Introduction
疏浚业务采用机械方法从港口和航道移除底泥。期间除去，扰动沉积物的某些部分悬浮到水柱，有可能使这种物理应力对水生物种的来源。除了被暂停，沉积物可能水柱沉淀出来之前被运送由环境条件的疏通程。这两种机制的结合意味着附近的操作疏通发生的水生生物可能会接触到悬浮物和遭受不利影响。为了解决这些顾虑，环保窗口（季节性疏浚限制）通常被用作管理做法，以减少或消除对水产资源1,2挖泥活动悬浮物的潜在有害影响的风险。
环保窗口最常成立保护濒危，受威胁或商业价值的物种，如角膜白斑（ 桑德vitreus）和东部牡蛎（ 牡蛎锦葵 ）3。对于征收环境窗户的支撑理由往往侧重于如何疏通活动可能潜在的物理干扰（ 如泥沙）动物的完成其生活史的特定部分的能力。通常提到的生命阶段是卵和幼虫保持迁徙路线开放溯河产卵种3。然而，没有关于特定物种相关的可用的使用环境的视窗作为一种风险管理工具来通知悬浮沉积物4,5-生物效应的有限信息。
由于这些原因，在逃离了设计，制造，和用于模拟沉积物的悬浮液，并确定其对水生生物的生命早期阶段的影响。出逃研究使用细化泥沙颗粒（ 即主要是泥沙，粘土和细砂），这是最有可能留在悬浮液中和从源迁移最远。的逃走能够测试鱼卵和幼虫，但它也可以被改造以容纳其他水生生物，使其成为独特能力。然后将所得的生物反应数据可用于评估悬浮沉积物的影响。以下过程提供的技术如何能构建和运行产生使用各种水产品种重复的悬浮泥沙浓度和效果数据的概述。
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Protocol
与脊椎动物都是按照相应的工程师研究与发展中心（ERDC）环境实验室机构动物护理和使用协议执行的所有出逃实验。
1.出逃模块，水浴和水族馆
- 获取木材的帖子，螺柱和胶合板用于构建模块。构建模块（在数量和大小）类似于基本工作台满足研究目标。
- 切割的顶部和货架的胶合板（0.127厘米）。削减腿的职位（10.16点¯x10.16厘米）。对于顶部，切螺栓（5.08点¯x10.16），建立一个框架和固定胶合板框架。在各腿的顶端切一个缺口，以创建一个凸缘和螺栓的顶部帧到腿。
- 对于货架，切开螺栓（5.08点¯x10.16），建立一个框架和固定夹板（0.127厘米）的框架。切一个切口出腿从底部45厘米和螺栓的架框的腿。确保装配方和水平。
- 从玻璃钢水箱制造商在养殖池获取水浴箱。融入模块站在坦克不大于152厘米长×91厘米宽x61厘米高。由纤维装配玻璃与罐底的内侧齐平的接头包括两个2.54厘米聚氯乙烯（PVC）滑移在罐的一端耦合。
- 地方罐到所述构造模块的基座面向支架水的末端会流失（ 图1）的罐水渠。马克在那里的坦克孔位于支架的胶合板地板。
- 推回油箱，用3.175厘米的洞锯切割两个洞的胶合板箱下水道。坦克向后滑动使水渠坐在切孔。连接槽漏极到地漏的一个和另一个为水冷却器热交换器。
注：本节假定一个下水道排水已经到位。
图1.仔稚鱼的示意图及蛋曝光系统（逃走）。在出逃是模块化的，所以是运输。 请点击此处查看该图的放大版本。
图2.聚乙烯罐。一个19升拱形底部聚乙烯储罐显示溢出漏（顶部，屏幕插入; 1.3.1; 5.6.1），泥浆水入口（右肘; 1.3.2），泵出口（底部中心; 1.3.3）泵入口（偏离中心的底部; 1.3.4）（位于底部的黑色环; 5.6.1），OBS探头和夹具（4.1），和屏幕下方。 请点击此处查看T的放大版本。他的身影。
- 获得19升拱形底部聚乙烯罐（直径27.9厘米点¯x36.2厘米高度）。
- 构造一个溢出漏极，用一个孔锯和切割直径为2.54cm孔5厘米的罐的顶部。在舱壁的外部安装隔壁连接件和插入担任溢出漏。
- 构造浆液/水入口，用一个孔锯和切割另一个直径为2.54cm孔5厘米的水族馆的顶部。安装另一个舱壁接头和弯头螺纹软管倒钩（ 图2）。
- 构建泵出口，用一个孔锯和通过罐底的中间切一个直径为2.54cm的孔和安装的隔板接头。螺纹隔板的外侧以手肘软管接头。
- 构建泵入口，用一个孔锯和切割位于离罐底的中心另一个直径为2.54cm的孔和安装的隔板接头。螺纹外侧舱壁肘软管接头。
- 在水浴箱的外侧，测量从底部9厘米，沿罐的长度画一条线。继线和有孔锯，切一对直径为2.54cm的孔沿水浴每个水族箱的长度（10总孔;均匀分布）。安装密封接头。
- 获得在水族箱再循环水和悬浮剂沉积物磁力驱动泵（最大流量28升/分钟）。装载泵到备用，将适合沿包含用于连接到水族馆中的孔的一侧的水浴下。安装每个泵内联线开关或接线泵电源开关盒。
- 螺纹水浴箱舱壁的外侧用软管倒钩。连接乙烯管到泵的入口和出口，并把它连接到舱壁将适当的水族馆。水浴内安装一个快速断开插入到隔板。 放置水族箱成两排的水浴中在沿水浴的长度布置成一个连续三水族箱和第二行中剩余的水族箱（ 图3）。
图3.水浴。与布置成两排5水族箱的水浴的概述。 请点击此处查看该图的放大版本。
- 每个水族馆连接到泵。附加乙烯基油管安装在水族箱的底部的软管倒钩和附加到快速断开阀软管倒钩。连接泵和水族馆之间的快速断开。在这方面，安装一个球阀到泵进行维护隔离。
- 每个鱼缸的溢出漏连接到一个共同的通过乙烯管排出。公共漏极连接到水浴漏极。
- 每个水族馆的浆液/水入口连接到安装在模块的顶部的淤浆和水系统。
- 安装两个发光二极管灯具，设计用于水族馆使用中，每个模块中的水族箱以上约60厘米使用光控制器（无线地连接到灯）来改变光强度，发光颜色，和光周期（ 例如 ，16小时光照：8小时黑暗），以满足试验要求。
- 在实验室中安装一个定时器来控制环境照明。
2.浆系统
- 放置一个450 L视锥底聚乙烯罐盖，站在最后一个模块的行末（任何一端都可以使用）作为浆料水库。挂载小型潜水泵油箱内创建沉积物/水浆。安装相邻的罐，以控制浆料温度的水冷却器热交换器。使用孔锯，在水箱盖切为2.54cm孔用于监测浆料（ 图4）提供对浑浊度传感器。
图4.浆池。锥底料浆罐盖子和聚立场。泥浆水的温度由位于左侧支架的地板冷水机组控制。罐被连接到一个气动双隔膜泵（左前景）以提供浆料每个水族馆（2.2）。 请点击此处查看该图的放大版本。
- 安装在支架上的气动双隔膜泵泥浆槽旁边。泥浆槽漏极连接到泵的入口。掺入的PVC三通（直接浆料泵或实验室漏极）和阀参数conn等容器到泵隔离罐和所述泵进行维护。要启动泵，将其连接到实验室建设的空气压缩机。
- 以提供浆料根据需要每水族馆，安装在模块的顶部的PVC管，并创建一个再循环管线。在位于从浆料储最远使用点，安装一返回管路输送未使用的浆液返回到贮存器。使用软质PVC和工会配件到模块之间的连接。
- 使用T形，球阀和联合件，以隔离由主PVC管螺线管维护连接浆液电磁阀的再循环浆料管。确保电磁阀分别位于它将被供给水族馆上方。
