Name: Ein Durchflussbelichtungssystem für die Bewertung Schwebstoffe Auswirkungen auf Leben im Wasser (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 15 s
Description: Erfahren Sie, wie das FLEES-System Schwebstoffe in Durchflussaquarien präzise steuert, um Auswirkungen auf aquatische Organismen zu untersuchen. Diese Methode unterstützt die Umwelttoxikologie bei der Entwicklung von Schutzstrategien.

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Diese Forschung wurde vom U.S. Army Corps of Engineers Dredging Operations and Environmental Research Program, Todd Bridges, Direktor, finanziert. Der Chief of Engineers erteilte die Erlaubnis, dieses Material zu veröffentlichen.

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Meinungen, Interpretationen, Schlussfolgerungen und Empfehlungen sind die der Autoren und werden nicht unbedingt von der US-Armee unterstützt. Die Zitate kommerzieller Organisationen oder Handelsnamen in diesem Bericht stellen keine offizielle Billigung oder Genehmigung der Produkte oder Dienstleistungen dieser Organisationen durch das Department of the Army dar. Die Autoren Burton C. Suedel und Justin L. Wilkens, beide vom US Army Engineer Research and Development Center, erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Die entflieht - Technologie verbessert die auf bestehenden Methoden 4,9 durch die Aufrechterhaltung und Schwebstoffe Kontrolle über einen weiten Bereich von Belichtungszeiten und Schwebstoffe Konzentrationen eines automatisierten, computergesteuerten System. Die Technologie ist flexibel, so dass es verwendet werden kann, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf mehrere Wassertierarten und Lebensstadien von unterschiedlichen Größen von Eiern an Erwachsene je nach Art zu bewerten. In Zukunft ist die Technologi...

Ausbaggerarbeiten verwenden mechanische Methoden, um Bodensedimenten aus Häfen und Fahrrinnen entfernen. Während der Entnahme wird ein Teil des gestörten Sediments in die Wassersäule suspendiert, potentiell und dass das eine Quelle für körperliche Belastung für Wasserlebewesen. Darüber hinaus ausgesetzt wird, werden das Sediment kann, bevor sie sich aus der Wassersäule entfernt von der Dredge durch Umgebungsbedingungen transportiert. Die Kombination dieser beiden Mechanismen bedeutet, dass ein Wasserorganismen in der Nähe eines Betriebs Baggers auftritt können Schwebstoffe ausgesetzt und erleiden nachteilige Auswirkungen. Um die Behebung solcher Bedenken, Umwelt Fenster (saisonal Ausbaggern Einschränkungen) werden routinemäßig als Management - Praxis zu reduzieren oder zu beseitigen Risiko von potenziell schädlichen Auswirkungen von Schwebstoffen aus Baggerarbeiten auf Wasserressourcen 1,2. Umwelt Fenster werden am häufigsten gefährdet zu schützen gegründet, bedroht oderkommerziell wertvolle Arten wie Zander (Sander Vitreus) und Amerikanische Auster (Crassostrea virginica) 3. Die tragende Begründung für die Verhängung von Umwelt Fenster konzentriert sich oft auf , wie Dredge Aktivitäten können potenziell stören körperlich (zB Schwebstoffe) eines Tieres Fähigkeit , einen bestimmten Teil seiner Lebensgeschichte zu vervollständigen. Die Lebensstadien häufig zitiert sind Eier und Larven für Routen Migration offen zu halten für anadromous Art 3. Allerdings gibt es nur begrenzte Informationen artspezifischen biologischen Wirkungen relevant Schwebstoffe 4,5 betreffend zur Verfügung zur Verwendung von Umwelt Fenster als Instrument des Risikomanagements informieren. Aus diesen Gründen wurde die entflieht entworfen, gebaut und verwendet, um die Suspension von Sedimenten zu simulieren und ihre