מוצגת מערכת חשיפה זרימה חזקה וגמישה שנועדה לשמור על משקעים בתרחיף. המערכת משמשת לחקירת ההשפעות של משקעים מרחפים על מינים ימיים שונים ושלבי חיים במעבדה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מוצגת מערכת חשיפה זרימה חזקה וגמישה שנועדה לשמור על משקעים בתרחיף. המערכת משמשת לחקירת ההשפעות של משקעים מרחפים על מינים ימיים שונים ושלבי חיים במעבדה.
מאמר זה מתאר את מערכת החשיפה לזחלי דגים וביצים (FLEES). מערכת החשיפה לזרימה משמשת לחקירת ההשפעות של משקעים מרחפים על מינים מימיים שונים ושלבי חיים במעבדה על ידי שימוש במשאבות ואוטומציה של אספקת משקעים ומים כדי לדמות השעיית משקעים. נתוני FLEES משמשים לפיתוח עקומות חשיפה-תגובה בין ההשפעות על אורגניזמים מימיים וריכוזי משקעים מרחפים במשך החשיפה הרצוי. נתוני ההשפעות משמשים להערכת שיטות ניהול המשמשות להפחתת האינטראקציות בין אורגניזמים מימיים וגורמים אנתרופוגניים למשקעים תלויים. ה-FLEES מסוגל לייצר ריכוזי מוצקים מרחפים (TSS) נמוכים מ-30 עד 800 מ"ג/ליטר, מה שהופך מערכת זו לבחירה אידיאלית להערכת ההשפעות של TSS הנובעות מפעילויות רבות, כולל הדמיית רמות סביבה נמוכות של TSS להערכת מקורות של משקעים מרחפים מפעולות חפירה, תנועת כלי שיט, רעננות וסערות.
פעולות חפירה להשתמש בשיטות מכאניות להסיר משקעים תחתונים נמלי ערוצי ניווט. במהלך הסרה, חלק מן המשקעים המופרעים מושעה לתוך עמודת המים, ובכך להגדיל את זה מקור של מתח פיזי מינים ימיים. בנוסף להשעייה, המשקע ניתן להוביל הרחק המחפר על ידי תנאי הסביבה לפני שהתיישב מתוך עמודת המים. השילוב של שני מנגנונים אלה כלומר אורגניזם מימי המתרחש ליד מחפר הפעלה עלול להיחשף משקעים מושעים לסבול מתופעות לוואי. כדי לענות על דאגות כאלה, חלונות סביבתיים (הגבלות חפירה עונתיות) משמשים באופן שגרתי כפרקטיקה וניהול כדי לצמצם או למנוע סיכון של השפעות מזיקות של משקעי מושעת מפעילת חפירה על משאבים מימיים 1,2.
חלונות סביבה מבוססות לרוב להגן בסכנת הכחדה, מאוים אומסחרי מינים בעלי ערך כגון (vitreus סנדר) הדג ו צדפה מזרחית (virginica Crassostrea) 3. ההצדקה לתמיכה להטלת חלון סביבה לעתים קרובות מתמקדת באופן שבו פעילויות מחפר פוטנציאליות עלולות פיזית להפריע (למשל, משקעים מושעים) היכולת של בעל חיים כדי להשלים חלק מסוים של היסטורית החיים שלה. שלבי החיים שהובאו בהן לעיתים קרובות ביצים וזחלים לשמירת נתיבי הנדידה פתוחות מינים anadromous 3. עם זאת, קיים מידע מוגבל לגבי השפעות ביולוגיות ספציפי מינים רלוונטיות 4,5 משקעים מושעים זמין להודיע באמצעות חלונות סביבתיים ככלי לניהול סיכונים.