- 使用孔锯，切直径为2.54cm的孔中的模块的顶部到每个电磁阀连接到相应的水族馆。
- 连接安装在模块的顶部的淤浆罐向空气操作使用泵flexibl附近的PVC管ËPVC和工会配件。返回线路连接到浆液罐的顶部。
- 调节由电磁阀引入淤浆的量，安装在返回管路水压调节器。调整以产生所需的压力。
3.水系统
- 安装适当的体积（ 例如 ，500升）与盖的第二聚乙烯罐和支架以用作水贮存器。安装相邻的罐，以控制水的温度的水冷却器热交换器。安装旁水箱的磁驱动泵。如2.2节所述，连接水箱和水泵。
- 提供水到根据需要每水族馆，安装在模块的顶部的PVC管，并创建一个再循环管线。安装PVC管比泥浆再循环管高。在位于从储水最远使用点，安装一返回管路输送未使用的水返回到贮存器。使用软质PVC和UNIOñ配件在模块之间连接。
- 利用三通，球阀，和联合接头以分离从主PVC管螺线管维护连接水电磁阀的再循环水管道。安装螺线管后面和比浆料电磁阀更高。连接水电磁阀通过乙烯管与软管倒钩接头的浆液电磁阀，从而当水螺线管接通它将洗出从线路剩余浆料。
- 连接安装在储水器利用柔性PVC和联合接头水泵邻近模块的顶部的PVC管。返回线路连接到储水器的顶部。
- 要调整的由电磁阀引入的水的量，安装在返回管路水压调节器。调整以产生所需的压力。
4.传感器，数据采集，仪器控制和自动化
- 安装光学散射传感器（OBS）中的每个水族箱旁浆液/水入口来测量浊度（浊度单位，NTU）。以便它浸没在水面下约5cm朝向罐的中间面对传感器的传感器的位置。 。使用夹具或其他装置来安装传感器。
- 使用孔锯中，每个模块的基座的顶部钻头的至少两个直径为2.54cm进入孔，以允许OBS帘线获得电接线盒地安装在每个模块的顶部。
- 安装在浆料储一个OBS和传感器定位，使其完全浸没在水面下约20cm。
- 丝的水和泥浆电磁阀，所述OBSS位于每个水族馆和浆槽，并位于每个水浴一个热电偶，为电接线盒地安装在模块的顶部和数据获取设备。在所有接线的末端尽可能安装快速断开。
- 使用系统设计高原形式和发展环境来设计用于数据采集，仪器控制和自动化6计算机应用程序。有了这个程序，设计到OBS和电磁阀集成测量浊度和引进泥浆和水到每个鱼缸的应用程序。
- 要创建各种NTU曝光制度，设计方案为每个鱼缸6创建单独的配置文件。创建编程水族馆配置文件选项卡和图形用户界面（GUI）。标签选项卡“配置文件”。
- 编程软件以控制分钟每个水族馆曝光时间。掺入循环序列，直到达到一定的条件，例如时间的长短连续地重复曝光时间的指令。结合迭代控制循环多少次结束或移动到下一组的指令之前重复。
- 程序中的软件设置在每个鱼缸的NTU水平。整合NTU升埃维尔到相同的循环/迭代序列控制曝光时间。使用此功能可以创建各种接触途径（ 如连续，脉冲，或无接触）为指定的持续时间。
- 编程软件以控制水系统的电磁阀的开启时间，将水引入每个养鱼缸中秒（ 例如 ，10秒为水槽1，第25号为水族馆2 等 ）。整合水电磁阀开启时间进入循环/迭代序列控制曝光时间和南洋理工大学的水平。
- 设计方案4.4下保存所有步骤为每个水族馆“个人资料”。包括以允许用户回顾保存的描述文件的能力。
- 创建一个新的标签和图形用户界面。标签选项卡“配置文件状态”。设计的GUI来显示当前加载的信息的实时摘要，包括当前活动的环序列，经过测试时间，和剩余试验时间。
- 创建一个新的标签和图形用户界面设置水泥浆体系电磁阀值。标签标签“阀门设置”。
- 程序秒钟水阀周期间隔。设计这个时间间隔为用来设置事件之间的时间，当所有水系统电磁阀打开连续（步骤4.4.3编程每个阀门将持续多久开放用户）环序列。程序秒钟水阀延迟。使用延迟功能设置阀门打开的时间（ 例如 ，2秒以前的阀门关闭后，下一个阀门打开）。
- 程序秒钟的料浆阀循环间隔。设计这个间隔作为一个循环序列来设置当由所述OBS每个水族馆测量的所有的NTU水平针对在水族箱轮廓台大组检查事件之间的时间。检查阀门和传感器连续。如果NTU在水族馆是比配置NTU较低的设置程序，然后在电脑打开料浆阀。
- 程序秒钟的料浆阀开启时间。用这个功能控制多久，是否需要浆料阀保持打开。程序秒钟的料浆阀延迟。使用延迟来设置阀口之间的时间。
注：确保循环间隔（步骤4.6.1和4.6.2）足够长，以便水和泥浆介绍下一个循环开始之前。 - 创建按钮手动打开/关闭每个水和泥浆体系水阀。
- 创建设置位于每个水族馆和浆槽（N = 16）的OBS传感器一个新的标签和图形用户界面。标签标签“OBS设置”。给每个OBS的名称。
- 创建一个功能从OBS制造商的测试证书输入数据来计算每个OBS更正。输入标准低NTU（NTU最低记录）和标准高NTU（NTU最高记录），以及用于低和高NTU电压范围。
- 创建一个新的标签和图形用户界面来显示实时NTU测量和NTU设置每个鱼缸，以及在每个水浴水温。创建一个按钮来启动/停止所有配置文件。创建单独暂停或停止个人资料的能力。
- 创建一个功能，记录水的温度读数为每个水浴，NTU设置和测量每个鱼缸和时间戳数据导入电子表格。标签标签“水浴”。
5.实验准备
- 从常规疏浚保持航道深度，在接近关注的物种，并且已知缺乏年前的污染的区域收集沉淀物。收集使用抓斗取样器或类似（ 比如 ，凡维恩）的沉淀物。放入19升塑料桶泥沙和船舶夜间冰上。沉积物储存在4°C，直到使用。
- 通过1厘米的屏幕湿筛沉淀物去除大碎片;然后通过450微米的不锈钢分离筛。保留细粒（细砂，粉砂和粘土）颗粒通过筛供实验使用。
- 分析化学污染过筛沉积物（ 例如 ，金属，多环芳香烃，多氯联苯等等 。对于分析方法，参见美国环保局7）。表征的物理化学参数，如晶粒尺寸分布（砂百分之淤泥和粘土），pH值，盐度，有机碳和有机物质8满足研究的要求。
- 确定的曝光时间（ 例如 ，72小时）和TSS浓度（ 例如 ，0，100，250，和500毫克/升）基于现有的数据或其他信息表征感兴趣的悬浮物。
注意：使用TSS的暴露浓度，而不是NTU。 TSS量化存在于该水柱颗粒的质量，并直接涉及身体和行为的影响，如磨损，取向的损失和某些生物表现出减少的进料。 - 建立NTU-TSS relationship每个出逃水族馆。
- 打开所有出逃用于数据采集，仪器控制和自动化硬件。随机指定的TSS处理以逃离利用随机数表，或其他适当的方法水族箱。在引人注目的GUI，创建一个配置文件为每个鱼缸执行利用随机数表生成的分配TSS浓度72小时（4,320分）连续暴露。
- 使用专业判断，初步方案NTUs以满足每个鱼缸TSS的浓度。对于控制（0毫克/升TSS）设置NTU为0; 100 mg / L的TSS设置NTU为100; 250毫克/升TSS设置NTU为280;和500毫克/升TSS设置NTU为600。
