Desinfectietechnieken voor aquacultuurwater

Desinfectietechnieken voor aquacultuurwater

Desinfectietechnieken voor aquacultuurwater omvatten doorgaans verschillende methoden, zoals ultraviolette (UV) sterilisatie, ozondesinfectie en chemische desinfectie. Vandaag introduceren we UV en ozon als twee methoden voor sterilisatie en desinfectie. Dit artikel analyseert deze methoden voornamelijk vanuit het perspectief van sterilisatiemechanismen en -kenmerken.

UV-sterilisatie

Het principe van UV-sterilisatie omvat de absorptie van UV-lichtenergie door microbiële nucleïnezuren, waaronder ribonucleïnezuur (RNA) en deoxyribonucleïnezuur (DNA). Deze absorptie verandert hun biologische activiteit, wat leidt tot het verbreken van nucleïnezuurbindingen en -ketens, verknoping binnen de nucleïnezuren en de vorming van fotoproducten, waardoor microbiële replicatie wordt voorkomen en dodelijke schade wordt veroorzaakt. UV-licht wordt onderverdeeld in UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm) en vacuüm-UV (100~200nm). Hiervan zijn UVA en UVB in staat het aardoppervlak te bereiken via de ozonlaag en bewolking. UVC, bekend als UV-C-desinfectietechnologie, vertoont het sterkste sterilisatie-effect.

De effectiviteit van UV-sterilisatie hangt af van de dosis UV-straling die de micro-organismen ontvangen, evenals van factoren zoals UV-outputenergie, lamptype, lichtintensiteit en gebruiksduur. De UV-bestralingsdosis verwijst naar de hoeveelheid UV met een specifieke golflengte die nodig is om een ​​bepaalde inactiveringssnelheid van bacteriën te bereiken. Hogere doses resulteren in een hogere desinfectie-efficiëntie. UV-sterilisatie is voordelig vanwege het sterke bacteriedodende vermogen, de snelle werking, het ontbreken van chemische additieven, de afwezigheid van giftige bijproducten en het bedieningsgemak. UV-sterilisatoren gebruiken doorgaans roestvrij staal als hoofdmateriaal, met zeer zuivere kwartsbuizen en hoogwaardige kwarts-UV-lampen, die een lange levensduur en betrouwbare prestaties garanderen. Geïmporteerde lampen kunnen een levensduur hebben van maximaal 9000 uur.

Ozon-desinfectie

Ozon is een krachtig oxidatiemiddel en het sterilisatieproces ervan omvat biochemische oxidatiereacties. Ozonsterilisatie werkt via drie vormen: (1) het oxideren en afbreken van enzymen in bacteriën die glucose gebruiken, waardoor bacteriën worden gedeactiveerd; (2) directe interactie met bacteriën en virussen, waardoor het microbiële metabolisme wordt verstoord en de dood wordt veroorzaakt; en (3) het binnendringen van cellen via celmembranen, waarbij het inwerkt op de lipoproteïnen van het buitenmembraan en de interne lipopolysachariden, wat leidt tot het oplossen en afsterven van bacteriën. Ozonsterilisatie is breedspectrum en lytisch, waardoor bacteriën, sporen, virussen en schimmels effectief worden geëlimineerd en zelfs botulinumtoxine kan worden vernietigd. Bovendien ontleedt ozon snel in zuurstof of afzonderlijke zuurstofatomen vanwege de slechte stabiliteit. Afzonderlijke zuurstofatomen kunnen recombineren om zuurstofmoleculen te vormen, waardoor de oxygenatie van water in de aquacultuur wordt verbeterd zonder dat er giftige resten achterblijven. Ozon wordt dus beschouwd als een ideaal, niet-vervuilend desinfectiemiddel.

Hoewel ozon effectieve sterilisatiemogelijkheden heeft, kan overmatig gebruik schadelijk zijn voor aquacultuurdieren. Onderzoek door Schroeder et al. aantonen dat ozon, indien op de juiste manier gebruikt, nitraat en gele onzuiverheden effectief kan verwijderen, en bij gebruik met schuimafscheiding de bacteriële proliferatie kan verminderen. Overmatig gebruik kan echter zeer giftige oxidatiemiddelen genereren. Silva et al. benadrukken ook dat hoewel ozon de stabiliteit van de waterkwaliteit en de ziekteonderdrukking in de aquacultuur verbetert, de genotoxische effecten ervan de celintegriteit in waterorganismen kunnen beschadigen, wat kan leiden tot gezondheidsproblemen en een verminderde opbrengst. Daarom is het in de aquacultuur van cruciaal belang om ozon op een tijdige, afgemeten, veilige en gereguleerde manier te gebruiken, waarbij strikte maatregelen worden geïmplementeerd om overmatig gebruik te voorkomen en de uitstoot van ozon te verminderen om luchtverontreiniging te voorkomen.