מסיבות אלה, בורח תוכנן, נבנה, להשתמש כדי לדמות את ההשעיה של משקעים, ולקבוע השפעותיו על שלבי החיים המוקדמים של אורגניזמים ימיים. בורח מחקרים להשתמש חלקיקים משקעים דקי-גרגירים (כלומר, בעיקר silts,טיט, וחולות בסדר) אשר קרוב לוודאי כדי לרחף ולנדוד קליעה מהמקור. בורח מסוגל ביצי דגים בדיקות וזחלים, אבל זה יכול גם להיות retrofitted כדי להתאים אורגניזמים ימיים אחרים, מה שהופך אותו יכולת ייחודית. נתוני התגובה הביולוגיים שהתקבלו לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להעריך את ההשפעות של משקעים מושעים. ההליכים הבאים לספק סקירה של כמה הטכנולוגיה יכולה להיבנות ומופעלת להניב ריכוזי משקעי דיר מושעים ונתוני אפקטים באמצעות מינים ימיים שונים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל בורח ניסויים עם חוליות בוצעו תחת המהנדס המתאים מחקר ופיתוח מרכז (ERDC) טיפול בבעלי חיים מוסדי סביבת מעבדה ופרוטוקולים השתמשו.
1. בורח מודולים, אמבט מים, ו Aquaria
-page = "1"> 
איור 1. תרשים סכמטי של זחלי דגי ביצת חשיפת מערכת (בורח). בורח הוא מודולרי ולכן הוא יביל. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2. מיכל פוליאתילן. טנק פוליאתילן התחתון כיפה 19 L מראה לטמיון ההצפה (למעלה, עם הוספת מסך; 1.3.1; 5.6.1), כניסת מי תרחיף (מרפק ימין; 1.3.2), שקע משאבה (למטה במרכז; 1.3.3), כניסה לשאוב (מחוץ למרכז תחתון; 1.3.4), חללית הערת מהדק (4.1), ומסך תחתון (טבעת שחורה על התחתונה; 5.6.1). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של tדמותו.

איור 3. אמבט מים. סקירה כללית של באמבט מים עם חמישה באקווריומים מסודרים בשתי שורות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
2. מערכת Slurry

איור 4. מיכל Slurry. Cone-תחתית מכל slurry עם כיסוי ולעמוד פולים. טמפרטורת מי Slurry נשלטת על ידי Chiller מים מוקם בקומה השמאלית של העמדה. הטנק מחובר אוויר המופעלות משאבת פעמיים הסרעפת (חזית שמאל) כדי לספק סלארי לכל האקווריום (2.2). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
3. מערכת מים
4. חיישנים, קליטת נתונים, בקרת מכשיר ואוטומציה
5. הכנה ניסויית

איור 5. בורח קאמרי משנה. סקירה כללית של תת-קאמרי חשיפה מושעה באקווריום ללא משקעים הוסיפו (משמאל). הזחלים דג בגודל המתאים יכול להיות בתוך תא משנה כדי לצמצם את האפשרות של בריחה ולפציעה (מימין). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
6. פרוצדורות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
סדרה של ריצות מבצעיות מתבצעת לפני תחילת ניסוי כדי להבטיח כי בורח מספק את הריכוזים המתאימים של משקעים לכל האקווריום (סעיפים 5.5 ו -6.2). איור 6 ממחיש כיצד ריכוז NTU נשמרים באקווריום ניסיוני מנת להגיע לריכוזי משקעי מושעה יעד. בדוגמא זו, בורח העריך האם משקע שנאחז יכול להישמר במשך תקופה של שלושה ימים עם משקעי מבחן המוצעים, משך חשיפה אופייני ניסויים כאלה המדמים חשיפות טיפוסיות בתחום. כל אחד באקווריום נקבע לשמור על עכירות באופן עקבי במשך...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הטכנולוגיה בורחת משפרת על שיטות קיימות 4,9 ידי שמירה ושליטת משקעים מושעים על פני טווח רחב של זמני חשיפה וריכוזיים משקעים מושעים באמצעות אוטומטית, מערכת מבוקרת מחשב. הטכנולוגיה היא כזה גמיש שזה יכול לשמש כדי להעריך את ההשפעות של משקעים מושעים מינים רבים מימיים ונמצא בשלבים שונים בחיים, בגדלים שונים מן הביצים מבוגרות בהתאם למין. בעתיד, הטכנולוגיה היא מסוגלת להעריך השפעות משקעים מושעים צמחיית מים שקועה.
ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדעות, הפרשנויות, המסקנות וההמלצות הן של המחברים ואינן בהכרח מאושרות על ידי צבא ארה"ב. ציטוטים של ארגונים מסחריים או שמות מסחריים בדוח זה אינם מהווים אישור רשמי של המחלקה או אישור של הצבא למוצרים או לשירותים של ארגונים אלה. המחברים ברטון ס. סודל וג'סטין ל. וילקנס, שניהם ממרכז המחקר והפיתוח של צבא ארה"ב, מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
מחקר זה מומן על ידי חיל ההנדסה של צבא ארה"ב ותוכנית המחקר הסביבתי של חיל ההנדסה של צבא ארה"ב, טוד ברידג'ס, מנהל. ניתן אישור על ידי ראש המהנדסים לפרסם חומר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| רשימת חלקים למודול FLEES אחד, אמבט מים ואקווריום | |||
| >עמוד, עץ - משמש לבניית מודול (חתוך ל-78 אינץ') | ספק מקומי | N/A | כמות: 4 גודל: 4 אינץ' x 4 אינץ' x 8 רגל |
| דיקט, דרגה ימית - מהודק לעמודי עץ כ-18 אינץ' מהקרקע - להחזקת אמבט מים (60 אינץ' x 42 אינץ') | ספק מקומי | N/A | כמות: 1 גודל: 3/4 אינץ' x 4 רגל x 8 רגל |
| דיקט - מהודק על גבי עמודי עץ - להחזקת צינורות, סולנואידים וחשמל (60 אינץ' x 42 אינץ') | ספק מקומי | N/A | כמות: 1 גודל: 1/4 אינץ' x 4 רגל x 8 רגל |
| חתיך, עץ - משמש לחיזוק דיקט ועמודי עץ (חתוך להתאמה) | ספק מקומי | N/A | כמות: 4 גודל: 2 אינץ' x 4 אינץ' x 96 במיכל |
| , פיברגלס - אמבט מים עם שני ניקוזים: 1) לאספקת צ'ילר; ו-2) לניקוז מים | Hydro Composites, LLC, Stockdale, TX, USA | FBT-226 | כמות: 1 גודל: צ'ילר 150 גל |
| , מים עם משאבה עצמאית - לאמבט מים; הצ'ילר יושב מתחת למודול | Remcor Products Co., גלנדייל הייטס, אילינוי, ארה"ב | CFF-500 | כמות: 1 גודל: 1/2 מיכל כ"ס |
| , תחתית כיפה - FLEES aquaria - לשבת בתוך אמבט מים | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 5197 | כמות: 5 גודל: מיכל 19 ליטר |
| , מעמד - מעמד אקרילי, 12 אינץ' x 12 אינץ' x 6 אינץ' - להחזיק אקווריומים | שנבנו בהתאמה אישית על ידי חנויות ERDC | N/A | כמות: 5 גודל: |
| משאבה מותאמת אישית, כונן מגנטי - להשעיית משקעים בכל אקווריום | March Manufacturing Inc., Glenview, IL, USA | MDX-3-1/2 115 V | כמות: 5 גודל: 28 ליטר לדקה |
| אור, LED - מותקן מעל אמבט מים | C2 Development, Inc., Ames, IA, USA | Hydra 26 | כמות: 2 גודל: מבוסס על שטח לאור |
| צינור, PVC לוח זמנים 40 - מותקן בניקוז אמבט מים כדי לשלוט במפלס המים | מקומי | N/A | כמות: - גודל: 1 |
| באביזרים, מחיצה - לאקווריום/אמבט מים חיבורים למשאבות, ניקוז, קווי מים ותרחיץ | Lifegard Aquatics, Cerritos, CA, ארה"ב | R270900 | כמות: 30 גודל: 1/2 באביזרי FPT x FPT |
| , ניתוק מהיר, מוסיף הברגה של צינור זכר - הכנס במחיצת מיכל | קול-פארמר, ורנון הילס, אילינוי, ארה"ב | EW-31303-36 | כמות: 10 גודל: 1/2 באביזרי MPT |
| , ניתוק מהיר, דוקרני צינור שסתומים - חיבור בין אקווריום להכנסה במחיצת מיכל | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-31303-11 | כמות: 10 גודל: 1/2 אינץ' |
| אביזרים, מרפק הברגה HDPE שחור - לחיבורי צינור ויניל אקווריה לקו slurry/water ולמשאבה | United States Plastic Corp, לימה, אוהיו, ארה"ב | 62043 | כמות: 20 גודל: 1/2 NPT x 1/2 באביזרי זיהוי צינור |