注意：各OBS探针将具有稍微不同的NTU读数是固有的制造探针。 - 设定开启时间为水系统电磁阀，以10秒为每个水族馆。
- 配置文件保存为每个水族馆。
- 在阀门上设置标签，程序水和泥浆阀周期间隔。设置600秒5秒水循环间隔和水阀延迟。将泥浆循环间隔为180秒，开启了3秒和延迟1秒。
注：有了这个程序，在72小时测试NTUs在每个鱼缸将由计算机检查1,440次，以确定是否额外的泥浆将被引入，水阀门会打开432倍。料浆阀开口正随着NTUs相关。通常情况下，在100毫克/升浆料阀开放的近似总的曝光时间或72开口的5％; 250毫克/升≈11％（158口）;和500毫克/升≈35％（504开口）。到水族馆之间的平等交流音量调节水电磁阀分配较低NTUs水族馆的开业时间。这将导致增加的浆液阀开口以较低NTUs。 - 填充碳过滤实验室水浆池。启动水泵再循环水。在一个单独的容器中，使用机械混合器和均化德ST沉淀物。
- 沉积物均化后，取出一小部分（≈500毫升），并使用带刻度的聚丙烯烧杯引入到浆料罐中。继续，直到1000 NTU达到引入沉淀物。
- 在节目中，去水浴选项卡，并启动所有水族配置文件。工作逃到了至少1小时，这样可以NTUs采集泥沙样前在每个鱼缸稳定下来。将数据记录在每个鱼缸OBS记录NTU读数。
- 使用来自分配一个TSS治疗<500毫克/升每水族馆收集三份100ml水样本测量的TSS。使用从TSS处理大于或等于500毫克/升的每个水族馆三种收集50毫升的水样分别测量的TSS。
- 通过预称重0.45μm的滤纸测量TSS通过真空过滤样品。立即后滤波，干燥在105℃下在过滤器和内容为至少4小时，然后再次称重，精确到0.1毫克。 ，使用T他平均三样作为TSS在每个鱼缸的措施。
- 比较5.5.4节获得记录每个鱼缸所观察到的NTU测量平均值。重新编程NTU限制，直到所需的TSS浓度达到（ 例如 ，600 NTU≈500毫克/升TSS）。
- 确定每个水族馆内含有动物所需的屏幕网格尺寸。
- 对于较大的动物如鱼（ 例如 ，“3厘米）或贝类的地方的底部有一个屏幕从泵开口分开的动物。在水族馆的溢流排水舱壁安装画面中插入防止逃逸。
- （12.7制成的PVC管厘米长（1029毫升）10.16厘米直径（ID））在一个逃离水族馆淹没（ 图5）含有少量的生命阶段，如鱼卵，鱼苗和幼鱼容器中。
- 切宽38.25厘米9.52厘米长的洞出室的一面。在机器人上安装尼龙筛网腔室的汤姆和上切侧的孔。使用PVC帽作为一个可移动的盖子介绍和删除测试动物。
- 切在盖足以从上方观察试验动物，同时留下一个边缘，用于连接一个尼龙筛布的圆孔。安装在腔室的内部的所有画面以防止生物体从进入与尖锐的PVC边缘接触。
注：选择一个包含试验动物，同时使悬浮泥沙试验进入筛网尺寸。 - 通过垂直地使用从电线构成绳（＃18白扭曲泥工线）和挂钩的三个短长度悬浮剂它完全淹没所述室的中间或水族箱的一侧。李铁布雷克的顺利结钩每附近，调整绳子的长度，平腔。
- 确定有多少水族箱体积的交换每天都需要满足项目和水质目标。调整Ť他水压调节器（参见2.2节）和电磁阀开启时间（ 例如 ，开放的每10 10秒分）以创建所需的水流量。填充水浴用水和操作水冷却器热交换器，以确认试验温度，可以实现和保持。
图5.逃离子室。悬浮在水族箱不添加沉积物（左）的曝光子室的概述。适当大小的鱼幼虫可以包含在子室内，减少逃生和损伤（右）的可能性。 请点击此处查看该图的放大版本。
6.实验方法
- 打开所有出逃用于数据采集硬件，仪器控制ð自动化。填充水族箱，水浴，并用所希望的试验水的水贮存器。启动所有冷水机组换热器。确认并调整光照循环。
- 填有碳过滤自来水浆液罐中。启动水泵再循环水。使用机械混合器，均质测试沉积物的容器。沉积物均化后，取出一小部分（≈500毫升）并引入到浆料罐中。继续达到1000 NTU，直到引入沉淀物。
- 在引人注目的GUI，为每个鱼缸用在准备使用相同的TSS任务执行72小时（4,320分）连续曝光的配置文件。在使用过程中的实验准备工作获得的数据进行编程NTUs，以满足每个鱼缸TSS的浓度。对于控制（0毫克/升TSS）设置NTU为0; 100 mg / L的TSS设置NTU为100; 250毫克/升TSS设置NTU为280;和500毫克/升TSS设置NTU为600。
- 在阀门上设置选项卡，从preparat获得的数据使用离子（5.5.8节），以水和料浆阀循环时间进行编程。设置600秒5秒水循环间隔和水阀延迟。将泥浆循环间隔为180秒，开启了3秒和延迟1秒。
- 引进动物进入使用经批准的动物护理和使用协议中规定的准则水族馆。对于蛋，通过塑料移液管从保持槽传送到曝光室。对于较大的鱼类，如鱼种（2-8厘米总长），使用尼龙网水族馆。
- 动物被放养到水族箱后，访问GUI和水浴选项卡启动所有水族配置文件。工作逃到了至少1小时，这样可以NTUs采集泥沙样前在每个鱼缸稳定下来。将数据记录在每个鱼缸OBS记录NTU读数。
- 日常维护出逃通过蒸馏掉水和泥浆病险水库试水和沉淀物。
注：泥浆介绍的频率是positivelŸ随着NTU水平相关。因此，水沙每天所用的量取决于编程NTUs和期望的体积交换。通常，25-50加仑，可以使用水或泥浆的每一天。- 轻轻地用湿布擦拭，每天OBS探头，除去泥沙堆积在传感器表面。检查冷水机组和水泵的正常运行。收集并发TSS测量每日以预测的TSS为基于由所述计算机程序在指定的时间间隔记录的NTU测量当天的剩余部分。
- 测量温度，溶解氧，pH（以及取决于物种和其他要求的其他参数）每日用于使用手持式多探头水质仪器为此目的设计的每个水族馆。
- 通过在每个鱼缸的配置文件或手动停止所有水族配置文件指定暴露时间自动终止实验。
- 确定实验终点为bE量，如孵化成功，时间孵化，死亡率，生长（长度和重量）和大体形态。
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Representative Results
一系列操作运行的开始的实验以确保逃离被递送沉积物的适当浓度，以每水族馆（第5.5和6.2节）之前进行。 图6显示NTU浓度如何维护实验水族箱实现目标悬浮泥沙浓度。在这个例子中，逃离评价悬浮沉积物是否可以维持在一个三天期与提出的测试沉积物，曝光的典型此类实验模拟中的字段典型的曝光的持续时间。在水族箱中的每一个设置为始终保持在为期三天的浊度。测试沉积物中引入了一个4小时周期上5月30 日 2016年0毫克/升浓度TSS代表没有添加沉积物控制的水族馆。在100，250，和500毫克/升的目标浓度，水族箱始终保持90浊度，240，和430 NTU，分别比三天试验期间（ 图6）。反射式悬移质泥沙编程并定时补充泥沙脉冲在图中每个浓度可见。在出逃的灵活性允许调查人员来到约20-40目标浓度的NTU内。这些数据证明了逃离技术随着时间的推移，以维持所需的悬浮物的浓度的能力。
