آمونياك و روش های حذف آن در محیط های پرورش آبزیان
آمونیوم و آمونیاک از فاکتورهايی هستند که می توانند با عدم مدیریت صحیح و مناسب در استخرهای پرورشی مشکل ساز شده و عواقب نامطلوبی را ایجاد نمایند. روش هاي حذف آن عبارتند از:
1) استفاده از زئولیت
زئولیت ماده ای معدنی بوده که خاصیت بالايی در تبادل یونی از خود نشان می دهد. زئولیت به دو شکل طبیعی (کلیتوپتیلولیت) و مصنوعی وجود دارد. برای حذف یون آمونیوم از محیط های پرورشی از این رزین تبادل یون استفاده می شود. کارآئی این مواد در سیستم های تکثیر و پرورش آبزیان مورد تأیید قرر گرفته به طوری که مشاهده شده کلیتوپتیلولیت تا ۱۰ برابر وزن خود قادر به جذب آمونیوم از محیط است. لیکن در آب های شور با توجه به غلظت بالای کلراید (۱۹۰۰۰mg/lit ) به دلیل اینکه به طور مستمر یون های گرفته شده را از دانه های رزین جدا می کند؛ چندان مورد مصرف قرار نمی گیرد.
زئولیت ها ظرفیت تبادل یونی 25 اکی والان در گرم را دارند و به طور تئوریک به ازاء هر گرم می وانند 2870 میلی گرم آمونیوم را جذب نمایند. مارکینگ و بیل (“Marking & Bills ” 1982)و جای واری ساجا و بوید (“chiayvareesajja & Boyd” 1993) متوجه شدند که هر گرم زئولیت می تواند در حدود ۹mg آمونیوم را از محلول نمک های آمونیوم در آب مقطر جذب نماید.
در جنوب شرق آسیا، زئولیت در استخرهی پرورش میگو به میزان kg/ha ۲۰۰ در ماه بر روی سطح استخر استفاده می گردد. در تایلند، زئولیت را با غذا پخش می کنند چرا که در محل هايی که احتمال تشکیل یون آمونیوم و آمونیاک وجود دارد وجود زئولیت می تواند سبب جذب این مواد شود. البته استفاده از زئولیت به خاطر هزینه بالا و پیچیدگی نوع استفاده و اصلاح آن خیلی رایج نمی باشد.
2) فیلترهای بیولوژیک
مشخص شده که بعد از اکسیژن، آمونیاک در سیستم های مدار بسته و فوق متراکم، عامل محدودکننده می باشد. عمل نیترات سازی (نیتریفیکاسیون)، اکسید شدن آمونیاک به نیترات بوده که اصل عمل فیلترهای بیولوژیک می باشد. بیش از ۴۰۰ گونه باکتری تبدیل کننده آمونیاک به نیتریت که مهمترین آنها نیتروزوموناس است شناسائی شده است. مهمترین گونه های نیتریت کننده Nitrosomonas monocella و N.europea است و مهمترین گونه های نیترات کننده دو گونه Nitrobacter winogradskyi و N.alile تشخیص داده شده است.
میزان رشد نیتروباکتر بیشتر از نیتروزوموناس است؛ اما مرحله محدودکننده در تبدیل آمونیاک به نیترات، اکسید شدن آن است. به همین دلیل به وجود آمدن نیترواکتر در بیوفیلترها بعد از مستقر شدن نیتروزوموناس چند روز به تعویق می افتد. (معمولاً ۱۰ روز).
در فیلترهای بیولوژیک، یک زمینه با سطحی وسیع برای چسبیدن باکتری های مورد نظر و رشد آنها تعبیه می شود. در این زمینه ها، به منظور افزایش سطح محتوا می توان از سنگریزه، شن، پوسته صدف و یا دانه های پلاستیکی استفاده کرد.
از فیلترهای زیستی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند؛ می توان به صافی های غوطه ور، قطره ای، گردان و استوانه ای اشاره کرد.
نکته مهم در استفاده از بیوفیلترها، وجود اکسیژن مورد نیاز است و اگر هوادهی کافی قبل از ورود آب به فیلتر انجام نشود؛ ممکن است؛ باکتری ها تلف شده و یا کار خود را به نحو مطلوب انجام ندهند. گفته می شود که میزان اکسیژن در هنگام ورود به فیلتر باید mg/lit ۶ـ ۵ باشد. ضمناً PH آب نیز باید به سمت قلیائی و کمی بیش از ۷ باشد. البته باکتری ها می توانند با تغییرات تدریجی PH سازگار شوند.
3) هوادهی
برای حذف آمونیاک می توان از طریق هوادهی و تبدیل آمونیوم به گاز آمونیاک با دستگاه های هواده اقدام کرد. این عمل در PH و دمای بالای کاربرد بیشتری دارد. البته هنوز عمل هوادهی در حذف آمونیوم از محیط های پرورشی اثبات نشده است؛ لیکن هوادهی با در اختیار قرار دادن اکسیژن برای اکسیده کردن آمونیاک به نیتریت و نیترات می تواند مفید واقع شود.
4) تعویض آب
مؤثرترین و سریعترین روش برای کاهش غلظت آمونیوم در مواقع اضطراری، تعویض آب؛ خصوصاً تخلیه آب از کف استخرها و وارد کردن آب تازه عاری از آمونیوم به استخرها می باشد. میزان تعویض آب در این خصوص مهم است و با افزایش بیوماس استخر و همچنین میزان مواد آلی موجود در استخر افزایش می یابد.