Auswirkungen auf die frühen Lebensstadien von Wasserorganismen zu bestimmen. Entflieht Studien verwenden feinkörnige Sedimentpartikel (dh überwiegend Schluffe,Tone und feinen Sand), die am wahrscheinlichsten in Suspension zu bleiben und am weitesten von der Quelle zu migrieren. Die entflieht der Lage ist, Testfischeier und Larven, aber es kann auch zur Aufnahme anderer Wasserorganismen nachgerüstet werden, ist es eine einzigartige Fähigkeit macht. Die resultierenden biologischen Antwortdaten können dann verwendet werden, um die Auswirkungen von Schwebstoffen zu beurteilen. Die folgenden Verfahren geben einen Überblick darüber, wie kann die Technologie wiederholbar Schwebstoffe Konzentrationen und Effekte Daten aufgebaut und betrieben werden unter Verwendung verschiedener Wasserarten zu erhalten.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Teileliste für ein FLIES-Modul, Wasserbad und Aquarium</td></tr><tr><td>post, Holz - zum Bau des Moduls verwendet (auf 78 Zoll geschnitten)</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 4 Größe: 4 Zoll x 4 Zoll x 8 Fuß</td></tr><tr><td>Sperrholz, Marinequalität - befestigt an Holzpfosten ca. 18 Zoll über dem Boden - zum Halten von Wasserbädern (60 Zoll x 42 Zoll)</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 1 Größe: 3/4 Zoll x 4 Fuß x 8 Fuß Sperrholz</td></tr><tr><td>- befestigt auf Holzpfosten - zum Halten von Rohren, Magnetspulen und Elektrik (60 Zoll x 42 Zoll)</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 1 Größe: 1/4 Zoll x 4 Fuß x 8 Fuß</td></tr><tr><td>Bolzen, Holz - zur Verstrebung von Sperrholz und Holzpfosten (passend zugeschnitten)</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 4 Größe: 2 Zoll x 4 Zoll x 96 Zoll Tank</td></tr><tr><td>, Fiberglas - Wasserbad mit zwei Abflüssen: 1) um den Kühler zu versorgen; und 2) zum Ablassen von Wasser</td><td>Hydro Composites, LLC, Stockdale, TX, USA</td><td>FBT-226</td><td>Menge: 1 Größe: 150-Gallonen-Kühler</td></tr><tr><td>, Wasser mit eigenständiger Pumpe - für das Wasserbad; der Kühler sitzt unter dem Modul</td><td>Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA</td><td>CFF-500</td><td>Menge: 1 Größe: 1/2 PS</td></tr><tr><td>Tank, gewölbter Boden - FLEES Aquaria - Sitz im Wasserbad</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>5197</td><td>Menge: 5 Größe: 19 L</td></tr><tr><td>Tank, Ständer - Acrylständer, 12 Zoll x 12 Zoll x 6 Zoll - zur Aufnahme von Aquarien</td>, <td>die von ERDC-Shops speziell angefertigt wurden</td><td>N/A</td><td>Menge: 5 Größe: kundenspezifische</td></tr><tr><td>Pumpe, Magnetantrieb - zum Auftreiben von Sedimenten in jedem Aquarium</td><td>March Manufacturing Inc., Glenview, IL, USA</td><td>MDX-3-1/2 115 V</td><td>Menge: 5 Größe: 28 Liter pro min</td></tr><tr><td>Licht, LED - über Wasserbad installiert</td><td>C2 Development, Inc., Ames, IA, USA</td><td>Hydra 26</td><td>Menge: 2 Größe: basierend auf der zu beleuchtenden Fläche</td></tr><tr><td>Rohr, PVC-Zeitplan 40 - installiert im Abfluss des Wasserbads, um den Wasserstand zu kontrollieren</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: - Größe: 1 in</td></tr><tr><td>Armaturen, Schott - für Aquarien/Wasserbadanschlüsse an Pumpen, Abflüssen, Wasser- und Gülleleitungen</td><td>Lifegard Aquatics, Cerritos, CA, USA</td><td>R270900</td><td>Menge: 30 Größe: 1/2 in FPT x FPT</td></tr><tr><td>Fittings, Schnellkupplung, Außengewindeeinsätze - Einsatz in Tankschott</td><td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td><td>EW-31303-36</td><td>Menge: 10 Größe: 1/2 Zoll MPT-Anschlüsse</td></tr><tr><td>, Schnellkupplung, Schlauchtüllen