaklığı standı sol katında bulunan su soğutucu tarafından kontrol edilir. bir hava, her akvaryumda (2.2) bulamaç sağlamak için çift diyafram pompa (sol ön) ameliyat tank bağlanmıştır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

2. Bir sonraki bulamaç tankına bir stand üzerinde havayla çalışan çift diyafram pompa monte edin. pompa girişine çamur tankı drenaj bağlayın. ve conn için vanalar (doğrudan laboratuvar drenaj pompasına ya da bulamaca) PVC tee birleştirirEKT pompa deposu tank ve bakım için pompayı izole etmek. Pompayı iktidara, laboratuvar binanın hava kompresörü bağlayın.
3. talebi üzerine her akvaryum bulamaç sağlamak için, modüllerin üstünde PVC boru montaj ve bir devridaim çizgi oluşturmak. Bulamaç depodan uzak bulunan kullanım noktasında, rezervuara geri kullanılmayan bulamaç taşımak için bir dönüş hattını takın. modüller arasında bağlantı esnek PVC ve sendika parçaları kullanın.
4. bakım için ana PVC boru Solenoidleri izole etmek tee, vanaları ve sendika parçaları kullanarak sirkülasyon bulamaç borusuna bulamaç selenoid vana bağlayın. Emin olun selenoid vana o temin edilecektir akvaryum üzerinde yer almaktadır.
5. Bir delik testere kullanarak, uygun akvaryum her selenoid vana bağlamak için modülün üst 2.54 cm çaplı delikler kesti.
6. Hava ile çalışan pompa kullanılarak flexibl için bulamaç tankının yanında modülün üstüne monte PVC boru bağlayıne PVC ve sendika parçaları. Bulamaç tankı üstüne dönüş hattı bağlayın.
7. selenoid vana tarafından tanıtıldı çamurun miktarını ayarlamak için, dönüş hattında bir su basınç regülatörü takın. İstenilen basınç oluşturmak için ayarlayın.

3. Su Sistemi

1. Kapaklı uygun hacimde (örneğin, 500 L) ikinci polietilen tankı takın ve bir su deposu olarak hizmet etmek durmak. Su sıcaklığı kontrol etmek tankın bitişik bir su soğutucu eşanjör takın. Su tankının yanında bir manyetik sürücü monte edin. Bölüm 2.2'de açıklandığı gibi su tankı ve pompası bağlayın.
2. talebi üzerine her akvaryum su sağlamak için, modüllerin üstünde PVC boru montaj ve bir devridaim çizgi oluşturmak. Bulamaç sirkülasyon borusu daha yüksek PVC boru monte edin. su deposu en uzak yer alan kullanım noktasında, rezervuara geri kullanılmayan su taşımak için bir dönüş hattını takın. Esnek PVC ve Unio kullanınn tertibatları modüller arasında bağlantı.
3. bakım için ana PVC boru Solenoidleri izole etmek tee, vanaları, ve sendika parçaları kullanarak sirkülasyon su borusuna selenoid vana bağlayın. arkasında solenoidleri monte edin ve bulamaç selenoid vana daha yüksek. su selenoid bu hattan bulamaç kalan yıkayın olacak açıldığında böylece vinil tüp ve hortum barbus parçaları aracılığıyla bulamaç selenoid valf su selenoid vana bağlayın.
4. esnek PVC ve sendika parçaları kullanarak su pompasına su deposunun yanında modülün üstüne monte PVC boru bağlayın. su deposunun üstüne dönüş hattı bağlayın.
5. selenoid vana tarafından tanıtıldı su miktarını ayarlamak için, dönüş hattında bir su basınç regülatörü takın. İstenilen basınç oluşturmak için ayarlayın.

