Un sistema di esposizione di flusso-through per valutare sospeso Sedimenti Effetti sulla vita acquatica

L'obiettivo generale di questa tecnologia sperimentale è fornire un sistema di esposizione a flusso continuo robusto e flessibile per il mantenimento di sedimenti e sospensioni, per studiare gli effetti dei sedimenti sospesi su varie specie acquatiche e fasi di vita in laboratorio. Questa tecnologia può aiutarci a rispondere a domande chiave nel campo della tossicologia ambientale per migliorare la nostra comprensione degli effetti di fattori di stress fisici come i sedimenti sospesi negli ambienti acquatici. Il vantaggio principale di questa tecnologia è la capacità di simulare la sospensione dei sedimenti per le pratiche di gestione in entrata per ridurre le interazioni tra organismi acquatici e sedimenti sospesi.

Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sugli effetti del dragaggio, può anche essere utilizzato per valutare gli effetti dei sedimenti sospesi derivanti dal traffico navale, dalle mareggiate e dalle tempeste. La dimostrazione visiva di questa tecnologia è fondamentale, poiché le fasi della sua costruzione combinate con la sua calibrazione sono fondamentali per un'applicazione di successo. Iniziare la costruzione e l'assemblaggio del modulo e del bagno d'acqua come descritto nel protocollo di testo.

Per costruire uno scarico a sfioro, utilizzare una sega a tazza per tagliare un foro di 2,54 centimetri di diametro a cinque centimetri dalla parte superiore di un serbatoio in polietilene con fondo a cupola da 19 litri. Installare un raccordo da paratia e un inserto all'esterno della paratia che funga da scarico del troppo pieno. Per costruire l'ingresso dell'acqua del liquame, utilizzare una sega a tazza per tagliare un altro foro di 2,54 centimetri di diametro a cinque centimetri dalla parte superiore dell'acquario.

Installare un altro raccordo da paratia e un portagomma a gomito filettato. Per costruire l'uscita della pompa, praticare lo stesso tipo di foro al centro del fondo del serbatoio e installare un raccordo a paratia. Infilare il lato esterno della paratia con un raccordo per tubo flessibile a gomito.

Per costruire l'ingresso della pompa, tagliare un altro foro situato fuori centro del fondo del serbatoio e installare un raccordo a paratia. Infilare il lato esterno della paratia con un raccordo per tubo flessibile a gomito. Sul lato esterno del serbatoio del bagnomaria, misurare a nove centimetri dal fondo e tracciare una linea lungo la lunghezza del serbatoio.

Seguendo la linea, tagliare un paio di fori di 2,54 centimetri di diametro lungo la lunghezza del bagno d'acqua per ogni acquario e installare i raccordi per paratie. Montare le pompe a trascinamento magnetico su un supporto che si inserisca sotto il bagno d'acqua lungo il lato contenente i fori e i raccordi delle paratie per il collegamento agli acquari. Installare un interruttore del cavo in linea per ciascuna pompa o collegare le pompe a una scatola di commutazione per l'alimentazione.

Infilare il lato esterno delle paratie del serbatoio del bagno d'acqua con i portagomma. Collegare il tubo in vinile all'ingresso e all'uscita della pompa prima di collegarlo alle paratie che vanno all'acquario appropriato. All'interno del bagnomaria, installare un inserto a sgancio rapido nella paratia.

Dopo aver collegato ogni acquario a una pompa, collegare il tubo in vinile alle punte del tubo installate sul fondo dell'acquario e collegare il tubo alla valvola a sgancio rapido. Quindi, collegare gli sganci rapidi tra la pompa e l'acquario. Installare una valvola a sfera in questo collegamento per isolare la pompa per scopi di manutenzione.

Quindi, collegare lo scarico di troppo pieno di ciascun acquario allo scarico comune tramite un tubo in vinile. Quindi collegare lo scarico comune allo scarico del bagnomaria. Collegare ogni ingresso dell'acqua dei liquami dell'acquario al sistema di liquami e acqua installato sulla parte superiore del modulo.

Collegare lo scarico del serbatoio dei liquami all'ingresso di una pompa pneumatica a doppia membrana che è stata montata su un supporto accanto a un serbatoio dei liquami. Incorporare un PVCT per dirigere il liquame verso la pompa o lo scarico del laboratorio. Incorpora anche valvole che collegano il serbatoio e la pompa per isolarli per la manutenzione.

Per alimentare la pompa, collegarla al compressore d'aria dell'edificio del laboratorio. Montare un tubo in PVC sopra i moduli e creare una linea di ricircolo per fornire il liquame a ciascun acquario su richiesta. Nel punto di utilizzo situato più lontano dal serbatoio del liquame, installare una linea di ritorno per trasportare il liquame inutilizzato al serbatoio.

Utilizzare PVC flessibile e raccordi di raccordo per il collegamento tra i moduli. Collegare le elettrovalvole a solenoide dei residui al tubo dei residui di ricircolo utilizzando i tee, le valvole a sfera e i raccordi dell'unione, per isolare i solenoidi dal tubo principale del PVC per la manutenzione. Assicurandosi che ogni elettrovalvola si trovi sopra l'acquario che fornisce, collegare le elettrovalvole agli acquari corrispondenti come descritto nel protocollo di testo.

