Peamised saasteained vesiviljelusvees ja nende mõju veeloomadele

Vesiviljeluse jaoks on saasteainete käitlemine kasvatustiikides kriitilise tähtsusega. Vesiviljelusvee tavalisteks saasteaineteks on lämmastikku sisaldavad ained ja fosforiühendid. Lämmastikku sisaldavate ainete hulka kuuluvad muu hulgas ammoniaaklämmastik, nitritlämmastik, nitraatlämmastik, lahustunud orgaaniline lämmastik. Fosforiühendid hõlmavad reaktiivseid fosfaate ja orgaanilist fosforit. Selles artiklis käsitletakse vesiviljelusvees leiduvaid peamisi saasteaineid ja nende mõju veeloomadele. Vaatame esmalt lihtsustatud diagrammi meeldejätmise ja mõistmise hõlbustamiseks.

Allpool anname konkreetsed selgitused.

Ammoniaaklämmastik on vesiviljelusvee üks peamisi saasteaineid, mis tekib peamiselt vesiviljelusloomade söödajääkide ja ainevahetusproduktide lagunemisel vees. Ammoniaaklämmastiku kogunemine süsteemi võib kahjustada kalade epidermise kudesid ja lõpuseid, häirides bioloogilise ensüümi aktiivsuse süsteemi. Isegi madalatel ammoniaaklämmastiku kontsentratsioonidel (>1 mg/l) võib olla vesiviljelusloomadele toksiline mõju, eriti väga toksilisel ioniseerimata ammoniaagil, mis võib väga madalatel kontsentratsioonidel kahjustada. Ammoniaaklämmastiku kontsentratsiooni suurenemine keskkonnas toob kaasa ka veeorganismide lämmastiku eritumise vähenemise, mis vähendab ammoniaaki sisaldavate ainete allaneelamist, mõjutades lõpuks veeloomade normaalset kasvu ja arengut. Ammoniaaklämmastiku kõrge kontsentratsioon keskkonnas võib mõjutada ka veeloomade osmootset tasakaalu, mille tulemuseks on hapniku ülekandevõime vähenemine ja võimetus toksilisi aineid oma kehast väljutada. Enamik kodumaiseid ja rahvusvahelisi vesiviljelusvee töötlemise uuringuid keskendub ammoniaaklämmastiku töötlemisele.

Nitrit on vesiviljeluses peamiselt nitrifikatsiooni- või denitrifikatsiooniprotsesside käigus tekkiv vaheprodukt. See võib sattuda organismi vesiviljelusloomade lõpuste kaudu ja vähendada hemoglobiini hapnikukandmisvõimet nende veres, põhjustades veeloomadel hüpoksiat ja surma. Oluline on märkida nitritite kogunemist veekogudesse, eriti äsja kasutusele võetud süsteemides, millel võib olla vesiviljelusorganismidele märkimisväärne toksiline mõju.

Nitraadi mürgisus kaladele on suhteliselt madal, seega puudub konkreetne kontsentratsioonipiirang, kuid kõrge kontsentratsioon võib mõjutada vesiviljelustoodete maitset. Nitraatlämmastik võib denitrifikatsiooniprotsesside käigus toota ka lämmastikku, mis võib olla vesiviljelusorganismidele mürgine. Kirjanduse aruanded on näidanud, et nitraatlämmastiku kogunemine võib põhjustada vesiviljelusorganismide aeglast kasvu ja haigusi. Üldiselt arvatakse, et lõhe vesiviljeluse ajal tuleks nitraatide taset vees hoida alla 7,9 mg/l. Seetõttu ei tohiks vesiviljelusvee töötlemisel mitmesugused lämmastiku muundumised pimesi muutuda ainult nitraatlämmastikuks, samuti tuleks kaaluda nitraatlämmastiku eemaldamist.

Vesiviljelusvees lahustunud orgaaniline lämmastik pärineb peamiselt vesiviljelusorganismide sööda jääkidest, väljaheidetest ja ainevahetusproduktidest. Vesiviljelusvees lahustunud orgaaniline lämmastik on suhteliselt lihtsa struktuuriga, hea biolagunevusega ja seda saavad mikroorganismid kergesti ära kasutada, saavutades tavapäraste bioloogiliste puhastusprotsesside abil hea eemaldamise efektiivsuse. Kui orgaanilise lämmastiku kontsentratsioon vees ei ole kõrge, mõjutab see veeorganisme vähe. Kui aga orgaaniline lämmastik teatud määral akumuleerub, võib see soodustada patogeensete ja kahjulike mikroorganismide vohamist, halvendades vee kvaliteeti ning põhjustades vesiviljelusorganismide haigusi ja surma.

Aktiivsed fosfaadid vesilahustes võivad esineda kujul nagu PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, mille suhtelised proportsioonid (jaotuskoefitsiendid) varieeruvad sõltuvalt pH-st. Vetikad, bakterid ja taimed saavad neid otse kasutada. Aktiivsetel fosfaatidel on kaladele minimaalne otsene kahju, kuid need võivad soodustada vetikate ja bakterite ulatuslikku kasvu vees, tarbides hapnikku ja kahjustades kalade kasvu. Fosfaatide eemaldamine vesiviljelusveest sõltub peamiselt keemilisest sadestumisest ja adsorptsioonist. Keemiline sadestamine hõlmab veele keemiliste ainete lisamist fosfaatsete sademete moodustamiseks keemiliste sadestamisprotsesside kaudu, millele järgneb flokulatsioon ja tahke-vedeliku eraldamine, et eemaldada veest fosfaadid. Adsorptsioonis kasutatakse suure pindala ja arvukate pooridega adsorbente, mis võimaldavad heitvees sisalduval fosforil läbida ioonivahetust, koordinatsioonikompleksi, elektrostaatilist adsorptsiooni ja pinnasadestamise reaktsioone, eemaldades seeläbi veest fosfori.

Üldfosfor viitab lahustuva fosfori ja osakeste fosfori summale. Vees lahustuva fosfori võib veel jagada lahustuvaks orgaaniliseks fosforiks ja lahustuvaks anorgaaniliseks fosforiks, kusjuures lahustuv anorgaaniline fosfor esineb peamiselt aktiivsete fosfaatide kujul. Osakeste kujul olev fosfor viitab vees hõljuvate osakeste pinnal või sees leiduvatele fosforivormidele, mida veeloomadel on tavaliselt raske otseselt kasutada. Tahkete osakeste orgaaniline fosfor esineb peamiselt rakukudedes ja veeloomade kudede orgaanilises jäägis, samas kui anorgaaniline fosfor adsorbeerub peamiselt hõljuvatele savimineraalidele.

Kokkuvõttes on vesiviljeluse kõige olulisem ülesanne reguleerida vesiviljeluse veekeskkonda, arvestades erinevaid tegureid tasakaalustatud veekeskkonna loomiseks, minimeerides seeläbi kadusid ja maksimeerides majanduslikku kasu. Kuidas veekeskkonda reguleerida, seda analüüsitakse järgmistes artiklites.