Principalii poluanți din apa de acvacultură și efectele lor asupra animalelor acvatice

Pentru acvacultură, gestionarea poluanților din iazurile de creștere este o preocupare critică. Poluanții obișnuiți din apa de acvacultură includ substanțele azotate și compușii fosforului. Substanțele azotate includ azotul amoniac, azotul nitriți, azotul nitrat, azotul organic dizolvat, printre altele. Compușii fosforului includ fosfori reactivi și fosfor organic. Acest articol explorează poluanții primari din apa de acvacultură și impactul acestora asupra animalelor acvatice. Să ne uităm mai întâi la o diagramă simplificată pentru o memorare și o înțelegere mai ușoară.

Mai jos vom oferi explicații specifice.

Azotul amoniac este unul dintre principalii poluanți din apa de acvacultură, produs în principal din descompunerea furajelor reziduale și a produselor metabolice ale animalelor de acvacultură în apă. Acumularea de azot amoniac în sistem poate deteriora țesuturile epidermice și branhiile peștilor, perturbând sistemul de activitate biologică a enzimelor. Chiar și concentrațiile scăzute de azot amoniac (>1 mg/L) pot avea efecte toxice asupra animalelor de acvacultură, în special amoniacul neionizat foarte toxic, care poate provoca daune la concentrații foarte scăzute. Concentrațiile crescute de azot amoniac în mediu conduc, de asemenea, la reducerea excreției de azot de către organismele acvatice, reducând ingerarea acestora de substanțe care conțin amoniac, afectând în cele din urmă creșterea și dezvoltarea normală a animalelor acvatice. Concentrațiile mari de azot amoniac în mediu pot afecta, de asemenea, echilibrul osmotic al animalelor acvatice, ceea ce duce la reducerea capacității de transfer de oxigen și incapacitatea de a elimina substanțele toxice din corpul lor. Majoritatea cercetărilor interne și internaționale privind tratarea apei de acvacultură se concentrează pe tratarea azotului amoniac.

Nitritul din acvacultură este în principal un produs intermediar generat în timpul proceselor de nitrificare sau denitrificare. Poate pătrunde în organism prin branhiile animalelor de acvacultură și poate reduce capacitatea de transport a oxigenului a hemoglobinei din sângele acestora, provocând hipoxie și moarte la animalele acvatice. Este important de remarcat acumularea de nitriți în corpurile de apă, în special în sistemele nou operate, care poate avea efecte toxice semnificative asupra organismelor de acvacultură.

Nitratul are toxicitate relativ scăzută pentru pești, prin urmare nu există o limită de concentrație specifică, dar concentrațiile mari pot afecta gustul produselor de acvacultură. Azotul nitrat în timpul proceselor de denitrificare poate produce, de asemenea, azot azotat, care poate fi toxic pentru organismele de acvacultură. Rapoartele din literatură au arătat că acumularea de azot azotat poate duce la o creștere lentă și la boli în organismele de acvacultură. În general, se crede că în timpul acvaculturii somonului, nivelurile de nitrați din apă ar trebui menținute sub 7,9 mg/L. Prin urmare, în procesul de tratare a apei de acvacultură, diferitele transformări ale azotului nu ar trebui să se transforme orbește doar în azot nitrat și ar trebui să se ia în considerare și eliminarea azotului nitrat.

Azotul organic dizolvat în apa de acvacultură provine în principal din furajele reziduale, excrementele și produsele metabolice ale organismelor de acvacultură. Azotul organic dizolvat din apa de acvacultură are o structură relativ simplă, o bună biodegradabilitate și poate fi utilizat cu ușurință de către microorganisme, realizând o eficiență bună de îndepărtare prin procese convenționale de tratare biologică. Atunci când concentrația de azot organic în apă nu este mare, are un impact redus asupra organismelor acvatice. Cu toate acestea, atunci când azotul organic se acumulează într-o anumită măsură, poate promova proliferarea microorganismelor patogene și dăunătoare, deteriorând calitatea apei și provocând boli și moarte în organismele de acvacultură.

Fosfații activi în soluții apoase pot exista sub forme precum PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, cu proporțiile lor relative (coeficienții de distribuție) variind cu pH-ul. Ele pot fi utilizate direct de alge, bacterii și plante. Fosfații activi au efecte negative directe asupra peștilor, dar pot promova creșterea extinsă a algelor și bacteriilor în apă, consumând oxigen și împiedicând creșterea peștilor. Îndepărtarea fosfaților din apa de acvacultură se bazează în principal pe precipitarea chimică și adsorbția. Precipitarea chimică presupune adăugarea de agenți chimici în apă pentru a forma precipitate de fosfat prin procese de precipitare chimică, urmate de floculare și separare solid-lichid pentru a elimina fosfații din apă. Adsorbția utilizează adsorbanți cu suprafețe mari și pori numeroși pentru a permite fosforului din apele uzate să sufere schimb de ioni, complexare de coordonare, adsorbție electrostatică și reacții de precipitare la suprafață, eliminând astfel fosforul din apă.

Fosforul total se referă la suma fosforului solubil și a particulelor de fosfor. Fosforul solubil în apă poate fi împărțit în continuare în fosfor organic solubil și fosfor anorganic solubil, fosforul anorganic solubil existând în principal sub formă de fosfați activi. Fosforul sub formă de particule se referă la formele de fosfor prezente la suprafață sau în interiorul particulelor suspendate în apă, care sunt de obicei dificil de utilizat direct de animalele acvatice. Fosforul organic sub formă de particule există în principal în țesuturile celulare și resturile organice ale țesuturilor animalelor acvatice, în timp ce fosforul anorganic sub formă de particule se adsorbe în principal pe mineralele argiloase în suspensie.

Pe scurt, cea mai importantă sarcină în acvacultură este de a reglementa mediul acvatic de acvacultură, luând în considerare diverși factori pentru a crea un mediu de apă echilibrat, minimizând astfel pierderile și maximizând beneficiile economice. Modul de reglare a mediului acvatic va fi analizat în articolele viitoare.