Helstu mengunarefni í fiskeldisvatni og áhrif þeirra á vatnadýr

Fyrir fiskeldi er stjórnun mengunarefna í eldistjörnum mikilvægt áhyggjuefni. Algeng mengunarefni í fiskeldisvatni eru köfnunarefnisefni og fosfórsambönd. Nitur innihalda ammoníak köfnunarefni, nítrít köfnunarefni, nítrat köfnunarefni, uppleyst lífrænt köfnunarefni, meðal annarra. Fosfórsambönd innihalda hvarfgjörn fosföt og lífrænt fosfór. Þessi grein fjallar um helstu mengunarefnin í eldisvatni og áhrif þeirra á lagardýr. Við skulum fyrst líta á einfaldaða skýringarmynd til að auðvelda minnissetningu og skilning.

Hér að neðan munum við veita sérstakar skýringar.

Ammoníak köfnunarefni er eitt helsta mengunarefnið í eldisvatni, aðallega framleitt við niðurbrot á fóðurleifum og efnaskiptaafurðum eldisdýra í vatninu. Uppsöfnun ammoníaksköfnunarefnis í kerfinu getur skaðað húðþekjuvef og tálkn fiska og truflað líffræðilega ensímvirknikerfið. Jafnvel lítill styrkur ammoníak köfnunarefnis (>1 mg/L) getur haft eituráhrif á fiskeldisdýr, sérstaklega hið mjög eitraða ójónaða ammoníak, sem getur valdið skemmdum við mjög lágan styrk. Aukinn styrkur ammoníaksköfnunarefnis í umhverfinu leiðir einnig til minni útskilnaðar frá vatnalífverum, dregur úr inntöku þeirra á efnum sem innihalda ammoníak, sem hefur að lokum áhrif á eðlilegan vöxt og þroska lagardýra. Mikill styrkur ammoníakköfnunarefnis í umhverfinu getur einnig haft áhrif á osmósujafnvægi lagardýra, sem leiðir til minni súrefnisflutningsgetu og vanhæfni til að skilja eitruð efni út úr líkama þeirra. Flestar innlendar og erlendar rannsóknir á meðhöndlun eldisvatns beinast að meðhöndlun ammoníakköfnunarefnis.

Nítrít í fiskeldi er aðallega milliefni sem myndast við nítrunar- eða denitrification ferli. Það getur borist inn í líkamann í gegnum tálkn fiskeldisdýra og dregið úr súrefnisflutningsgetu blóðrauða í blóði þeirra, sem veldur súrefnisskorti og dauða hjá vatnadýrum. Mikilvægt er að hafa í huga uppsöfnun nítríts í vatnshlotum, sérstaklega í nýreknum kerfum, sem getur haft veruleg eituráhrif á lífverur í fiskeldi.

Nítrat hefur tiltölulega litla eituráhrif á fisk, þess vegna eru engin sérstök styrkmörk, en hár styrkur getur haft áhrif á bragðið af fiskeldisafurðum. Nítratköfnunarefni við nítrunarferli getur einnig framleitt nítur köfnunarefni, sem getur verið eitrað fiskeldislífverum. Bókmenntaskýrslur hafa sýnt að uppsöfnun nítratköfnunarefnis getur leitt til hægs vaxtar og sjúkdóma í fiskeldislífverum. Almennt er talið að við eldi á laxi eigi að halda nítratmagni í vatni undir 7,9 mg/L. Þess vegna ættu ýmsar köfnunarefnisbreytingar ekki að breytast í blindni í nítratköfnunarefni eitt og sér í meðferð fiskeldisvatns og einnig ætti að huga að því að fjarlægja nítratköfnunarefni.

Uppleyst lífrænt köfnunarefni í fiskeldisvatni kemur aðallega úr fóðri, saurafgangi og efnaskiptaafurðum fiskeldislífvera. Uppleyst lífrænt köfnunarefni í fiskeldisvatni hefur tiltölulega einfalda uppbyggingu, gott lífbrjótanleika og er auðvelt að nýta það af örverum og ná góðri skilvirkni í fjarlægingu með hefðbundnum líffræðilegum meðferðarferlum. Þegar styrkur lífræns köfnunarefnis í vatni er ekki hár hefur það lítil áhrif á vatnalífverur. Hins vegar, þegar lífrænt köfnunarefni safnast upp að vissu marki, getur það stuðlað að útbreiðslu sjúkdómsvaldandi og skaðlegra örvera, versnað vatnsgæði og valdið sjúkdómum og dauða í fiskeldislífverum.

Virk fosföt í vatnslausnum geta verið til í formi eins og PO3- 4, HPO2- 4, H₂PO- 4 和 H₃PO₄, með innbyrðis hlutföllum (dreifingarstuðlum) breytilegt eftir pH. Þeir geta verið nýttir beint af þörungum, bakteríum og plöntum. Virk fosföt hafa lágmarks bein skaða á fiski en geta stuðlað að miklum vexti þörunga og baktería í vatni, neytt súrefnis og skert vöxt fiska. Fjarlæging fosfata úr eldisvatni byggir aðallega á efnaúrfellingu og aðsog. Efnaútfelling felur í sér að efnafræðilegum efnum er bætt við vatnið til að mynda fosfatútfellingar með efnaúrfellingarferlum, fylgt eftir með flokkun og aðskilnað fasts og vökva til að fjarlægja fosföt úr vatninu. Aðsog notar aðsogsefni með stórum yfirborðsflötum og fjölmörgum svitaholum til að leyfa fosfór í afrennsli að gangast undir jónaskipti, samhæfingarfléttu, rafstöðueiginleika aðsogs og yfirborðsúrkomuviðbrögð, og fjarlægir þar með fosfór úr vatninu.

Heildarfosfór vísar til summan af leysanlegum fosfór og fosfór agna. Hægt er að skipta leysanlegum fosfór í vatni frekar í leysanlegt lífrænt fosfór og leysanlegt ólífrænt fosfór, þar sem leysanlegur ólífrænn fosfór er aðallega til í formi virkra fosfata. Agnafosfór vísar til fosfórforma sem eru til staðar á yfirborði eða inni í svifreiðum í vatni, sem venjulega er erfitt fyrir lagardýr að nýta beint. Lífrænn fosfór agna er aðallega til í frumuvefjum og lífrænu rusli úr vefjum vatnadýra, en ólífrænn fosfór aðsogast aðallega á sviflausn leirsteinda.

Í stuttu máli má segja að mikilvægasta verkefnið í fiskeldi sé að stjórna vatnsumhverfi fiskeldis með hliðsjón af ýmsum þáttum til að skapa jafnvægi í vatnsumhverfi, lágmarka þannig tap og hámarka efnahagslegan ávinning. Hvernig á að stjórna umhverfi vatnsins verður greint í næstu greinum.