Desinfeksjonsteknikker for akvakulturvann

Desinfeksjonsteknikker for akvakulturvann

Desinfeksjonsteknikker for akvakulturvann inkluderer vanligvis flere metoder som ultrafiolett (UV) sterilisering, ozondesinfeksjon og kjemisk desinfeksjon. I dag vil vi introdusere UV og ozon som to metoder for sterilisering og desinfeksjon. Denne artikkelen analyserer først og fremst disse metodene fra perspektivene til steriliseringsmekanismer og egenskaper.

UV-sterilisering

Prinsippet for UV-sterilisering innebærer absorpsjon av UV-lysenergi av mikrobielle nukleinsyrer, inkludert ribonukleinsyre (RNA) og deoksyribonukleinsyre (DNA). Denne absorpsjonen endrer deres biologiske aktivitet, noe som fører til brudd av nukleinsyrebindinger og kjeder, kryssbinding i nukleinsyrene og dannelse av fotoprodukter, og forhindrer derved mikrobiell replikasjon og forårsaker dødelig skade. UV-lys er kategorisert i UVA (315~400nm), UVB (280~315nm), UVC (200~280nm) og vakuum UV (100~200nm). Blant disse er UVA og UVB i stand til å nå jordoverflaten gjennom ozonlaget og skydekket. UVC, kjent som UV-C desinfeksjonsteknologi, viser den sterkeste steriliseringseffekten.

Effektiviteten til UV-sterilisering avhenger av dosen av UV-stråling som mottas av mikroorganismene, samt faktorer som UV-utgangsenergi, lampetype, lysintensitet og bruksvarighet. UV-bestrålingsdose refererer til mengden spesifikk bølgelengde UV som kreves for å oppnå en viss bakterieinaktiveringshastighet. Høyere doser gir høyere desinfeksjonseffektivitet. UV-sterilisering er fordelaktig på grunn av sin sterke bakteriedrepende kraft, raske virkning, mangel på kjemiske tilsetningsstoffer, fravær av giftige biprodukter og enkel betjening. UV-sterilisatorer bruker vanligvis rustfritt stål som hovedmateriale, med høyrente kvartsrør og høyytelses UV-kvartslamper, noe som sikrer lang levetid og pålitelig ytelse. Importerte lamper kan ha en levetid på opptil 9000 timer.

Ozon desinfeksjon

Ozon er en potent oksidant, og steriliseringsprosessen involverer biokjemiske oksidasjonsreaksjoner. Ozonsterilisering fungerer gjennom tre former: (1) oksiderende og nedbrytende enzymer i bakterier som bruker glukose, og dermed deaktiverer bakterier; (2) direkte interaksjon med bakterier og virus, forstyrre mikrobiell metabolisme og forårsake død; og (3) å gå inn i celler gjennom cellemembraner, som virker på ytre membranlipoproteiner og indre lipopolysakkarider, noe som fører til bakteriell oppløsning og død. Ozonsterilisering er bredspektret og lytisk, og eliminerer effektivt bakterier, sporer, virus, sopp og kan til og med ødelegge botulinumtoksin. I tillegg brytes ozon raskt ned til oksygen eller enkelt oksygenatomer på grunn av dens dårlige stabilitet. Enkelt oksygenatomer kan rekombinere for å danne oksygenmolekyler, noe som forbedrer oksygenering av akvakulturvann uten å etterlate noen giftige rester. Dermed anses ozon som et ideelt, ikke-forurensende desinfeksjonsmiddel.

Mens ozon har effektive steriliseringsevner, kan overdreven bruk skade akvakulturdyr. Studier av Schroeder et al. demonstrere at ozon, når det brukes riktig, effektivt kan fjerne nitrat og gule urenheter, og når det brukes med skumseparasjon, kan det redusere bakteriell spredning. Imidlertid kan overforbruk generere svært giftige oksidanter. Silva et al. fremhever også at mens ozon forbedrer vannkvalitetsstabiliteten og sykdomsundertrykkelsen i akvakultur, kan dets genotoksiske effekter skade celleintegriteten i vannlevende organismer, noe som fører til helseproblemer og redusert utbytte. Derfor er det avgjørende i akvakultur å bruke ozon på en rettidig, målt, sikker og regulert måte, og implementere strenge tiltak for å forhindre overdreven bruk og redusere ozonsøl for å unngå luftforurensning.