mit Ventil - Verbindung zwischen Aquarium und Einsatz in Tankschott</td><td>Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA</td><td>EW-31303-11</td><td>Menge: 10 Größe: 1/2 in</td></tr><tr><td>Verschraubungen, schwarzer HDPE-Gewindewinkel - für Aquarien-Vinyl-Schlauchverbindungen an Gülle-/Wasserleitung und Pumpe</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>62043</td><td>Menge: 20 Größe: 1/2 NPT x 1/2 Zoll Schlauch-ID-Anschlüsse</td></tr><tr><td>, schwarzer HDPE-Gewindeadapter - für Verbindungen zwischen Pumpe und Tankschott</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>62017</td><td>Menge: 10 Größe: 1/2 NPT x 1/2 Zoll Schlauch</td></tr><tr><td>ID-Schlauch, Vinyl - Anschluss der Gülle-/Wasserleitung an Aquarien und zum Anschluss von Pumpen an Aquarien</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 25 ft Größe: 1/2 Zoll</td></tr><tr><td>ID Rohr, Vinyl - Anschluss an Aquarienabflüsse und Wasserbadabfluss</td> Lokaler <td>Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 25 ft Größe: 5/8 Zoll</td></tr><tr><td>ID-Klemme, Schlauch, Edelstahl - zum Klemmen von Vinylrohr an Schlauchtüllen</td> Lokaler <td>Anbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 40 Größe: # 8</td></tr><tr><td colspan = "4" >Teileliste für Güllesystem </td></tr><tr><td>chiller, Wasser mit eigenständiger Pumpe - sitzt an der Seite des Gülletanks</td><td>Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA</td><td>CFF-500</td><td>Menge: 1 Größe: 1/2 PS</td></tr><tr><td>125 Gallonen offener oberer Kegelbodentank mit Ständer - 42 Zoll x 35 Zoll - enthält das Wasser und Sediment, um Gülle herzustellen</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>8586</td><td>Menge: 1 Größe: 125 gal</td></tr><tr><td>Abdeckung für 125-Gallonen-Tank</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>8935</td><td>Menge: 1 Größe: 42 Zoll x 35 Zoll</td></tr><tr><td>Ventil, PVC - Tankablass mit Pumpe verbinden - Isolierung für die Wartung</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 2 Größe: 1-1/2 Zoll</td></tr><tr><td>Pumpe, Doppelmembran auf Ständer montiert - zur Umwälzung von Gülle</td><td>Wilden-pumps.co.uk & Air Pumping Ltd., Essex, UK</td><td>P2 / PPPP / WF / WF / PTV / 400</td><td>Menge: 1 Kontaktverteilersensor</td></tr><tr><td>, optische Rückstreuung - Messung von NTU im Gülletank</td><td>Campbell Scientific, Logan, UT, USA</td><td>OBS-3 +</td> <td>Menge: 1 Größe: 0-1.000 NTU-Rohr</td></tr><tr><td>, PVC Schedule 40 - zur Umwälzung von Gülle</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 20 ft Größe: 1</td></tr><tr><td>Zoll Rohr, flexibles PVC - mit einer Verbindung ausgestattet und zur Verbindung mit dem nächsten Modul</td><td>des lokalen Sanitäranbieters</td><td>N / A</td><td>Menge: 10 ft Größe: 1 in</td></tr><tr><td>der Verbindung, PVC Schedle 80 Steckdose - Verbinden Sie die Gülleleitung mit dem nächsten Modul</td><td>des lokalen Sanitäranbieters</td><td>N / A</td><td>Menge: 8 Größe: 1/2 Zoll</td></tr><tr><td>Magnet, plastomatisch (normal geschlossen) - Slurry</td><td>Plast-O-Matic Valves, Inc., Cedar Grove, NJ, USA</td><td>EASYMT4V12R24-PV</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 Zoll NPT-Gewinde, 24 VAC </td></tr><tr><td>Kontaktverteilerverschraubung, PVC-T-Stück - verbinden Sie das Schlammrohr mit dem Magneten</td><td>Lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1 Zoll x 1 Zoll x 1 Zoll Rutsch x Schlupf x FIPT</td></tr><tr><td>Armaturen, 1 Zoll PVC-Kugelhahn mit Gewinde - abgesperrt für die Güllezufuhr zu Magnet-/Wasserleitungen</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 7 Größe: 1/2 