טכניקות חיטוי למים בחקלאות מים

טכניקות חיטוי למים בחקלאות מים

טכניקות חיטוי של מים בחקלאות ימית כוללות בדרך כלל מספר שיטות כגון עיקור אולטרה סגול (UV), חיטוי אוזון וחיטוי כימי. היום נציג את UV והאוזון כשתי שיטות לעיקור וחיטוי. מאמר זה מנתח בעיקר שיטות אלו מנקודות מבט של מנגנוני עיקור ומאפיינים.

עיקור UV

העיקרון של עיקור UV כולל ספיגת אנרגיית אור UV על ידי חומצות גרעין מיקרוביאליות, כולל חומצה ריבונוקלאית (RNA) וחומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA). ספיגה זו משנה את הפעילות הביולוגית שלהם, ומובילה לשבירת קשרים ושרשראות חומצות גרעין, קישוריות צולבת בתוך חומצות הגרעין, ויצירת תוצרי פוטו, ובכך מונעת שכפול מיקרוביאלי וגורמת לנזק קטלני. אור UV מסווג ל-UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm), ו-UV ואקום (100~200nm). בין אלה, UVA ו-UVB מסוגלים להגיע אל פני כדור הארץ דרך שכבת האוזון וכיסוי העננים. UVC, המכונה טכנולוגיית חיטוי UV-C, מציגה את אפקט העיקור החזק ביותר.

האפקטיביות של עיקור UV תלויה במינון קרינת ה-UV המתקבלת על ידי המיקרואורגניזמים, כמו גם בגורמים כגון אנרגיית פלט UV, סוג המנורה, עוצמת האור ומשך השימוש. מינון קרינת UV מתייחס לכמות ה-UV באורך גל ספציפי הנדרש כדי להשיג קצב אי-אקטיבציה מסוים של חיידקים. מינונים גבוהים יותר מביאים ליעילות חיטוי גבוהה יותר. עיקור UV הוא יתרון הודות לעוצמתו החזקה של קוטל חיידקים, פעולה מהירה, היעדר תוספים כימיים, היעדר תוצרי לוואי רעילים וקלות התפעול. מעקרים UV משתמשים בדרך כלל בפלדת אל חלד כחומר העיקרי, עם צינורות קוורץ בטוהר גבוה ומנורות UV קוורץ בעלות ביצועים גבוהים, המבטיחים חיים ארוכים וביצועים אמינים. מנורות מיובאות יכולות לקבל תוחלת חיים של עד 9000 שעות.

חיטוי אוזון

אוזון הוא חומר חמצון חזק, ותהליך העיקור שלו כולל תגובות חמצון ביוכימיות. עיקור האוזון פועל באמצעות שלוש צורות: (1) חמצון ופירוק אנזימים בתוך חיידקים המנצלים גלוקוז, ובכך משביתים חיידקים; (2) אינטראקציה ישירה עם חיידקים ווירוסים, שיבוש חילוף החומרים המיקרוביאלי וגרימת מוות; ו-(3) כניסה לתאים דרך ממברנות התא, הפועלות על ליפופרוטאינים של הממברנה החיצונית וליפופוליסכרידים פנימיים, מה שמוביל להתמוססות חיידקים ולמוות. עיקור האוזון הוא רחב-ספקטרום וליטי, ומבטל ביעילות חיידקים, נבגים, וירוסים, פטריות, ואף יכול להרוס בוטולינום טוקסין. בנוסף, האוזון מתפרק במהירות לחמצן או לאטומי חמצן בודדים בשל יציבותו הירודה. אטומי חמצן בודדים יכולים להתחבר מחדש ליצירת מולקולות חמצן, ולשפר את חמצון המים בחקלאות ימית מבלי להשאיר שאריות רעילות כלשהן. לפיכך, האוזון נחשב לחומר חיטוי אידיאלי ולא מזהם.

בעוד לאוזון יש יכולות עיקור יעילות, שימוש מופרז עלול לפגוע בחיות חקלאות ימיות. מחקרים של שרדר וחב'. להוכיח כי אוזון, בשימוש מתאים, יכול להסיר ביעילות זיהומים חנקה וצהובים, ובשימוש עם הפרדת קצף, יכול להפחית את התפשטות החיידקים. עם זאת, שימוש יתר עלול ליצור חומרים חמצוניים רעילים ביותר. סילבה וחב'. כמו כן, מדגישים כי בעוד שאוזון משפר את יציבות איכות המים ודיכוי מחלות בחקלאות ימית, ההשפעות הגנוטוקסיות שלו עלולות לפגוע בשלמות התא באורגניזמים מימיים, מה שמוביל לבעיות בריאותיות ולהפחתת התפוקה. לכן, בחקלאות ימית יש חשיבות מכרעת להשתמש באוזון בזמן, מדוד, בטוח ומוסדר, תוך יישום צעדים קפדניים למניעת שימוש מופרז ולהפחתת שפיכת אוזון כדי למנוע זיהום אוויר.