水生生物に浮遊堆積物の影響を評価するためのフロースルー露光装置

この実験技術の全体的な目標は、堆積物と懸濁液を維持するための堅牢で柔軟なフロースルー露光システムを提供し、浮遊堆積物が実験室内のさまざまな水生生物種やライフステージに及ぼす影響を調査することです。この技術は、環境毒物学の分野における重要な質問に答え、水生環境における浮遊堆積物などの物理的ストレッサーの影響についての理解を深めるのに役立ちます。この技術の主な利点は、水生生物と懸濁堆積物との間の相互作用を減らすために、流入する管理慣行のために堆積物懸濁液をシミュレートする能力です。

この方法は、浚渫の影響についての洞察を提供しますが、船舶の交通、フレッシュエット、および暴風雨に起因する浮遊堆積物の影響を評価するためにも使用できます。この技術の視覚的なデモンストレーションは、その構築ステップとキャリブレーションの組み合わせがアプリケーションの成功に不可欠であるため、非常に重要です。テキストプロトコルで説明されているように、モジュールとウォーターバスの構築と組み立てを開始します。

オーバーフロードレンを構築するには、ホールソーを使用して、19リットルのドーム型底ポリエチレンタンクの上部から5センチメートルの直径2.54センチメートルの穴を切ります。バルクヘッドフィッティングとインサートをバルクヘッドの外側に取り付けて、オーバーフロードレンとして機能します。スラリー水入口を構築するには、ホールソーを使用して、水槽の上部から5センチメートルのところに直径2.54センチメートルの穴を開けます。

別のバルクヘッドフィッティングとネジ付きエルボーホースバーブを取り付けます。ポンプ出口の構築には、タンク底の中央に同じタイプの穴を開け、バルクヘッドフィッティングを取り付けます。バルクヘッドの外側をエルボーホースフィッティングでねじ込みます。

ポンプインレットを構築するには、タンク底部の中心から外れた場所に別の穴を開け、バルクヘッドフィッティングを取り付けます。バルクヘッドの外側をエルボーホースフィッティングでねじ込みます。ウォーターバスタンクの外側で、底から9センチメートルを測定し、タンクの長さに沿って線を引きます。

線に沿って、各水槽のウォーターバスの長さに沿って直径2.54センチメートルの穴を一対切り取り、バルクヘッドフィッティングを取り付けます。磁気駆動ポンプは、水槽に接続するための穴と隔壁継手を含む側に沿って、ウォーターバスの下に収まるスタンドに取り付けます。各ポンプにインラインコードスイッチを取り付けるか、ポンプをスイッチボックスに配線して電源を供給します。

ウォーターバスタンクの隔壁の外側にホースバーブを通します。ビニールチューブをポンプの入口と出口に取り付けてから、適切な水槽に行く隔壁に接続します。ウォーターバスの内側に、クイックディスコネクトインサートをバルクヘッドに取り付けます。

各水槽をポンプに接続した後、水槽の底に設置されたホースバーブにビニールチューブを取り付け、クイックディスコネクトバルブホースバーブにチューブを取り付けます。次に、ポンプと水槽の間のクイックディスコネクトを接続します。この接続にボールバルブを取り付けて、メンテナンスのためにポンプを分離します。

次に、各水槽のオーバーフロードレンをビニールチューブを介して共通のドレンに接続します。次に、共通のドレンをウォーターバスドレンに接続します。各水槽のスラリー水入口を、モジュールの上部に設置されたスラリーおよび水システムに接続します。

スラリータンクのドレンを、スラリータンクの隣のスタンドに取り付けられた空気式ダブルダイヤフラムポンプの入口に接続します。PVCTを組み込んで、スラリーをポンプまたは実験室のドレンに導きます。また、タンクとポンプをつなぐバルブを組み込んで、メンテナンスのためにそれらを分離します。

ポンプに電力を供給するには、ポンプを研究所棟の空気圧縮機に接続します。モジュールの上にPVCパイプを取り付け、必要に応じて各水槽にスラリーを供給するための再循環ラインを作成します。スラリー貯留層から最も遠い使用場所には、未使用のスラリーを貯留層に戻すためのリターンラインを設置します。

柔軟なPVCとユニオンフィッティングを使用して、モジュール間を接続します。スラリーソレノイドバルブをティー、ボールバルブ、ユニオンフィッティングを使用して再循環スラリーパイプに接続し、メンテナンスのためにメインPVCパイプからソレノイドを分離します。各ソレノイドバルブが供給する水槽の上にあることを確認し、テキストプロトコルで説明されているように、ソレノイドバルブを対応する水槽に接続します。