in</td></tr><tr><td>Armaturen, 1 in PVC-Verbindung mit Gewinde - verbinden Sie den Schlammmagneten mit dem Absperrventil</td><td>örtlicher Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 in</td></tr><tr><td>Rohr, Vinyl - Verbindung zwischen Wassermagnet und Schlammmagnet</td><td>Lokaler Anbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 50 ft Größe: 1/4" ID</td></tr><tr><td colspan="4">Teileliste für Wassersystem</td></tr><tr><td>Chiller, Wasser mit eigenständiger Pumpe - sitzt an der Seite des Reservoirs</td><td>Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA</td><td>CFF-500</td><td>Menge: 1 Größe: 1/2 PS</td></tr><tr><td>125 Gallonen offener oberer Kegelbodentank mit Ständer - 42 Zoll x 35 Zoll - enthält das Wasser und Sediment, um Gülle herzustellen</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>8586</td><td>Menge: 1 Größe: 125 gal</td></tr><tr><td>Abdeckung für 125 Gallonen Tank</td><td>United States Plastic Corp, Lima, OH, USA</td><td>8935</td><td>Menge: 1 Größe: 42 Zoll x 35 Zoll</td></tr><tr><td>Ventil, PVC - Verbinden Sie den Tankablauf mit der Wasserpumpe Lokaler</td><td>Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 2 Größe: 1 Zoll</td></tr><tr><td>Pumpe, Magnetantrieb, Inline-Verwendung - wird verwendet, um Wasser in Aquarien und Kühler umzuwälzen</td><td>Kleiner Riese, Fort Wayne, IN, USA</td><td>3-MD-SC</td><td>Menge: 1 Größe: 1/12 PS</td></tr><tr><td>Magnetventil, Alco - Wasser</td><td>einführen eingestellt; ASCO, Florham Park, NJ, USA für ähnliche</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 24 V, 1/4 Zoll NIPT-Armaturen</td></tr><tr><td>, schwarzer HDPE-Reduzierstecker - verbinden Sie 1/4 in der Schlauchwasserleitung vom Magneten &nbsp; mit 1/2 Zoll Schlauch</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 Zoll Schlauch ID x 1/4 Zoll Schlauch ID</td></tr><tr><td>Armaturen, schwarzes HDPE-T-Stück - 1/2 Zoll Schlauch, Wasserleitung und Gülle an Aquarien anschließen</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 Zoll NPT x 1/2 Zoll Schlauch ID x 1/2 Zoll Schlauch ID</td></tr><tr><td>Armaturen, Straßenwinkel</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 Zoll 90 / Grad; MIPT x FIPT</td></tr><tr><td>Verschraubungen, PVC-Gewinderohrnippel - verbinden Sie Verschraubungen mit Magneten und anderen Verbindungen</td><td>örtlicher Sanitäranbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 12 Größe: 1/2 Zoll</td></tr><tr><td>Verschraubungen, Verschraubungsgewinde - verbinden Sie Gülle-/Wasserleitungen mit dem nächsten Modul</td><td>örtlicher Sanitäranbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 6 Größe: 1 in PVC & nbsp;</td></tr><tr><td>Armaturen, Reduzierbuchse - Verbindung zum Reduzierstück-T-Stück in der Wasserleitung</td><td>Lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 1/2 Zoll männlich x 1/4 in weiblich FIPT-Armaturen</td></tr><tr><td>, Rohrnippel mit Gewinde - Verbindung zwischen Buchse und Wassermagnet</td><td>lokaler Sanitäranbieter</td><td>N / A</td><td>Menge: 5 Größe: 4 Zoll lang x 1/4 Zoll</td></tr><tr><td>Rohr, PVC - Verbindungen zwischen Tank, Pumpe und Kühler</td><td>herstellen Lokaler Sanitäranbieter</td><td>N/A</td><td>Menge: 5 ft Größe: Zeitplan 40</td></tr><tr><td colspan="4">Teileliste für Sensoren, Datenerfassungsgeräte und Computersoftware</td></tr><tr><td>software, LabView</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>LabView 2015 Basismenge</td><td>: 1 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI-1001 12-Slot-Gehäuse, U.S. 120 VAC</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>776571-01</td><td>Menge: 1 