4. Sensörler, Veri Toplama, Enstrüman Kontrol ve Otomasyon

1. bir optik geri yansıma sensörünü takınBulamaç / su girişine yanındaki her akvaryumda (OBS) bulanıklığı (Nefelometrik Bulanıklık Üniteleri, NTU) ölçmek için. o tankın ortasına doğru bakacak şekilde sensör ile su yüzeyinin altında yaklaşık 5 cm batık şekilde sensörü yerleştirin. . sensörünü monte etmek için bir kelepçe veya başka bir cihaz kullanın.
2. Bir delik testere kullanarak, her modül standın üst matkap en az iki 2,54 cm çapında erişim delikleri her modülün üstüne monte elektrik bağlantı kutuları OBS kordonlar erişimine izin vermek.
3. Bulamaç haznesinde bir OBS takın ve tamamen su yüzeyinin altında yaklaşık 20 cm batık böylece sensörü yerleştirin.
4. Tel, elektrik bağlantı kutuları içine su ve çamur solenoid valfleri her akvaryumun ve bulamaç tankı bulunan OBSS ve her su banyosu içinde yer alan bir termokupl, modülün üst ve bir veri toplama cihazına monte edilir. mümkün olan her yerde kablolama terminal uçlarında hızlı keser yükleyin.
5. Bir sistem tasarım plat kullanınForm ve geliştirme ortamı veri toplama, enstrüman kontrol ve otomasyon ⁶ için bir bilgisayar uygulama tasarımı. Bu program ile, bulanıklığı ölçme ve her akvaryuma çamuru ve suyu tanıtmak için OBS ve selenoid vana entegre bir uygulama tasarımı.
6. NTU maruz kalma rejimlerin çeşitli oluşturmak için, her akvaryum ⁶ için ayrı profiller oluşturmak program tasarımı. programlama akvaryum profiller için bir sekme ve grafik kullanıcı arayüzü (GUI) oluşturun. sekmesini 'Tercihler' etiketleyin.
   1. Her akvaryum için birkaç dakika içinde poz süresini kontrol etmek için bir yazılım programı. Belli bir durum zamanın uzunluğu gibi ulaşılana kadar sürekli maruziyet süresi talimatlarını tekrarlamak bir döngü dizisi birleştirir. döngü biten ya da talimat sonraki seti geçmeden önce tekrar kaç kez kontrol etmek için bir yineleme birleştirin.
   2. Her akvaryumda bir NTU seviyesini ayarlamak için yazılım programı. NTU l entegreAynı döngü / yineleme dizisi kontrol maruz kalma süresi içine evel. Maruziyet rejimlerin çeşitli oluşturmak için bu özelliği kullanın (örneğin, sürekli, darbeli, ya da hiç maruz kalma) belirtilen sürelerde.
   3. Saniyede her akvaryumun içine su sağlayan su sistemi solenoid valfler açılış zamanını kontrol etmek için bir yazılım programı (örneğin, akvaryum 1 10 s, akvaryum 2 25 s, vb.) pozlama süresini ve NTU düzeyleri kontrol döngü / yineleme dizisi içine saatleri su solenoid entegre edin.
   4. Her akvaryum için bir 'profil' olarak 4.4 altında tüm adımları kaydetmek için programı tasarlayın. Bir kullanıcı kayıtlı profilleri hatırlamak için izin yeteneği içerir.
