Techniky dezinfekce vody akvakultury

Techniky dezinfekce vody akvakultury

Techniky dezinfekce vody z akvakultury obvykle zahrnují několik metod, jako je ultrafialová (UV) sterilizace, dezinfekce ozonem a chemická dezinfekce. Dnes si představíme UV a ozón jako dvě metody sterilizace a dezinfekce. Tento článek primárně analyzuje tyto metody z pohledu sterilizačních mechanismů a charakteristik.

UV sterilizace

Princip UV sterilizace spočívá v absorpci energie UV světla mikrobiálními nukleovými kyselinami, včetně ribonukleové kyseliny (RNA) a deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Tato absorpce mění jejich biologickou aktivitu, což vede k rozbití vazeb a řetězců nukleových kyselin, zesíťování uvnitř nukleových kyselin a tvorbě fotoproduktů, čímž brání mikrobiální replikaci a způsobuje smrtelné poškození. UV světlo se dělí na UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm) a vakuové UV (100~200nm). Mezi nimi jsou UVA a UVB schopny proniknout na zemský povrch přes ozonovou vrstvu a oblačnost. UVC, známé jako UV-C dezinfekční technologie, vykazuje nejsilnější sterilizační účinek.

Účinnost UV sterilizace závisí na dávce UV záření, kterou mikroorganismy přijímají, a také na faktorech, jako je výstupní energie UV záření, typ lampy, intenzita světla a doba používání. Dávka UV záření se týká množství specifické vlnové délky UV záření potřebné k dosažení určité míry inaktivace bakterií. Vyšší dávky mají za následek vyšší účinnost dezinfekce. UV sterilizace je výhodná díky své silné baktericidní síle, rychlému působení, nedostatku chemických přísad, nepřítomnosti toxických vedlejších produktů a snadnému ovládání. UV sterilizátory obvykle používají nerezovou ocel jako hlavní materiál s vysoce čistými křemennými trubicemi a vysoce výkonnými křemennými UV lampami, které zajišťují dlouhou životnost a spolehlivý výkon. Dovážené lampy mohou mít životnost až 9000 hodin.

Ozónová dezinfekce

Ozon je silné oxidační činidlo a proces jeho sterilizace zahrnuje biochemické oxidační reakce. Sterilizace ozonem probíhá ve třech formách: (1) oxidace a rozklad enzymů v bakteriích, které využívají glukózu, čímž se bakterie deaktivují; (2) přímá interakce s bakteriemi a viry, narušení mikrobiálního metabolismu a způsobující smrt; a (3) vstup do buněk přes buněčné membrány, působení na vnější membránové lipoproteiny a vnitřní lipopolysacharidy, což vede k bakteriálnímu rozpuštění a smrti. Sterilizace ozonem je širokospektrální a lytická, účinně likviduje bakterie, spory, viry, plísně a může dokonce zničit botulotoxin. Navíc se ozón rychle rozkládá na kyslík nebo jednotlivé atomy kyslíku kvůli jeho špatné stabilitě. Jednotlivé atomy kyslíku se mohou rekombinovat za vzniku molekul kyslíku, čímž se zlepší okysličení vody v akvakultuře bez zanechání jakýchkoli toxických zbytků. Ozon je tedy považován za ideální, neznečišťující dezinfekční prostředek.

Zatímco ozon má účinné sterilizační schopnosti, nadměrné používání může poškodit živočichy pocházející z akvakultury. Studie Schroedera a kol. prokázat, že ozon, je-li používán správně, může účinně odstranit dusičnany a žluté nečistoty a při použití s ​​oddělováním pěny může snížit množení bakterií. Nadměrné používání však může vytvářet vysoce toxické oxidanty. Silva a kol. také zdůrazňují, že zatímco ozon zlepšuje stabilitu kvality vody a potlačuje choroby v akvakultuře, jeho genotoxické účinky mohou poškodit integritu buněk ve vodních organismech, což vede ke zdravotním problémům a snížení výnosu. Proto je v akvakultuře klíčové používat ozon včas, měřeným, bezpečným a regulovaným způsobem a zavádět přísná opatření k prevenci nadměrného používání a zmírnění úniku ozonu, aby se zabránilo znečištění ovzduší.