Um Sistema de Exposição Fluxo através de sedimentação de Efeitos Avaliando suspensos sobre a vida aquática

O objetivo geral desta tecnologia experimental é fornecer um sistema de exposição de fluxo robusto e flexível para manter sedimentos e suspensão, para investigar os efeitos do sedimento suspenso em várias espécies aquáticas e estágios de vida em laboratório. Essa tecnologia pode nos ajudar a responder a perguntas-chave no campo da toxicologia ambiental para melhorar nossa compreensão sobre os efeitos de estressores físicos, como sedimentos suspensos em ambientes aquáticos. A principal vantagem dessa tecnologia é a capacidade de simular a suspensão de sedimentos para práticas de manejo de entrada para reduzir as interações entre organismos aquáticos e sedimentos em suspensão.

Embora esse método possa fornecer informações sobre os efeitos da dragagem, ele também pode ser usado para avaliar os efeitos de sedimentos suspensos resultantes do tráfego de embarcações, refrescos e tempestades. A demonstração visual dessa tecnologia é crítica, pois as etapas de sua construção combinadas com sua calibração são essenciais para uma aplicação bem-sucedida. Comece a construção e montagem do módulo e do banho-maria conforme descrito no protocolo de texto.

Para construir um dreno de transbordamento, use uma serra copo para cortar um orifício de 2,54 centímetros de diâmetro a cinco centímetros do topo de um tanque de polietileno de fundo abobadado de 19 litros. Instale um encaixe de anteparo e uma inserção no exterior do anteparo para servir como dreno de transbordamento. Para construir a entrada de água com lama, use uma serra copo para cortar outro orifício de 2,54 centímetros de diâmetro a cinco centímetros do topo do aquário.

Instale outro encaixe de anteparo e uma farpa de mangueira de cotovelo rosqueada. Para construir a saída da bomba, corte o mesmo tipo de orifício no meio do fundo do tanque e instale um encaixe de anteparo. Passe o lado externo do anteparo com um encaixe de mangueira de cotovelo.

Para construir a entrada da bomba, faça outro orifício localizado fora do centro do fundo do tanque e instale um encaixe de anteparo. Passe o lado externo do anteparo com um encaixe de mangueira de cotovelo. No lado externo do tanque de banho-maria, meça nove centímetros do fundo e desenhe uma linha ao longo do comprimento do tanque.

Seguindo a linha, corte um par de orifícios de 2,54 centímetros de diâmetro ao longo do comprimento do banho-maria para cada aquário e instale acessórios de anteparo. Monte as bombas de acionamento magnético em um suporte que caiba sob o banho-maria ao longo do lado que contém os orifícios e os encaixes do anteparo para conectar aos aquários. Instale um interruptor de cabo em linha para cada bomba ou conecte as bombas a uma caixa de distribuição para alimentação.

Passe o lado externo das anteparas do tanque de banho-maria com farpas de mangueira. Conecte o tubo de vinil à entrada e saída da bomba antes de conectá-lo às anteparas que vão para o aquário apropriado. Dentro do banho-maria, instale uma inserção de desconexão rápida no anteparo.

Depois de conectar cada aquário a uma bomba, conecte o tubo de vinil às farpas da mangueira instaladas na parte inferior do aquário e conecte o tubo à espiga da mangueira da válvula de desconexão rápida. Em seguida, conecte as desconexões rápidas entre a bomba e o aquário. Instale uma válvula de esfera nesta conexão para isolar a bomba para fins de manutenção.

Em seguida, conecte o dreno de transbordamento de cada aquário ao dreno comum por meio de tubos de vinil. Em seguida, conecte o ralo comum ao ralo do banho-maria. Conecte cada entrada de água de chorume de aquário ao sistema de chorume e água instalado na parte superior do módulo.

Conecte o dreno do tanque de polpa à entrada de uma bomba de diafragma duplo operada a ar que foi montada em um suporte próximo a um tanque de lama. Incorpore um PVCT para direcionar a pasta para a bomba ou para o dreno do laboratório. Incorpore também válvulas conectando o tanque e a bomba para isolá-los para manutenção.

Para alimentar a bomba, conecte-a ao compressor de ar do prédio do laboratório. Monte um tubo de PVC em cima dos módulos e crie uma linha de recirculação para fornecer a pasta a cada aquário sob demanda. No ponto de uso localizado mais distante do reservatório de chorume, instale uma linha de retorno para transportar o chorume não utilizado de volta ao reservatório.

Use PVC flexível e acessórios de união para conectar entre os módulos. Conecte as válvulas solenóides de lama ao tubo de lama de recirculação usando tês, válvulas de esfera e conexões de união, para isolar os solenóides do tubo de PVC principal para manutenção. Certificando-se de que cada válvula solenóide esteja localizada acima do aquário que ela fornece, conecte as válvulas solenóides aos aquários correspondentes, conforme descrito no protocolo de texto.