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI 1100 - 32-Kanal, &plusmn; 10-V-Analogeingangsmodul</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>776572-00</td><td>Menge: 1 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI 1303 - Klemmenblock für hochpräzise Thermoelementmessungen</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>777687-03</td><td>Menge: 2 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI 1102B - 32-Kanal-Thermoelement-/Spannungseingangsmodul</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>776572-02B</td><td>Menge: 1 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI 1161 - Universal-Relaismodul</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>776572-61</td><td>Menge: 6 Größe: N/A</td></tr><tr><td>SCXI 1300 - Universal-Spannungsmodul</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>777687-00</td><td>Menge: 1 Größe: n/a</td></tr><tr><td>PCMCIA-Karte DAQCARD-AI-16E-4</td><td>National Instruments, Austin, Texas, USA</td><td>N/A - legacy-Datei</td><td>Menge: 1 Größe: N/A gebrauchte Karten online verfügbar</td></tr><tr><td>Sensor, optische Rückstreuung - messen Sie NTU in jedem Aquarium</td><td>Campbell Scientific Inc., Logan, UT, USA</td><td>OBS-3+</td><td>Menge: 5 Größe: 0-1.000 NTU</td></tr></tbody></table>

ein durchflussbelichtungssystem für die bewertung schwebstoffe auswirkungen auf leben im wasser

A Flow-through Exposure System for Evaluating Suspended Sediments Effects on Aquatic Life

Dieser Artikel beschreibt das Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). Das Durchfluss-Expositionssystem wird verwendet, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf verschiedene Wasserarten und Lebensstadien im Labor zu untersuchen, indem Pumpen eingesetzt und die Förderung von Sediment und Wasser automatisiert werden, um die Suspension von Sedimenten zu simulieren. FLIES-Daten werden verwendet, um Expositions-Wirkungskurven zwischen den Auswirkungen auf Wasserorganismen und den Schwebstoffkonzentrationen bei der gewünschten Expositionsdauer zu entwickeln. Die Wirkungsdaten werden verwendet, um Bewirtschaftungspraktiken zu bewerten, die verwendet werden, um die Wechselwirkungen zwischen aquatischen Organismen und anthropogenen Ursachen von Schwebstoffen zu reduzieren. Das FLEES ist in der Lage, Gesamtkonzentrationen an Schwebstoffen (TSS) von nur 30 bis 800 mg/L zu erzeugen, was dieses System zu einer idealen Wahl für die Bewertung der Auswirkungen von TSS macht, die sich aus vielen Aktivitäten ergeben, einschließlich der Simulation niedriger TSS-Konzentrationen in der Umgebung bis hin zur Bewertung von Quellen von Schwebstoffen aus Baggerarbeiten, Schiffsverkehr, Frischlinge und Stürme.

Eine Reihe von Betriebsläufe durchgeführt, bevor ein Experiment beginnen, um sicherzustellen, dass die flüchtet in jedem Aquarium die entsprechenden Konzentrationen von Sedimenten liefert (Abschnitte 5.5 und 6.2). Abbildung 6 zeigt , wie NTU - Konzentrationen werden in der experimentellen Aquarien gehalten Ziel Schwebstoffe Konzentrationen zu erreichen. In diesem Beispiel entflieht bewertet, ob Schwebstoffe über einen Zeitraum von drei Tagen mit dem vorgeschlagenen Test ...

Es wird ein robustes und flexibles Durchfluss-Expositionssystem vorgestellt, das entwickelt wurde, um Sedimente in Suspension zu halten. Das System wird eingesetzt, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf verschiedene aquatische Arten und Lebensstadien im Labor zu untersuchen.

Ein Durchflussbelichtungssystem für die Bewertung Schwebstoffe Auswirkungen auf Leben im Wasser

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended ...

