NO172421B - Fremgangsmaate for aa immobilisere eller drepe svoemmende larver i en ferskvannsmasse, samt elektrisk felle for utoevelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å immobilisere eller drepe svømmende larver i en ferskvannsmasse, samt en elektrisk felle for utøvelse av fremgangsmåten. Ved fremgangsmåten hvor fellen benyttes, oppsettes et vekslende elektrisk felt mellom isolerte elektroder i ferskvann for å påvirke larver eller tilsvarende levende organismer (makro-organismer).

På denne måten kan man deaktivisere eller drepe larver immaterielt uten bruk av kjemi (gift), på en måte som er miljø-vennlig og som kan håndtere store vannvolumer. Et slikt system er viktig i forbindelse med blant annet vanninntak som blir begrodd med ferskvannsorganismer som ferskvannsmuslinger.

Vanligvis blir disse problemene bekjempet ved at man benytter kjemiske metoder. Det vil si at man introduserer en gift tidlig i systemet (f.eks. vanninntak). Denne giften kan være i form av en væske (klor), gass (ozon) eller i form av faste partikler som flyter i vannet og oppløses etterhvert.

De fleste av disse kjemiske systemene er slik at hele eller deler av giftmengden går tilbake i det reservoaret vannet kommer fra. Dermed kan giftmengden bygge seg opp, og dette er ikke miljømessig akseptabelt. For å kompensere dette er det blitt intro-dusert systemer hvor giften blir nøytralisert (f.eks. bruk av leire), eller bruk av ustabile gifter (ozon) som nøytraliserer seg selv etter kort tid.

Det er imidlertid hensiktsmessig å unngå slike miljømessige påvirkninger fullstendig, og det har vist seg mulig å benytte elektriske effekter for å påvirke svømmende organismer. Det er imidlertid ikke så mye litteratur å finne vedrørende kjent teknikk på dette feltet. Det er gjort enkelte studier om hvordan visse organismer oppfører seg i et likespenningsfelt (f.eks. like ved en likestrømsleder), og innvirkningen fra magnetiske felter er også studert i en viss grad. Relativt lite er gjort når det gjelder innvirkningen av elektriske veksel-felt på larver og andre makro-organismer.

Forsøk utført i Russland av M. Y. Kirpichenko viser at relativt lave elektriske felt (7-10 volt/cm) hvor larver blir eksponert over lang tid (30-50 timer), avhengig av vanntemperatur reduserer avsetning av larver og gir høy mortalitet (over 90%).

Det er også i Russland gjort ekstensive forsøk og visstnok utført pilot-installasjoner på kraftverk, hvor vannet passerer gjennom et elektrostatisk filter med 50 Hz vekselspenninger med sinusform og med størrelse 220-450 volt, avhengig av larvenes utviklingsstadium. Generelt kan man si at larvene må være eksponert inntil ett sekund for mortalitet, men dette tidsforløpet kan reduseres ved å endre pulsform.

Et begroingshindrende system basert på bruk av elektrisk felt i forbindelse med elektrolyse er også kjent, idet et slikt system er patentsøkt av Mitsubishi, Japan. Problemet med et slikt elektrolyse-system er imidlertid at elektrodene står i direkte kontakt med vannet, og dermed flyter det en kraftig strøm som hovedsakelig varmer vann. Dermed er et slikt system som regel lite kost-effektivt.

De fleste forsøk er utført på larver i sjøvann, og viser at et elektrisk felt ikke påvirker larver direkte, blant annet fordi strømmen "flyter" rundt og forbi larven.

Fra norsk patent 83894, svensk patent 140958 og tysk utlegningsskrift 1073629 er kjent fiskefangst-anordninger til bruk i saltvann, hvor det benyttes pulset strøm, dvs. likestrøm med overlagrede vekselkomponenter. Fisk skal derved bedøves eller drepes ved leding av strøm. Svært høye spenninger benyttes, og ettersom saltvann leder strøm godt, går det samtidig store strømmer, dvs. generatoren som forsyner elektrodene i vannet med strøm, må være i stand til å levere svært høy elektrisk effekt.

Det er ønskelig å kunne immobilisere eller drepe larver i ferskvann, og fortrinnsvis ved bruk av vekslende elektrisk felt som kan opprettes uten tilsvarende effektforbruk som tilfellet er i saltvann.

