Huvudföroreningar i vattenbruksvatten och deras effekter på vattenlevande djur

För vattenbruket är hanteringen av föroreningar i uppfödningsdammar en kritisk fråga. Vanliga föroreningar i vattenbruksvatten inkluderar kvävehaltiga ämnen och fosforföreningar. Kvävehaltiga ämnen omfattar bland annat ammoniakkväve, nitritkväve, nitratkväve, löst organiskt kväve. Fosforföreningar inkluderar reaktiva fosfater och organisk fosfor. Den här artikeln utforskar de primära föroreningarna i vattenbruksvatten och deras inverkan på vattenlevande djur. Låt oss först titta på ett förenklat diagram för enklare memorering och förståelse.

Nedan kommer vi att ge specifika förklaringar.

Ammoniakkväve är en av de främsta föroreningarna i vattenbruksvatten, främst framställt från nedbrytning av restfoder och metaboliska produkter från vattenbruksdjur i vattnet. Ansamling av ammoniakkväve i systemet kan skada epidermala vävnader och gälar hos fisk, vilket stör det biologiska enzymaktivitetssystemet. Även låga koncentrationer av ammoniakkväve (>1 mg/L) kan ha toxiska effekter på vattenbruksdjur, särskilt den mycket giftiga icke-joniserade ammoniaken, som kan orsaka skador vid mycket låga koncentrationer. Ökade koncentrationer av ammoniakkväve i miljön leder också till minskad kväveutsöndring av vattenlevande organismer, vilket minskar deras intag av ammoniakhaltiga ämnen, vilket i slutändan påverkar vattenlevande djurs normala tillväxt och utveckling. Höga koncentrationer av ammoniakkväve i miljön kan också påverka den osmotiska balansen hos vattenlevande djur, vilket leder till minskad syreöverföringskapacitet och oförmåga att utsöndra giftiga ämnen från deras kroppar. Den mesta inhemska och internationella forskningen om rening av vattenbruksvatten fokuserar på rening av ammoniakkväve.

Nitrit i vattenbruk är huvudsakligen en mellanprodukt som genereras under nitrifikations- eller denitrifikationsprocesser. Det kan komma in i kroppen genom vattenbruksdjurens gälar och minska hemoglobinets syrekapacitet i deras blod, vilket orsakar hypoxi och död hos vattenlevande djur. Det är viktigt att notera ackumuleringen av nitrit i vattendrag, särskilt i nyopererade system, som kan ha betydande toxiska effekter på vattenbruksorganismer.

Nitrat har relativt låg toxicitet för fisk, därför finns det ingen specifik koncentrationsgräns, men höga koncentrationer kan påverka smaken på vattenbruksprodukter. Nitratkväve under denitrifikationsprocesser kan också producera kväve som kan vara giftigt för vattenbruksorganismer. Litteraturrapporter har visat att ackumulering av nitratkväve kan leda till långsam tillväxt och sjukdomar hos vattenbruksorganismer. Det anses allmänt att nitrathalterna i vattnet under laxvattenbruk bör hållas under 7,9 mg/L. Därför bör olika kväveomvandlingar i behandlingen av vattenbruksvatten inte blint omvandlas till enbart nitratkväve, och man bör också överväga att ta bort nitratkväve.

Löst organiskt kväve i vattenbruksvatten kommer huvudsakligen från restfoder, exkrementer och metaboliska produkter från vattenbruksorganismer. Löst organiskt kväve i vattenbruksvatten har en relativt enkel struktur, god biologisk nedbrytbarhet och kan lätt utnyttjas av mikroorganismer, vilket uppnår god avverkningseffektivitet genom konventionella biologiska reningsprocesser. När koncentrationen av organiskt kväve i vatten inte är hög har det liten inverkan på vattenlevande organismer. Men när organiskt kväve ackumuleras i viss utsträckning kan det främja spridningen av patogena och skadliga mikroorganismer, försämra vattenkvaliteten och orsaka sjukdomar och dödsfall hos vattenbruksorganismer.

Aktiva fosfater i vattenlösningar kan förekomma i former som PO3-4、HPO2-4、H₂PO-4 和 H₃PO₄, med deras relativa proportioner (fördelningskoefficienter) som varierar med pH. De kan användas direkt av alger, bakterier och växter. Aktiva fosfater har minimal direkt skada på fisk men kan främja omfattande tillväxt av alger och bakterier i vatten, förbruka syre och försämra fiskens tillväxt. Avlägsnandet av fosfater från vattenbruksvatten är främst beroende av kemisk utfällning och adsorption. Kemisk utfällning innebär att kemiska medel tillsätts vattnet för att bilda fosfatfällningar genom kemiska utfällningsprocesser, följt av flockning och fast-vätskeseparation för att avlägsna fosfater från vattnet. Adsorption använder adsorbenter med stora ytareor och många porer för att tillåta fosfor i avloppsvattnet att genomgå jonbyte, koordinationskomplexbildning, elektrostatisk adsorption och ytutfällningsreaktioner, och därigenom avlägsna fosfor från vattnet.

Totalfosfor avser summan av löslig fosfor och partikelformig fosfor. Löslig fosfor i vatten kan vidare delas in i löslig organisk fosfor och löslig oorganisk fosfor, där löslig oorganisk fosfor huvudsakligen finns i form av aktiva fosfater. Partikelformig fosfor avser fosforformer som finns på ytan eller inuti suspenderade partiklar i vatten, som vanligtvis är svåra för vattenlevande djur att direkt utnyttja. Partikelformig organisk fosfor finns huvudsakligen i cellulära vävnader och organiskt skräp från vattenlevande djurvävnader, medan partikelformig oorganisk fosfor huvudsakligen adsorberas på suspenderade lermineraler.

Sammanfattningsvis är den viktigaste uppgiften inom vattenbruket att reglera vattenbrukets vattenmiljö, med hänsyn till olika faktorer för att skapa en balanserad vattenmiljö, och därigenom minimera förluster och maximera ekonomiska fördelar. Hur man reglerar vattenmiljön kommer att analyseras i kommande artiklar.