图6. 代表出逃四个悬浮物浓度的结果 。旨在实现0，100，250和500毫克/升总悬浮固体浓度在实验期间通过逃离计算机软件以5分钟的间隔在3天期间记录浊度单位（NTU）的数据。arge.jpg“目标=”_空白“>点击此处查看该图的放大版本。
类似地， 图7示出了TSS浓度如何保持在较室温条件相当低浓度的结果。
图7. 代表逃到附近的环境条件下的结果。旨在实现25 NTU在实验期间通过逃离计算机软件以5分钟的间隔在7天期间记录浊度单位（NTU）的数据，相当于20毫克/升的TSS为测试沉积物。 请点击此处查看该图的放大版本。
在出逃是CALIBRA门使用测试沉积物量化TSS和浊度之间的关系，以确保目标TSS浓度达到（第5.4和5.5.2）。 图8示出了用于在逃离评价的一例测试沉积物NTU和TSS之间的关系。在本实施例中，测试沉积物表现一贯更高的NTU值相对评价各相应的TSS浓度。然后这些数据可用于校准在TSS中逃离并报告结果的影响随后的适当的评价。
图8中的示例测试沉积物中的NTU-TSS关系。目标TSS治疗浓度分别为0（对照），100，250和500毫克/升。误差棒代表SEM。 请点击此处查看大- [R版本这个数字。
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Discussion
在逃离技术改进了使用自动化，计算机控制系统通过保持和在宽范围内的曝光时间控制悬浮沉积物现有方法4,9和悬浮物的浓度。该技术是柔性的，使得它可以用来评估悬浮沉积物到多个水生物种和从鸡蛋大小不等取决于物种成年人生命阶段的影响。今后，该技术能够评估悬沙效果，沉水植物。
该出逃已成功地用于生成各种物种，如角膜白斑5,10，大西洋鲟11和牡蛎12影响的数据（ 例如，生存和成长）。在评估来自美国各地的水产品种的新鲜不同地点收集不同的悬浮物的效果进行设计的出逃水和海洋环境。该技术的便携和包装也使得它有利于现场使用。
在方法论上，最关键的步骤，以确保成功的是：1）与校准每个测试沉积物出逃所以TSS和浊度之间的关系可以被量化，从而使匹配目标TSS浓度; 2）基于TSS和浊度不进行实验，使实验结果可以比较适当的监管标准和规范; 3）使用适当的双隔膜泵，使沉积物/水浆可以在不破坏泵的路由; 4）使用化学认为未受污染的沉积物，使悬浮物对身体的影响不是由化学污染混淆。
该技术测量浊度NTUs在通过OBS每个鱼缸安装在每一个水族馆，竟然有两个测量之间的不同和差异显著第9条 。悬移质测检测有质量的粒子，并经常被重力或声学技术测量。浊度是由浊度计水样中散射的材料的光测定清晰度的量度。而浊度是一个重要的因素在描述悬浮沉积物，它是由沙颗粒大小，形状和数量的影响，因此，可以使用不同的沉积时的环境，并从实验实验广泛地变化。使用该技术的实验中，TSS测量（毫克/升）被用来开发暴露浓度，因为它们量化存在于该水柱颗粒的质量，并直接关系到在水生生物4的效果。 TSS也是衡量监管机构用于设置环境的窗口阈值浊度单位。
有一些限制这一技术在悬浮沉积物可以TRANSPO的最大数量RT。根据迄今所进行的实验中，TSS浓度已经成功地保持高达600毫克/升。出逃不断产生高达600 NTUs连续7天，10-30 NTUs 30天连续用最少的泵的维护。而出逃能保持TSS含量接近800毫克/升，浓度超过这一数额将需要增加容量的泥浆储存罐。悬浮泥沙浓度超过800毫克/升也将可能导致较大的颗粒辍学悬挂，导致NTU读数不准确反映实际曝光。然而，浓度高达500至600毫克/升被认为有望直接邻近于操作疏通的最大浓度，所以更大的浓度是不相关的最挖泥作业4。
这种技术的另一个限制是沉积物粒度分布。粒径大于约250＆＃更大181，M需要使较大的颗粒不含税的泵，或在水族箱定居在使用前过筛。因为它是迁移最远从源并因此具有最大的潜力，以造成伤害水生动物较细淤泥和粘土颗粒这样的限制不被视为显著。而该计算机程序可以被编程在每个水族箱，得到连续悬浮物的浓度，它也可以被编程根据实验的目标以改变或脉冲。在某些情况下，然而，沉积物与高比例的粘土组分可能不会沉降到足以充分模仿脉冲曝光。
在逃离结果中，可以准确地和精确地保持的TSS水平的系统的自动化和编程特性以及引入干净水。由于这些特点，逃离可以轻松地修改，以满足其他实验需要。例如，每个逃离水族馆可以被视为一个浆液贮存器和往复米其浆料可被引入另一个曝光室水族箱之外。如果更大的曝光水族箱期望然后该系统可以按比例增加，以满足这些需求。逃离罐也可改装到研究沉淀的效果。
出逃是一个持久的制度，需要最少的维护。水族馆泵壳可以需要维护之前多次使用。住房建筑的拆解，洗净后每个实验后检查。典型地，叶轮是第一部分为失效由壳体的其余部分最终遵循。的气动双隔膜泵是相当耐用，通常不需要每次实验后检查;然而，建议根据使用，它被至少每年检查。泵制造商通常提供了常用磨损件修理包。干净的水应当通过浆料线每次实验之后被泵送，以除去剩余的浆液和清洁欧t为电磁阀。在逃跑的其余部分，包括水族馆，水浴场和水库应及时清洗以下适当的实验室程序。
在出逃是专为运输到其他网站。管道，每个模块之间的电和数据连接与工会制成或插头以便它们可以容易地断开用于运输和在一个新的位置重新连接。一旦运输时，逃离可以利用可能需要以满足特定实验需要一个本地水源。此功能允许水生物种可能否则将无法实现，由于在实验室环境运输限制或生存能力测试。
本文主要介绍旨在评估悬浮物对各种水产品种的影响的自动化实验室系统。该出逃技术能够揭露水生生物为TSS浓度反映了疏浚作业，船舶交通，山洪S和风暴14。该技术可以通过兴趣回答有关沉积物悬浮在水生物种地表水体的影响问题的任何调查中。
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Parts List for One FLEES Module, Water Bath, and Aquarium | |||
| post, wood - used to build module (cut to 78 in) | Local vendor | N/A | Quantity: 4 Size: 4 in x 4 in x 8 ft |
| plywood, marine grade - fastened to wooden posts about 18 in off ground - for holding water bath (60 in x 42 in) | Local vendor | N/A | Quantity: 1 Size: 3/4 in x 4 ft x 8 ft |
