Galvenie piesārņotāji akvakultūras ūdenī un to ietekme uz ūdensdzīvniekiem

Attiecībā uz akvakultūru piesārņojošo vielu pārvaldība audzēšanas dīķos ir ļoti svarīga problēma. Parasti akvakultūras ūdens piesārņotāji ir slāpekļa vielas un fosfora savienojumi. Slāpekli saturošās vielas cita starpā ietver amonjaka slāpekli, nitrītu slāpekli, nitrātu slāpekli, izšķīdušo organisko slāpekli. Fosfora savienojumi ietver reaktīvos fosfātus un organisko fosforu. Šajā rakstā ir apskatīti primārie piesārņotāji akvakultūras ūdenī un to ietekme uz ūdensdzīvniekiem. Vispirms apskatīsim vienkāršotu diagrammu, lai atvieglotu iegaumēšanu un izpratni.

Tālāk mēs sniegsim konkrētus paskaidrojumus.

Amonjaka slāpeklis ir viens no galvenajiem akvakultūras ūdens piesārņotājiem, kas galvenokārt rodas, sadaloties akvakultūras dzīvnieku barības un vielmaiņas produktu atliekām ūdenī. Amonjaka slāpekļa uzkrāšanās sistēmā var bojāt epidermas audus un zivju žaunas, izjaucot bioloģisko enzīmu darbības sistēmu. Pat zemām amonjaka slāpekļa koncentrācijām (>1 mg/L) var būt toksiska ietekme uz akvakultūras dzīvniekiem, jo ​​īpaši ļoti toksiskajam nejonizētajam amonjakam, kas var izraisīt bojājumus ļoti zemās koncentrācijās. Paaugstināta amonjaka slāpekļa koncentrācija vidē samazina arī ūdens organismu slāpekļa izdalīšanos, samazinot amonjaku saturošu vielu uzņemšanu, galu galā ietekmējot ūdensdzīvnieku normālu augšanu un attīstību. Augsta amonjaka slāpekļa koncentrācija vidē var ietekmēt arī ūdensdzīvnieku osmotisko līdzsvaru, izraisot samazinātu skābekļa pārneses spēju un nespēju izvadīt toksiskas vielas no ķermeņa. Lielākā daļa vietējo un starptautisko pētījumu par akvakultūras ūdens apstrādi ir vērsti uz amonjaka slāpekļa apstrādi.

Nitrīts akvakultūrā galvenokārt ir starpprodukts, kas rodas nitrifikācijas vai denitrifikācijas procesos. Tas var iekļūt organismā caur akvakultūras dzīvnieku žaunām un samazināt hemoglobīna spēju pārnēsāt skābekli asinīs, izraisot ūdensdzīvniekiem hipoksiju un nāvi. Ir svarīgi atzīmēt nitrītu uzkrāšanos ūdenstilpēs, īpaši nesen ekspluatētajās sistēmās, kam var būt nozīmīga toksiska ietekme uz akvakultūras organismiem.

Nitrātam ir relatīvi zema toksicitāte zivīm, tāpēc nav noteiktas specifiskas koncentrācijas robežas, taču liela koncentrācija var ietekmēt akvakultūras produktu garšu. Nitrātu slāpeklis denitrifikācijas procesos var radīt arī slāpekļa slāpekli, kas var būt toksisks akvakultūras organismiem. Literatūras ziņojumi liecina, ka nitrātu slāpekļa uzkrāšanās var izraisīt akvakultūras organismu lēnu augšanu un slimības. Parasti tiek uzskatīts, ka lašu akvakultūras laikā nitrātu līmenis ūdenī jāsaglabā zem 7,9 mg/l. Tāpēc akvakultūras ūdens attīrīšanas procesā dažādas slāpekļa transformācijas nedrīkst akli pārvērsties tikai par nitrātu slāpekli, un ir jādomā arī par nitrātu slāpekļa atdalīšanu.

Akvakultūras ūdenī izšķīdinātais organiskais slāpeklis galvenokārt rodas no akvakultūras organismu barības atliekām, ekskrementiem un vielmaiņas produktiem. Izšķīdušajam organiskajam slāpeklim akvakultūras ūdenī ir salīdzinoši vienkārša struktūra, laba bionoārdīšanās spēja, un to var viegli izmantot mikroorganismi, panākot labu atdalīšanas efektivitāti, izmantojot parastos bioloģiskās attīrīšanas procesus. Ja organiskā slāpekļa koncentrācija ūdenī nav augsta, tas maz ietekmē ūdens organismus. Taču, ja organiskais slāpeklis zināmā mērā uzkrājas, tas var veicināt patogēno un kaitīgo mikroorganismu savairošanos, pasliktinot ūdens kvalitāti un izraisot akvakultūras organismu slimības un nāvi.

Aktīvie fosfāti ūdens šķīdumos var būt tādās formās kā PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, to relatīvās proporcijas (sadales koeficienti) mainās atkarībā no pH. Tos var tieši izmantot aļģes, baktērijas un augi. Aktīviem fosfātiem ir minimāls tiešs kaitējums zivīm, taču tie var veicināt plašu aļģu un baktēriju augšanu ūdenī, patērējot skābekli un kavējot zivju augšanu. Fosfātu atdalīšana no akvakultūras ūdens galvenokārt ir atkarīga no ķīmiskiem nokrišņiem un adsorbcijas. Ķīmiskā nogulsnēšana ietver ķīmisko vielu pievienošanu ūdenim, veidojot fosfātu nogulsnes ķīmiskās nogulsnēšanas procesos, kam seko flokulācija un cietā un šķidruma atdalīšana, lai no ūdens atdalītu fosfātus. Adsorbcija izmanto adsorbentus ar lielu virsmas laukumu un daudzām porām, lai notekūdeņos esošajam fosforam varētu notikt jonu apmaiņa, koordinācijas kompleksēšana, elektrostatiskā adsorbcija un virsmas nokrišņu reakcijas, tādējādi izvadot fosforu no ūdens.

Kopējais fosfors attiecas uz šķīstošā fosfora un daļiņu fosfora summu. Ūdenī šķīstošo fosforu var iedalīt šķīstošajā organiskajā fosforā un šķīstošajā neorganiskajā fosforā, un šķīstošais neorganiskais fosfors galvenokārt pastāv aktīvo fosfātu veidā. Fosfora daļiņas attiecas uz fosfora formām, kas atrodas uz virsmas vai ūdenī suspendēto daļiņu iekšpusē, kuras ūdensdzīvniekiem parasti ir grūti tieši izmantot. Daļiņu organiskais fosfors galvenokārt pastāv šūnu audos un ūdensdzīvnieku audu organiskajās atliekās, savukārt daļiņu neorganiskais fosfors galvenokārt adsorbējas uz suspendētiem māla minerāliem.

Rezumējot, svarīgākais uzdevums akvakultūrā ir regulēt akvakultūras ūdens vidi, ņemot vērā dažādus faktorus, lai radītu līdzsvarotu ūdens vidi, tādējādi samazinot zaudējumus un maksimāli palielinot ekonomiskos ieguvumus. Kā regulēt ūdens vidi, tiks analizēts turpmākajos rakstos.