Pencemaran Utama dalam Air Akuakultur dan Kesannya terhadap Haiwan Akuatik

Bagi akuakultur, menguruskan bahan pencemar dalam kolam ternakan adalah kebimbangan kritikal. Bahan pencemar biasa dalam air akuakultur termasuk bahan nitrogen dan sebatian fosforus. Bahan nitrogen merangkumi nitrogen ammonia, nitrogen nitrit, nitrogen nitrat, nitrogen organik terlarut, antara lain. Sebatian fosforus termasuk fosfat reaktif dan fosforus organik. Artikel ini meneroka bahan pencemar utama dalam air akuakultur dan kesannya terhadap haiwan akuatik. Mari kita lihat gambar rajah yang dipermudahkan untuk lebih mudah menghafal dan memahami.

Di bawah ini kami akan memberikan penjelasan khusus.

Nitrogen ammonia adalah salah satu bahan pencemar utama dalam air akuakultur, terutamanya dihasilkan daripada penguraian sisa makanan dan produk metabolik haiwan akuakultur di dalam air. Pengumpulan nitrogen ammonia dalam sistem boleh merosakkan tisu epidermis dan insang ikan, mengganggu sistem aktiviti enzim biologi. Walaupun kepekatan rendah ammonia nitrogen (>1 mg/L) boleh memberi kesan toksik pada haiwan akuakultur, terutamanya ammonia tidak terion yang sangat toksik, yang boleh menyebabkan kerosakan pada kepekatan yang sangat rendah. Peningkatan kepekatan nitrogen ammonia dalam persekitaran juga membawa kepada pengurangan perkumuhan nitrogen oleh organisma akuatik, mengurangkan pengambilan bahan yang mengandungi ammonia, akhirnya menjejaskan pertumbuhan dan perkembangan normal haiwan akuatik. Kepekatan nitrogen ammonia yang tinggi dalam persekitaran juga boleh menjejaskan keseimbangan osmotik haiwan akuatik, yang membawa kepada pengurangan kapasiti pemindahan oksigen dan ketidakupayaan untuk mengeluarkan bahan toksik daripada badan mereka. Kebanyakan penyelidikan domestik dan antarabangsa mengenai rawatan air akuakultur tertumpu kepada rawatan nitrogen ammonia.

Nitrit dalam akuakultur terutamanya merupakan produk perantaraan yang dijana semasa proses nitrifikasi atau denitrifikasi. Ia boleh memasuki badan melalui insang haiwan akuakultur dan mengurangkan kapasiti pembawa oksigen hemoglobin dalam darah mereka, menyebabkan hipoksia dan kematian pada haiwan akuatik. Adalah penting untuk diperhatikan pengumpulan nitrit dalam badan air, terutamanya dalam sistem yang baru dikendalikan, yang boleh mempunyai kesan toksik yang ketara ke atas organisma akuakultur.

Nitrat mempunyai ketoksikan yang agak rendah kepada ikan, oleh itu tiada had kepekatan tertentu, tetapi kepekatan yang tinggi boleh menjejaskan rasa produk akuakultur. Nitrogen nitrat semasa proses denitrifikasi juga boleh menghasilkan nitrogen nitrus, yang boleh menjadi toksik kepada organisma akuakultur. Laporan literatur telah menunjukkan bahawa pengumpulan nitrogen nitrat boleh menyebabkan pertumbuhan perlahan dan penyakit dalam organisma akuakultur. Secara amnya dipercayai bahawa semasa akuakultur salmon, paras nitrat dalam air harus dikekalkan di bawah 7.9 mg/L. Oleh itu, dalam proses merawat air akuakultur, pelbagai transformasi nitrogen tidak seharusnya menukar secara membuta tuli kepada nitrogen nitrat sahaja, dan pertimbangan juga harus diberikan kepada penyingkiran nitrogen nitrat.

Nitrogen organik terlarut dalam air akuakultur terutamanya berasal daripada sisa makanan, najis, dan produk metabolik organisma akuakultur. Nitrogen organik terlarut dalam air akuakultur mempunyai struktur yang agak mudah, biodegradasi yang baik, dan boleh digunakan dengan mudah oleh mikroorganisma, mencapai kecekapan penyingkiran yang baik melalui proses rawatan biologi konvensional. Apabila kepekatan nitrogen organik dalam air tidak tinggi, ia mempunyai sedikit kesan kepada organisma akuatik. Walau bagaimanapun, apabila nitrogen organik terkumpul pada tahap tertentu, ia boleh menggalakkan pembiakan mikroorganisma patogen dan berbahaya, merosot kualiti air dan menyebabkan penyakit dan kematian dalam organisma akuakultur.

Fosfat aktif dalam larutan akueus mungkin wujud dalam bentuk seperti PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, dengan perkadaran relatifnya (pekali taburan) berbeza dengan pH. Mereka boleh digunakan secara langsung oleh alga, bakteria, dan tumbuhan. Fosfat aktif mempunyai kemudaratan langsung yang minimum kepada ikan tetapi boleh menggalakkan pertumbuhan meluas alga dan bakteria dalam air, memakan oksigen dan menjejaskan pertumbuhan ikan. Penyingkiran fosfat daripada air akuakultur terutamanya bergantung kepada pemendakan dan penjerapan kimia. Kerpasan kimia melibatkan penambahan agen kimia ke dalam air untuk membentuk mendakan fosfat melalui proses pemendakan kimia, diikuti oleh pemberbukuan dan pengasingan pepejal-cecair untuk mengeluarkan fosfat daripada air. Penjerapan menggunakan penjerap dengan kawasan permukaan yang besar dan banyak liang untuk membolehkan fosforus dalam air sisa menjalani pertukaran ion, kompleksasi koordinasi, penjerapan elektrostatik, dan tindak balas pemendakan permukaan, dengan itu mengeluarkan fosforus daripada air.

Jumlah fosforus merujuk kepada jumlah fosforus larut dan fosforus zarah. Fosforus larut dalam air boleh dibahagikan lagi kepada fosforus organik larut dan fosforus bukan organik larut, dengan fosforus bukan organik larut terutamanya wujud dalam bentuk fosfat aktif. Fosforus zarah merujuk kepada bentuk fosforus yang terdapat di permukaan atau di dalam zarah terampai dalam air, yang biasanya sukar untuk digunakan secara langsung oleh haiwan akuatik. Fosforus organik zarah terutamanya wujud dalam tisu selular dan serpihan organik tisu haiwan akuatik, manakala fosforus tak organik zarah terutamanya terserap pada mineral tanah liat terampai.

Ringkasnya, tugas paling penting dalam akuakultur ialah mengawal selia persekitaran air akuakultur, dengan mengambil kira pelbagai faktor untuk mewujudkan persekitaran air yang seimbang, seterusnya meminimumkan kerugian dan memaksimumkan faedah ekonomi. Cara mengawal persekitaran air akan dianalisis dalam artikel akan datang.