تقنيات تطهير مياه الاستزراع المائي

تقنيات تطهير مياه الاستزراع المائي

تتضمن تقنيات تطهير مياه تربية الأحياء المائية عادةً عدة طرق مثل التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، والتطهير بالأوزون، والتطهير الكيميائي. اليوم، سوف نقدم الأشعة فوق البنفسجية والأوزون كطريقتين للتعقيم والتطهير. تحلل هذه المقالة في المقام الأول هذه الأساليب من وجهة نظر آليات التعقيم وخصائصها.

التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية

يتضمن مبدأ التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية امتصاص الطاقة الضوئية فوق البنفسجية بواسطة الأحماض النووية الميكروبية، بما في ذلك الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). يغير هذا الامتصاص نشاطها البيولوجي، مما يؤدي إلى كسر روابط وسلاسل الحمض النووي، والارتباط المتقاطع داخل الأحماض النووية، وتكوين المنتجات الضوئية، وبالتالي منع التكاثر الميكروبي والتسبب في أضرار مميتة. يتم تصنيف ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى UVA (315 ~ 400 نانومتر)، UVB (280 ~ 315 نانومتر)، UVC (200 ~ 280 نانومتر)، والأشعة فوق البنفسجية الفراغية (100 ~ 200 نانومتر). ومن بين هذه الأشعة، فإن الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة قادرة على الوصول إلى سطح الأرض من خلال طبقة الأوزون والغطاء السحابي. تُظهر تقنية UVC، المعروفة باسم تقنية التطهير UV-C، أقوى تأثير تعقيم.

تعتمد فعالية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية على جرعة الأشعة فوق البنفسجية التي تستقبلها الكائنات الحية الدقيقة، بالإضافة إلى عوامل مثل طاقة خرج الأشعة فوق البنفسجية، ونوع المصباح، وشدة الضوء، ومدة الاستخدام. تشير جرعة الأشعة فوق البنفسجية إلى مقدار الطول الموجي المحدد للأشعة فوق البنفسجية المطلوب لتحقيق معدل معين لتعطيل البكتيريا. الجرعات الأعلى تؤدي إلى كفاءة تطهير أعلى. يعد التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية مفيدًا نظرًا لقدرته القوية على القضاء على الجراثيم، وعمله السريع، ونقص المواد الكيميائية المضافة، وغياب المنتجات الثانوية السامة، وسهولة التشغيل. تستخدم أجهزة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية عادة الفولاذ المقاوم للصدأ كمادة رئيسية، مع أنابيب كوارتز عالية النقاء ومصابيح كوارتز UV عالية الأداء، مما يضمن عمرًا طويلًا وأداءً موثوقًا. يمكن أن يصل عمر المصابيح المستوردة إلى 9000 ساعة.

تطهير الأوزون

الأوزون هو عامل مؤكسد قوي، وعملية التعقيم تنطوي على تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية. يعمل تعقيم الأوزون من خلال ثلاثة أشكال: (1) الإنزيمات المؤكسدة والمتحللة داخل البكتيريا التي تستخدم الجلوكوز، وبالتالي تعطيل البكتيريا؛ (2) التفاعل المباشر مع البكتيريا والفيروسات، مما يؤدي إلى تعطيل التمثيل الغذائي الميكروبي والتسبب في الوفاة؛ و (3) دخول الخلايا عبر أغشية الخلايا، مما يؤثر على البروتينات الدهنية في الغشاء الخارجي والسكريات الدهنية الداخلية، مما يؤدي إلى انحلال البكتيريا وموتها. التعقيم بالأوزون واسع النطاق وتحللي، ويقضي بشكل فعال على البكتيريا والجراثيم والفيروسات والفطريات، ويمكنه أيضًا تدمير توكسين البوتولينوم. بالإضافة إلى ذلك، يتحلل الأوزون بسرعة إلى أكسجين أو ذرات أكسجين مفردة بسبب ضعف ثباته. يمكن لذرات الأكسجين المنفردة أن تتحد مرة أخرى لتشكل جزيئات الأكسجين، مما يعزز الأوكسجين في مياه تربية الأحياء المائية دون ترك أي بقايا سامة. ولذلك يعتبر الأوزون مطهراً مثالياً وغير ملوث.

وفي حين يتمتع الأوزون بقدرات تعقيم فعالة، فإن الاستخدام المفرط يمكن أن يضر بحيوانات تربية الأحياء المائية. الدراسات التي أجراها شرودر وآخرون. أثبت أن الأوزون، عند استخدامه بشكل مناسب، يمكنه إزالة النترات والشوائب الصفراء بشكل فعال، وعندما يستخدم مع فصل الرغوة، يمكن أن يقلل من انتشار البكتيريا. ومع ذلك، فإن الإفراط في الاستخدام يمكن أن يولد مواد مؤكسدة شديدة السمية. سيلفا وآخرون. سلط الضوء أيضًا على أنه بينما يعمل الأوزون على تحسين استقرار جودة المياه وقمع الأمراض في تربية الأحياء المائية، فإن آثاره السمية الجينية يمكن أن تلحق الضرر بسلامة الخلايا في الكائنات المائية، مما يؤدي إلى مشاكل صحية وانخفاض الإنتاج. ولذلك، فمن الأهمية بمكان في تربية الأحياء المائية استخدام الأوزون في الوقت المناسب وبطريقة محسوبة وآمنة ومنظمة، وتنفيذ تدابير صارمة لمنع الاستخدام المفرط وتخفيف انسكاب الأوزون لتجنب تلوث الهواء.