Elektrododatni środek odstraszający rekiny

Metale elektrododatnie (EPM) to nowa klasa materiałów odstraszających rekiny , które wytwarzają mierzalne napięcie po zanurzeniu w elektrolicie , takim jak woda morska . W wodzie morskiej wytwarzane napięcia sięgają nawet 1,75 V prądu stałego. Przypuszcza się, że napięcie to przytłacza narząd ampułkowy u rekinów, powodując działanie odstraszające. Ponieważ ryby kostnoszkieletowe nie mają narządu bańkowego, repelent działa selektywnie na rekiny i płaszczki. Proces jest elektrochemiczny, więc nie jest wymagane zewnętrzne zasilanie. Podczas wykonywania prac chemicznych metal jest tracony w postaci korozji. W zależności od użytego stopu lub metalu i jego grubości, efekt odpychania elektropozytywnego utrzymuje się do 48 godzin. Reakcja metalu elektrododatniego w wodzie morskiej powoduje powstawanie pęcherzyków gazowego wodoru i nierozpuszczalnego nietoksycznego wodorotlenku w postaci osadu, który osiada w słupie wody.

Historia

Firma SharkDefense dokonała odkrycia elektrochemicznych efektów odstraszających rekiny 1 maja 2006 r. w South Bimini na Bahamach w Bimini Biological Field Station. Metal elektrododatni, który był składnikiem magnesu trwałego, został wybrany jako kontrola eksperymentalna do eksperymentu tonicznego unieruchomienia przeprowadzonego przez Erica Strouda z użyciem młodego rekina cytrynowego ( Negaprion brevirostris ). Przewidywano, że ten metal nie wywoła żadnego efektu, ponieważ nie był ferromagnetyczny . Jednak zaobserwowano gwałtowną reakcję pobudzenia, gdy metal znalazł się na odległość 50 cm od nosa rekina. Eksperyment powtórzono z trzema innymi młodymi rekinami cytrynowymi i dwoma innymi młodymi rekinami pielęgniarkami ( Ginglymostoma cirratum ) i zadbano o wyeliminowanie wszystkich zbłąkanych metalowych przedmiotów w miejscu testowania. Patrick Rice, Michael Herrmann i Eric Stroud byli obecni na tym pierwszym procesie. Mike Rowe z serialu Dirty Jobs Discovery Channel był następnie świadkiem i uczestniczył w teście z użyciem metalu elektrododatniego w ciągu 24 godzin po odkryciu.

W ciągu następnych trzech miesięcy różne metale przejściowe , lantanowce , metale po przejściu przejściowym , metaloidy i próbki niemetali zostały przebadane pod kątem aktywności pobudzającej przy użyciu testu biologicznego tonicznej bezruchu u młodych rekinów cytrynowych i młodych rekinów karmiących. Wszystkie zachowania oceniano w skali od 0 do 4 w zależności od odpowiedzi. Stwierdzono, że wszystkie metale grupy I, II, III i lantanowce wywoływały pobudzające reakcje, ale średni wynik ogólnie wzrastał wraz z elektropozytywnością .

Dalsze testy z wykorzystaniem ogniw elektrochemicznych z mostkiem solnym przeprowadzono w latach 2006 i 2007 w Oak Ridge Shark Lab. Wykorzystując wodę morską jako elektrolit i przycinanie płetwy rekina jako katodę, zmierzone napięcia ściśle korelowały ze standardowym potencjałem redukcyjnym badanego metalu. SharkDefense stawia teraz hipotezę, że dodatni ładunek netto z kationów wytwarzanych przez metale elektrododatnie gromadzą się na elektroujemnej skórze rekina. Wzrost ładunku netto na skórze rekina jest postrzegany przez ampułki Lorenziniego , a powyżej potencjału 1,2 eV powstaje niechęć.

Metale elektrododatnie są środkami redukującymi i uwalniają gazowy wodór w wodzie morskiej poprzez hydrolizę , wytwarzając napięcie półogniwa około -0,86 eV. Jednocześnie powstaje nierozpuszczalny osad wodorotlenku metalu, który jest obojętny dla działania odstraszającego rekiny. W związku z tym metal jest tracony na korozję w procesie generowania kationów. Firma SharkDefense przeprowadziła badania utraty korozji w 2008 roku w South Bimini na Bahamach i stwierdziła, że ​​70-gramowy kawałek niestandardowego stopu elektropozytywnego zachował ponad 50% swojej pierwotnej wagi po 70 godzinach zanurzenia. Straty spowodowane korozją są w dużej mierze funkcją temperatury, dlatego zimna woda morska na głębokościach połowowych służy do zmniejszenia szybkości korozji.