Das übergeordnete Ziel dieser experimentellen Technologie ist es, ein robustes und flexibles Durchfluss-Expositionssystem zur Aufrechterhaltung von Sedimenten und Suspensionen bereitzustellen, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf verschiedene aquatische Arten und Lebensstadien im Labor zu untersuchen. Diese Technologie kann uns helfen, Schlüsselfragen auf dem Gebiet der Umwelttoxikologie zu beantworten, um unser Verständnis über die Auswirkungen von physikalischen Stressoren wie Schwebstoffen in aquatischen Umgebungen zu verbessern. Der Hauptvorteil dieser Technologie ist die Möglichkeit, die Sedimentsuspension für eingehende Bewirtschaftungspraktiken zu simulieren, um die Wechselwirkungen zwischen Wasserorganismen und Schwebstoffen zu reduzieren.Diese Methode kann zwar Aufschluss über die Auswirkungen von Baggerarbeiten geben, aber auch zur Bewertung der Auswirkungen von Schwebstoffen verwendet werden, die durch Schiffsverkehr, Freshets und Stürme entstehen. Die visuelle Demonstration dieser Technologie ist von entscheidender Bedeutung, da die Schritte in ihrer Konstruktion in Kombination mit ihrer Kalibrierung für eine erfolgreiche Anwendung entscheidend sind. Beginnen Sie mit dem Bau und der Montage des Moduls und des Wasserbads, wie im Textprotokoll beschrieben.Um einen Überlaufabfluss zu konstruieren, schneiden Sie mit einer Lochsäge ein Loch mit einem Durchmesser von 2,54 Zentimetern fünf Zentimeter von der Oberseite eines 19-Liter-Polyethylentanks mit gewölbtem Boden entfernt. Installieren Sie eine Schottverschraubung und einen Einsatz an der Außenseite der Trennwand, die als Überlaufablauf dienen. Um den Güllewassereinlass zu konstruieren, schneiden Sie mit einer Lochsäge ein weiteres Loch mit einem Durchmesser von 2,54 Zentimetern fünf Zentimeter von der Oberseite des Aquariums entfernt.Installieren Sie eine weitere Schottverschraubung und eine Winkel-Schlauchtülle mit Gewinde. Für den Bau des Pumpenauslasses schneiden Sie die gleiche Art von Loch durch die Mitte des Tankbodens und installieren eine Schottarmatur. Fädeln Sie die Außenseite des Schotts mit einer Winkelschlaucharmatur ein.Um den Pumpeneinlass zu konstruieren, schneiden Sie ein weiteres Loch außerhalb der Mitte des Tankbodens und installieren Sie eine Schottverschraubung. Fädeln Sie die Außenseite des Schotts mit einer Winkelschlaucharmatur ein. Messen Sie an der Außenseite des Wasserbadtanks neun Zentimeter ab dem Boden und ziehen Sie eine Linie entlang der Länge des Tanks.Schneiden Sie für jedes Aquarium entlang der Linie ein Paar Löcher mit einem Durchmesser von 2,54 Zentimetern entlang der Länge des Wasserbades und installieren Sie Schottbeschläge. Montieren Sie Magnetkupplungspumpen an einem Ständer, der unter das Wasserbad passt, entlang der Seite, die die Löcher und Schottanschlüsse für den Anschluss an das Aquarium enthält. Installieren Sie für jede Pumpe einen Inline-Kabelschalter oder verdrahten Sie die Pumpen an einen Schaltkasten für die Stromversorgung.Fädeln Sie die Außenseite der Schotten des Wasserbadtanks mit Schlauchtüllen ein. Befestigen Sie den Vinylschlauch am Einlass und Auslass der Pumpe, bevor Sie ihn an die Schotten anschließen, die zum entsprechenden Aquarium führen. Bauen Sie im Inneren des Wasserbades einen Schnelltrenneinsatz in das Schott ein.Nachdem Sie jedes Aquarium an eine Pumpe angeschlossen haben, befestigen Sie den Vinylschlauch an den Schlauchtüllen, die am Boden des Aquariums installiert sind, und befestigen Sie den Schlauch an der Schlauchtülle des Schnellkupplungsventils. Verbinden Sie anschließend die Schnellkupplungen zwischen der Pumpe und dem Aquarium. Installieren Sie in diesem Anschluss einen Kugelhahn, um die Pumpe zu Wartungszwecken zu isolieren.Verbinden Sie als Nächstes den