| plywood - fastened on top of wooden posts - for holding pipes, solenoids and electrical (60 in x 42 in) | Local vendor | N/A | Quantity: 1 Size: 1/4 in x 4 ft x 8 ft |
| stud, wood - used to brace plywood and wooden posts (cut to fit) | Local vendor | N/A | Quantity: 4 Size: 2 in x 4 in x 96 in |
| tank, fiberglass - water bath with two drains: 1) to supply chiller; and 2) to drain water | Hydro Composites, LLC, Stockdale, TX, USA | FBT-226 | Quantity: 1 Size: 150-gal |
| chiller, water with self contained pump - for water bath; chiller sits under module | Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA | CFF-500 | Quantity: 1 Size: 1/2 hp |
| tank, domed bottom - FLEES aquaria - sit inside water bath | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 5197 | Quantity: 5 Size: 19 L |
| tank, stand - acrylic stand, 12 in x 12 in x 6 in - to hold aquaria | custom built by ERDC shops | N/A | Quantity: 5 Size: custom |
| pump, magnetic drive - to suspend sediment in each aquarium | March Manufacturing Inc., Glenview, IL, USA | MDX-3-1/2 115 v | Quantity: 5 Size: 28 liter per min |
| light, LED - installed over water bath | C2 Development, Inc., Ames, IA, USA | Hydra 26 | Quantity: 2 Size: based on area to light |
| pipe, PVC schedule 40 - installed in drain of water bath to control water level | Local vendor | N/A | Quantity: - Size: 1 in |
| fittings, bulkhead - for aquaria/water bath connections to pumps, drains, water and slurry lines | Lifegard Aquatics, Cerritos, CA, USA | R270900 | Quantity: 30 Size: 1/2 in FPT x FPT |
| fittings, quick-disconnect, male pipe threaded inserts - insert in tank bulkhead | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-31303-36 | Quantity: 10 Size: 1/2 in MPT |
| fittings, quick-disconnect, valved hose barbs - connection between aquarium and insert in tank bulkhead | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-31303-11 | Quantity: 10 Size: 1/2 in |
| fittings, black HDPE threaded elbow - for aquaria vinyl tube connections to slurry/water line and pump | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 62043 | Quantity: 20 Size: 1/2 NPT x 1/2 in Hose ID |
| fittings, black HDPE threaded adapter - for connections between pump and tank bulkhead | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 62017 | Quantity: 10 Size: 1/2 NPT x 1/2 in Hose ID |
| tube, vinyl - connect slurry/water line to aquaria and to connect pumps to aquaria | Local vendor | N/A | Quantity: 25 ft Size: 1/2 in ID |
| tube, vinyl - connect to aquaria drains inserts and water bath drain | Local vendor | N/A | Quantity: 25 ft Size: 5/8 in ID |
| clamp, hose, stainless steel - to clamp vinyl tube to hose barbs | Local vendor | N/A | Quantity: 40 Size: #8 |
| Parts List for Slurry System | |||
| chiller, water with self contained pump - sits off to side of slurry tank | Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA | CFF-500 | Quantity: 1 Size: 1/2 hp |