| , מתאם הברגה HDPE שחור - לחיבורים בין משאבה למחיצת מיכל | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 62017 | כמות: 10 גודל: 1/2 NPT x 1/2 בצינור זיהוי צינור |
| , ויניל - חבר slurry/קו מים לאקווריומים ולחיבור משאבות לאקווריומים | ספק מקומי | N/A | כמות: 25 ft גודל: 1/2 בצינור זיהוי |
| , ויניל - התחבר לתוספות ניקוז אקווריומים וניקוז אמבט מים | ספק מקומי N/A | כמות: 25 רגל גודל: 5/8 אינץ | |
| מהדק זיהוי, צינור, נירוסטה - כדי להדק צינור ויניל לדוקרנים בצינור | ספק מקומי | N/A | כמות: 40 גודל: #8 |
| רשימת חלקים למערכת slurry | |||
| chiller, מים עם משאבה עצמאית - יושב לצד מיכל slurry | Remcor Products Co., גלנדייל הייטס, אילינוי, ארה"ב | CFF-500 | כמות: 1 גודל: 1/2 כ"ס |
| 125 ליטר מיכל תחתון חרוט פתוח עם מעמד - 42 אינץ' x 35 אינץ' - מכיל את המים והמשקעים לייצור slurry | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8586 | כמות: 1 גודל: 125 גל |
| כיסוי למיכל 125 ליטר | States Plastic Corp, לימה, אוהיו, ארה"ב | 8935 | כמות: 1 גודל: 42 אינץ' x 35 אינץ' |
| שסתום, PVC - חבר ניקוז מיכל למשאבה - מבודד לתחזוקה | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 2 גודל: 1-1/2 |
| במשאבה, דיאפרגמה כפולה מותקנת על המעמד - משמשת למחזור Wilden-pumps.co.uk slurry | & שאיבת אוויר בע"מ, אסקס, בריטניה | P2 / PPPP / WF / WF / PTV / 400 | כמות: חיישן מפיץ מגע 1 |
| , פיזור אחורי אופטי - מדידת NTU במיכל slurry | קמפבל סיינטיפיק, לוגן, יוטה, ארה" | OBS-3 + | כמות: 1 גודל: 0-1,000 צינור NTU |
| , PVC לוח זמנים 40 - למחזור | מחדש של ספק אינסטלציה מקומי | Slurry N / A | כמות: 20 ft גודל: 1 |
| בצינור, PVC גמיש - מצויד באיחוד ומשמש לחיבור לספק | האינסטלציה המקומי | N/A | כמות: 10 ft גודל: 1 |
| באיחוד, שקע PVC Schedle 80 - חבר קו slurry עם המודול הבא | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 8 גודל: 1/2 |
| בסולנואיד, פלסטומטי (סגור בדרך כלל) - הציגו slurry | Plast-O-Matic Valves, Inc., Cedar Grove, NJ, USA | EASYMT4V12R24-PV | כמות: 5 גודל: 1/2 בהברגה NPT, 24 VAC התאמת מפיץ מגע |
| , טי PVC - חבר צינור slurry עם | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 גודל: 1 אינץ' x 1 אינץ' x 1 אינץ' החלקה x החלקה x FIPT |
| אביזרים, 1 ב שסתום כדור PVC הברגה - כבוי לאספקת slurry לקווי סולנואיד/מים | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 7 גודל: 1/2 |
| באביזרים, 1 בחיבור PVC הברגה - חבר סולנואיד slurry לכיבוי שסתום | ספק אינסטלציה מקומי | N / A | כמות: 5 גודל: 1/2 |
| בצינור, ויניל - חיבור בין סולנואיד מים לסולנואיד slurry | ספק מקומי | N/A | כמות: 50 ft גודל: 1/4 אינץ' ID |
| רשימת חלקים למערכת מים | |||
| chiller, מים עם משאבה עצמאית - יושב לצד המאגר | Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA | CFF-500 | כמות: 1 גודל: 1/2 כ"ס |
| 125 ליטר מיכל תחתון חרוט עליון פתוח עם מעמד - 42 אינץ' x 35 אינץ' - מכיל את המים והמשקעים להכנת slurry | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8586 | כמות: 1 גודל: 125 גל |
| כיסוי למיכל 125 ליטר | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8935 | כמות: 1 גודל: שסתום 42 אינץ' x 35 אינץ' |
