Przepływowy system ekspozycji do oceny wpływu zawieszonych osadów na organizmy wodne

Ogólnym celem tej eksperymentalnej technologii jest dostarczenie solidnego i elastycznego przepływowego systemu ekspozycji do utrzymywania osadu i zawiesiny, w celu zbadania wpływu zawieszonego osadu na różne gatunki wodne i etapy życia w laboratorium. Technologia ta może pomóc nam odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie toksykologii środowiskowej, aby lepiej zrozumieć wpływ fizycznych czynników stresogennych, takich jak zawieszone osady w środowisku wodnym. Główną zaletą tej technologii jest możliwość symulacji zawieszenia osadów dla przychodzących praktyk zarządzania w celu zmniejszenia interakcji między organizmami wodnymi a zawieszonymi osadami.

Chociaż metoda ta może zapewnić wgląd w skutki pogłębiania, może być również stosowana do oceny skutków zawieszonych osadów wynikających z ruchu statków, świeżości i sztormów. Wizualna demonstracja tej technologii ma kluczowe znaczenie, ponieważ etapy jej budowy w połączeniu z kalibracją mają kluczowe znaczenie dla pomyślnego zastosowania. Rozpocznij budowę i montaż modułu oraz łaźni wodnej zgodnie z opisem w protokole tekstowym.

Aby zbudować odpływ przelewowy, użyj otwornicy, aby wyciąć otwór o średnicy 2.54 centymetra pięć centymetrów od góry 19-litrowego zbiornika polietylenowego z kopułą dna. Zamontuj złączkę grodziową i wkładkę na zewnątrz przegrody, aby służyły jako odpływ przelewowy. Aby zbudować wlot wody do gnojowicy, użyj otwornicy, aby wyciąć kolejny otwór o średnicy 2,54 centymetra pięć centymetrów od góry akwarium.

Zamontuj kolejną złączkę grodziową i gwintowaną króciec węża kolankowego. Aby zbudować wylot pompy, wytnij ten sam typ otworu przez środek dna zbiornika i zainstaluj łącznik grodziowy. Gwintować zewnętrzną stronę grodzi za pomocą kolankowej złączki do węża.

Aby zbudować wlot pompy, wytnij kolejny otwór znajdujący się poza środkiem dna zbiornika i zainstaluj łącznik grodziowy. Gwintować zewnętrzną stronę grodzi za pomocą kolankowej złączki do węża. Po zewnętrznej stronie zbiornika łaźni wodnej zmierz dziewięć centymetrów od dna i narysuj linię wzdłuż zbiornika.

Podążając za linią, wytnij parę otworów o średnicy 2,54 centymetra wzdłuż długości łaźni wodnej dla każdego akwarium i zainstaluj łączniki grodziowe. Zamontuj pompy z napędem magnetycznym na stojaku, który zmieści się pod łaźnią wodną wzdłuż strony zawierającej otwory i złączki grodziowe do podłączenia do akwariów. Zainstaluj wbudowany przełącznik przewodowy dla każdej pompy lub podłącz pompy do skrzynki rozdzielczej w celu zasilania.

Gwintować zewnętrzną stronę grodzi zbiornika kąpieli wodnej za pomocą zadziorów węża. Podłącz rurkę winylową do wlotu i wylotu pompy przed podłączeniem jej do grodzi prowadzących do odpowiedniego akwarium. Wewnątrz łaźni wodnej zamontować wkładkę szybkiego odłączania w przegrodzie.

Po podłączeniu każdego akwarium do pompy, przymocuj rurki winylowe do króćców węża zainstalowanych na dnie akwariów i przymocuj rurkę do króćca węża zaworu szybkozłączki. Następnie podłącz szybkozłączki między pompą a akwarium. W tym połączeniu zamontuj zawór kulowy, aby odizolować pompę do celów konserwacyjnych.

Następnie podłącz odpływ przelewowy każdego akwarium do wspólnego odpływu za pomocą rurki winylowej. Następnie podłącz wspólny odpływ do odpływu łaźni wodnej. Podłącz każdy wlot wody do gnojowicy akwariowej do systemu gnojowicy i wody zainstalowanego na górze modułu.

Podłącz spust zbiornika gnojowicy do wlotu pneumatycznej pompy dwumembranowej, która została zamontowana na stojaku obok zbiornika na gnojowicę. Włączyć PVCT, aby skierować gnojowicę do pompy lub do odpływu laboratoryjnego. Dołącz również zawory łączące zbiornik i pompę, aby odizolować je w celu konserwacji.

Aby zasilić pompę, należy podłączyć ją do sprężarki powietrza w budynku laboratorium. Zamontuj rurę PVC na modułach i utwórz linię recyrkulacyjną, aby dostarczyć gnojowicę do każdego akwarium na żądanie. W miejscu użytkowania znajdującym się najdalej od zbiornika gnojowicy należy zainstalować przewód powrotny, aby przetransportować niewykorzystaną gnojowicę z powrotem do zbiornika.

Użyj elastycznych złączek PVC i złączek do łączenia między modułami. Podłącz zawory elektromagnetyczne gnojowicy do rury recyrkulacyjnej gnojowicy za pomocą trójników, zaworów kulowych i złączek, aby odizolować elektrozawory od głównej rury PVC w celu konserwacji. Upewniając się, że każdy zawór elektromagnetyczny znajduje się nad akwarium, które zasila, podłącz zawory elektromagnetyczne do odpowiednich akwariów, jak opisano w protokole tekstowym.