濁度を測定するために、スラリー水入口の隣にある各水槽に光学式後方散乱センサーまたはOBSを取り付けます。センサーがタンクの中央を向くように、センサーが水面から約5cm下に沈むようにセンサーを配置します。clを使用する amp センサーを取り付けるには、またはその他のデバイスを使用します。

スラリーリザーバーにOBSを取り付け、センサーが水面から約20cm下に完全に沈むようにセンサーを配置します。次に、水とスラリーの電磁弁を配線します。OBSは、各水槽とスラリータンク、および各ウォーターバスにある熱電対に配置され、モジュールの上部に取り付けられた電気ジャンクションボックスからデータ収集デバイスに配置されています。

可能な限り、すべての配線の端子端にクイックディスコネクトを取り付けます。テキストプロトコルで説明されているように、データ集録、計測器制御、および自動化のためのコンピュータアプリケーションの設計に進みます。実験の準備として、スラリータンクに充填するために使用された炭素ろ過された水道水を再循環させるポンプを始動します。

別の容器で、メカニカルミキサーを使用して試験沈殿物を均質化します。沈殿物が均質化された後、少量を取り除き、目盛り付きポリプロピレンビーカーを使用してスラリータンクに導入します。1000 NTUが達成されるまで堆積物を導入し続けます。

プログラムで、ウォーターバスタブに移動し、すべての水槽プロファイルを開始します。NTUが各水槽で安定するようにFLEESを少なくとも1時間操作した後、データロギングをオンにして、各水槽OBSによるNTUの読み取りを記録します。TSS測定には、TSS処理が500ミリグラム/リットル未満の各水槽から100ミリリットルの水サンプルを3つ収集します。

各水槽から50ミリリットル以上のTSS処理を割り当てられた各水槽から500ミリリットルの水サンプルを3つ個別に収集します。TSSを測定するには、あらかじめ計量した0.45ミクロンの濾紙でサンプルを真空ろ過します。ろ過後すぐに、フィルターと内容物を摂氏105度で最低4時間乾燥させます。

次に、0.1ミリグラム単位で秤量し直します。各水槽のTSSの尺度として3つのサンプルの平均を使用します。実験を行うには、まず、データ集録、装置制御、および自動化に使用されるすべてのFLEESハードウェアをオンにします。

水族館、ウォーターバス、および貯水池に目的のテスト水を入れた後、すべてのウォーターチラー熱交換器を始動します。また、光のサイクルを確認して調整してください。ポンプを始動して、スラリータンクの充填に使用されたカーボンろ過された水道水を再循環させます。

次に、均質化沈殿物のごく一部を取り除き、スラリータンクに導入します。1000 NTUに達するまで堆積物を導入し続けます。次に、テキストプロトコルで説明されているように、各水槽のプロファイルを作成します。

テキストプロトコルで説明されているように動物が水槽にストックされたら、GUIにアクセスし、ウォーターバスタブに移動してすべての水槽プロファイルを開始します。FLEESを少なくとも1時間操作した後、データロギングをオンにして、各水族館OBSによるNTUの読み取り値を記録します。

この例では、FLEESは、懸濁堆積物が3日間にわたって維持できるかどうかを評価しました。同様に、NTUおよび対応するTSS濃度は、周囲条件を表すかなり低い濃度に維持できます。FLEESは、TSSと濁度との関係を定量化するために、試験堆積物を使用して校正され、目標TSS濃度が達成されるようにします。

NTUとTSSの関係は、FLEESで評価された試験堆積物の例を示しています。FLEESが構築され、適切に動作すると、浮遊堆積物が卵から成魚まで、種によって大きさの異なるライフステージの複数の水生生物に及ぼす影響を評価するのに十分な柔軟性が得られます。方法論の最も重要なステップは、すべてのテスト堆積物でFLEESを較正することであることを覚えておくことが重要です。

そのため、総懸濁物質と濁度との関係を定量化し、目標TSS濃度のマッチングが可能になります。開発後、FLEES技術は、環境毒物学の分野の研究者が、さまざまな水生生物に対する懸濁堆積物の影響を調査する道を開きました。このビデオを見れば、自分の研究室でこの技術を構築し、活用する方法を十分に理解できるはずです。

自動化とプログラミング機能により、総懸濁固形物濃度を実験ニーズに合わせて簡単に調整できます。