Un sistema de exposición de flujo continuo para la evaluación de sedimentos suspendidos efectos sobre la vida acuática

El objetivo general de esta tecnología experimental es ofrecer un sistema de exposición de flujo continuo robusto y flexible para el mantenimiento de sedimentos y suspensiones, para investigar los efectos de los sedimentos en suspensión en diversas especies acuáticas y etapas de vida en el laboratorio. Esta tecnología puede ayudarnos a responder preguntas clave en el campo de la toxicología ambiental para mejorar nuestra comprensión sobre los efectos de los factores de estrés físico, como los sedimentos en suspensión en ambientes acuáticos. La principal ventaja de esta tecnología es la capacidad de simular la suspensión de sedimentos para las prácticas de manejo entrantes para reducir las interacciones entre los organismos acuáticos y los sedimentos en suspensión.

Aunque este método puede proporcionar información sobre los efectos del dragado, también se puede utilizar para evaluar los efectos de los sedimentos en suspensión resultantes del tráfico de embarcaciones, las frescuras y las tormentas. La demostración visual de esta tecnología es fundamental, ya que los pasos de su construcción combinados con su calibración son fundamentales para una aplicación exitosa. Comience la construcción y el montaje del módulo y el baño de agua como se describe en el protocolo de texto.

Para construir un desagüe de desbordamiento, use una sierra de corona para cortar un orificio de 2,54 centímetros de diámetro a cinco centímetros de la parte superior de un tanque de polietileno con fondo abovedado de 19 litros. Instale un accesorio de mamparo y un inserto en el exterior del mamparo para que sirva como desagüe de desbordamiento. Para construir la entrada de agua de lodo, use una sierra de corona para cortar otro agujero de 2,54 centímetros de diámetro a cinco centímetros de la parte superior del acuario.

Instale otro accesorio de mamparo y una lengüeta de manguera de codo roscada. Para construir la salida de la bomba, corte el mismo tipo de orificio a través del medio del fondo del tanque e instale un accesorio de mamparo. Enrosque el lado exterior del mamparo con un accesorio de manguera de codo.

Para construir la entrada de la bomba, corte otro orificio ubicado fuera del centro del fondo del tanque e instale un accesorio de mamparo. Enrosque el lado exterior del mamparo con un accesorio de manguera de codo. En el lado exterior del tanque del baño de agua, mida nueve centímetros desde el fondo y dibuje una línea a lo largo del tanque.

Siguiendo la línea, corte un par de orificios de 2,54 centímetros de diámetro a lo largo del baño de agua para cada acuario e instale accesorios de mamparo. Monte las bombas de accionamiento magnético en un soporte que quepa debajo del baño de agua a lo largo del lado que contiene los orificios y los accesorios del mamparo para conectarse a los acuarios. Instale un interruptor de cable en línea para cada bomba, o conecte las bombas a una caja de interruptores para obtener energía.

Enrosque el lado exterior de los mamparos del tanque del baño de agua con púas de manguera. Conecte el tubo de vinilo a la entrada y salida de la bomba antes de conectarla a los mamparos que van al acuario apropiado. Dentro del baño de agua, instale un inserto de desconexión rápida en el mamparo.

Después de conectar cada acuario a una bomba, conecte el tubo de vinilo a las lengüetas de la manguera instaladas en el fondo del acuario y conecte el tubo a la lengüeta de la manguera de la válvula de desconexión rápida. A continuación, conecte las desconexiones rápidas entre la bomba y el acuario. Instale una válvula de bola en esta conexión para aislar la bomba con fines de mantenimiento.

A continuación, conecte el desagüe de desbordamiento de cada acuario al desagüe común a través de un tubo de vinilo. Luego conecte el desagüe común al desagüe del baño de agua. Conecte cada entrada de agua de purín del acuario al sistema de purines y agua instalado en la parte superior del módulo.

Conecte el drenaje del tanque de lodo a la entrada de una bomba neumática de doble diafragma que se haya montado en un soporte junto a un tanque de lodo. Incorpora un PVCT para dirigir el purín a la bomba o al drenaje del laboratorio. También incorporan válvulas que conectan el tanque y la bomba para aislarlos para su mantenimiento.

Para alimentar la bomba, conéctela al compresor de aire del edificio del laboratorio. Monte un tubo de PVC en la parte superior de los módulos y cree una línea de recirculación para proporcionar el purín a cada acuario a pedido. En el punto de uso ubicado más lejos del depósito de lodo, instale una línea de retorno para transportar el lodo no utilizado de regreso al depósito.

Utilice PVC flexible y accesorios de unión para conectar entre los módulos. Conecte las válvulas solenoides de lodo a la tubería de lodo de recirculación mediante T, válvulas de bola y accesorios de unión, para aislar los solenoides de la tubería principal de PVC para su mantenimiento. Asegurándose de que cada válvula solenoide esté ubicada sobre el acuario que abastece, conecte las válvulas solenoides a los acuarios correspondientes como se describe en el protocolo de texto.