Zainstaluj optyczny czujnik rozproszenia wstecznego lub OBS w każdym akwarium obok wlotu wody z gnojowicy, aby zmierzyć zmętnienie. Ustaw czujnik tak, aby był zanurzony około pięciu centymetrów pod powierzchnią wody, z czujnikiem skierowanym w stronę środka zbiornika. Użyj clamp lub inne urządzenie do zamontowania czujnika.

Zainstaluj OBS w zbiorniku na gnojowicę i ustaw czujnik tak, aby był całkowicie zanurzony około 20 centymetrów pod powierzchnią wody. Następnie podłącz zawory elektromagnetyczne wody i gnojowicy. OBS znajduje się w każdym akwarium i zbiorniku na gnojowicę, a para termiczna znajduje się przy każdej kąpieli wodnej, w elektrycznych skrzynkach połączeniowych zamontowanych na górze modułu w urządzeniu do akwizycji danych.

Jeśli to możliwe, zainstaluj szybkozłącza na końcach zacisków całego okablowania. Przejdź do projektowania aplikacji komputerowej do akwizycji danych, sterowania przyrządami i automatyzacji zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Aby przygotować się do eksperymentu, uruchom pompę w celu recyrkulacji przefiltrowanej węglem wody z kranu, która została użyta do napełnienia zbiornika na gnojowicę.

W oddzielnym pojemniku użyć mieszalnika mechanicznego do homogenizacji badanego osadu. Po homogenizacji osadu usuń niewielką część i wprowadź ją do zbiornika na gnojowicę za pomocą zlewki polipropylenowej z podziałką. Kontynuuj wprowadzanie osadu, aż zostanie osiągnięte 1000 NTU.

W programie przejdź do zakładki kąpiel wodna i uruchom wszystkie profile akwariowe. Po uruchomieniu FLEES przez co najmniej godzinę, aby NTU mogły ustabilizować się w każdym akwarium, włącz rejestrowanie danych, aby rejestrować odczyty NTU przez każdy OBS akwarium. Do pomiaru TSS zbierz trzy 100-mililitrowe próbki wody z każdego akwarium, któremu przypisano zabieg TSS mniejszy niż 500 miligramów na litr.

Oddzielnie zbierz trzy 50-mililitrowe próbki wody z każdego akwarium, któremu przypisano leczenie TSS większe lub równe 500 miligramów na litr. Zmierz TSS, filtrując próżniowo próbki przez wstępnie zważoną bibułę filtracyjną o grubości 0,45 mikrona. Natychmiast po filtracji wysuszyć filtr i zawartość w temperaturze 105 stopni Celsjusza przez co najmniej cztery godziny.

A następnie ponownie zważyć z dokładnością do 0,1 miligrama. Użyj średniej z trzech próbek jako miary TSS w każdym akwarium. Aby przeprowadzić eksperyment, najpierw włącz cały sprzęt FLEES używany do pozyskiwania danych, sterowania przyrządami i automatyzacji.

Po napełnieniu akwariów, łaźni wodnych i zbiornika wodnego żądaną wodą testową, uruchom wszystkie wymienniki ciepła agregatu wodnego. Potwierdź i dostosuj cykl świetlny. Uruchom pompę, aby recyrkulować wodę z kranu z filtrem węglowym, która została użyta do napełnienia zbiornika na gnojowicę.

Następnie usuń niewielką porcję osadu homogenizowanego i wprowadź go do zbiornika na gnojowicę. Kontynuuj wprowadzanie osadu, aż zostanie osiągnięte 1000 NTU. Następnie utwórz profil dla każdego akwarium zgodnie z opisem w protokole tekstowym.

Po umieszczeniu zwierząt w akwariach zgodnie z opisem w protokole tekstowym, uzyskaj dostęp do GUI i przejdź do zakładki kąpieli wodnej, aby uruchomić wszystkie profile akwariów. Po uruchomieniu FLEES przez co najmniej jedną godzinę, włącz rejestrowanie danych, aby rejestrować odczyty NTU przez każdy OBS akwarium. Stężenia NTU i odpowiadające im TSS są utrzymywane w akwariach eksperymentalnych w celu osiągnięcia docelowych stężeń osadów zawieszonych.

W tym przykładzie w ramach projektu FLEES oceniono, czy zawieszony osad może być utrzymany przez okres trzech dni. Podobnie, stężenia NTU i odpowiadające im TSS mogą być utrzymywane na znacznie niższych poziomach odpowiadających warunkom otoczenia. FLEES jest kalibrowany przy użyciu badanego osadu w celu ilościowego określenia zależności między TSS a zmętnieniem, aby zapewnić osiągnięcie docelowych stężeń TSS.

Zależność między NTU i TSS jest wyświetlana dla przykładowego badanego osadu ocenianego w FLEES. Po skonstruowaniu i prawidłowym działaniu FLEES jest wystarczająco elastyczny, aby ocenić wpływ zawieszonych osadów na wiele gatunków wodnych w stadiach życia o różnych rozmiarach, od jaj do dorosłych osobników, w zależności od gatunku. Należy pamiętać, że najbardziej krytycznym krokiem w metodologii jest kalibracja FLEES z każdym badanym osadem.

W ten sposób można określić ilościowo zależność między całkowitą zawiesiną ciał stałych a zmętnieniem, umożliwiając w ten sposób dopasowanie docelowych stężeń TSS. Po opracowaniu technologia FLEES utorowała drogę naukowcom zajmującym się toksykologią środowiskową do zbadania wpływu zawieszonych osadów na szeroką gamę organizmów wodnych. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonstruować i wykorzystać tę technologię we własnym laboratorium.

Ponieważ funkcje automatyzacji i programowania umożliwiają łatwe dostosowanie całkowitych stężeń zawiesiny do potrzeb eksperymentalnych.