تغییر اندازه فونت:
 

مقالات

اهمیت نیتریفیکاسیون(شوره گذاری) در آبزی پروری
علی قوامپور   ۱۳۹۰/۱۲/۲۸

اهمیت نیتریفیکاسیون(شوره گذاری) در آبزی پروری

ترجمه : علی قوامپور 


نیتریفیکاسیون(شوره گذاری) درحقیقت تخلیص طبیعی آب توسط باکتری های خاصی است که قادرند آمونیاک سمی را طی فرآیند اکسیداسیون به نیترات غیر سمی مبدل نمایند.


این پروسه بویژه در سیستمهای مدار بسته آبزی پروری از اهمیت زیادی برخوردار است چرا که در این سیستم ها غلظت آمونیاک آب ممکن است تا مقادیر تهدید کننده برای حیات ماهی و میگو افزایش یابد.

فرآیند نیتریفیکاسیون(شوره گذاری) :
نیتریفیکاسیون فرآیندی دو مرحله ای است که در آن ابتدا باکتری های جنس نیتروزوموناس آمونیاک یا آمونیوم را اکسید و به نیتریت و سپس باکتریهای دیگری از جنس نیتروباکترها با اکسیداسیون نیتریت ،این ترکیب را به نیترات تبدیل میکنند.
 
معمولاً به دلیل عملکرد همزمان نیتروزوموناس و نیتروباکترها با یکدیگر، نیتریت به مجرد تولید ،اکسید و به نیترات تبدیل میگردد.با اینحال در برخی موارد به دلایلی که هنوز مشخص نیست ،غلظت نیتریت در سیستم های آبزی پروری افزایش می یابد. ورود نیتریت به خون ماهی و ترکیب آن با هموگلوبین ،تولید مت هموگلوبین یا مسمومیت نیتریتی میکند که به بیماری خون قهوه ای مشهور است .

همچنین باید توجه داشت که نیتریفیکاسیون به دلیل مصرف اکسیژن محلول در محیط و آزاد سازی یون های هیدروژن سبب افزایش اسیدیته آب میگردد.

باکتری های شوره گذار(نیتریفایر ها) انرژی اندکی را از محل اکسیداسیون آمونیاک به نیترات جهت احیاء کربن معدنی (به شکل دی اکسید کربن) و تولید کربن آلی به مصرف می رسانند.نیتریفایرها در زمره باکتری های موسوم به شیمیواتوتروف هستند که قادرند به شیوه ای غیر ازعمل فتوسنتز مواد آلی مورد نیاز خود را تولید نمایند.
 
منابع تولید آمونیاک :
 در سیستم های آبزی پروری،غذا و کود ،دو منبع تولید آمونیاک محسوب میگردند.درصد معمول نیتروژن موجود در کود های ازته در جدول 1 آورده شده است :

جم
 
شاید بعضاً کود اوره را به عنوان منبع آمونیاک به حساب نیاورند ولی این نوع کود وقتی در آب قرار گیرد به سرعت هیدرولیز شده و آمونیاک و دی اکسید کربن تولید مینماید. معمولاً کودهای معدنی در مقادیر اندک به آب استخرهای پرورش افزوده می شوند و به همین دلیل میزان آمونیاک آب را تا حد مضر افزایش نمی دهند.آمونیاک موجود در این کودها پس از افزودن به آب توسط فیتو پلانکتونها جذب شده و بصورت نیتروژن آلی در سنتز پروتئینها مورد مصرف قرار می گیرد.پس از مرگ فیتوپلانکتونها تجزیه بقایای این موجودات تولید آمونیاک می کند.

بخش کوچکی از نیتروژن موجود در کود مورد استفاده در استخر نیز ممکن است طی زنجیره غذا در توده زنده میگو یا ماهی به نیتروژن آلی تبدیل گردد.در هر صورت بیشتر آمونیاکی که از طریق کود وارد استخر می شود شوره گذاری(نیتریفای)می شود. در واقع نیتریفیکاسیون(شوره گذاری) از ارزش کود دهی نمیکاهد چراکه نیترات تولید شده از این راه منبع تإمین نیتروژن برای فیتوپلانکتونها و دیگر گیاهان آبزی خواهد بود.