| 125 gallon open top cone bottom tank w/Stand - 42 in x 35 in - contains the water and sediment to make slurry | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8586 | Quantity: 1 Size: 125 gal |
| Cover for 125 gallon tank | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8935 | Quantity: 1 Size: 42 in x 35 in |
| valve, PVC - connect tank drain to pump - isolate for maintenance | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 2 Size: 1-1/2 in |
| pump, double diaphragm mounted on stand - used to recirculate slurry | Wilden-pumps.co.uk & Air Pumping Ltd., Essex, UK | P2/PPPP/WF/WF/PTV/400 | Quantity: 1 contact distributor |
| sensor, optical backscatter - measure NTU in slurry tank | Campbell Scientific, Logan, UT, USA | OBS-3+ | Quantity: 1 Size: 0-1,000 NTU |
| pipe, PVC Schedule 40 - to recirculate slurry | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 20 ft Size: 1 in |
| pipe, flexible PVC - fitted with union and used to connect to next module | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 10 ft Size: 1 in |
| union, PVC Schedle 80 Socket - connect slurry line with next module | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 8 Size: 1/2 in |
| solenoid, plastomatic (normally closed) - introduce slurry | Plast-O-Matic Valves, Inc., Cedar Grove, NJ, USA | EASYMT4V12R24-PV | Quantity: 5 Size: 1/2 in NPT threaded, 24 VAC contact distributor |
| fitting, PVC tee - connect slurry pipe with solenoid | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1 in x 1 in x 1 in slip x slip x FIPT |
| fittings, 1 in PVC ball valve threaded - shut off for slurry delivery to solenoid/water lines | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 7 Size: 1/2 in |
| fittings, 1 in PVC union threaded - connect slurry solenoid to shut off valve | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1/2 in |
| tube, vinyl - connection between water solenoid and slurry solenoid | Local vendor | N/A | Quantity: 50 ft Size: 1/4" ID |
| Parts List for Water System | |||
| chiller, water with self contained pump - sits off to side of reservoir | Remcor Products Co., Glendale Heights, IL, USA | CFF-500 | Quantity: 1 Size: 1/2 hp |
| 125 gallon open top cone bottom tank w/Stand - 42 in x 35 in - contains the water and sediment to make slurry | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8586 | Quantity: 1 Size: 125 gal |
| Cover for 125 gallon tank | United States Plastic Corp, Lima, OH, USA | 8935 | Quantity: 1 Size: 42 in x 35 in |
| valve, PVC - connect tank drain to water pump | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 2 Size: 1 in |
| pump, magnetic drive, in-line use - used to recirculate water to aquaria and chiller | Little Giant, Fort Wayne, IN, USA | 3-MD-SC | Quantity: 1 Size: 1/12 hp |
