Электроположительный репеллент от акул - Electropositive shark repellent

Электроположительные металлы (ЭПМ) представляют собой новый класс репеллент от акул материалы, которые производят измеримый Напряжение при погружении в электролит Такие как морская вода. В морской воде вырабатываемое напряжение достигает 1,75 В постоянного тока. Предполагается, что это напряжение превышает ампульный орган у акул, обладающий репеллентным действием. Поскольку у костистых рыб отсутствует ампулярный орган, репеллент избирательно действует на акул и скатов. Процесс является электрохимическим, поэтому не требуется внешнего питания. По мере проведения химической работы металл теряется в виде коррозии. В зависимости от используемого сплава или металла и его толщины электроположительный репеллентный эффект сохраняется до 48 часов. Реакция электроположительного металла в морской воде приводит к образованию пузырьков газообразного водорода и нерастворимого нетоксичного гидроксида в виде осадка, который оседает вниз в толще воды.

История

SharkDefense открыл электрохимический эффект отпугивания акул 1 мая 2006 г. Южный Бимини, Багамы на биологической полевой станции Бимини. Электроположительный металл, входивший в состав постоянного магнита, был выбран в качестве экспериментального контроля для тоническая неподвижность эксперимент Эрика Страуда с ювенильным лимонная акула (Negaprion brevirostris). Ожидалось, что этот металл не окажет никакого воздействия, поскольку он не был ферромагнитный. Тем не менее, когда металл приближался к носу акулы на расстояние 50 см, наблюдалась резкая реакция возбуждения. Эксперимент был повторен с тремя другими молодыми лимонными акулами и двумя другими молодыми акулами. акулы-медсестры (Циркулярная гинглимостома), и были приняты меры для устранения всех случайных металлических предметов на полигоне. Патрик Райс, Майкл Херрманн и Эрик Страуд присутствовали на этом первом испытании. Майк Роу, из Канал Дискавери С Грязные вакансии серия, впоследствии засвидетельствованная и участвовавшая в испытании с использованием электроположительного металла в течение 24 часов после открытия.[1]

В следующие три месяца различные переходные металлы, лантаноиды, постпереходные металлы, металлоиды, и образцы неметаллов были проверены на возбуждающую активность с использованием биоанализа тонической неподвижности у молодых лимонных акул и молодых акул-медсестер. Все виды поведения оценивались от 0 до 4 в зависимости от ответа. Было определено, что все металлы группы I, II, III и лантаноиды вызывают положительную реакцию, но средний балл обычно увеличивается с электроположительность.[2]

Дальнейшее тестирование с использованием соляной мост электрохимические ячейки были проведены в 2006 и 2007 годах в лаборатории Oak Ridge Shark Lab. Используя морскую воду в качестве электролита и обрезанный акулий плавник в качестве катода, измеренные напряжения тесно коррелировали со стандартным восстановительным потенциалом испытуемого металла. SharkDefense теперь предполагает, что чистый положительный заряд катионов, производимых электроположительными металлами, накапливается на электроотрицательной коже акулы. Чистое увеличение заряда на коже акулы воспринимается ампулы Лоренцини, и потенциал выше 1,2 эВ вызывает отвращение.

Электроположительные металлы восстановители и освободить водород газ в морской воде через гидролиз, создавая напряжение полуячейки около -0,86 эВ. Одновременно образуется осадок нерастворимого гидроксида металла, который инертен для отпугивания акул. Таким образом, металл теряется коррозия в процессе образования катионов. SharkDefense провела исследование потерь от коррозии в 2008 году в Южном Бимини, Багамы, и обнаружила, что 70-граммовый кусок специального электроположительного сплава сохранил более 50% своего первоначального веса после 70 часов погружения. Потери из-за коррозии в значительной степени зависят от температуры, поэтому холодная морская вода на рыболовных глубинах снижает скорость коррозии.[3]

Исследования и испытания

Стоунер и Кайммер (2008)[4] сообщил об успехе с использованием церия мишметалл и Тихий океан колючая морская собака (Squalus acanthias, разновидность акулы) в неволе, как при тонической неподвижности, так и при кормлении тесты предпочтений. Свинец использовали в качестве контроля. Ободренные результатами, было проведено ярусное исследование Гомер, Аляска в конце 2007 г. при сотрудничестве Международной комиссии по тихоокеанскому палтусу. И снова свинец использовался в качестве контроля. Это исследование показало сокращение улова тихоокеанской колючей рыбы на 17% и сокращение улова прозрачных скатов на 48%.