7. Yeni bir sekme ve GUI oluşturun. sekmesini 'Profil Durumu' etiketleyin. Tasarım GUI anda aktif döngü dizisi, geçen test süresi ve test süresi kalan da dahil olmak üzere şu anda yüklenmiş profilin canlı özetini görüntülemek için.
8. Yeni bir sekme ve GUI için oluşturSu ve çamur sistemi selenoid valf değerlerini ayarlayarak. sekmesini 'Vana Kur' etiketleyin.
   1. saniyede bir su vanası döngüsü aralığı programlayın. tüm su sistemi solenoidleri (adım 4.4.3 her vana açık kalacak ne kadar programlanmış kullanıcı olarak) arka arkaya açtığınızda olaylar arasındaki süreyi ayarlamak için kullanılan bir döngü dizisi olarak bu aralığı tasarlayın. saniyede bir su vanası gecikmesi programlayın. Açılış vanalar arasındaki süreyi ayarlamak için gecikme özelliğini kullanın (örneğin, bir önceki vananın sonra 2 s sonraki vana açılacaktır kapalı).
   2. Saniyede bir bulamaç valf çevrimi aralığını programlayın. Her akvaryumda OBS tarafından ölçülen tüm NTU düzeyleri akvaryum profilinde NTU kümesi karşı kontrol edilir olaylar arasındaki süreyi ayarlamak için bir döngü dizisi olarak bu aralığı tasarlayın. vanaları ve sensörler ardışık kontrol edin. akvaryumda bir NTU profili NTU ayarı düşükse o zaman bulamaç vanasını açmak için bilgisayar programı.
   3. Saniyede bir bulamaç vana açma zamanı programlayın. Bunu kullanözellik bulamaç gerekirse bir vana açık kalacağı süreyi kontrol etmek. Saniyede bir bulamaç valf gecikmesi programlayın. Valf açıklıkları arasındaki süreyi ayarlamak için gecikme kullanın.
      NOT: Çevrim aralığını emin olun (adım 4.6.1 ve 4.6.2) aşağıdaki döngü başlamadan önce su ve çamur tanıtımları izin verecek kadar uzundur.
   4. manuel / her su ve çamur sistemi su vanası kapalı açmak için düğmeler oluşturun.
9. Her akvaryum ve bulamaç tankı (N = 16) bulunan OBS sensörleri kurmak için yeni bir sekme ve GUI oluşturun. sekmesini 'OBS Kur' etiketleyin. Her obs bir ad verin.
   1. Her OBS için düzeltmeler hesaplamak için OBS üreticinin test sertifikası veri girmek için bir özellik oluşturun. düşük standart NTU (NTU kaydedilen en düşük) ve standart NTU yüksek (en yüksek NTU kaydedilen) yanı sıra düşük ve yüksek NTU için voltaj aralığı girin.
10. yanı sıra, her bir akvaryum için gerçek zamanlı NTU ölçümleri ve NTU ayarı görüntülemek için yeni bir sekme ve GUI oluşturmaHer su banyosunda su sıcaklığı. Tüm profilleri başlatmak / durdurmak için bir düğme oluşturabilirsiniz. tek duraklatmak veya bireysel profil durdurmak için yeteneği oluşturun.
    1. Bir e-tabloya her akvaryum ve zaman damgası verileri için her su banyosunda su sıcaklık değerlerini, NTU ayarları ve ölçümleri oturum açmak için bir özellik oluşturun. sekmesini 'Su Banyosu' etiketleyin.