5) تنظیم تراکم
تنظیم تراکم آبزیان مورد پرورش، با توجه به سیستم و امکانات موجود از مواردی است که در کیفی سازی آب می تواند بسیار مؤثر باشد. تراکم بالای ذخیره سازی علاوه بر مصرف زیاد مواد غذائی، سبب افزایش تولید مواد دفعی و در نتیجه تولید آمونیوم می گردد. همچنین جلوگیری از ورود موجودات ناخواسته از بروی چنین مشکلاتی جلوگیری خواهد کرد.
6) کنترل آب ورودی
خاک های با بار مواد آلی، همچنین مواد گیاهی و جانوری در حال تجزیه و فاضلاب های مناطق مسکونی و صنعتی می توانند حاوی بار بالائی از مواد مضر نظیر آمونیاک باشند. احداث مراکز تکثیر و پرورش در مناطق عاری از این مواد می تواند در کنترل مشکلات ناشی از آمونیاک مؤثر باشد.
7) کنترل تراکم فیتوپلانکتونی استخرها
فیتوپلانکتون ها با دریافت یون آمونیوم، در تعدیل غلظت آمونیاک آب مؤثر می باشد: ولی افزایش تراکم آنها خصوصاً جلبک های سبز آبی و تجزیه آنها پس از مرگ، سبب افزایش غلظت آمونیاک در آب خواهد شد. بنابراین همیشه باید تراکم پلانکتونی را در حد مطلوب بسته به شیوه پرورشی در نظر گرفت که این کار با استفاده از مدیریت صحیح کوددهی، امکان پذیر خواهد شد. ضمناً در صورت امکان، کاهش ورودی های نیتروژن توسط کوددهی، امکان پذیر خواهد شد. ضمناً در صورت امکان، کاهش ورودی های نیتروژن توسط کودها را باید مدنظر قرار داد.
8) کنترل غذادهی در استخرها
غذای مناسب و مقدار کافی آن می تواند در رشد آبزیان و بهبود کیفی محیط پرورشی کاملاً مؤثر باشد. توزیع غذای بیش از اندازه به آبزیان با توجه به عدم مصرف آن، می تواند یکی از منابع تولید آمونیوم در آب شود. بنابراین در محاسبه میزان غذای مصرفی و دقت در نیازسنجی صحیح درصد پروتئین در جیره غذائی می تواند از بروز مشکل تولید آمونیاک در استخرها جلوگیری نماید.
9) استفاده از فرمالین
در برخی مواقع، به منظور حذف آمونیاک از استخرهای پرورش میگو، در جنوب شرق آسیا از فرمالین استفاده می شود. ثابت گردیده که فرمالین در سیستم آزمایشگاهی در استخرها به میزان mg/lit 10ـ ۵ می تواند ۵۰ درصد یا بیشتر آمونیاک را کاهش دهد. البته فرمالین ماده ای سمی است و می تواند؛ سبب مرگ فیتوپلانکتون ها و وضعیت نامطلوب اکسیژنی شود. در مناطقی مانند تایلند، فرمالین را پس از خشک کردن استخرها بر روی بستر می پاشند. در فرآیند واکنش فرمالین با آمونیاک، CH۳NO تولید شده که بی ضرر می باشد.
10) بهبود و اصلاح خاک استخرها
رسوبات کف استخرها، حاوی مواد دفعی آبزیان، غذاهای مصرف نشده، اجساد آبزیان و پلانکتون ها و سایر مواد رسوبی بوده که با توجه به درصد بالای مواد آلی موجود در آن به عنوان یکی از منابع مهم آمونیاک در استخرها مطرح می باشند. بنابراین در اینگونه استخرها با تخلیه خاک های حاوی مواد آلی فراوان، خشک کردن و در معرض نور خورشید و هوا قرار دادن و شخم زنی و آهک پاشی کف استخر در طول دوره می توان به بهبود خاک کف و دیواره استخرها کمک نماید.
منابع:
لاوسون، تی. بی. ۱۹۹۴. اصول مهندسی آبزیان، ترجمه: م. جعفری باری. انتشارات شرکت سهامی شیلات ایران، معاونت تکثیر و پرورش آبزیان. ۵۰۳ ص.
Boyd,C.E, and Tucker, C.S.۱۹۹۸. Pond aquaculture water quality management. Kluwer Academic Publishers. ۷۰۰p
Chiayvareesajja, S. and Boyd, C.E.۱۹۹۳. Effects of Zeolite, formalin, bacterial augmentation, and areation on total amonia nitrogen concentration. Aquaculture ۱۱۶, ۳۳-۴۵
Lio, P.B. and Mayo, R.D. ۱۹۷۲. Salmonid hatchery water reuse system. Aquaculture ۱(۱). ۳۱۷-۳۳۵
Marking, L.L. and Bills, T.D.۱۹۸۲ Factors affecting the efficiency of clinoptilolite for removing ammonia from water. Progressive fish-culture.۴۴, ۱۸۷-۱۸۹
Shepherd, C.J. and Bromage, N.R.۱۹۹۰, Intensive fish farming. Blackwell science inc
Stankewich, M.J.Jr. ۱۹۷۲. Biological nitrification with the high purity oxygen process paper. Presented at the ۲۷th annual meeting of the Purdue industrial waste conference, May ۲.۴, purdue university, west Lafayette, Ind
Wheaton, F.W.۱۹۷۷. Aquacultural engineeing. John Wiley & Sons, New York. ۷۰۸ P