Principaux polluants présents dans les eaux d'aquaculture et leurs effets sur les animaux aquatiques

Pour l'aquaculture, la gestion des polluants dans les étangs d'élevage est une préoccupation majeure. Les polluants courants dans l’eau d’aquaculture comprennent les substances azotées et les composés phosphorés. Les substances azotées comprennent, entre autres, l’azote ammoniacal, l’azote nitrite, l’azote nitrate et l’azote organique dissous. Les composés du phosphore comprennent les phosphates réactifs et le phosphore organique. Cet article explore les principaux polluants présents dans l'eau d'aquaculture et leurs impacts sur les animaux aquatiques. Examinons d'abord un schéma simplifié pour une mémorisation et une compréhension plus faciles.

Ci-dessous, nous fournirons des explications spécifiques.

L'azote ammoniacal est l'un des principaux polluants de l'eau d'aquaculture, principalement produit par la décomposition des aliments résiduels et des produits métaboliques des animaux d'aquaculture dans l'eau. L'accumulation d'azote ammoniacal dans le système peut endommager les tissus épidermiques et les branchies des poissons, perturbant ainsi le système d'activité enzymatique biologique. Même de faibles concentrations d'azote ammoniacal (> 1 mg/L) peuvent avoir des effets toxiques sur les animaux d'aquaculture, en particulier l'ammoniac non ionisé hautement toxique, qui peut causer des dommages à de très faibles concentrations. Des concentrations accrues d'azote ammoniacal dans l'environnement entraînent également une réduction de l'excrétion azotée par les organismes aquatiques, réduisant ainsi leur ingestion de substances contenant de l'ammoniac, affectant finalement la croissance et le développement normaux des animaux aquatiques. Des concentrations élevées d’azote ammoniacal dans l’environnement peuvent également affecter l’équilibre osmotique des animaux aquatiques, entraînant une réduction de la capacité de transfert d’oxygène et une incapacité à excréter des substances toxiques de leur corps. La plupart des recherches nationales et internationales sur le traitement de l’eau d’aquaculture se concentrent sur le traitement de l’azote ammoniacal.

Le nitrite en aquaculture est principalement un produit intermédiaire généré lors des processus de nitrification ou de dénitrification. Il peut pénétrer dans l'organisme par les branchies des animaux d'aquaculture et réduire la capacité de transport d'oxygène de l'hémoglobine dans leur sang, provoquant une hypoxie et la mort des animaux aquatiques. Il est important de noter l’accumulation de nitrites dans les plans d’eau, notamment dans les systèmes nouvellement exploités, qui peuvent avoir des effets toxiques importants sur les organismes aquacoles.

Le nitrate a une toxicité relativement faible pour les poissons, il n'y a donc pas de limite de concentration spécifique, mais des concentrations élevées peuvent affecter le goût des produits aquacoles. L'azote nitrique pendant les processus de dénitrification peut également produire de l'azote nitreux, qui peut être toxique pour les organismes aquacoles. Des rapports publiés ont montré que l'accumulation d'azote nitrique peut entraîner un ralentissement de la croissance et des maladies chez les organismes aquacoles. Il est généralement admis que lors de la salmoniculture, les niveaux de nitrates dans l’eau doivent être maintenus en dessous de 7,9 mg/L. Par conséquent, lors du processus de traitement de l'eau d'aquaculture, diverses transformations de l'azote ne doivent pas être aveuglément converties en azote nitrate uniquement, et il convient également d'envisager l'élimination de l'azote nitrate.

L'azote organique dissous dans l'eau d'aquaculture provient principalement des aliments résiduels, des excréments et des produits métaboliques des organismes d'aquaculture. L'azote organique dissous dans l'eau d'aquaculture a une structure relativement simple, une bonne biodégradabilité et peut être facilement utilisé par les micro-organismes, obtenant une bonne efficacité d'élimination grâce aux processus de traitement biologique conventionnels. Lorsque la concentration d’azote organique dans l’eau n’est pas élevée, elle a peu d’impact sur les organismes aquatiques. Cependant, lorsque l’azote organique s’accumule dans une certaine mesure, il peut favoriser la prolifération de micro-organismes pathogènes et nuisibles, détériorant la qualité de l’eau et provoquant des maladies et la mort des organismes aquacoles.

Les phosphates actifs dans les solutions aqueuses peuvent exister sous des formes telles que PO3- 4、HPO2- 4、H₂PO- 4 et H₃PO₄, avec leurs proportions relatives (coefficients de distribution) variant avec le pH. Ils peuvent être directement utilisés par les algues, les bactéries et les plantes. Les phosphates actifs ont un effet direct minime sur les poissons, mais peuvent favoriser une croissance importante d'algues et de bactéries dans l'eau, consommant de l'oxygène et nuisant à la croissance des poissons. L’élimination des phosphates de l’eau d’aquaculture repose principalement sur la précipitation chimique et l’adsorption. La précipitation chimique consiste à ajouter des agents chimiques à l'eau pour former des précipités de phosphate grâce à des processus de précipitation chimique, suivis d'une floculation et d'une séparation solide-liquide pour éliminer les phosphates de l'eau. L'adsorption utilise des adsorbants avec de grandes surfaces et de nombreux pores pour permettre au phosphore présent dans les eaux usées de subir des réactions d'échange d'ions, de complexation de coordination, d'adsorption électrostatique et de précipitation de surface, éliminant ainsi le phosphore de l'eau.

Le phosphore total fait référence à la somme du phosphore soluble et du phosphore particulaire. Le phosphore soluble dans l'eau peut être divisé en phosphore organique soluble et phosphore inorganique soluble, le phosphore inorganique soluble existant principalement sous forme de phosphates actifs. Le phosphore particulaire fait référence aux formes de phosphore présentes à la surface ou à l’intérieur des particules en suspension dans l’eau, qui sont généralement difficiles à utiliser directement par les animaux aquatiques. Le phosphore organique particulaire existe principalement dans les tissus cellulaires et les débris organiques des tissus des animaux aquatiques, tandis que le phosphore inorganique particulaire s'adsorbe principalement sur les minéraux argileux en suspension.

En résumé, la tâche la plus importante en aquaculture est de réguler l’environnement aquatique de l’aquaculture, en tenant compte de divers facteurs pour créer un environnement aquatique équilibré, minimisant ainsi les pertes et maximisant les avantages économiques. La manière de réguler le milieu aquatique sera analysée dans les prochains articles.