5. Deneysel Hazırlık

1. rutin endişe türleri yakın seyir kanal derinliği, muhafaza taranan ve tarihi kontaminasyonu yoksun olduğu bilinen bir alandan tortu toplayın. (Örneğin, Van Veen) bir kepçe örnekleyici veya benzeri kullanılarak tortu toplayın. buz üzerinde bir gecede 19 litrelik plastik kova tortu ve gemi yerleştirin. kullanılana kadar 4 ° C'de saklayın sedimanlar.
2. 1 cm ekran üzerinden ıslak elek tortu büyük enkaz kaldırmak için; daha sonra, bir 450 mikron paslanmaz çelik elekten elenir. ince taneli olarak tutma (ince kum, silt ve kil)Deneysel kullanım için elekten geçen parçacıklar.
3. Kimyasal kirlenme elenmiş çökelleri analiz (analitik yöntemler için, vb, metaller, polisiklik aromatik hidrokarbonlar, poliklorlu bifeniller, USEPA ^7). Çalışma gereksinimlerini karşılamak için böyle bir tane boyut dağılımı (yüzde kum silt, kil ve), pH, tuzluluk, organik karbon ve organik madde ⁸ olarak fizikokimyasal parametreler karakterize.
4. Pozlama süresi (örneğin, 72 saat) ve AKM konsantrasyonları tespit (örneğin, 0, 100, 250, ve 500 mg / L) mevcut verilerin veya ilgi askıya tortuları karakterize diğer bilgilere dayalı.
   NOT: Kullanım TSS yerine NTU daha poz konsantrasyonu. TSS su sütunu içinde mevcut partiküllerin kitle miktarını belirler ve doğrudan bu aşınma, yönlendirme kaybı ve bazı organizmalar tarafından sergilenen düşük besleme gibi fiziksel ve davranış etkileri ile ilgilidir.
5. NTU-TSS bağıntıda kurmakher nship akvaryum etrafında.
   1. Tüm veri toplama, enstrüman kontrol ve otomasyon için kullanılan donanım ÇALIŞIYOR açın. Rasgele bir rasgele sayı tablo veya başka uygun yöntemi kullanarak akvaryumları ÇALIŞIYOR için TSS tedavileri atayın. Her akvaryum rasgele sayı tablosundan oluşturulan atanan TSS konsantrasyonları kullanılarak 72 saat (4320 dakika) sürekli maruz kalma yürütmek için profil GUI olarak, bir profil oluşturmak.
   2. Başlangıçta her akvaryumda TSS konsantrasyonlarını karşılamak için NTU programlamak mesleki yargılarını kullanın. Kontrol için (0 mg / L TSS) 0'a NTU set; 100 mg / L TSS 100 NTU set; 250 mg / L TSS 280 NTU set; ve 500 mg / L TSS 600 NTU ayarlayın.
      NOT: Her OBS prob prob imalat doğasında vardır biraz farklı NTU okuma olacaktır.
   3. Her akvaryum için 10 saniyelik su sistemi selenoid vana açılış süresini ayarlayın.
   4. Her akvaryum için profilini kaydedin.
   5. Vana Kur sekmesinde, programın su ve çamurVana döngüsü aralığı. 5 saniye için 600 saniye süreyle su döngüsü aralığı ve su vanası gecikmesini ayarlayın. 1 sn 3 sn ve gecikme için açılış, 180 s için bulamaç döngü aralığını ayarlayın.
      NOT: Ek bulamaç tanıtılacak, bu program ile, bir 72 saat testinde her akvaryumda NTU bilgisayar tarafından 1440 kez kontrol edilecek belirlemek ve su vanaları 432 kez açılacaktır. Sivi vana açıklıklar olumlu NTU artan ile ilişkilidir. Tipik olarak, poz süresi veya 72 açıklıkların 5 yaklaşık% toplam açık 100 mg / L çamur vanalar de; 250 mg / L ≈% 11 (158 açıklıkları); ve 500 mg / L ≈% 35 (504 açıklıklar). Akvaryumda arasında eşit hacim değişimleri düşük NTU atanan akvaryumları için su selenoid vana açılış saati ayarlar. Bu düşük NTU artış bulamaç konik delikleri ile sonuçlanacaktır.