غذا و پسماندهای نیتروژن دار
 ماهی و میگوی پرورشی،اغلب غذای داده شده در هر وعده را مصرف میکنند.بخش اعظم غذای خورده شده از طریق جذب روده ای وارد بیوماس موجود شده و مابقی بصورت مدفوع دفع میگردد.غذای مصرف نشده به اضافه مدفوع ،تجزیه شده و از اینطریق آمونیاک،دی اکسیدکربن و سایر موارد آلی مغذی را وارد محیط میکنند.
تمام نیتروژن موجود در غذا و مدفوع که جذب توده زنده نشده باشد ممکن است به صورت آمونیاک وارد آب استخر شود.
 
پروتئین غذای آبزیان معمولاً از کمتر از 25 درصد شروع و به بالاتر از 40 درصد بالغ می شود و به طور متوسط پروتئین موجود در توده زنده این موجودات بین 14 تا 18 درصد متغیر است .معادله زیر ارتباط بین پرتئین خام و نیتروژن موجود در غذای آبزی را نشان داده است :

درصد پروتئین خام =درصد نیتروژن * 6.25

در نظر بگیرید با 2000 کیلوگرم غذای آبزی با 32 درصد پروتئین خام(5.12 درصد نیتروژن) میتوان 1000 کیلوگرم ماهی با 15 درصد پروتئین بیوماس(2.4درصد نیتروژن)تولید نمود.
 
نیتروژن مصرف شده برابر است با 102.4 کیلوگرم( 0.0512 *2000کیلوگرم غذا) و حدود 24کیلوگرم نیتروژن نیز در بیوماس(توده زنده)آبزی باقیمانده است (0.024*1000).به این ترتیب بیش از 78.4 کیلوگرم نیتروژن میتواند به شکل آمونیاک وارد آب استخر پرورش گردد.در این مثال برآوردجذب 23.4 نیتروژن ، تخمینی واقع گرایانه است ولی تا 40 درصد جذب مفید نیتروژن نیز عملی خواهد بود.

اگر کل پسماند نیتروژنی موجود در 2000 کیلوگرم غذای وارد شده به یک استخر پرورش ماهی با گنجایش 2000 متر مکعب تبدیل به آمونیاک شود،غلظت این ترکیب در آب به 39.2 میلیگرم در لیتربالغ خواهد شد.بسته به دمای آب،PH و گونه پرورشی،غلظت نیتروژن آمونیاکی بین 2 تا 10 میلیگرم بر لیتر سمی و کشنده خواهد بود.خوشبختانه شوره گذاری(نیتریفیکاسیون) و دیگر فرآیندهای طبیعی نظیر تصعید آمونیاک، جذب توسط میکروارگانیسم ها و حذف از طریق خروج آب،بطور معمول از افزایش غلظت آمونیاک تا مقادیر حداکثری جلوگیری مینماید.
 
شوره گذاری(نیتریفیکاسیون) و اسیدیته
 هرچند نیترات به خودی خود ترکیبی سمی محسوب نمی شود ولی نیتریفیکاسیون(شوره گذاری)با مصرف اکسیژن محلول آب قادر است عامل اصلی اسیدی شدن محیط و خنثی سازی قلیائیت(الکالینیتی) آن گردد. در واقع نیتریفیکاسیون عامل 30 تا 40 درصد نیاز اکسیژنی(Oxygen demand) در آب استخر می باشد..
 تولید کنندگان کودهای حاوی آمونیوم ،ظرفیت اسیدی اینگونه کودها را بر حسب میزان کربنات کلسیم لازم جهت خنثی سازی اسیدیته آن بیان می کنند(جدول 1).میزان معمول کاربرد کود اوره در طول دوره پرورش معمولاً بین 50 تا 100 کیلوگرم در هر هکتار برآورد می شود.این مقدار معادل توان اسیدی بین 80.5تا160 کیلوگرم کربنات کلسیم در هرهکتار (در هر دوره)خواهد بود.اگر آلکالینیتی آب استخر زیر 20 میلیگرم در لیتر باشد این میزان اسیدیته مشکلات جدی ایجاد مینماید.به همین دلیل و به منظور پرهیز از کاهش آلکالینیتی ، لازم است در استخرهای کوددهی شده بطورمنظم و دوره ای آهک پاشی صورت پذیرد.
 