Überlaufabfluss jedes Aquariums über einen Vinylschlauch mit dem gemeinsamen Abfluss. Verbinden Sie dann den gemeinsamen Abfluss mit dem Wasserbadablauf. Verbinden Sie jeden Wassereinlass der Aquariengülle mit dem Gülle- und Wassersystem, das auf dem Modul installiert ist.Schließen Sie den Abfluss des Güllebehälters an den Einlass einer druckluftbetriebenen Doppelmembranpumpe an, die auf einem Ständer neben einem Güllebehälter montiert ist. Integrieren Sie ein PVCT, um die Aufschlämmung zur Pumpe oder zum Laborabfluss zu leiten. Integrieren Sie auch Ventile, die den Tank und die Pumpe verbinden, um sie für die Wartung zu isolieren.Um die Pumpe mit Strom zu versorgen, schließen Sie sie an den Luftkompressor des Laborgebäudes an. Montieren Sie ein PVC-Rohr auf den Modulen und erstellen Sie eine Rezirkulationsleitung, um jedem Aquarium bei Bedarf die Gülle zuzuführen. Installieren Sie an der Verwendungsstelle, die am weitesten vom Güllebehälter entfernt ist, eine Rücklaufleitung, um die ungenutzte Gülle zurück zum Behälter zu transportieren.Verwenden Sie flexible PVC- und Verschraubungen, um die Module zu verbinden. Verbinden Sie die Schlammmagnetventile mit T-Stücken, Kugelhähnen und Verschraubungen mit dem Umlaufschlammrohr, um die Magnete für die Wartung vom PVC-Hauptrohr zu isolieren. Vergewissern Sie sich, dass sich jedes Magnetventil über dem Aquarium befindet, das es versorgt, und verbinden Sie die Magnetventile mit den entsprechenden Aquarien, wie im Textprotokoll beschrieben.Installieren Sie in jedem Aquarium neben dem Güllewassereinlass einen optischen Rückstreusensor oder OBS, um die Trübung zu messen. Positionieren Sie den Sensor so, dass er etwa fünf Zentimeter unter der Wasseroberfläche liegt, wobei der Sensor zur Mitte des Tanks zeigt. Verwenden Sie eine Klemme oder ein anderes Gerät, um den Sensor zu montieren.Installieren Sie ein OBS im Güllebehälter und positionieren Sie den Sensor so, dass er etwa 20 Zentimeter unter der Wasseroberfläche vollständig eingetaucht ist. Verdrahten Sie als Nächstes die Wasser- und Schlammmagnetventile. Das OBS befindet sich in jedem Aquarium und Güllebecken und ein thermisches Kupplung befindet sich an jedem Wasserbad in elektrischen Anschlusskästen, die oben auf dem Modul montiert sind, in ein Datenerfassungsgerät.Installieren Sie nach Möglichkeit Schnellkupplungen an den Klemmenden aller Verkabelungen. Fahren Sie mit dem Entwerfen einer Computeranwendung für die Datenerfassung, Gerätesteuerung und Automatisierung fort, wie im Textprotokoll beschrieben. Zur Vorbereitung des Experiments starten Sie die Pumpe, um kohlenstoffgefiltertes Leitungswasser umzuwälzen, das zum Befüllen des Gülletanks verwendet wurde.In einem separaten Behälter wird das Testsediment mit einem mechanischen Mischer homogenisiert. Nachdem das Sediment homogenisiert ist, entfernen Sie einen kleinen Teil und geben Sie ihn mit einem graduierten Polypropylenbecher in den Güllebehälter. Fahren Sie mit dem Einbringen von Sedimenten fort, bis 1000 NTU erreicht sind.Navigieren Sie im Programm zum Reiter Wasserbad und starten Sie alle Aquarienprofile. Nachdem Sie das FLEES mindestens eine Stunde lang betrieben haben, damit sich die NTUs in jedem Aquarium stabilisieren können, schalten Sie die Datenprotokollierung ein, um die NTU-Messwerte jedes Aquariums OBS aufzuzeichnen. Entnehmen Sie für die TSS-Messung drei 100-Milliliter-Wasserproben aus jedem Aquarium, dem eine TSS-Behandlung von weniger als 500 Milligramm pro Liter zugewiesen wurde.Entnehmen Sie getrennt drei 50-Milliliter-Wasserproben aus jedem Aquarium, dem eine TSS-Behandlung von mindestens 500 Milligramm pro Liter zugewiesen ist. Messen Sie den TSS, indem Sie die Proben durch vorgewogenes 0,45-Mikron-Filterpapier vakuumfiltrieren. Trocknen Sie