| , PVC - חבר ניקוז מיכל למשאבת מים | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 2 גודל: 1 |
| במשאבה, כונן מגנטי, שימוש מקוון - משמש למחזור מים לאקווריומים ולצ'ילר | Little Giant, פורט וויין, אינדיאנה, ארה"ב | 3-MD-SC | כמות: 1 גודל: סולנואיד 1/12 כ"ס |
| , אלקו - הכנס מים | שהופסקו; ASCO, פלורהאם פארק, ניו ג'רזי, ארה"ב עבור | N/A | כמות: 5 גודל: 24 וולט, 1/4 באביזרי NIPT |
| , מחבר מפחית HDPE שחור - חבר 1/4 בקו מים בצינור מסולנואיד ל-1/2 בצינור | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 גודל: 1/2 בצינור מזהה x 1/4 באביזרי זיהוי צינור |
| , טי HDPE שחור - חבר 1/2 בקו מים בצינור ובתרחיץ לספק | אינסטלציה מקומי | לאקווריומים לא ישים | כמות: 5 גודל: 1/2 ב-NPT x 1/2 בצינור מזהה x 1/2 באביזרי זיהוי צינור |
| , מרפק רחוב | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 גודל: 1/2 ב-90° אביזרי MIPT x FIPT |
| , פטמות צינור הברגה PVC - חיבור אביזרי איחוד עם סולנואידים וחיבורים אחרים | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 12 גודל: 1/2 |
| באביזרים, איחוד הברגה - חבר קווי slurry/water עם המודול הבא | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 6 גודל: 1 ב-PVC |
| אביזרים, תותב מפחית - התחבר לטי מפחית בקו מים | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 גודל: 1/2 בזכר על 1/4 באביזרי FIPT נקבה |
| , פטמות צינור הברגה - חיבור בין תותב לסולנואיד מים | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 גודל: 4 אינץ' אורך x 1/4 |
| בצינור, PVC - צור חיבורים בין מיכל, משאבה וצ'ילר | ספק אינסטלציה מקומי | N/A | כמות: 5 ft גודל: לוח זמנים 40 |
| <>רשימת חלקים חזקים עבור חיישנים, התקן לרכישת נתונים ותוכנת מחשב | |||
| , LabView | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה>"ב | LabView 2015 כמות בסיס | : 1 גודל: N / A |
| SCXI-1001 מארז 12 חריצים, ארה"ב 120 VAC | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 776571-01 | כמות: 1 גודל: N / A |
| SCXI 1100 - 32 ערוצים, ± מודול קלט אנלוגי 10 V | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 776572-00 | כמות: 1 גודל: N / A |
| SCXI 1303 - בלוק מסוף המיועד למדידות צמד תרמי ברמת דיוק גבוהה | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 777687-03 | כמות: 2 גודל: N / A |
| SCXI 1102B - מודול צמד תרמי/כניסת מתח 32 ערוצים | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 776572-02B | כמות: 1 גודל: N / A |
| SCXI 1161 - מודול ממסר | לשימוש כללי National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 776572-61 | כמות: 6 גודל: N / A |
| SCXI 1300 - מודול מתח לשימוש כללי | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | 777687-00 | כמות: 1 גודל: N / A |
| PCMCIA CARD DAQCARD-AI-16E-4 | National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב | - מדור קודם | כמות: 1 גודל: N/A כרטיסים משומשים זמינים חיישן מקוון |
| , פיזור אחורי אופטי - מדוד NTU בכל אקווריום | קמפבל סיינטיפיק בע"מ, לוגן, יוטה, ארה" | OBS-3 + | כמות: 5 גודל: 0-1,000 NTU |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.