   6. Karbon filtre edilmiş laboratuvar suyla bulamaç tankını doldurun. su sirküle Pompayı çalıştırın. Ayrı bir kapta, mekanik bir karıştırıcı kullanmak te homojenizest tortu.
   7. tortu homojenleştirilir sonra küçük bir bölümü (≈500 mi) kaldırıp dereceli bir polipropilen kabı kullanılarak bulamaç tankına getirmektedir. 1000 NTU elde edilene kadar tortu tanıtmak devam edin.
   8. Programda, Su Banyosu sekmesine gidin ve tüm akvaryum tercihleri ​​başlatmak. NTU bir askıda sediman örneği toplama önce her akvaryumda stabilize böylece en az 1 saat süreyle kaçar çalıştırın. Her akvaryum OBS ile NTU okumaları kaydetmek için oturum verileri açın.
   9. Bir TSS tedavisi <500 mg / L atanan her akvaryum toplanan üç 100 ml su örnekleri kullanarak TSS ölçün. Ayrıca daha büyük ya da 500 mg / l'ye eşit TSS tedavinin her akvaryum toplanan üç adet 50 ml su ilave edildi örnekleri kullanılarak TSS ölçer.
   10. Önceden tartılmış 0.45 um'lik filtre kağıdı içinden vakum filtreleme örnekleri ile TSS ölçün. Hemen sonrasında filtreleme, 4 saat, en az 105 ° C 'de filtre ve içeriği kuru ve daha sonra, en yakın 0.1 mg tartılır. Kullanım tHer akvaryumda TSS bir ölçüsü olarak üç numunenin o ortalama.
   11. Her akvaryum için kaydedilen gözlenen NTU ölçümlerine Bölüm 5.5.4 'de elde edilen ortalamalar karşılaştırın. İstenen TSS konsantrasyonu elde edilene kadar NTU sınırları programlayın (örn., 600 NTU ≈ 500 mg / L TSS).
6. Her akvaryum içindeki hayvan içeren için gerekli ekran örgü boyutunu belirler.
   1. Balık gibi büyük hayvanlar (örneğin.,> 3 cm) veya kabuklu yer altındaki bir ekran pompa açılış hayvanları ayırmak için. kaçmasını önlemek için akvaryum taşma tahliye perdesinde bir ekran parçasını takın.
   2. Bir kaçar akvaryumda (Şekil 5) daldırarak için (PVC boru imal uzun 12,7 cm (1.029 ml) ile 10.16 cm çap (id)) böyle bir odasında balık yumurta, larva ve yavru gibi küçük yaşam aşamalarını içerir.
      1. 9.52 cm üç 8.25 cm genişliğinde odasının yan dışarı uzun delikler kesin. bot naylon ekran bezini yükleyintom odasının ve yan kesim delikleri. Test hayvanları tanıtmak ve kaldırmak için çıkarılabilir kapak olarak PVC kapağı kullanın.
      2. Bir naylon ekran bezini takmak için bir kenar bırakırken yukarıda test hayvanları görüntülemek için yeterli kapağı dairesel delik. Keskin PVC kenarlı temas etmesini önlemek için organizmaların odasının iç tüm ekranları takın.
         NOT: girmek için askıya testi tortuları sağlarken deney hayvanları içeren bir ekran örgü boyutunu seçin.
      3. Tamamen dikey elektrik teli inşa halat (18. beyaz bükülmüş mason çizgi) ve kanca üç kısa uzunluklarda kullanarak süspanse ederek ortasında ya da bir akvaryum tarafına odasına daldırın. Her kanca yakın bir Blake'in aksaklık düğüm ve bölmeyi seviyeye ipin uzunluğunu ayarlayın.
7. Proje ve su kalitesi hedeflerini karşılamak için günde gerekli olan kaç akvaryum tankı hacmi değişimleri belirlemek. t ayarlayıno su basınç regülatörü (Bölüm 2.2) ve selenoid açılış saati (10 s, örneğin açık her 10 dk) istenen su debisini oluşturun. su ile su banyoları doldurun ve test sıcaklıkları elde etti ve korunabilir onaylamak için su soğutucu ısı eşanjörleri işletmek.

