Techniky dezinfekcie vody v akvakultúre

Techniky dezinfekcie vody v akvakultúre

Techniky dezinfekcie vody z akvakultúry zvyčajne zahŕňajú niekoľko metód, ako je ultrafialová (UV) sterilizácia, dezinfekcia ozónom a chemická dezinfekcia. Dnes si predstavíme UV a ozón ako dva spôsoby sterilizácie a dezinfekcie. Tento článok primárne analyzuje tieto metódy z pohľadu sterilizačných mechanizmov a charakteristík.

UV sterilizácia

Princíp UV sterilizácie zahŕňa absorpciu energie UV svetla mikrobiálnymi nukleovými kyselinami, vrátane kyseliny ribonukleovej (RNA) a kyseliny deoxyribonukleovej (DNA). Táto absorpcia mení ich biologickú aktivitu, čo vedie k prerušeniu väzieb a reťazcov nukleových kyselín, k zosieťovaniu v rámci nukleových kyselín a tvorbe fotoproduktov, čím sa bráni mikrobiálnej replikácii a spôsobuje smrteľné poškodenie. UV svetlo sa delí na UVA (315 - 400 nm), UVB (280 - 315 nm), UVC (200 - 280 nm) a vákuové UV (100 - 200 nm). Spomedzi nich sú UVA a UVB schopné preniknúť na zemský povrch cez ozónovú vrstvu a oblačnosť. UVC, známy ako UV-C dezinfekčná technológia, vykazuje najsilnejší sterilizačný účinok.

Účinnosť UV sterilizácie závisí od dávky UV žiarenia prijatej mikroorganizmami, ako aj od faktorov, akými sú výstupná energia UV žiarenia, typ lampy, intenzita svetla a dĺžka používania. Dávka UV žiarenia sa vzťahuje na množstvo špecifickej vlnovej dĺžky UV žiarenia potrebné na dosiahnutie určitej miery inaktivácie baktérií. Vyššie dávky majú za následok vyššiu účinnosť dezinfekcie. UV sterilizácia je výhodná vďaka svojej silnej baktericídnej sile, rýchlemu pôsobeniu, nedostatku chemických prísad, absencii toxických vedľajších produktov a jednoduchosti obsluhy. UV sterilizátory zvyčajne používajú nehrdzavejúcu oceľ ako hlavný materiál s vysoko čistými kremennými trubicami a vysokovýkonnými kremennými UV lampami, ktoré zaisťujú dlhú životnosť a spoľahlivý výkon. Dovážané lampy môžu mať životnosť až 9000 hodín.

Dezinfekcia ozónom

Ozón je silný oxidant a jeho sterilizačný proces zahŕňa biochemické oxidačné reakcie. Sterilizácia ozónom prebieha v troch formách: (1) oxidácia a rozklad enzýmov v baktériách, ktoré využívajú glukózu, čím sa baktérie deaktivujú; (2) priama interakcia s baktériami a vírusmi, narušenie mikrobiálneho metabolizmu a spôsobenie smrti; a (3) vstup do buniek cez bunkové membrány, pôsobenie na lipoproteíny vonkajšej membrány a vnútorné lipopolysacharidy, čo vedie k bakteriálnemu rozpusteniu a smrti. Ozónová sterilizácia je širokospektrálna a lytická, účinne likviduje baktérie, spóry, vírusy, plesne a môže dokonca zničiť botulotoxín. Okrem toho sa ozón rýchlo rozkladá na kyslík alebo jednotlivé atómy kyslíka kvôli jeho zlej stabilite. Jednotlivé atómy kyslíka sa môžu rekombinovať a vytvárať molekuly kyslíka, čím sa zvyšuje okysličenie vody v akvakultúre bez zanechania akýchkoľvek toxických zvyškov. Ozón je teda považovaný za ideálny, neznečisťujúci dezinfekčný prostriedok.

Zatiaľ čo ozón má účinné sterilizačné schopnosti, nadmerné používanie môže poškodiť živočíchy akvakultúry. Štúdie Schroedera a kol. demonštrujú, že ozón, ak sa používa vhodne, môže účinne odstraňovať dusičnany a žlté nečistoty a ak sa používa so separáciou peny, môže znižovať množenie baktérií. Nadmerné používanie však môže vytvárať vysoko toxické oxidanty. Silva a spol. tiež zdôrazňujú, že zatiaľ čo ozón zlepšuje stabilitu kvality vody a potláčanie chorôb v akvakultúre, jeho genotoxické účinky môžu poškodiť integritu buniek vo vodných organizmoch, čo vedie k zdravotným problémom a zníženiu výnosov. Preto je v akvakultúre kľúčové používať ozón včas, meraným, bezpečným a regulovaným spôsobom, pričom sa implementujú prísne opatrenia na predchádzanie nadmernému využívaniu a na zmiernenie úniku ozónu, aby sa predišlo znečisteniu ovzdušia.