Desinfektionsteknikker for akvakulturvand

Desinfektionsteknikker for akvakulturvand

Desinfektionsteknikker til akvakulturvand omfatter typisk flere metoder såsom ultraviolet (UV) sterilisering, ozondesinfektion og kemisk desinfektion. I dag vil vi introducere UV og ozon som to metoder til sterilisering og desinfektion. Denne artikel analyserer primært disse metoder ud fra perspektiverne af steriliseringsmekanismer og -karakteristika.

UV-sterilisering

Princippet for UV-sterilisering involverer absorption af UV-lysenergi af mikrobielle nukleinsyrer, herunder ribonukleinsyre (RNA) og deoxyribonukleinsyre (DNA). Denne absorption ændrer deres biologiske aktivitet, hvilket fører til brud af nukleinsyrebindinger og kæder, tværbinding i nukleinsyrerne og dannelsen af ​​fotoprodukter, hvilket forhindrer mikrobiel replikation og forårsager dødelig skade. UV-lys er kategoriseret i UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm) og vakuum UV (100~200nm). Blandt disse er UVA og UVB i stand til at nå jordens overflade gennem ozonlaget og skydækket. UVC, kendt som UV-C desinfektionsteknologi, udviser den stærkeste steriliseringseffekt.

Effektiviteten af ​​UV-sterilisering afhænger af den dosis UV-stråling, som mikroorganismerne modtager, såvel som faktorer som UV-udgangsenergi, lampetype, lysintensitet og brugsvarighed. UV-bestrålingsdosis refererer til mængden af ​​specifik bølgelængde UV, der kræves for at opnå en bestemt bakterieinaktiveringshastighed. Højere doser resulterer i højere desinfektionseffektivitet. UV-sterilisering er fordelagtig på grund af dens stærke bakteriedræbende kraft, hurtige virkning, mangel på kemiske tilsætningsstoffer, fravær af giftige biprodukter og lette betjening. UV-sterilisatorer bruger typisk rustfrit stål som hovedmateriale med højrente kvartsrør og højtydende kvarts-UV-lamper, hvilket sikrer lang levetid og pålidelig ydeevne. Importerede lamper kan have en levetid på op til 9000 timer.

Ozon desinfektion

Ozon er en potent oxidant, og dens steriliseringsproces involverer biokemiske oxidationsreaktioner. Ozonsterilisering fungerer gennem tre former: (1) oxiderende og nedbrydende enzymer i bakterier, der udnytter glukose og derved deaktiverer bakterier; (2) direkte interaktion med bakterier og vira, forstyrre mikrobiel metabolisme og forårsage død; og (3) ind i celler gennem cellemembraner, der virker på ydre membranlipoproteiner og interne lipopolysaccharider, hvilket fører til bakteriel opløsning og død. Ozonsterilisering er bredspektret og lytisk, og eliminerer effektivt bakterier, sporer, vira, svampe og kan endda ødelægge botulinumtoksin. Derudover nedbrydes ozon hurtigt til oxygen eller enkelte oxygenatomer på grund af dets dårlige stabilitet. Enkelte oxygenatomer kan rekombinere for at danne oxygenmolekyler, hvilket forbedrer akvakulturvandets iltning uden at efterlade nogen giftige rester. Således betragtes ozon som et ideelt, ikke-forurenende desinfektionsmiddel.

Mens ozon har effektive steriliseringsevner, kan overdreven brug skade akvakulturdyr. Undersøgelser af Schroeder et al. demonstrere, at ozon, når det anvendes korrekt, effektivt kan fjerne nitrat og gule urenheder, og når det bruges sammen med skumseparation, kan det reducere bakteriel spredning. Imidlertid kan overforbrug generere meget giftige oxidanter. Silva et al. fremhæver også, at mens ozon forbedrer vandkvalitetsstabiliteten og sygdomsundertrykkelsen i akvakultur, kan dets genotoksiske virkninger skade celleintegriteten i vandlevende organismer, hvilket fører til sundhedsproblemer og reduceret udbytte. Derfor er det afgørende i akvakultur at bruge ozon på en rettidig, afmålt, sikker og reguleret måde ved at implementere strenge foranstaltninger for at forhindre overdreven brug og mindske ozonspild for at undgå luftforurening.