| solenoid, alco - introduce water | discontinued; ASCO, Florham Park, NJ,USA for similar | N/A | Quantity: 5 Size: 24 v, 1/4 in NIPT |
| fittings, black HDPE reducer connector - connect 1/4 in hose water line from solenoid to 1/2 in hose | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1/2 in hose ID x 1/4 in hose ID |
| fittings, black HDPE tee - connect 1/2 in hose water line and slurry to aquaria | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1/2 in NPT x 1/2 in hose ID x 1/2 in hose ID |
| fittings, street elbow | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1/2 in 90° MIPT x FIPT |
| fittings, PVC threaded pipe nipples - connect union fittings with solenoids and other connections | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 12 Size: 1/2 in |
| fittings, union threaded - connect slurry/water lines with next module | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 6 Size: 1 in PVC |
| fittings, reducer bushing - connect to reducer tee in water line | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 1/2 in male by 1/4 in female FIPT |
| fittings, threaded pipe nipples - connection between bushing and water solenoid | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 Size: 4 in long x 1/4 in |
| pipe, PVC - make connections between tank, pump and chiller | local plumbing vendor | N/A | Quantity: 5 ft Size: Schedule 40 |
| Parts List for Sensors, Data Acquisition Device, and Computer Software | |||
| software, LabView | National Instruments, Austin, Texas, USA | LabView 2015 Base | Quantity: 1 Size: N/A |
| SCXI-1001 12-Slot Chassis, U.S. 120 VAC | National Instruments, Austin, Texas, USA | 776571-01 | Quantity: 1 Size: N/A |
| SCXI 1100 - 32-Channel, ±10 V Analog Input Module | National Instruments, Austin, Texas, USA | 776572-00 | Quantity: 1 Size: N/A |
| SCXI 1303 - Terminal block designed for high-accuracy thermocouple measurements | National Instruments, Austin, Texas, USA | 777687-03 | Quantity: 2 Size: N/A |
| SCXI 1102B - 32-Channel Thermocouple/Voltage Input Module | National Instruments, Austin, Texas, USA | 776572-02B | Quantity: 1 Size: N/A |
| SCXI 1161 - General-Purpose Relay Module | National Instruments, Austin, Texas, USA | 776572-61 | Quantity: 6 Size: N/A |
| SCXI 1300 - General-Purpose Voltage Module | National Instruments, Austin, Texas, USA | 777687-00 | Quantity: 1 Size: N/A |
| PCMCIA Card DAQCARD-AI-16E-4 | National Instruments, Austin, Texas, USA | N/A - legacy | Quantity: 1 Size: N/A used cards available online |
| sensor, optical backscatter - measure NTU in each aquarium | Campbell Scientific Inc., Logan, UT, USA | OBS-3+ | Quantity: 5 Size: 0-1,000 NTU |
References
- National Research Council (NRC). A process for setting, managing, and monitoring environmental windows for dredging projects. Marine Board, Transportation Research Board, Special Report 262. , National Academy Press. Washington, DC. (2001).
