Методи дезінфекції води для аквакультури

Методи дезінфекції води для аквакультури

Методи дезінфекції води для аквакультури зазвичай включають кілька методів, таких як ультрафіолетова (УФ) стерилізація, дезінфекція озоном і хімічна дезінфекція. Сьогодні ми представимо УФ та озон як два методи стерилізації та дезінфекції. У цій статті насамперед аналізуються ці методи з точки зору механізмів і характеристик стерилізації.

УФ стерилізація

Принцип УФ-стерилізації передбачає поглинання енергії УФ-світла мікробними нуклеїновими кислотами, включаючи рибонуклеїнову кислоту (РНК) і дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК). Це поглинання змінює їх біологічну активність, що призводить до розриву зв’язків і ланцюгів нуклеїнових кислот, перехресного зшивання всередині нуклеїнових кислот і утворення фотопродуктів, тим самим запобігаючи реплікації мікробів і викликаючи летальні пошкодження. УФ-світло поділяється на UVA (315~400 нм), UVB (280~315 нм), UVC (200~280 нм) і вакуумне УФ (100~200 нм). Серед них UVA та UVB здатні досягати поверхні Землі через озоновий шар і хмарний покрив. UVC, відома як технологія дезінфекції UV-C, демонструє найсильніший ефект стерилізації.

Ефективність УФ-стерилізації залежить від дози УФ-випромінювання, яку отримують мікроорганізми, а також таких факторів, як вихідна енергія УФ-променів, тип лампи, інтенсивність світла та тривалість використання. Доза ультрафіолетового опромінення відноситься до кількості УФ-випромінювання з певною довжиною хвилі, необхідної для досягнення певної швидкості інактивації бактерій. Вищі дози забезпечують більшу ефективність дезінфекції. УФ-стерилізація є перевагою завдяки сильній бактерицидній силі, швидкій дії, відсутності хімічних добавок, відсутності токсичних побічних продуктів і простоті експлуатації. Ультрафіолетові стерилізатори зазвичай використовують нержавіючу сталь як основний матеріал із високочистими кварцовими трубками та високопродуктивними кварцовими ультрафіолетовими лампами, що забезпечує тривалий термін служби та надійну роботу. Імпортні лампи можуть мати термін служби до 9000 годин.

Дезінфекція озоном

Озон є сильним окислювачем, і процес його стерилізації включає біохімічні реакції окислення. Стерилізація озоном діє у трьох формах: (1) окислення та розкладання ферментів у бактеріях, які використовують глюкозу, таким чином дезактивуючи бактерії; (2) безпосередньо взаємодіючи з бактеріями та вірусами, порушуючи метаболізм мікробів і спричиняючи смерть; і (3) проникнення в клітини через клітинні мембрани, діючи на ліпопротеїни зовнішньої мембрани та внутрішні ліпополісахариди, що призводить до розчинення та смерті бактерій. Стерилізація озоном широкого спектру та літична, ефективно знищує бактерії, спори, віруси, грибки та навіть може знищити ботулінічний токсин. Крім того, озон швидко розкладається на кисень або окремі атоми кисню через його низьку стабільність. Окремі атоми кисню можуть рекомбінувати, утворюючи молекули кисню, підвищуючи оксигенацію води для аквакультури, не залишаючи токсичних залишків. Таким чином, озон вважається ідеальним дезінфікуючим засобом, що не забруднює довкілля.

Хоча озон має ефективну стерилізаційну здатність, надмірне використання може завдати шкоди аквакультурним тваринам. Дослідження Шредера та ін. продемонструвати, що озон при належному використанні може ефективно видаляти нітрати та жовті домішки, а при використанні з відділенням піни може зменшити розмноження бактерій. Однак надмірне використання може призвести до утворення високотоксичних окислювачів. Сільва та ін. також підкресліть, що в той час як озон покращує стабільність якості води та пригнічує захворювання в аквакультурі, його генотоксичний вплив може пошкодити цілісність клітин водних організмів, що призводить до проблем зі здоров’ям та зниження врожаю. Тому в аквакультурі вкрай важливо використовувати озон своєчасно, дозовано, безпечно та регламентовано, застосовуючи суворі заходи для запобігання надмірному використанню та пом’якшення розливу озону, щоб уникнути забруднення повітря.