Badania i testy

Stoner i Kaimmer (2008) odnotowali sukces w stosowaniu miszmetalu cerowego i koleńa pacyficznego ( Squalus acanthias , rodzaj rekina) w niewoli, zarówno w testach unieruchomienia tonicznego, jak i preferencji żywieniowych . Metaliczny ołów zastosowano jako kontrolę. Zachęcony wynikami, pod koniec 2007 r. we współpracy z Międzynarodową Komisją Halibuta Pacyfiku przeprowadzono badanie sznurami haczykowymi u wybrzeży Homer na Alasce . Ponownie, jako kontrolę zastosowano ołów. Badanie to wykazało 17% redukcję połowów kolenia z Pacyfiku i 48% redukcję połowu łyżew jasnonosych.

Jednak Tallack i in. poinformował, że miszmetal ceru był całkowicie nieskuteczny przeciwko koleńowi atlantyckiemu w Zatoce Maine . Mandelmana i in. poinformowali, że efekt odstraszający zniknął po głodzeniu przy użyciu kolenia atlantyckiego trzymanego w niewoli, oraz że istnieje specyficzna dla gatunku zmienność w odpowiedzi na miszmetale między koleniem atlantyckim trzymanym w niewoli a gładkim gońcem ciemnym ( Mustelis canis ) .

Stroud (SharkDefense, 2006) i Fisher (VIMS) obserwowali uwięzione płaszczki ( Rhinoptera bonasus ) zmieniające wysokość pływania i ignorujące niebieskie przynęty na kraby w klatkach zawierających miszmetal neodymowo-prazeodymowy. Położenie klatek do leczenia zmieniano i wszystkie klatki umieszczono na ścieżce pływania promieni.

Brilla i in. (2008) poinformowali, że trzymane w niewoli młode rekiny piaskowe ( Carcharhinus plumbeus ) utrzymywały 50–60 cm prześwitu podczas pływania, gdy w zbiorniku umieszczono kawałek neodymowo-prazeodymowego miszmetalu.

Wang, Swimmer i Laughton (2007) opisali awersyjne reakcje na miszmetale neodymowo-prazeodymowe umieszczone w pobliżu przynęt oferowanych dorosłym Galapagos ( C. galapagensis ) i rekinom Sandbar na tyczkach bambusowych na Hawajach. W lipcu 2008 r. Richard Brill z NMFS/VIMS i SharkDefense przeprowadzili więcej prób na morzu z metalami elektrododatnimi, starając się zmniejszyć przyłowy rekinów na łowiskach komercyjnych. Od 2 sierpnia 2008 r. Brill odnotował prawie 3: 1 redukcję połowów rekinów piaskowych, gdy porównano plastikowe wabiki z metalami. Uzyskano wysoką istotność statystyczną, jak podano w Virginian-Pilot autorstwa Joanne Kimberlin. Firma SharkDefense opracowała później proste urządzenie do zaczepiania haka i przystawkę do przynęty, które były testowane na taklowcach atlantyckich w 2008 roku.

Favaro i Cole (2013) ustalili na podstawie metaanalizy, że metale elektrododatnie nie zmniejszyły przyłowów spodoustych w komercyjnych połowach taklami, co budzi obawy co do skuteczności tego podejścia jako środka odstraszającego lub odstraszającego rekiny w celu ochrony użytkowników wody.

Selektywność

Zgodnie z oczekiwaniami teleoste (ryby kostnoszkieletowe) nie są odpychane przez uwalnianie kationów metali elektrododatnich w wodzie morskiej. Dzieje się tak, ponieważ teleostom brakuje ampułek Lorenziniego . Odpowiedź Teleosta została potwierdzona przy użyciu trzymanej w niewoli kobii ( Rachycentron canadum ) i halibuta pacyficznego ( Hippoglossus stenolepis ). W lipcu 2008 odnotowano połów włócznika ( Xiphias gladius ) na eksperymentalne haczyki pokryte metalem elektrododatnim.

Ograniczenia

Podobnie jak w przypadku wszystkich środków odstraszających rekiny, 100% skuteczności nie zostanie osiągnięte w przypadku metali elektrododatnich. Metale są szczególnie skuteczne, gdy rekin polega na swoim elektrozmyśle. Jest prawdopodobne, że metale elektrododatnie są nieskuteczne w przypadku celowo stymulowanych (koleżących się) rekinów, rekinów rywalizujących ze sobą i rekinów „szałowych” . Metale są bardzo przydatne w środowisku rybołówstwa komercyjnego, ewentualnie rekreacyjnego i tradycyjnego.

Dalsza lektura

• Prindle, Drew Prindle (20 sierpnia 2014). „Nie, to nie jest bransoletka na kostkę do aresztu domowego – to pierwszy na świecie akustyczny odstraszacz rekinów” . Trendy cyfrowe .