Installare un sensore ottico di retrodiffusione o OBS in ogni acquario vicino all'ingresso dell'acqua di liquame per misurare la torbidità. Posizionare il sensore in modo che sia immerso a circa cinque centimetri sotto la superficie dell'acqua con il sensore rivolto verso il centro della vasca. Utilizzare un morsetto o un altro dispositivo per montare il sensore.

Installare un OBS nel serbatoio del liquame e posizionare il sensore in modo che sia completamente immerso a circa 20 centimetri sotto la superficie dell'acqua. Quindi, cablare le elettrovalvole dell'acqua e dei liquami. L'OBS si trova in ogni acquario e serbatoio dei liquami e una coppia termica situata in ogni bagno d'acqua, in scatole di giunzione elettriche montate sulla parte superiore del modulo in un dispositivo di acquisizione dati.

Installare disconnessioni rapide alle estremità dei terminali di tutti i cablaggi, ove possibile. Procedere alla progettazione di un'applicazione informatica per l'acquisizione dei dati, il controllo degli strumenti e l'automazione come descritto nel protocollo di testo. Per prepararsi all'esperimento, avviare la pompa per far ricircolare l'acqua del rubinetto filtrata al carbone che è stata utilizzata per riempire il serbatoio dei liquami.

In un contenitore separato, utilizzare un miscelatore meccanico per omogeneizzare il sedimento di prova. Dopo che il sedimento è stato omogeneizzato, rimuoverne una piccola porzione e introdurla nel serbatoio del liquame utilizzando un becher graduato in polipropilene. Continuare a introdurre sedimenti fino a raggiungere 1000 NTU.

Nel programma, vai alla scheda del bagno d'acqua e avvia tutti i profili dell'acquario. Dopo aver azionato il FLEES per almeno un'ora in modo che le NTU possano stabilizzarsi in ogni acquario, attivare la registrazione dei dati per registrare le letture NTU da parte di ciascun OBS dell'acquario. Per la misurazione TSS, raccogliere tre campioni d'acqua da 100 millilitri da ciascun acquario a cui è stato assegnato un trattamento TSS inferiore a 500 milligrammi per litro.

Raccogliere separatamente tre campioni d'acqua da 50 millilitri da ciascun acquario a cui è stato assegnato un trattamento TSS maggiore o uguale a 500 milligrammi per litro. Misura il TSS filtrando sottovuoto i campioni attraverso carta da filtro prepesata da 0,45 micron. Immediatamente dopo il filtraggio, asciugare il filtro e il contenuto a 105 gradi Celsius per un minimo di quattro ore.

E poi ripesare con l'approssimazione di 0,1 milligrammi. Utilizzare la media dei tre campioni come misura della TSS in ciascun acquario. Per eseguire l'esperimento, accendere prima tutto l'hardware FLEES utilizzato per l'acquisizione dei dati, il controllo degli strumenti e l'automazione.

Dopo aver riempito gli acquari, i bagni d'acqua e il serbatoio dell'acqua con l'acqua di prova desiderata, avviare tutti gli scambiatori di calore del refrigeratore d'acqua. Inoltre, confermare e regolare il ciclo di luce. Avviare la pompa per far ricircolare l'acqua del rubinetto filtrata a carbone che è stata utilizzata per riempire il serbatoio del liquame.

Quindi, rimuovere una piccola porzione di sedimento omogeneizzato e introdurlo nel serbatoio del liquame. Continuare a introdurre sedimenti fino a raggiungere 1000 NTU. Quindi crea un profilo per ogni acquario come descritto nel protocollo di testo.

Dopo che gli animali sono stati stoccati negli acquari come descritto nel protocollo di testo, accedi alla GUI e vai alla scheda del bagno d'acqua per avviare tutti i profili dell'acquario. Dopo aver azionato il FLEES per almeno un'ora, attivare la registrazione dei dati per registrare le letture NTU da parte di ciascun OBS dell'acquario. Le concentrazioni di NTU e TSS corrispondenti vengono mantenute negli acquari sperimentali per raggiungere le concentrazioni target di sedimenti sospesi.

In questo esempio, il FLEES ha valutato se il sedimento sospeso potesse essere mantenuto per un periodo di tre giorni. Allo stesso modo, le concentrazioni di NTU e TSS corrispondenti possono essere mantenute a concentrazioni considerevolmente più basse che rappresentano le condizioni ambientali. Il FLEES viene calibrato utilizzando sedimenti di prova per quantificare la relazione tra TSS e torbidità per garantire il raggiungimento delle concentrazioni target di TSS.

La relazione tra NTU e TSS è mostrata per un esempio di sedimento di prova valutato nel FLEES. Una volta che FLEES è costruito e funziona correttamente, è abbastanza flessibile da valutare gli effetti dei sedimenti sospesi su più specie acquatiche in fasi di vita di varie dimensioni, dalle uova agli adulti, a seconda della specie. È importante ricordare che il passaggio più critico della metodologia è quello di calibrare il FLEES con ogni sedimento di prova.

In questo modo è possibile quantificare la relazione tra i solidi sospesi totali e la torbidità, consentendo così l'abbinamento delle concentrazioni target di TSS. Dopo il suo sviluppo, la tecnologia FLEES ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della tossicologia ambientale per studiare gli effetti dei sedimenti sospesi su un'ampia varietà di organismi acquatici. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come costruire e utilizzare la tecnologia nel tuo laboratorio.

Poiché le funzioni di automazione e programmazione consentono di regolare facilmente le concentrazioni totali di solidi sospesi per soddisfare le esigenze sperimentali.