Техники за дезинфекция на вода от аквакултури

Техники за дезинфекция на вода от аквакултури

Техниките за дезинфекция на вода от аквакултури обикновено включват няколко метода като ултравиолетова (UV) стерилизация, дезинфекция с озон и химическа дезинфекция. Днес ще представим UV и озона като два метода за стерилизация и дезинфекция. Тази статия основно анализира тези методи от гледна точка на механизмите и характеристиките на стерилизация.

UV стерилизация

Принципът на UV стерилизация включва абсорбцията на UV светлинна енергия от микробни нуклеинови киселини, включително рибонуклеинова киселина (РНК) и дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК). Тази абсорбция променя тяхната биологична активност, което води до разкъсване на връзките и веригите на нуклеиновите киселини, омрежване в рамките на нуклеиновите киселини и образуването на фотопродукти, като по този начин предотвратява репликацията на микробите и причинява смъртоносни увреждания. UV светлината се категоризира на UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm) и вакуум UV (100~200nm). Сред тях UVA и UVB са способни да достигнат земната повърхност през озоновия слой и облачната покривка. UVC, известна като UV-C технология за дезинфекция, проявява най-силен стерилизиращ ефект.

Ефективността на UV стерилизацията зависи от дозата UV радиация, получена от микроорганизмите, както и от фактори като UV изходна енергия, тип лампа, интензитет на светлината и продължителност на употреба. Дозата на UV облъчване се отнася до количеството UV лъчи със специфична дължина на вълната, необходимо за постигане на определена степен на инактивиране на бактериите. По-високите дози водят до по-висока ефективност на дезинфекция. UV стерилизацията е предимство поради силната си бактерицидна сила, бързото действие, липсата на химически добавки, липсата на токсични странични продукти и лекотата на работа. UV стерилизаторите обикновено използват неръждаема стомана като основен материал, с кварцови тръби с висока чистота и високоефективни кварцови UV лампи, осигуряващи дълъг живот и надеждна работа. Вносните лампи могат да имат живот до 9000 часа.

Дезинфекция с озон

Озонът е мощен окислител и неговият процес на стерилизация включва биохимични окислителни реакции. Стерилизацията с озон действа чрез три форми: (1) окисляване и разлагане на ензими в бактериите, които използват глюкоза, като по този начин дезактивират бактериите; (2) директно взаимодействие с бактерии и вируси, нарушаване на микробния метаболизъм и причиняване на смърт; и (3) навлизане в клетките през клетъчните мембрани, действайки върху липопротеините на външната мембрана и вътрешните липополизахариди, което води до бактериално разтваряне и смърт. Стерилизацията с озон е широкоспектърна и литична, като ефективно елиминира бактерии, спори, вируси, гъбички и дори може да унищожи ботулиновия токсин. Освен това озонът бързо се разлага на кислород или отделни кислородни атоми поради лошата си стабилност. Единичните кислородни атоми могат да се рекомбинират, за да образуват кислородни молекули, подобрявайки оксигенацията на водата в аквакултурите, без да оставят никакви токсични остатъци. По този начин озонът се счита за идеален, незамърсяващ дезинфектант.

Докато озонът има ефективни възможности за стерилизация, прекомерната му употреба може да навреди на аквакултурните животни. Изследвания на Schroeder et al. показват, че озонът, когато се използва по подходящ начин, може ефективно да отстрани нитратни и жълти примеси и когато се използва с отделяне на пяна, може да намали бактериалната пролиферация. Прекомерната употреба обаче може да генерира силно токсични оксиданти. Силва и др. също подчертайте, че докато озонът подобрява стабилността на качеството на водата и потискането на болестите в аквакултурите, неговите генотоксични ефекти могат да увредят целостта на клетките във водните организми, което води до здравословни проблеми и намален добив. Следователно в аквакултурите е от решаващо значение озонът да се използва навременно, премерено, безопасно и регулирано, като се прилагат стриктни мерки за предотвратяване на прекомерната употреба и смекчаване на разливането на озон, за да се избегне замърсяването на въздуха.