- Suedel, B. C., Kim, J., Clarke, D. G., Linkov, I. A risk-informed decision framework for setting environmental windows for dredging projects. Sci Total Environ. 403, 1-11 (2008).
- Reine, K. J., Dickerson, D. D., Clarke, D. G. Environmental windows associated with dredging operations. DOER Technical Notes Collection. ERDC TN DOER-E2. , U.S. Army Engineer Research and Development. Vicksburg, MS. (1998).
- Wilber, D. H., Clarke, D. G. Biological effects of suspended sediments: A review of suspended sediment impacts on fish and shellfish with relation to dredging activities in estuaries. N Am J Fish Manag. 21, 855-875 (2001).
- Suedel, B. C., Lutz, C. H., Clarke, J. U., Clarke, D. G. The effects of suspended sediment on walleye (Sander vitreus) eggs. J. Soils Sediments. 12, 995-1003 (2012).
- Travis, J., Kring, J. LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun (National Instruments Virtual Instrumentation Series). , Prentice Hall PTR. (2006).
- USEPA, Hazardous Waste Test Methods/SW-846 On-line. Office of Solid Waste and Emergency Response (OSWER). , Washington, D.C. Available from: https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-compendium (2016).
- Plumb, R. H. Procedure for handling and chemical analysis of sediment and water samples, EPA/CE-81-1. , U.S. Environmental Protection Agency/U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station. Vicksburg, MS. Technical Report (1981).
- Clarke, D. G., Wilber, D. H. Assessment of potential impacts of dredging operations due to sediment resuspension. , DOER Technical Notes Collection(TN-DOER-E9), U.S. Army Engineer Research and Development. Center, Vicksburg, MS. Available from: http://el.erdc.usace.army.mil/dots/doer/pdf/doere9.pdf (2000).
- Suedel, B. C., Clarke, J. U., Lutz, C. H., Clarke, D. G., Godard-Codding, C., Maul, J. Suspended sediment effects on walleye (Sander vitreus). J. Great Lakes Res. 40, 141-148 (2014).
- Wilkens, J. L., Katzenmeyer, A. W., Hahn, N. M., Hoover, J. J., Suedel, B. C. Laboratory test of suspended sediment effects on short-term survival and swimming performance of juvenile Atlantic Sturgeon (Acipenser oxyrinchus oxyrinchus). J. Appl. Ichthy. 31, 984-990 (2015).
- Suedel, B. C., Clarke, J. U., Wilkens, J., Lutz, C. H., Clarke, D. G. The effects of a simulated sediment plume on eastern oyster (Crassostrea virginica) survival, growth, and condition. Estuaries and Coasts. 38 (2), 578-589 (2015).
- Bilotta, G. S., Brazier, R. E. Understanding the influence of suspended solids on water chemistry and aquatic biota. Water Res. 42, 2849-2861 (2008).
- Reine, K., Clarke, D., Dickerson, C., Pickard, S. Assessment of potential impacts of bucket dredging plumes on walleye spawning habitat in Maumee Bay, Ohio. Proceedings of the 18th World Dredging Congress (WODCON XVIII). , Lake Buena Vista, FL, USA . (2007).
