Desinfektionstechniken für Aquakulturwasser

Desinfektionstechniken für Aquakulturwasser

Desinfektionstechniken für Aquakulturwasser umfassen typischerweise mehrere Methoden wie Ultraviolett (UV)-Sterilisation, Ozondesinfektion und chemische Desinfektion. Heute stellen wir UV und Ozon als zwei Methoden zur Sterilisation und Desinfektion vor. In diesem Artikel werden diese Methoden hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt der Sterilisationsmechanismen und -eigenschaften analysiert.

UV-Sterilisation

Das Prinzip der UV-Sterilisation beinhaltet die Absorption von UV-Lichtenergie durch mikrobielle Nukleinsäuren, einschließlich Ribonukleinsäure (RNA) und Desoxyribonukleinsäure (DNA). Diese Absorption verändert ihre biologische Aktivität, was zum Aufbrechen von Nukleinsäurebindungen und -ketten, zur Vernetzung innerhalb der Nukleinsäuren und zur Bildung von Photoprodukten führt, wodurch die mikrobielle Replikation verhindert und tödliche Schäden verursacht werden. UV-Licht wird in UVA (315–400 nm), UVB (280–315 nm), UVC (200–280 nm) und Vakuum-UV (100–200 nm) eingeteilt. Unter diesen sind UVA und UVB in der Lage, durch die Ozonschicht und die Wolkendecke die Erdoberfläche zu erreichen. UVC, bekannt als UV-C-Desinfektionstechnologie, weist den stärksten Sterilisationseffekt auf.

Die Wirksamkeit der UV-Sterilisation hängt von der Dosis der UV-Strahlung ab, die die Mikroorganismen erhalten, sowie von Faktoren wie der UV-Ausgangsenergie, dem Lampentyp, der Lichtintensität und der Nutzungsdauer. Die UV-Bestrahlungsdosis bezieht sich auf die Menge an UV-Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge, die erforderlich ist, um eine bestimmte Bakterieninaktivierungsrate zu erreichen. Höhere Dosen führen zu einer höheren Desinfektionseffizienz. Die Vorteile der UV-Sterilisation liegen in der starken bakteriziden Wirkung, der schnellen Wirkung, dem Fehlen chemischer Zusätze, dem Fehlen toxischer Nebenprodukte und der einfachen Handhabung. UV-Sterilisatoren verwenden typischerweise Edelstahl als Hauptmaterial mit hochreinen Quarzröhren und Hochleistungs-Quarz-UV-Lampen, um eine lange Lebensdauer und zuverlässige Leistung zu gewährleisten. Importierte Lampen können eine Lebensdauer von bis zu 9000 Stunden haben.

Ozondesinfektion

Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel und sein Sterilisierungsprozess beinhaltet biochemische Oxidationsreaktionen. Die Ozonsterilisation funktioniert auf drei Arten: (1) Oxidation und Abbau von Enzymen in Bakterien, die Glukose verwerten, wodurch Bakterien deaktiviert werden; (2) direkte Interaktion mit Bakterien und Viren, Störung des mikrobiellen Stoffwechsels und Todesursache; und (3) Eindringen in Zellen durch Zellmembranen, Einwirkung auf Lipoproteine ​​der äußeren Membran und interne Lipopolysaccharide, was zur Auflösung und zum Tod von Bakterien führt. Die Ozonsterilisation ist breitbandig und lytisch und eliminiert effektiv Bakterien, Sporen, Viren und Pilze und kann sogar Botulinumtoxin zerstören. Darüber hinaus zerfällt Ozon aufgrund seiner geringen Stabilität schnell in Sauerstoff oder einzelne Sauerstoffatome. Einzelne Sauerstoffatome können zu Sauerstoffmolekülen rekombinieren und so die Sauerstoffversorgung des Aquakulturwassers verbessern, ohne giftige Rückstände zu hinterlassen. Daher gilt Ozon als ideales, umweltfreundliches Desinfektionsmittel.

Obwohl Ozon eine wirksame Sterilisationsfähigkeit besitzt, kann eine übermäßige Verwendung Aquakulturtieren schaden. Studien von Schroeder et al. zeigen, dass Ozon bei sachgemäßer Anwendung Nitrat und gelbe Verunreinigungen wirksam entfernen und bei Verwendung mit Schaumabscheidung die Bakterienvermehrung reduzieren kann. Bei übermäßigem Gebrauch können jedoch hochgiftige Oxidationsmittel entstehen. Silva et al. weisen außerdem darauf hin, dass Ozon zwar die Stabilität der Wasserqualität und die Unterdrückung von Krankheiten in der Aquakultur verbessert, seine genotoxischen Wirkungen jedoch die Zellintegrität in Wasserorganismen schädigen können, was zu Gesundheitsproblemen und verringerten Erträgen führt. Daher ist es in der Aquakultur von entscheidender Bedeutung, Ozon rechtzeitig, gemessen, sicher und reguliert zu verwenden und strenge Maßnahmen zu ergreifen, um eine übermäßige Verwendung zu verhindern und die Freisetzung von Ozon zu verringern, um Luftverschmutzung zu vermeiden.