Instale um sensor óptico de retroespalhamento ou OBS em cada aquário próximo à entrada de água para medir a turbidez. Posicione o sensor de forma que fique submerso cerca de cinco centímetros abaixo da superfície da água com o sensor voltado para o meio do tanque. Use um clamp ou outro dispositivo para montar o sensor.

Instale um OBS no reservatório de lama e posicione o sensor de forma que fique completamente submerso cerca de 20 centímetros abaixo da superfície da água. Em seguida, conecte as válvulas solenóides de água e lama. O OBS está localizado em cada aquário e tanque de chorume e um par térmico localizado em cada banho-maria, em caixas de junção elétrica montadas na parte superior do módulo em um dispositivo de aquisição de dados.

Instale desconexões rápidas nas extremidades dos terminais de toda a fiação sempre que possível. Prossiga para projetar um aplicativo de computador para aquisição de dados, controle de instrumentos e automação, conforme descrito no protocolo de texto. Para se preparar para o experimento, ligue a bomba para recircular a água da torneira filtrada por carbono que foi usada para encher o tanque de chorume.

Em um recipiente separado, use um misturador mecânico para homogeneizar o sedimento de teste. Depois de homogeneizado o sedimento, retirar uma pequena porção e introduzi-la no tanque de chorume utilizando um copo graduado de polipropileno. Continue a introduzir sedimentos até que 1000 NTU sejam alcançados.

No programa, navegue até a guia banho-maria e inicie todos os perfis do aquário. Depois de operar o FLEES por pelo menos uma hora para que os NTUs possam se estabilizar em cada aquário, ative o registro de dados para registrar as leituras de NTU por cada OBS do aquário. Para medição de TSS, colete três amostras de água de 100 mililitros de cada aquário com um tratamento TSS inferior a 500 miligramas por litro.

Colete separadamente três amostras de água de 50 mililitros de cada aquário com um tratamento TSS maior ou igual a 500 miligramas por litro. Meça o TSS filtrando a vácuo as amostras através de papel de filtro pré-pesado de 0,45 mícron. Imediatamente após a filtragem, seque o filtro e o conteúdo a 105 graus Celsius por no mínimo quatro horas.

Em seguida, pese novamente com precisão de 0,1 miligrama. Use a média das três amostras como medida de TSS em cada aquário. Para realizar o experimento, primeiro ligue todo o hardware FLEES usado para aquisição de dados, controle de instrumentos e automação.

Depois de encher os aquários, banhos-maria e reservatório de água com a água de teste desejada, inicie todos os trocadores de calor do resfriador de água. Além disso, confirme e ajuste o ciclo de luz. Ligue a bomba para recircular a água da torneira filtrada com carbono que foi usada para encher o tanque de polpa.

Em seguida, remova uma pequena porção de sedimento homogeneizado e introduza-o no tanque de chorume. Continue a introduzir sedimentos até atingir 1000 NTU. Em seguida, crie um perfil para cada aquário, conforme descrito no protocolo de texto.

Depois que os animais são estocados nos aquários, conforme descrito no protocolo de texto, acesse a GUI e navegue até a guia do banho-maria para iniciar todos os perfis do aquário. Após a operação do FLEES por pelo menos uma hora, ative o registro de dados para registrar as leituras de NTU por cada OBS de aquário. As concentrações de NTU e TSS correspondentes são mantidas em aquários experimentais para atingir as concentrações de sedimentos suspensos no alvo.

Neste exemplo, o FLEES avaliou se o sedimento suspenso poderia ser mantido por um período de três dias. Da mesma forma, as concentrações de NTU e TSS correspondentes podem ser mantidas em concentrações consideravelmente mais baixas, representando as condições ambientais. O FLEES é calibrado usando sedimentos de teste para quantificar a relação entre TSS e turbidez para garantir que as concentrações alvo de TSS sejam alcançadas.

A relação entre NTU e TSS é exibida para um exemplo de sedimento de teste avaliado no FLEES. Uma vez que o FLEES é construído e opera corretamente, ele é flexível o suficiente para avaliar os efeitos dos sedimentos suspensos em várias espécies aquáticas em estágios de vida de tamanhos variados, de ovos a adultos, dependendo da espécie. É importante lembrar que a etapa mais crítica da metodologia é calibrar o FLEES com cada sedimento de teste.

Assim, a relação entre o total de sólidos suspensos e a turbidez pode ser quantificada, permitindo assim a correspondência das concentrações alvo de TSS. Após seu desenvolvimento, a tecnologia FLEES abriu caminho para pesquisadores no campo da toxicologia ambiental investigarem os efeitos dos sedimentos suspensos em uma ampla variedade de organismos aquáticos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como construir e utilizar a tecnologia em seu próprio laboratório.

Como os recursos de automação e programação permitem que as concentrações totais de sólidos suspensos sejam facilmente ajustadas para atender às necessidades experimentais.