Fő szennyező anyagok az akvakultúra-vízben és azok hatása a vízi állatokra

Az akvakultúra számára kritikus aggodalomra ad okot a tenyésztő tavakban a szennyező anyagok kezelése. Az akvakultúra-vizek gyakori szennyezőanyagai közé tartoznak a nitrogéntartalmú anyagok és a foszforvegyületek. A nitrogéntartalmú anyagok közé tartozik többek között az ammónia-nitrogén, a nitrit-nitrogén, a nitrát-nitrogén, az oldott szerves nitrogén. A foszforvegyületek közé tartoznak a reaktív foszfátok és a szerves foszfor. Ez a cikk az akvakultúra-vizekben található elsődleges szennyező anyagokat és azok vízi állatokra gyakorolt ​​hatását vizsgálja. Először nézzünk meg egy egyszerűsített diagramot a könnyebb memorizálás és megértés érdekében.

Az alábbiakban konkrét magyarázatokat adunk.

Az ammónia-nitrogén az akvakultúra-vizek egyik fő szennyezője, főként a tenyésztett víziállatok takarmánymaradványainak és anyagcseretermékeinek vízben történő bomlásakor keletkezik. Az ammónia-nitrogén felhalmozódása a rendszerben károsíthatja a halak epidermális szöveteit és kopoltyúit, megzavarva a biológiai enzimaktivitási rendszert. Még az alacsony koncentrációjú ammónia-nitrogén (>1 mg/L) is toxikus hatást gyakorolhat a víziállatokra, különösen a nagyon mérgező, nem ionizált ammónia, amely nagyon alacsony koncentrációban is károsíthat. A megnövekedett ammónia-nitrogénkoncentráció a környezetben a vízi élőlények nitrogénkiválasztásának csökkenéséhez is vezet, csökkentve az ammóniatartalmú anyagok bevitelét, ami végső soron a vízi állatok normális növekedését és fejlődését is befolyásolja. Az ammónia-nitrogén magas koncentrációja a környezetben szintén befolyásolhatja a vízi állatok ozmotikus egyensúlyát, ami csökkenti az oxigénátadó kapacitást, és képtelen a mérgező anyagok kiválasztására a szervezetükből. Az akvakultúra-vizek kezelésével kapcsolatos hazai és nemzetközi kutatások nagy része az ammónia-nitrogén kezelésére irányul.

Az akvakultúrában a nitrit főként a nitrifikációs vagy denitrifikációs folyamatok során keletkező köztes termék. A tenyésztett víziállatok kopoltyúin keresztül bejuthat a szervezetbe, és csökkentheti a hemoglobin oxigénszállító képességét a vérükben, ami hipoxiát és elhullást okoz a vízi állatokban. Fontos megjegyezni a nitrit felhalmozódását a víztestekben, különösen az újonnan üzemelő rendszerekben, ami jelentős toxikus hatást gyakorolhat az akvakultúra-szervezetekre.

A nitrát viszonylag alacsony toxicitású a halakra, ezért nincs specifikus koncentrációs határ, de a magas koncentráció befolyásolhatja az akvakultúra-termékek ízét. A denitrifikációs folyamatok során a nitrát nitrogén nitrogéntartalmú nitrogént is termelhet, amely mérgező lehet az akvakultúra-szervezetekre. Irodalmi jelentések kimutatták, hogy a nitrát-nitrogén felhalmozódása lassú növekedéshez és betegségekhez vezethet az akvakultúra-szervezetekben. Általában úgy tartják, hogy a lazac akvakultúrája során a víz nitrátszintjét 7,9 mg/l alatt kell tartani. Ezért az akvakultúra-vizek kezelése során a különféle nitrogén-átalakítások nem alakulhatnak át vakon nitrát-nitrogénné, és a nitrát-nitrogén eltávolítására is gondolni kell.

Az akvakultúra-vízben oldott szerves nitrogén főként az akvakultúra-szervezetek maradék takarmányából, ürülékéből és anyagcseretermékeiből származik. Az akvakultúra-vízben lévő oldott szerves nitrogén viszonylag egyszerű szerkezetű, jó biológiai lebonthatóságú, könnyen hasznosítható a mikroorganizmusok számára, így a hagyományos biológiai kezelési eljárásokkal jó eltávolítási hatékonyság érhető el. Ha a szerves nitrogén koncentrációja a vízben nem magas, az csekély hatással van a vízi élőlényekre. Ha azonban a szerves nitrogén bizonyos mértékig felhalmozódik, az elősegítheti a kórokozó és káros mikroorganizmusok elszaporodását, ami rontja a vízminőséget és betegségeket és halált okoz az akvakultúra szervezetekben.

A vizes oldatokban lévő aktív foszfátok olyan formákban fordulhatnak elő, mint például PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄relatív aránya (eloszlási együtthatója) a pH függvényében változik. Az algák, baktériumok és növények közvetlenül hasznosíthatják őket. Az aktív foszfátok minimálisan károsítják a halakat, de elősegíthetik az algák és baktériumok kiterjedt szaporodását a vízben, oxigént fogyasztva és rontva a halak növekedését. A foszfátok eltávolítása az akvakultúra-vízből főként kémiai kicsapáson és adszorpción múlik. A kémiai kicsapás során vegyi anyagokat adnak a vízhez, hogy kémiai kicsapási folyamatokkal foszfátcsapadékot képezzenek, majd flokkulációt és szilárd-folyadék elválasztást végeznek a foszfátok vízből történő eltávolítására. Az adszorpció nagy felületű és számos pórusú adszorbenseket használ, amelyek lehetővé teszik a szennyvízben lévő foszfor ioncseréjét, koordinációs komplexképződést, elektrosztatikus adszorpciót és felületi kicsapódási reakciókat, ezáltal eltávolítják a foszfort a vízből.

Az összes foszfor az oldható foszfor és a szemcsés foszfor összegét jelenti. A vízben oldható foszfor tovább osztható oldható szerves foszforra és oldható szervetlen foszforra, ahol az oldható szervetlen foszfor főként aktív foszfátok formájában létezik. A szemcsés foszfor a felszínen vagy a vízben lebegő részecskék belsejében jelenlévő foszforformákra vonatkozik, amelyeket a vízi állatok általában nehezen tudnak közvetlenül hasznosítani. A szemcsés szerves foszfor főként a sejtszövetekben és a vízi állatok szöveteinek szerves törmelékében található, míg a szemcsés szervetlen foszfor főként a lebegő agyagásványokon adszorbeálódik.

Összefoglalva, az akvakultúrában a legfontosabb feladat az akvakultúra vízi környezetének szabályozása, különféle tényezők figyelembe vételével a kiegyensúlyozott vízkörnyezet kialakítása, ezáltal a veszteségek minimalizálása és a gazdasági haszon maximalizálása. A vízi környezet szabályozásának módját a jövőbeni cikkek elemzik.