Однако Tallack et al. сообщил, что мишметалл церия оказался совершенно неэффективным[5] против атлантического шиповника в Залив Мэн. Mandelman et al. сообщили, что репеллентный эффект исчез после голодания при использовании в неволе атлантической колючей собачки и что видоспецифичные вариации реакции на мишметаллы существуют между атлантической колючей собачьей рыбой в неволе и темными гладкокрылыми гончими (Mustelis canis).[6]

Страуд (SharkDefense, 2006) и Фишер (VIMS) наблюдали в неволе светлые лучи (Rhinoptera bonasus) изменение высоты плавания и игнорирование приманок для синих крабов в клетках, содержащих неодим-празеодимовый мишметалл. Положение лечебных клеток было изменено, и все клетки были размещены на пути плавания лучей.

Brill et al. (2008) сообщили, что содержащиеся в неволе несовершеннолетние песчаные акулы (Carcharhinus plumbeus) сохраняли зазор 50–60 см при плавании, когда в аквариум помещали кусок неодим-празеодимового мишметалла.

Wang, Swimmer и Laughton (2007) сообщили об отрицательной реакции на неодим-празеодимовые мишметаллы, помещенные рядом с приманками, предлагаемыми взрослым галапагосским особям (C. galapagensis) и песчаных акул на бамбуковых шестах на Гавайях. В июле 2008 года Ричард Брилл из NMFS / VIMS и SharkDefense провели больше испытаний в море с электроположительными металлами в попытке сократить прилов акул при коммерческом рыболовстве. По состоянию на 2 августа 2008 г. Brill сообщил о сокращении вылова песчаных акул почти на 3: 1 по сравнению с пластиковыми приманками с металлическими. Была получена высокая статистическая значимость, как сообщается в Вирджиния-пилот пользователя Joanne Kimberlin. Позже компания SharkDefense разработала простое приспособление для ловли на крючок и насадку для приманки, которые тестировались на атлантических ярусоловах в 2008 году.

Фаваро и Коул (2013) с помощью метаанализа определили, что электроположительные металлы не снижают прилов эластожаберных при коммерческом ярусном промысле,[7] что вызывает опасения относительно эффективности этого подхода в качестве средства отпугивания акул или отпугивающего средства для защиты водопользователей.[8]

Селективность

Как и ожидалось, костистых рыб (костистых рыб) не отталкивает высвобождение катионов электроположительного металла в морской воде. Это потому, что костистым телам не хватает ампулы Лоренцини. Ответ Teleost был подтвержден с помощью captive Cobia (Rachycentron canadum) и Палтус тихоокеанский (Hippoglossus stenolepis). В июле 2008 г. рыба-меч (Ксифия гладиус) улов зарегистрирован на экспериментальных крючках, обработанных электроположительным металлом.

Ограничения

Как и все репелленты от акул, 100% эффективность не может быть достигнута с электроположительными металлами. Металлы особенно эффективны, когда акула полагается на свое электросенс. Вероятно, что электроположительные металлы неэффективны для преднамеренно стимулированных (клокоченных) акул, акул, кормящихся на соревнованиях, и акульих «безумств».[нужна цитата ]. Металлы очень полезны в среде коммерческого рыболовства, а также, возможно, рекреационного и кустарного рыболовства.

Рекомендации

  1. ^ Видео испытания с электроположительным металлом
  2. ^ AES 2007 Аннотация: Использование высокоэлектроположительных металлов в качестве репеллентов от акул. Эрик Страуд, Патрик Райс, Крейг О'Коннелл, Сэмюэл Грубер
  3. ^ AES 2008 Резюме: Достижения в исследованиях репеллентов от акул с использованием высокоэлектроположительных металлов. Эрик Страуд, Патрик Райс, Крейг О'Коннелл, Сэмюэл Грубер
  4. ^ «Снижение прилова пластиножаберных: лабораторные исследования редкоземельных металлов и магнитных сдерживающих факторов с колючей морской рыбой и палтусом». Стоунер, Аллан В. и Кайммер, Стивен М. Рыболовные исследования, 2008 г.
  5. ^ Таллак, М.С.Л. и Дж. Мандельман, (в стадии подготовки). Удерживают ли редкоземельные металлы колючую морскую собаку? Технико-экономическое обоснование использования Mischmetals для сокращения улова морской рыбы на крючок и орудия лангуста в заливе Мэн.
  6. ^ AES 2008 Резюме: Сдвиг базовой линии пороговой реакции кормления на электростатические металлы, сдерживающие факторы, у двух видов морских рыб. Джон Мандельман, Майкл Страттон, Майкл Тласти, Шелли Таллак, Том Фишер, Шерил Харари, Нильс Вернерфельт
  7. ^ Фаваро, Бретт (1 сентября 2013 г.). «Снижают ли устройства для сокращения прилова при ярусном промысле вылов акул и скатов? Глобальный метаанализ». Рыба и рыболовство. 16: 306. Получено 23 июля 2020.
  8. ^ Кардно (октябрь 2015 г.). "Детекторы и детекторы акул. Обзор обзора защиты купающихся. Обзор технологий защиты купающихся" (PDF). Получено 23 июля 2020. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)

дальнейшее чтение