Hovedforurenende stoffer i akvakulturvand og deres virkninger på akvatiske dyr

For akvakultur er håndtering af forurenende stoffer i opdrætsdamme en kritisk bekymring. Almindelige forurenende stoffer i akvakulturvand omfatter nitrogenholdige stoffer og fosforforbindelser. Kvælstofholdige stoffer omfatter blandt andet ammoniak-kvælstof, nitrit-nitrogen, nitrat-kvælstof, opløst organisk kvælstof. Fosforforbindelser omfatter reaktive fosfater og organisk fosfor. Denne artikel undersøger de primære forurenende stoffer i akvakulturvand og deres indvirkning på akvatiske dyr. Lad os først se på et forenklet diagram for lettere at huske og forstå.

Nedenfor vil vi give specifikke forklaringer.

Ammoniak-kvælstof er en af ​​de vigtigste forurenende stoffer i akvakulturvand, hovedsagelig fremstillet ved nedbrydning af restfoder og metaboliske produkter fra akvakulturdyr i vandet. Ophobning af ammoniak-nitrogen i systemet kan beskadige fiskens epidermale væv og gæller og forstyrre det biologiske enzymaktivitetssystem. Selv lave koncentrationer af ammoniak-kvælstof (>1 mg/L) kan have toksiske effekter på akvakulturdyr, især den meget giftige ikke-ioniserede ammoniak, som kan forårsage skader ved meget lave koncentrationer. Øgede koncentrationer af ammoniak-kvælstof i miljøet fører også til reduceret kvælstofudskillelse fra vandorganismer, hvilket reducerer deres indtagelse af ammoniakholdige stoffer, hvilket i sidste ende påvirker vanddyrs normale vækst og udvikling. Høje koncentrationer af ammoniak-nitrogen i miljøet kan også påvirke den osmotiske balance hos vanddyr, hvilket fører til nedsat iltoverførselskapacitet og manglende evne til at udskille giftige stoffer fra deres kroppe. Det meste indenlandsk og international forskning i behandling af akvakulturvand fokuserer på behandling af ammoniak-nitrogen.

Nitrit i akvakultur er hovedsageligt et mellemprodukt, der dannes under nitrifikations- eller denitrifikationsprocesser. Det kan trænge ind i kroppen gennem akvakulturdyrs gæller og reducere hæmoglobinets iltbærende kapacitet i deres blod, hvilket forårsager hypoxi og død hos vanddyr. Det er vigtigt at bemærke akkumuleringen af ​​nitrit i vandområder, især i nydrevne systemer, som kan have betydelige toksiske effekter på akvakulturorganismer.

Nitrat har relativt lav toksicitet for fisk, hvorfor der ikke er nogen specifik koncentrationsgrænse, men høje koncentrationer kan påvirke smagen af ​​akvakulturprodukter. Nitratkvælstof under denitrifikationsprocesser kan også producere nitrogen nitrogen, som kan være giftigt for akvakulturorganismer. Litteraturrapporter har vist, at ophobning af nitratkvælstof kan føre til langsom vækst og sygdomme hos akvakulturorganismer. Det antages generelt, at nitratindholdet i vandet under lakseakvakultur skal holdes under 7,9 mg/L. Derfor bør forskellige kvælstofomdannelser i behandlingen af ​​akvakulturvand ikke blindt omdannes til nitratkvælstof alene, og det bør også overvejes at fjerne nitratkvælstof.

Opløst organisk nitrogen i akvakulturvand stammer hovedsageligt fra restfoder, ekskrementer og metaboliske produkter fra akvakulturorganismer. Opløst organisk kvælstof i akvakulturvand har en relativt enkel struktur, god biologisk nedbrydelighed og kan let udnyttes af mikroorganismer, hvilket opnår en god fjernelseseffektivitet gennem konventionelle biologiske behandlingsprocesser. Når koncentrationen af ​​organisk nitrogen i vand ikke er høj, har det ringe indflydelse på vandlevende organismer. Men når organisk kvælstof ophobes i et vist omfang, kan det fremme spredningen af ​​sygdomsfremkaldende og skadelige mikroorganismer, forringe vandkvaliteten og forårsage sygdomme og død hos akvakulturorganismer.

Aktive fosfater i vandige opløsninger kan eksistere i former som PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4 og H₃PO₄, med deres relative andele (fordelingskoefficienter) varierende med pH. De kan udnyttes direkte af alger, bakterier og planter. Aktive fosfater har minimal direkte skade på fisk, men kan fremme omfattende vækst af alger og bakterier i vand, forbruge ilt og forringe fiskens vækst. Fjernelsen af ​​fosfater fra akvakulturvand afhænger hovedsageligt af kemisk udfældning og adsorption. Kemisk udfældning involverer tilsætning af kemiske midler til vandet for at danne fosfatudfældninger gennem kemiske udfældningsprocesser, efterfulgt af flokkulering og faststof-væske-separation for at fjerne fosfater fra vandet. Adsorption udnytter adsorbenter med store overfladearealer og adskillige porer for at tillade fosfor i spildevand at gennemgå ionbytning, koordinationskompleksdannelse, elektrostatisk adsorption og overfladefældningsreaktioner, hvorved fosfor fjernes fra vandet.

Total fosfor refererer til summen af ​​opløseligt fosfor og partikelformigt fosfor. Opløseligt fosfor i vand kan yderligere opdeles i opløseligt organisk fosfor og opløseligt uorganisk fosfor, hvor opløseligt uorganisk fosfor hovedsageligt findes i form af aktive fosfater. Partikelformigt fosfor refererer til fosforformer, der er til stede på overfladen eller inde i suspenderede partikler i vand, som normalt er vanskelige for vandlevende dyr at udnytte direkte. Partikelformigt organisk fosfor findes hovedsageligt i cellevæv og organisk affald fra vanddyrsvæv, mens partikelformigt uorganisk fosfor hovedsageligt adsorberes på suspenderede lermineraler.

Sammenfattende er den vigtigste opgave i akvakultur at regulere akvakulturens vandmiljø under hensyntagen til forskellige faktorer for at skabe et afbalanceret vandmiljø og derved minimere tab og maksimere økonomiske fordele. Hvordan man regulerer vandmiljøet vil blive analyseret i fremtidige artikler.