Principais poluentes na água da aquicultura e seus efeitos nos animais aquáticos

Para a aquicultura, a gestão de poluentes nos tanques de criação é uma preocupação crítica. Poluentes comuns na água da aquicultura incluem substâncias nitrogenadas e compostos de fósforo. As substâncias nitrogenadas abrangem nitrogênio amoniacal, nitrogênio nitrito, nitrogênio nitrato, nitrogênio orgânico dissolvido, entre outros. Os compostos de fósforo incluem fosfatos reativos e fósforo orgânico. Este artigo explora os principais poluentes na água da aquicultura e seus impactos nos animais aquáticos. Vejamos primeiro um diagrama simplificado para facilitar a memorização e a compreensão.

Abaixo forneceremos explicações específicas.

O nitrogênio amoniacal é um dos principais poluentes na água da aquicultura, produzido principalmente a partir da decomposição de alimentos residuais e produtos metabólicos de animais de aquicultura na água. O acúmulo de nitrogênio amoniacal no sistema pode danificar os tecidos epidérmicos e as guelras dos peixes, interrompendo o sistema de atividade biológica das enzimas. Mesmo baixas concentrações de nitrogênio amoniacal (>1 mg/L) podem ter efeitos tóxicos em animais de aquicultura, especialmente a amônia não ionizada altamente tóxica, que pode causar danos em concentrações muito baixas. O aumento das concentrações de nitrogênio amoniacal no ambiente também leva à redução da excreção de nitrogênio pelos organismos aquáticos, reduzindo a ingestão de substâncias que contêm amônia, afetando em última análise o crescimento e desenvolvimento normais dos animais aquáticos. Altas concentrações de nitrogênio amoniacal no ambiente também podem afetar o equilíbrio osmótico dos animais aquáticos, levando à redução da capacidade de transferência de oxigênio e à incapacidade de excretar substâncias tóxicas de seus corpos. A maioria das pesquisas nacionais e internacionais sobre o tratamento da água da aquicultura concentra-se no tratamento do nitrogênio amoniacal.

O nitrito na aquicultura é principalmente um produto intermediário gerado durante os processos de nitrificação ou desnitrificação. Pode entrar no corpo através das guelras de animais de aquicultura e reduzir a capacidade de transporte de oxigênio da hemoglobina no sangue, causando hipóxia e morte em animais aquáticos. É importante notar a acumulação de nitritos em corpos de água, especialmente em sistemas recentemente operados, que pode ter efeitos tóxicos significativos nos organismos da aquicultura.

O nitrato tem uma toxicidade relativamente baixa para os peixes, pelo que não existe um limite de concentração específico, mas concentrações elevadas podem afetar o sabor dos produtos da aquicultura. O nitrogênio nitrato durante os processos de desnitrificação também pode produzir nitrogênio nitroso, que pode ser tóxico para os organismos da aquicultura. Relatos da literatura mostraram que o acúmulo de nitrogênio nitrato pode levar ao crescimento lento e a doenças em organismos de aquicultura. Acredita-se geralmente que durante a aquicultura do salmão, os níveis de nitratos na água devem ser mantidos abaixo de 7,9 mg/L. Portanto, no processo de tratamento da água da aquicultura, várias transformações de nitrogênio não devem ser cegamente convertidas apenas em nitrogênio nitrato, e também deve ser considerada a remoção do nitrogênio nitrato.

O nitrogênio orgânico dissolvido na água da aquicultura provém principalmente de alimentos residuais, excretas e produtos metabólicos dos organismos da aquicultura. O nitrogênio orgânico dissolvido na água de aquicultura possui estrutura relativamente simples, boa biodegradabilidade e pode ser facilmente utilizado por microrganismos, alcançando boa eficiência de remoção por meio de processos convencionais de tratamento biológico. Quando a concentração de nitrogênio orgânico na água não é alta, tem pouco impacto nos organismos aquáticos. No entanto, quando o azoto orgânico se acumula até certo ponto, pode promover a proliferação de microrganismos patogénicos e nocivos, deteriorando a qualidade da água e causando doenças e morte nos organismos da aquicultura.

Os fosfatos ativos em soluções aquosas podem existir em formas como PO3- 4、HPO2- 4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, com suas proporções relativas (coeficientes de distribuição) variando com o pH. Eles podem ser utilizados diretamente por algas, bactérias e plantas. Os fosfatos activos têm um dano directo mínimo aos peixes, mas podem promover o crescimento extensivo de algas e bactérias na água, consumindo oxigénio e prejudicando o crescimento dos peixes. A remoção de fosfatos da água da aquicultura depende principalmente da precipitação química e da adsorção. A precipitação química envolve a adição de agentes químicos à água para formar precipitados de fosfato através de processos de precipitação química, seguidos de floculação e separação sólido-líquido para remover os fosfatos da água. A adsorção utiliza adsorventes com grandes áreas superficiais e numerosos poros para permitir que o fósforo nas águas residuais sofra troca iônica, complexação de coordenação, adsorção eletrostática e reações de precipitação superficial, removendo assim o fósforo da água.

O fósforo total refere-se à soma do fósforo solúvel e do fósforo particulado. O fósforo solúvel na água pode ser dividido em fósforo orgânico solúvel e fósforo inorgânico solúvel, com o fósforo inorgânico solúvel existindo principalmente na forma de fosfatos ativos. O fósforo particulado refere-se às formas de fósforo presentes na superfície ou no interior de partículas suspensas na água, que geralmente são difíceis de serem utilizadas diretamente pelos animais aquáticos. O fósforo orgânico particulado existe principalmente em tecidos celulares e detritos orgânicos de tecidos de animais aquáticos, enquanto o fósforo inorgânico particulado é adsorvido principalmente em argilominerais suspensos.

Em resumo, a tarefa mais importante na aquicultura é regular o ambiente aquático da aquicultura, considerando vários factores para criar um ambiente aquático equilibrado, minimizando assim as perdas e maximizando os benefícios económicos. Como regular o ambiente aquático será analisado em artigos futuros.