Које ризике за животну средину представља светлосно загађење у приобалној или обалској аквакултури? Како дизајнирати осветљење да би се смањио утицај?

一, Испитивање еколошких ризика од светлосног загађења
1. Прекид биолошких циклуса и репродуктивне дисфункције
Природни фотопериод има велики утицај на физиолошки циклус морских створења. На пример, организми коралног гребена полажу своја јаја у исто време користећи сигнале месечине. Међутим, када су присутни вештачки извори светлости, стопа варијације у времену полагања јаја је изнад 40%. У аквакултури, јужноамерички бели шкампи лињају се чешће него нормално када постоји стална светлост, што узрокује метаболичке проблеме. При јаком светлу, стопа преживљавања малолетника смуђа -зупаца европског језика опада за 23%, углавном зато што светлост блокира развој мрежњаче, што им отежава да ухвате плен.
2. Визуелна помоћ за уништавање еколошких процеса
Светлосно загађење мења спектрални састав, што отежава пролазак визуелних сигнала. Експерименти су показали да ће вештачки извори светлости са компонентама црвеног светла преко 15% угрозити камуфлажу шкољки, чиме ће повећати њихову рањивост на грабежљивце галебова харинге. Радна светла на броду и даље се могу видети на дубини од 200 метара док се проучава вертикална миграција планктонских створења. Ово узрокује да копеподима треба 3 до 5 сати дуже да мигрирају, што успорава проток енергије кроз морски ланац исхране.
3. Промене хемијског и физичког састава водних тела
Светлосно загађење чини воду мање чистом променом температуре и изазивањем фотохемијских реакција. ЛЕД сијалице могу да се загреју и до 50-65 степени споља на влажним местима, а загревање воде може смањити количину раствореног кисеоника за 15% до 20%. Плава светлосна трака (450–480 нм) такође убрзава фотолизу нитрата у води, што ствара отровне међупроизводе попут нитрита. Ово повећава опасност од тровања амонијачним азотом у врстама аквакултуре за 40%.
4. Неуобичајено понашање и штета по животну средину
Светлосно загађење дуж обале довело је до тога да 78% беба корњача изгуби пут, у односу на 5% у њиховом природном облику. Ово има велики утицај на способност становништва да настави. У ситуацији узгоја, млади шкарпине су изгубили способност кретања према светлости када су јој били изложени све време, а слом групног понашања је довео до пада стопе конверзије хране за 18%. Светлосно загађење и еутрофикација раде заједно на смањењу циклуса избијања алги за 30%, што узрокује да се епизоде ​​ниске количине кисеоника чешће дешавају у областима аквакултуре.
2, Главне идеје дизајна оптимизације осветљења
1. Правило тачног спектралног подударања
Дизајнирајте спектре на основу састава опсина ретине аквакултурних врста:
Узгој рибе: Ретина лососа има много конусних ћелија које су осетљиве на кратке таласе. Младе рибе могу да расту 23% брже ако су изложене плавој светлости од 470 нм 12 сати дневно;
Јужноамерички бели шкампи преферирају наранџасто{0}}црвено светло у опсегу од 600-650 нм. Ово светло повећава стопу успешности лињања за 35% када се користи;
За узгој шкољки потребна вам је пуна покривеност спектра (400–700 нм), са фокусом на зелено светло од 550 нм како би се алге залепиле за шкољке.
2. Идеја иза контроле градијента интензитета светлости
На основу тога колико добро вода преноси светлост и колико риба има у области аквакултуре, направите тродимензионално светлосно поље:
Површинска вода (0-0,5 м): Да бисте подржали фотосинтетске потребе фитопланктона, одржавајте интензитет светлости између 80 и 120 μ мол/(м² · с);
Средњи слој воде (0,5–1,5м): Градијент интензитета светлости се подешава од 80% горњег слоја до 40% доњег слоја употребом ЛЕД светлосних трака у слојевима.
Bottom water body (>1,5м): Додајте додатне светлосне заграде да бисте били сигурни да фотосинтетички активно зрачење (ПАР) износи најмање 20 μмол/(м² · с).
3. Идеја која стоји иза динамичке регулације фотопериода
Имитирају промене у природном фотопериоду:
Репродуктивна регулација: Да би се алге подстакле да се приљубе за саднице морских ушију, оне су изложене 16 сати светлости. Да би се зауставила прераност гонада, они су изложени 8 сати светлости;
Симулација лунарне фазе: Фарма за узгој морских коњића користи интелигентни систем контроле да повећа количину плаве светлости током фазе пуног месеца (450–480 нм). Ово чини 37% већом вероватноћом да ће родитељи полагати јаја у исто време.
Пребацивање градијента: Ово користи ПВМ технологију затамњивања да би се створио 1-минутни градијент интензитета светлости. Ово зауставља брзу промену интензитета светлости која се дешава када се ЛЕД диоде укључују и искључују и када дође до биолошког стреса.
3, Решења за инжењеринг
1. Одабрати праве лампе и распоредити их на најбољи начин
Optical design: To get a water surface spot with a uniformity of 0.85 or better, use a high refractive index lens (n>1.8) и други рефлектор;
Стандард заштите: Светла морају имати степен заштите ИП68 и проћи тест сланог спреја 96 сати без рђе.
Захтеви за инсталацију: ЛЕД светло треба да буде удаљено 0,8 до 1,2 метара од површине воде и постављено под углом од 15 степени да би светло покрило већу површину.
2. Дизајн интелигентног система управљања
Више-упаривање параметара: користите четвородимензионални алгоритам повезивања-за расподелу периода спектра интензитета светлости да бисте симулирали композитне ситуације као што је „изненадни пад интензитета светлости после кишне олује+спектрално плаветнило“.
АИ адаптивна регулација: Машинско учење се користи за гледање података о понашању као што су путеви које рибе пливају и колико једу да би се оптимизовали услови осветљења у реалном времену;
Даљинско праћење: Коришћење ЛоРа бежичне комуникационе технологије за прикупљање података о светлосном окружењу у области узгоја у реалном времену и обезбеђивање упозорења када нешто пође наопако.
3. Израда плана еколошке надокнаде
Систем заштите од светлости: Да бисте смањили светлосно загађење, ставите плоче које апсорбују тамно светло- око места за размножавање. Уређај за спектрално филтрирање: Да бисте смањили цурење плаве светлости, ставите филтер жуте светлости од 590 нм испред лампе. Мрежа биолошког мониторинга: Да бисте видели како светлосно загађење утиче на еколошки ланац у реалном времену, поставите сензоре миграције зоопланктона.
4, Примери коришћења и процена користи
1. Финансијске користи
Студија случаја реновирања фарме за узгој шкарпине показује да замена старог метал-халогеног осветљења паметним ЛЕД системима:
Трошкови коришћења енергије су смањени за 66% (са 58кВ·х/дан на 19кВ·х/дан); Боља конзистенција боје производа је подигла цену по кг за 8 јуана;
Вратите новац који сте потрошили на поправку осветљења за две године.
2. Користи за животну средину
Након употребе технологије динамичког управљања фотопериодом у бази аквакултуре у заливу Кингдао Аосхан:
Стопа синхронизације мријеста корала порасла је са 62% на 91%. Нетачност времена миграције за планктонске организме опала је са ± 2,5 сата на ± 0,3 сата.
Индекс диверзитета фитопланктона у водама око региона аквакултуре порастао је за 1,8 јединица.