Şekil 5. alt odasını ÇALIŞIYOR. Hiçbir ilave sediment (solda) ile bir akvaryumda asılı bir maruziyet alt odanın genel bakış. Uygun büyüklükte balık larvaları kaçış ve yaralanma (sağda) olasılığını azaltmak için alt odacık içinde yer olabilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

6. Deney Prosedürleri

1. , Enstrüman bir veri toplama için kullanılan donanım kontrol kaçar tüm açınd otomasyonu. istenen test suyla akvaryumları, su banyoları ve su haznesini doldurun. Tüm su soğutucu eşanjör başlayın. Onaylamak ve ışık döngüsü ayarlayın.
   1. Karbon filtre edilmiş musluk suyu ile çamur tankı doldurun. su sirküle Pompayı çalıştırın. mekanik karıştırıcı kullanın ve test tortu kabını homojenize. tortu homojenleştirilir sonra küçük bir bölümü (≈500 mi) kaldırmak ve bulamaç tankına getirmektedir. 1000 NTU ulaşılana kadar tortu tanıtmak devam edin.
   2. profil GUI, her akvaryum hazırlanmasında kullanılan aynı TSS atamalarını kullanarak 72 saat (4320 dakika) sürekli maruz kalma yürütmek için bir profil oluşturabilirsiniz. Her akvaryumda TSS konsantrasyonlarını karşılamak için NTU programlamak deneysel hazırlıkları sırasında elde edilen verileri kullanın. Kontrol için (0 mg / L TSS) 0'a NTU set; 100 mg / L TSS 100 NTU set; 250 mg / L TSS 280 NTU set; ve 500 mg / L TSS 600 NTU ayarlayın.
   3. Vana Kur sekmesinde, kullanım verileri preparat elde edileniyon (Bölüm 5.5.8) su ve çamur vana döngüsü aralığını programlamak için. 5 saniye için 600 saniye süreyle su döngüsü aralığı ve su vanası gecikmesini ayarlayın. 1 sn 3 sn ve gecikme için açılış, 180 s için bulamaç döngü aralığını ayarlayın.
   4. onaylanmış hayvan bakım ve kullanım protokolünde belirtilen yönergeleri kullanarak akvaryuma hayvanlar tanıtmak. Yumurta için, plastik bir transfer pipet aracılığıyla bir maruziyet odasına tanktan aktarın. Böyle yavru (2-8 cm toplam uzunluğu) gibi büyük balıklar için, bir naylon akvaryum net kullanabilirsiniz.
2. hayvanlar Akvaryumda içine stoklanan sonra GUI erişmek ve Su Banyosu sekmesinde tüm akvaryum tercihleri ​​başlatmak. NTU bir askıda sediman örneği toplama önce her akvaryumda stabilize böylece en az 1 saat süreyle kaçar çalıştırın. Her akvaryum OBS ile NTU okumaları kaydetmek için oturum verileri açın.
3. Test su ve tortu su ve çamur rezervuarları Tepesi günlük kaçar koruyun.
   NOT: Bulamaç tanıtımları frekans positivel olduğunuy NTU düzeyleri artan korelasyon. Bu nedenle, her gün kullanılan su ve tortu miktarı NTU programlanır ve istenilen ses alışverişi bağlıdır. Tipik haliyle, 25-50 litre suya ya da harç ya da her gün kullanılır.
   1. Yavaşça sediment sensörü yüzünde kurmak kaldırmak için ıslak bir bez ile günlük OBS probları silin. Normal çalışma için su soğutucular ve pompaları kontrol edin. bilgisayar programı tarafından belirlenen aralıklarla kaydedildi NTU ölçümlerine dayalı günün geri kalanı için TSS tahmin günlük eşzamanlı TSS ölçümleri toplayın.
4. Tedbir sıcaklık, çözünmüş oksijen, pH (ve türler ve diğer gereksinimlere bağlı olarak diğer parametreler) bu amaç için tasarlanmış bir el çoklu prob su kalitesi enstrüman kullanarak her akvaryum için günlük.
5. Her akvaryum profilinde veya manuel tüm akvaryum profillerini durdurarak poz süresini belirterek otomatik bir deneme sonlandırın.
6. b deneysel uç noktaların belirlenmesiE gibi kuluçka başarısı, yumurtadan zaman, ölüm, büyüme (boy ve ağırlık) ve brüt morfolojisi olarak ölçtük.

Sonuçlar

Operasyonel çalışır bir dizi kaçar Her akvaryum (Bölüm 5.5 ve 6.2) ile sedimanlar uygun konsantrasyonlarını teslim emin olmak için bir deney başlamadan önce yapılır. Şekil 6 NTU konsantrasyonları hedef askıda sediman konsantrasyonlarını elde etmek için deneysel akvaryumlarında tutulur nasıl göstermektedir. Bu örnekte, askıda sediman önerilen deney tortu, alandaki tipik risklerini taklit tür deneyler için tipik maruz kalma süresi ile üç gün...

Tartışmalar

Kaçar teknolojisi otomatik, bilgisayar kontrollü sistem kullanılarak sürdürülmesi ve pozlama süreleri geniş bir yelpazede üzerinde asılı tortuları kontrol ederek mevcut yöntemleri ^4,9 ve askıda sediman konsantrasyonları geliştirir. teknoloji çoklu sucul türler ve türüne göre yetişkinlere yumurta boyutları değişen yaşam evrelerinde askıya tortulların etkilerini değerlendirmek için kullanılabilir olması esnek şekildedir. Gelecekte, teknoloji batık su bitkilere askıda sediman e...

Malzemeler

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