den Filter und den Inhalt unmittelbar nach dem Filtern mindestens vier Stunden lang bei 105 Grad Celsius.Und dann auf 0,1 Milligramm genau neu wiegen. Verwenden Sie den Durchschnitt der drei Proben als Maß für TSS in jedem Aquarium. Um das Experiment durchzuführen, schalten Sie zunächst die gesamte FLIES-Hardware ein, die für die Datenerfassung, die Gerätesteuerung und die Automatisierung verwendet wird.Nachdem Sie die Aquarien, Wasserbäder und den Wasserbehälter mit dem gewünschten Testwasser gefüllt haben, starten Sie alle Wärmetauscher der Wasserkühlung. Bestätigen und stellen Sie außerdem den Lichtzyklus ein. Starten Sie die Pumpe, um kohlenstoffgefiltertes Leitungswasser umzuwälzen, das zum Befüllen des Gülletanks verwendet wurde.Entfernen Sie dann einen kleinen Teil des homogenisierten Sediments und geben Sie es in den Güllebehälter. Führe weiterhin Sedimente ein, bis 1000 NTU erreicht ist. Erstellen Sie dann für jedes Aquarium ein Profil, wie im Textprotokoll beschrieben.Nachdem die Tiere wie im Textprotokoll beschrieben in die Aquarien gesetzt wurden, rufen Sie die GUI auf und navigieren Sie zum Reiter Wasserbad, um alle Aquarienprofile zu starten. Schalten Sie nach dem Betrieb des FLEES für mindestens eine Stunde die Datenaufzeichnung ein, um die NTU-Messwerte jedes Aquarium-OBS aufzuzeichnen. NTU- und entsprechende TSS-Konzentrationen werden in Versuchsaquarien aufrechterhalten, um die angestrebten Schwebstoffkonzentrationen zu erreichen.In diesem Beispiel bewertete das FLIES, ob das Schwebsediment über einen Zeitraum von drei Tagen aufrechterhalten werden kann. In ähnlicher Weise können NTU- und entsprechende TSS-Konzentrationen auf deutlich niedrigeren Konzentrationen gehalten werden, die die Umgebungsbedingungen repräsentieren. Das FLEES wird unter Verwendung von Testsedimenten kalibriert, um die Beziehung zwischen TSS und Trübung zu quantifizieren und sicherzustellen, dass die TSS-Zielkonzentrationen erreicht werden.Die Beziehung zwischen NTU und TSS wird anhand eines Beispiels eines Testsediments dargestellt, das im FLEES ausgewertet wurde. Sobald FLEES gebaut ist und ordnungsgemäß funktioniert, ist es flexibel genug, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf mehrere Wasserlebewesen in Lebensstadien unterschiedlicher Größe zu bewerten, von Eiern bis hin zu erwachsenen Tieren, je nach Art. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der kritischste Schritt in der Methodik darin besteht, das FLEES mit jedem Testsediment zu kalibrieren.So kann der Zusammenhang zwischen den gesamten Schwebstoffen und der Trübungen quantifiziert werden, was die Anpassung der TSS-Zielkonzentrationen ermöglicht. Nach ihrer Entwicklung ebnete die FLIES-Technologie Forschern auf dem Gebiet der Umwelttoxikologie den Weg, um die Auswirkungen von Schwebstoffen auf eine Vielzahl von Wasserorganismen zu untersuchen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die Technologie in Ihrem eigenen Labor aufbauen und einsetzen können.Die Automatisierungs- und Programmierfunktionen ermöglichen eine einfache Anpassung der Gesamtkonzentrationen an Schwebstoffen, um den experimentellen Anforderungen gerecht zu werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Dieses Manuskript beschreibt, wie man regelmäßige Bettformen in einer Rinne erstellt, die Strömung durch die Bettformen visualisiert und Computersimulationen verwendet, um die hyporheische Strömung zu simulieren.  Die Computersimulationen lassen sich gut mit den experimentellen Beobachtungen vergleichen.  Diese gekoppelte Simulation und das Experiment eignen sich sowohl für Forschungs- als auch für Bildungszwecke.

Visualisierung wortlich Übermittlung über bedforms Mit Dye Experimente und Simulation

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