Основные загрязнители воды аквакультуры и их воздействие на водных животных

Для аквакультуры управление загрязнителями в прудах для выращивания является критической проблемой. К распространенным загрязнителям воды аквакультуры относятся азотистые вещества и соединения фосфора. Азотистые вещества включают аммиачный азот, нитритный азот, нитратный азот, растворенный органический азот и другие. Соединения фосфора включают реактивные фосфаты и органический фосфор. В этой статье рассматриваются основные загрязнители воды аквакультуры и их воздействие на водных животных. Давайте сначала посмотрим на упрощенную схему для облегчения запоминания и понимания.

Ниже мы дадим конкретные пояснения.

Аммиачный азот является одним из основных загрязнителей воды аквакультуры, образующимся в основном в результате разложения остаточных кормов и продуктов метаболизма животных аквакультуры в воде. Накопление аммиачного азота в системе может привести к повреждению эпидермальных тканей и жабр рыб, нарушая систему биологической активности ферментов. Даже низкие концентрации аммиачного азота (>1 мг/л) могут оказывать токсическое воздействие на животных аквакультуры, особенно высокотоксичный неионизированный аммиак, который может нанести вред при очень низких концентрациях. Повышенные концентрации аммиачного азота в окружающей среде приводят также к снижению выделения азота водными организмами, уменьшению поступления ими в организм аммиаксодержащих веществ, что в конечном итоге влияет на нормальный рост и развитие водных животных. Высокие концентрации аммиачного азота в окружающей среде также могут влиять на осмотический баланс водных животных, приводя к снижению способности переноса кислорода и неспособности выводить токсичные вещества из их организма. Большинство отечественных и международных исследований по очистке воды аквакультуры сосредоточено на очистке от аммиачного азота.

Нитриты в аквакультуре в основном представляют собой промежуточный продукт, образующийся в процессах нитрификации или денитрификации. Он может проникать в организм через жабры животных аквакультуры и снижать способность гемоглобина в их крови переносить кислород, вызывая гипоксию и смерть водных животных. Важно отметить накопление нитритов в водоемах, особенно во вновь эксплуатируемых системах, которые могут оказывать значительное токсическое воздействие на организмы аквакультуры.

Нитраты относительно малотоксичны для рыб, поэтому определенного предела концентрации не существует, но высокие концентрации могут повлиять на вкус продуктов аквакультуры. Нитратный азот в ходе процессов денитрификации также может образовывать азотистый азот, который может быть токсичным для организмов аквакультуры. Литературные сообщения показали, что накопление нитратного азота может привести к замедлению роста и заболеваниям организмов аквакультуры. Обычно считается, что во время разведения лосося уровень нитратов в воде должен поддерживаться на уровне ниже 7,9 мг/л. Таким образом, в процессе очистки воды для аквакультуры различные преобразования азота не должны слепо превращаться только в нитратный азот; следует также учитывать удаление нитратного азота.

Растворенный органический азот в воде аквакультуры в основном образуется из остатков корма, экскрементов и продуктов метаболизма организмов аквакультуры. Растворенный органический азот в воде для аквакультуры имеет относительно простую структуру, хорошую биоразлагаемость и может легко усваиваться микроорганизмами, достигая хорошей эффективности удаления с помощью традиционных процессов биологической очистки. Когда концентрация органического азота в воде невелика, он мало влияет на водные организмы. Однако, когда органический азот накапливается в определенной степени, он может способствовать размножению патогенных и вредных микроорганизмов, ухудшая качество воды и вызывая заболевания и гибель организмов аквакультуры.

Активные фосфаты в водных растворах могут существовать в таких формах, как PO3- 4、HPO2- 4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, причем их относительные пропорции (коэффициенты распределения) варьируются в зависимости от pH. Они могут быть непосредственно использованы водорослями, бактериями и растениями. Активные фосфаты наносят минимальный прямой вред рыбам, но могут способствовать интенсивному росту водорослей и бактерий в воде, потребляя кислород и замедляя рост рыб. Удаление фосфатов из воды аквакультуры в основном происходит за счет химического осаждения и адсорбции. Химическое осаждение включает добавление в воду химических веществ для образования осадка фосфатов посредством процессов химического осаждения с последующей флокуляцией и разделением твердой и жидкой фаз для удаления фосфатов из воды. В адсорбции используются адсорбенты с большой площадью поверхности и многочисленными порами, позволяющие фосфору в сточных водах подвергаться ионному обмену, координационному комплексообразованию, электростатической адсорбции и реакциям поверхностного осаждения, тем самым удаляя фосфор из воды.

Общий фосфор представляет собой сумму растворимого фосфора и фосфора в виде твердых частиц. Растворимый в воде фосфор можно разделить на растворимый органический фосфор и растворимый неорганический фосфор, при этом растворимый неорганический фосфор существует в основном в форме активных фосфатов. Фосфор в виде частиц относится к формам фосфора, присутствующим на поверхности или внутри взвешенных частиц в воде, которые обычно трудно напрямую использовать водным животным. Органический фосфор в виде частиц в основном присутствует в клеточных тканях и органических остатках тканей водных животных, тогда как твердый неорганический фосфор в основном адсорбируется на взвешенных глинистых минералах.

Таким образом, наиболее важной задачей в аквакультуре является регулирование водной среды аквакультуры с учетом различных факторов для создания сбалансированной водной среды, тем самым минимизируя потери и максимизируя экономические выгоды. Как регулировать водную среду, будет рассмотрено в следующих статьях.