Foreliggende oppfinnelse anviser en fremgangsmåte og et apparat for å immobilisere eller drepe svømmende larver i en ferskvannsmasse, og oppfinnelsen defineres nøyaktig i de vedføyde patentkravene.

Oppfinnelsen er basert på studier av svømmende larver, som har klarlagt årsakene til larvenes oppførsel i elektriske felter. En har sett at larvenes svømmekarakteristikk og øvrige aktivitet påvirkes når endringer skjer i det elektriske feltet som omgir dem. Retningen på det spiralformede svømmemønsteret påvirkes tydelig, og denne observasjonen, sammen med observa-sjoner som er gjort når larver befinner seg i et magnetisk felt (sveving) viser at de innretter seg lengdemessig i feltets retning. Med andre ord blir larvene polare når de kommer inn i feltet. Denne polariteten er indusert polaritet, og ikke naturlig polaritet.

Forholdene i og nært ved larvene hva angår de elektriske felter, er avhengig av larvens fysiologi og av hvordan det påtrykte elektriske feltet settes opp. Årsaken til at en likestrøm flyter omkring larven, og altså ikke gjennom larven, skyldes de fysiologiske forhold med hensyn til de stoffer som er å finne i larvens overflate. Det er på det rene at overflaten til larven har markant lavere ledningsevne enn de stoffer som befinner seg inne i kroppen til larven, idet larvens indre for det meste består av godt ledende vann (mer enn 90%).

Forskjellen mellom larvens oppførsel i et konstant og et vekslende elektrisk felt, er at en larve som befinner seg i et konstant og stabilt påtrykt elektrisk felt i et begrenset tidsrom, ikke påvirkes i særlig grad, mens et vekselfelt kan være dødelig. Årsaken i første tilfelle er at det påtrykte elektriske likespenningsfeltet vil forsøke å sette opp et motfelt i larven. Når dette motfeltet bygges opp vil det foregå en energitransport inne i larvens kropp, dvs. det flyter en strøm, men så snart dette er gjort, oppstår en stabil situasjon hvor larven ikke påvirkes ytterligere innvendig, men bare utvendig ved at svømmemønsteret påvirkes av krefter i forbindelse med det påtrykte elektriske feltet. Det som her kan skje, er at kreftene virker på larven slik at den trekkes mot posisjonen for det elektriske feltets opprinnelse. Dette kan forklare teorien om at en økt avsetning kan skje ved et svakt påtrykt elektrisk felt.

Ved endringer i det påtrykte elektriske feltet vil det samtidig skje en endring i larvens polaritet, dvs. det flyter da en strøm i larvens kropp for å sette opp et motfelt i forhold til det påtrykte feltet. Det skjer da en intern energitransport i larvens kropp. En slik felt-endring (puls) vil også påvirke larvens eget elektriske system (nervepulser) som er bestemmende for larvens aktiviteter, blant annet svømme-funksj onen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende, med bruk av et utførelseseksempel samt med henvisning til de vedføyde tegningenene.

Fig. 1 viser et homogent elektrisk felt mellom to isolerte plater, hvor isolator-materialet har meget lav susceptibilitet,

fig. 2 viser en kolonne med vann som introduseres mellom de to platene i fig. 1, <*>

fig. 3 viser et "motfelt" som genereres i vannkolonnen ved polarisasjon,

fig. 4 viser det lavere elektriske felt som er resultatet i selve vannkolonnen,

fig.'5 viser ledende partikler (dvs. larver) av ikke-polar type (a), som ved induksjon blir polare i et elektrisk felt, og dermed innretter seg etter feltet (b), og

fig. 6 viser en tenkt situasjon med polare larver i en vannkolonne med påtrykt elektrisk felt.

Larvene kan enklest betraktes som ledende partikler fordelt i ferskvann som i seg selv har lav ledningsevne (kondensator-teori). Systemet ifølge oppfinnelsen skal operere i forbindelse med vanninntak i ferskvann, hvor det befinner seg larver av ferskvannsmuslinger. Oppfinnelsen er basert på et system hvor det er to isolerte metallplater som settes i ferskvann, se fig. 1, og isolasjonsmaterialet omkring metall-platene er meget tynt og består av et materiale med lav susceptibilitet, dvs. materialet polariseres lite når det utsettes for et elektrisk felt.