Instale un sensor óptico de retrodispersión o OBS en cada acuario junto a la entrada de agua de lodo para medir la turbidez. Coloque el sensor de modo que quede sumergido a unos cinco centímetros por debajo de la superficie del agua con el sensor orientado hacia el centro del tanque. Utilice una abrazadera u otro dispositivo para montar el sensor.

Instale un OBS en el depósito de lodo y coloque el sensor de modo que quede completamente sumergido a unos 20 centímetros por debajo de la superficie del agua. A continuación, conecte las válvulas solenoides de agua y lodo. El OBS se encuentra en cada acuario y tanque de purines y un par térmico ubicado en cada baño de agua, en cajas de conexiones eléctricas montadas en la parte superior del módulo en un dispositivo de adquisición de datos.

Instale desconexiones rápidas en los extremos de los terminales de todo el cableado siempre que sea posible. Proceda a diseñar una aplicación informática para la adquisición de datos, el control de instrumentos y la automatización como se describe en el protocolo de texto. Para prepararse para el experimento, encienda la bomba para recircular el agua del grifo filtrada con carbón que se ha utilizado para llenar el tanque de lodo.

En un recipiente separado, utilice un mezclador mecánico para homogeneizar el sedimento de prueba. Una vez homogeneizado el sedimento, retire una pequeña porción e introdúzcala en el tanque de purín con un vaso de polipropileno graduado. Continúe introduciendo sedimentos hasta que se logren 1000 NTU.

En el programa, navegue hasta la pestaña del baño de agua e inicie todos los perfiles de acuario. Después de operar el FLEES durante al menos una hora para que las NTU puedan estabilizarse en cada acuario, active el registro de datos para registrar las lecturas de NTU por cada OB del acuario. Para la medición del SST, recoja tres muestras de agua de 100 mililitros de cada acuario al que se le asigne un tratamiento de SST de menos de 500 miligramos por litro.

Recoja por separado tres muestras de agua de 50 mililitros de cada acuario al que se le asigne un tratamiento de SST mayor o igual a 500 miligramos por litro. Mida el SST filtrando al vacío las muestras a través de papel de filtro de 0,45 micras previamente pesado. Inmediatamente después del filtrado, seque el filtro y el contenido a 105 grados centígrados durante un mínimo de cuatro horas.

Y luego vuelva a pesar hasta el 0,1 miligramo más cercano. Utilice el promedio de las tres muestras como medida de SST en cada acuario. Para realizar el experimento, primero encienda todo el hardware FLEES utilizado para la adquisición de datos, el control de instrumentos y la automatización.

Después de llenar los acuarios, los baños de agua y el depósito de agua con el agua de prueba deseada, encienda todos los intercambiadores de calor del enfriador de agua. Además, confirme y ajuste el ciclo de luz. Encienda la bomba para recircular el agua del grifo filtrada con carbón que se ha utilizado para llenar el tanque de lodo.

A continuación, retire una pequeña porción de sedimento homogeneizado e introdúzcalo en el depósito de purines. Continúe introduciendo sedimentos hasta que se alcancen 1000 NTU. A continuación, cree un perfil para cada acuario como se describe en el protocolo de texto.

Después de que los animales se almacenen en los acuarios como se describe en el protocolo de texto, acceda a la GUI y navegue hasta la pestaña del baño de agua para iniciar todos los perfiles del acuario. Después de la operación del FLEES durante al menos una hora, active el registro de datos para registrar las lecturas de NTU de cada OBT del acuario. Las concentraciones de NTU y TSS correspondientes se mantienen en acuarios experimentales para lograr concentraciones objetivo de sedimentos suspendidos.

En este ejemplo, el FLEES evaluó si el sedimento suspendido podía mantenerse durante un período de tres días. Del mismo modo, las concentraciones de NTU y SST correspondientes pueden mantenerse en concentraciones considerablemente más bajas que representen las condiciones ambientales. El FLEES se calibra utilizando sedimentos de prueba para cuantificar la relación entre el SST y la turbidez para garantizar que se alcancen las concentraciones objetivo de SST.

La relación entre NTU y TSS se muestra para un ejemplo de sedimento de prueba evaluado en el FLEES. Una vez que FLEES está construido y funcionando correctamente, es lo suficientemente flexible como para evaluar los efectos de los sedimentos en suspensión en múltiples especies acuáticas en etapas de vida de diferentes tamaños, desde huevos hasta adultos, dependiendo de la especie. Es importante recordar que el paso más crítico de la metodología es calibrar el FLEES con cada sedimento de prueba.

Por lo tanto, se puede cuantificar la relación entre los sólidos suspendidos totales y la turbidez, lo que permite la coincidencia de las concentraciones objetivo de SST. Después de su desarrollo, la tecnología FLEES allanó el camino para que los investigadores en el campo de la toxicología ambiental investigaran los efectos de los sedimentos en suspensión en una amplia variedad de organismos acuáticos. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo construir y utilizar la tecnología en su propio laboratorio.

Como las características de automatización y programación permiten que las concentraciones totales de sólidos suspendidos se ajusten fácilmente para satisfacer las necesidades experimentales.