استفاده از کربنات کلسیم:
معمولاً نیتروژنی که به همراه غذا واردمحیط استخر می شود بسیار بیشتر از نیتروژنی است که توسط کودهای نیتروژنه به آب افزوده میگردد.میزان کربنات کلسیمی که لازم است جهت خنثی سازی اسیدیته ناشی از غذادهی به آب استخر اضافه شود از طریق معادله زیر قابل محاسبه می باشد:

کربنات کلسیم هم ارز غذای داده شده(کیلوگرم)=مقدار غذا*درصدپروتئین خام موجود در غذا*0.01285

در استخرمیگو با تولید فرضی 5تن در هکتار در هر دوره ، غذای با پروتئین35 درصد و ضریب تبدیل 2،کربنات کلسیم لازم به منظور جبران آلکالینیتی معادل 4498کیلوگرم در هکتار محاسبه می گردد.

در سیستم مدار بسته ای که روزانه 1000 کیلوگرم غذا با پروتئین 30 درصد دریافت می کند،در روز این مقدار385 کیلوگرم در هر هکتار خواهد بود.در سیستم های متراکم،نیتریفیکاسیون باعث افت سریع آلکلینیتی و PH می شود.به همین دلیل استفاده متناوب از آهک در این سیستم ها ضروری است.

نیتریفیکاسیون(شوره گذاری)فرآیندی طبیعی بوده و باکتریهای عامل آن(نیتریفایرها) در همه جا حضوردارند.به همین دلیل لازم نیست برای انجام این فرآیند باکتریهای شوره گذار را به طور مصنوعی وارد سیستم های آبزی پروری کرد.با اینحال بویژه در سیستم های مدار بسته علی الخصوص در پرورش موجودات آب شور ،تلقیح این باکتری ها به محیط شروع نیتریفیکاسیون را تسریع خواهد نمود. به این منظور،بعضی شرکتهای تجاری کشتهای آماده این باکتریها را ارائه مینمایند.
 
هرچند نیتریفیکاسیون در PH پائین نیز صورت میگیرد با اینحال روند آن در PH نزدیک 8 بهتر انجام می پذیرد.به این دلیل استفاده منظم از آهک در استخرهای پرورش جهت حفظ شرایط مناسب به منظور فرآیند مؤثر شوره گذاری(نیتریفیکاسیون) ضروری است. کاهش اکسیژن محلول در آب نیز از مواردی است که سبب افت نیتریفیکاسیون می شود.به همین دلیل غالباً در استخرهائی که معضل کاهش اکسیژن در ساعات شب در آنها مشکلی مزمن است میزان آمونیاک بالاتر از استخرهائی است که فاقد این مشکل هستند.در این موارد هوادهی مکانیکی کافی در این استخرها جهت حصول اطمینان از نیتریفیکاسیون مؤثر ضروری است .

سمیت نیتریتی
 در سیستم های پرورش آب شیرین،سمیت نیتریتی را میتوان با استفاده از کلرید سدیم و افزایش غلظت کلرید در آب خنثی نمود.یون کلرید،جذب نیتریت از طریق آبشش ماهی و سایر آبزیان را بلوکه مینماید.به این منظورنسبت 20 به 1 کلرید به نیتریت توصیه شده است.نیتریت در آبهای لب شور و شور معمولاً مشکل خاصی ایجاد نمیکند.
 
درسیستم های آبزی پروری متراکم و هتروتروف جوامع باکتریائی بیش از شکوفائی فیتوپلانکتونها به چشم میخورد.در این سیستمهاغلظت بالای آمونیاک مشاهده نمی شود چراکه این ترکیب توسط توده میکروبی از آب جذب می شود.در عین حال شدت نیتریفیکاسیون در این محیط ها نیز بالاست .


برچسب : مقالات

میانگین امتیاز کاربران: 0.0  (0 رای)
برای نظر دادن ابتدا باید به سیستم وارد شوید. برای ورود به سیستم اینجا کلیک کنید.

۳ اردیبهشت ۱۳۹۸ ۱۷:۱۴