Ferskvannet mellom platene betraktes som et dielektrikum, dvs. en isolator med et lavt eller begrenset antall frie ladninger. Helt rent vann har svært lav ledningsevne. Hvis forurensninger introduseres i vannet, kan dette øke ledningsevnen. Forurensninger i ferskvann er for det meste ikke-ledende, slik som silt og mikroskopiske sandpartikler (leire), eventuelt av ledende type, slik som oppløste ioner av metaller.

Som tidligere nevnt er larvene innvendig ledende, men har et overflatelag som leder elektrisitet dårlig. Betraktet utenfra kan derfor larvene oppfattes som polariserbare partikler.

Imidlertid kan larvene også oppfattes som ledende partikler under transiente forhold, på grunn av deres ledende indre volum.

Vannet mellom kondensatorplatene kan således for oppfin-nelsens formål betraktes som et dielektrikum, hvor larvene er upolare, ledende partikler.

Når det oppsettes et kraftig elektrisk felt i vannet, se fig. 3, vil vannmolekylene bli polarisert, og utgjøre de poler som retter seg i motsatt retning av feltet, dvs. det settes derved opp et motfelt i vannet mellom platene. Larvene vil også danne slike polare partikler, hvor det i det øyeblikk motfeltet settes opp, se fig. 6, vil skje en energitransport i larven (dvs. ioner vil bevege seg i retning fra én side til motsatt side), og det oppstår en strøm innvendig i larven. På grunn av de elektriske feltkreftene, vil det største motfeltet oppstå i larvens lengderetning, og den vil bli tvunget inn i feltets retning. På denne måten vil larven dreie seg til å ligge langs de elektriske feltlinjene, og motfeltet oppstår i larvens lengderetning, hvor maksimalt spenningsfall vil forekomme. På denne måten vil larvene, som her kan oppfattes som ledende partikler, så å si forsøke å kortslutte platene.

Ved å benytte et vekslende elektrisk felt av intens styrke, og korte, skarpe pulser, vil den interne energitransporten i larven veksle fra side til side. Motfeltet i larven med den tilhørende strøm som oppstår, vil influere på larvens aktiviteter, og vil kunne drepe den.

Det foreligger beregninger vedrørende nødvendig spenning, pulsbredde og pulsfrekvens i forbindelse med avstand mellom platene og platenes størrelse. Disse parametrene avhenger av forhold i vannet, og da særlig av ledningsevnen (dvs. tettheten av larvene), men også av vanngjennomstrømning etc. Normalt vil størrelsen av det påtrykte feltet ligge langt under det nivå hvor det kan oppstå corona, dvs. elektrisk sammenbrudd og utladning.

Denne metoden fører til at man kan greie seg med å bruke en relativt begrenset mengde energi til å deaktivisere og/eller drepe larvene, siden energiomsetningen i hovedsak er den som oppstår inne i larvens kropp (ved innvendig energiomsetning som omtalt tidligere), mens lite energi går tapt i vannet. Dette i motsetning til de systemer som er omtalt tidligere, hvor det kjøres strøm gjennom vannet ved bruk av høy spenning for å oppnå at larvene drepes, men samtidig forekommer store energitap på grunn av de store strømmene. Denne energien går til oppvarming av vannet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for å immobilisere eller drepe svømmende larver i en ferskvannsmasse, karakterisert ved at en konsentrert elektrisk effektdissipasjon av immobiliserende eller drepende størrelse bevirkes i larvenes indre, som hovedsakelig utgjøres av elektrisk godt ledende væske, ved at et elektrisk vekselfelt opprettes i vannet med to isolerte kondensatorplater anbragt på hver side av vannmassen og en lav-effekts høyspennings-vekselgenerator tilkoplet platene, for vekselpolarisasjon av vannmasse og larver og dermed vekselstrøm inne i larvene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vekselspenningen er pulsformet.

3. Elektrisk felle for svømmende larver i en ferskvannsmasse, for utøvelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved to kondensatorplater med elektrisk isolerende belegg, anbragt på hver sin side av vannmassen og tilkoplet en laveffekts høyspennings-vekselgene-rator for opprettelse av et elektrisk vekselfelt i vannmassen, idet fellen er innrettet for å bevirke konsentrert elektrisk energidissipasjon i larvenes indre ved vekselpolarisasjon av vannmasse og larver og dermed vekselstrøm i larvenes indre.

4. Elektrisk felle ifølge krav 3, karakterisert ved at generatoren er en puls-generator.

5. Elektrisk felle ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at det elektrisk isolerende belegget på kondensatorplatene utgjøres av et materiale med lav elektrisk susceptibilitet.