Techniki dezynfekcji wody akwakultury

Techniki dezynfekcji wody akwakultury

Techniki dezynfekcji wody akwakultury zazwyczaj obejmują kilka metod, takich jak sterylizacja ultrafioletowa (UV), dezynfekcja ozonem i dezynfekcja chemiczna. Dzisiaj przedstawimy UV i ozon jako dwie metody sterylizacji i dezynfekcji. W artykule przeanalizowano te metody przede wszystkim z punktu widzenia mechanizmów i charakterystyk sterylizacji.

Sterylizacja UV

Zasada sterylizacji UV polega na absorpcji energii światła UV przez mikrobiologiczne kwasy nukleinowe, w tym kwas rybonukleinowy (RNA) i kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA). Absorpcja ta zmienia ich aktywność biologiczną, prowadząc do zerwania wiązań i łańcuchów kwasów nukleinowych, sieciowania w obrębie kwasów nukleinowych i tworzenia fotoproduktów, zapobiegając w ten sposób replikacji drobnoustrojów i powodując śmiertelne uszkodzenia. Światło UV dzieli się na UVA (315 ~ 400 nm), UVB (280 ~ 315 nm), UVC (200 ~ 280 nm) i próżniowe UV (100 ~ 200 nm). Wśród nich promienie UVA i UVB mogą przedostawać się do powierzchni Ziemi przez warstwę ozonową i pokrywę chmur. UVC, znane jako technologia dezynfekcji UV-C, wykazuje najsilniejszy efekt sterylizacji.

Skuteczność sterylizacji UV zależy od dawki promieniowania UV otrzymanej przez mikroorganizmy, a także od czynników takich jak energia wyjściowa UV, rodzaj lampy, natężenie światła i czas użytkowania. Dawka promieniowania UV odnosi się do ilości promieniowania UV o określonej długości fali wymaganej do osiągnięcia określonego stopnia inaktywacji bakterii. Wyższe dawki powodują większą skuteczność dezynfekcji. Sterylizacja UV jest korzystna ze względu na silne działanie bakteriobójcze, szybkie działanie, brak dodatków chemicznych, brak toksycznych produktów ubocznych i łatwość obsługi. Sterylizatory UV zazwyczaj wykorzystują stal nierdzewną jako główny materiał, rurki kwarcowe o wysokiej czystości i wysokowydajne kwarcowe lampy UV, co zapewnia długą żywotność i niezawodne działanie. Importowane lampy mogą mieć żywotność do 9000 godzin.

Dezynfekcja ozonem

Ozon jest silnym utleniaczem, a proces jego sterylizacji obejmuje biochemiczne reakcje utleniania. Sterylizacja ozonem odbywa się na trzy sposoby: (1) utlenianie i rozkład enzymów w bakteriach, które wykorzystują glukozę, dezaktywując w ten sposób bakterie; (2) bezpośrednie oddziaływanie z bakteriami i wirusami, zakłócanie metabolizmu drobnoustrojów i powodowanie śmierci; oraz (3) wnikanie do komórek przez błony komórkowe, działanie na lipoproteiny błony zewnętrznej i lipopolisacharydy wewnętrzne, prowadząc do rozpuszczenia i śmierci bakterii. Sterylizacja ozonem ma szerokie spektrum działania i jest lityczna, skutecznie eliminując bakterie, zarodniki, wirusy, grzyby, a nawet może zniszczyć toksynę botulinową. Dodatkowo ozon szybko rozkłada się na tlen lub pojedyncze atomy tlenu ze względu na jego słabą stabilność. Pojedyncze atomy tlenu mogą rekombinować, tworząc cząsteczki tlenu, poprawiając natlenienie wody w akwakulturze bez pozostawiania jakichkolwiek toksycznych pozostałości. Dlatego ozon jest uważany za idealny, nie zanieczyszczający środowiska środek dezynfekcyjny.

Chociaż ozon ma skuteczne właściwości sterylizujące, nadmierne jego stosowanie może zaszkodzić zwierzętom akwakultury. Badania Schroedera i in. wykazali, że ozon właściwie stosowany może skutecznie usuwać zanieczyszczenia azotanowe i żółte, a stosowany z oddzielaniem piany może ograniczać proliferację bakterii. Jednak nadmierne użycie może generować wysoce toksyczne utleniacze. Silva i in. podkreślają również, że chociaż ozon poprawia stabilność jakości wody i zwalczanie chorób w akwakulturze, jego działanie genotoksyczne może uszkodzić integralność komórek organizmów wodnych, prowadząc do problemów zdrowotnych i zmniejszenia plonów. Dlatego w akwakulturze kluczowe znaczenie ma wykorzystywanie ozonu w sposób terminowy, odmierzony, bezpieczny i regulowany, poprzez wdrażanie rygorystycznych środków zapobiegających nadmiernemu stosowaniu i ograniczających rozprzestrzenianie się ozonu, aby uniknąć zanieczyszczenia powietrza.