Основні забруднюючі речовини у воді аквакультури та їх вплив на водних тварин

Для аквакультури управління забруднювачами в ставках для вирощування є критичним питанням. Звичайні забруднювачі води для аквакультури включають азотисті речовини та сполуки фосфору. Азотисті речовини включають аміачний азот, нітритний азот, нітратний азот, розчинений органічний азот тощо. Сполуки фосфору включають реактивні фосфати та органічний фосфор. У цій статті досліджуються основні забруднювачі води аквакультури та їхній вплив на водних тварин. Давайте спочатку розглянемо спрощену схему для легшого запам’ятовування та розуміння.

Нижче ми надамо конкретні пояснення.

Аміачний азот є одним із основних забруднювачів аквакультурної води, головним чином утворюється внаслідок розкладання залишків корму та продуктів метаболізму аквакультурних тварин у воді. Накопичення аміачного азоту в системі може пошкодити тканини епідермісу і зябра риби, порушивши систему біологічної активності ферментів. Навіть низькі концентрації аміачного азоту (>1 мг/л) можуть мати токсичний вплив на тварин аквакультури, особливо високотоксичний неіонізований аміак, який може завдати шкоди при дуже низьких концентраціях. Підвищені концентрації аміачного азоту в навколишньому середовищі також призводять до зменшення виділення азоту водними організмами, зменшуючи споживання ними речовин, що містять аміак, що в кінцевому підсумку впливає на нормальний ріст і розвиток водних тварин. Високі концентрації аміачного азоту в навколишньому середовищі також можуть впливати на осмотичний баланс водних тварин, що призводить до зниження здатності до перенесення кисню та нездатності виводити токсичні речовини з їхнього організму. Більшість вітчизняних і міжнародних досліджень з обробки води для аквакультури зосереджено на обробці аміачним азотом.

Нітрит в аквакультурі є переважно проміжним продуктом, який утворюється під час процесів нітрифікації або денітрифікації. Він може потрапити в організм через зябра аквакультурних тварин і знизити здатність гемоглобіну в крові переносити кисень, викликаючи гіпоксію та смерть водних тварин. Важливо відзначити накопичення нітритів у водоймах, особливо в нових експлуатованих системах, що може мати значний токсичний вплив на організми аквакультури.

Нітрат має відносно низьку токсичність для риби, отже, немає конкретної межі концентрації, але високі концентрації можуть вплинути на смак продуктів аквакультури. Нітратний азот під час процесів денітрифікації також може виробляти азотний азот, який може бути токсичним для організмів аквакультури. Літературні звіти показали, що накопичення нітратного азоту може призвести до уповільнення росту та захворювань аквакультурних організмів. Загальноприйнято вважати, що під час аквакультури лосося рівень нітратів у воді повинен бути нижче 7,9 мг/л. Таким чином, у процесі очищення води для аквакультури різні трансформації азоту не повинні сліпо перетворюватися лише на нітратний азот, а також слід приділити увагу видаленню нітратного азоту.

Розчинений органічний азот у воді аквакультури в основному походить із залишків корму, екскрементів і продуктів метаболізму організмів аквакультури. Розчинений органічний азот у воді для аквакультури має відносно просту структуру, добре біологічно розкладається і може легко утилізуватися мікроорганізмами, досягаючи високої ефективності видалення за допомогою звичайних процесів біологічної обробки. Коли концентрація органічного азоту у воді невисока, він мало впливає на водні організми. Однак коли органічний азот накопичується до певної міри, він може сприяти розповсюдженню патогенних і шкідливих мікроорганізмів, погіршуючи якість води та спричиняючи захворювання та загибель організмів аквакультури.

Активні фосфати у водних розчинах можуть існувати в таких формах, як PO3-4、HPO2-4、H₂PO- 4和 H₃PO₄, при цьому їх відносні пропорції (коефіцієнти розподілу) змінюються залежно від pH. Вони можуть безпосередньо використовуватися водоростями, бактеріями та рослинами. Активні фосфати завдають мінімальної прямої шкоди рибі, але можуть сприяти інтенсивному росту водоростей і бактерій у воді, споживаючи кисень і погіршуючи ріст риби. Видалення фосфатів з аквакультурної води в основному залежить від хімічного осадження та адсорбції. Хімічне осадження передбачає додавання хімічних агентів у воду для утворення фосфатних опадів за допомогою процесів хімічного осадження з наступною флокуляцією та відділенням твердої та рідини для видалення фосфатів із води. Адсорбція використовує адсорбенти з великою площею поверхні та численними порами, щоб дозволити фосфору у стічній воді зазнати іонного обміну, координаційного комплексоутворення, електростатичної адсорбції та реакцій поверхневого осадження, таким чином видаляючи фосфор із води.

Загальний фосфор відноситься до суми розчинного фосфору та часток фосфору. Розчинний у воді фосфор можна далі розділити на розчинний органічний фосфор і розчинний неорганічний фосфор, причому розчинний неорганічний фосфор в основному існує у формі активних фосфатів. Фосфор у вигляді частинок відноситься до форм фосфору, присутніх на поверхні або всередині зважених частинок у воді, які водним тваринам зазвичай важко безпосередньо використовувати. Частки органічного фосфору в основному містяться в клітинних тканинах і органічних залишках тканин водних тварин, тоді як частинки неорганічного фосфору в основному адсорбуються на зважених глинистих мінералах.

Таким чином, найважливішим завданням в аквакультурі є регулювання водного середовища аквакультури, враховуючи різні фактори для створення збалансованого водного середовища, таким чином мінімізуючи втрати та максимізуючи економічні вигоди. Про те, як регулювати водне середовище, розберемо в наступних статтях.