Устойчиво управление на водите в аквакултурата: Глобална перспектива

Аквакултурата, отглеждането на водни организми, играе все по-важна роля в задоволяването на нарастващото световно търсене на морски дарове. Това бързо разширяване обаче поставя значителни предизвикателства, особено по отношение на управлението на водите. Устойчивите практики в аквакултурата са от решаващо значение за минимизиране на въздействието върху околната среда, осигуряване на здравето и производителността на отглежданите видове и гарантиране на дългосрочната жизнеспособност на индустрията. Това цялостно ръководство разглежда ключови аспекти на управлението на водите в аквакултурата, като акцентира върху иновативни решения и устойчиви подходи, прилагани в световен мащаб.

Разбиране на значението на качеството на водата в аквакултурата

Качеството на водата е от първостепенно значение в аквакултурата. Водните организми са изключително чувствителни към околната си среда и поддържането на оптимални параметри на водата е от съществено значение за техния растеж, здраве и оцеляване. Лошото качество на водата може да доведе до стрес, епидемии, намалени темпове на растеж и в крайна сметка до икономически загуби за аквакултурните фермери.

Ключови параметри за качеството на водата

Няколко критични параметъра трябва да бъдат наблюдавани и управлявани ефективно в аквакултурните системи:

Разтворен кислород (РК): Адекватните нива на РК са от решаващо значение за дишането. Ниските нива на РК могат да доведат до хипоксия и смъртност. Идеалният диапазон на РК варира в зависимост от вида, но обикновено се предпочитат нива над 5 mg/L.
Температура: Температурата влияе върху метаболитните процеси, растежа и размножаването. Поддържането на оптималния температурен диапазон за целевия вид е жизненоважно. Например, тилапията процъфтява в по-топли води (24-30°C), докато сьомгата изисква по-ниски температури (8-16°C).
pH: pH влияе върху разтворимостта на хранителните вещества и токсичността на някои съединения. Оптималният диапазон на pH за повечето аквакултурни видове е между 6.5 и 8.5.
Амоняк (NH3): Амонякът е токсичен отпаден продукт от метаболизма на рибите. Високите нива на амоняк могат да причинят стрес и увреждане на хрилете. Ефективната биофилтрация е необходима за превръщането на амоняка в по-малко вредни форми, като нитрити и нитрати.
Нитрити (NO2): Нитритите са друго токсично азотно съединение. Подобно на амоняка, те трябва да се превърнат в нитрати чрез нитрификация.
Нитрати (NO3): Нитратите са относително нетоксични, но при високи концентрации могат да допринесат за цъфтеж на водорасли.
Соленост: Солеността е от решаващо значение за морските и бракичните аквакултури. Поддържането на подходящо ниво на соленост е от съществено значение за осморегулацията и оцеляването.
Мътност: Мътността, или прозрачността на водата, влияе върху проникването на светлина и може да повлияе на растежа на водораслите и водните растения. Високата мътност може също да дразни хрилете на рибите.
Алкалност и твърдост: Тези параметри влияят върху буферния капацитет на водата и могат да повлияят на стабилността на pH.

Предизвикателства в управлението на водите в аквакултурата

Аквакултурните дейности са изправени пред различни предизвикателства, свързани с управлението на водите, които оказват влияние както върху околната среда, така и върху устойчивостта на индустрията.

Замърсяване с хранителни вещества

Интензивната аквакултура може да доведе до натрупване на хранителни вещества, особено азот и фосфор, във водата. Тези хранителни вещества могат да допринесат за евтрофикация, вреден цъфтеж на водорасли и изчерпване на кислорода в околните водни басейни. Това е сериозен проблем за крайбрежните аквакултурни стопанства, тъй като оттичането на хранителни вещества може да увреди чувствителни екосистеми като коралови рифове и морски треви. Примери за силно засегнати райони са тези около интензивните ферми за скариди в Югоизточна Азия (Тайланд, Виетнам) и фермите за сьомга в Чили и Норвегия.

Епидемии

Лошото качество на водата може да отслаби имунната система на водните животни, което ги прави по-податливи на болести. Епидемиите могат да доведат до значителни икономически загуби за аквакултурните фермери и могат да засегнат и дивите популации. Високата гъстота на зарибяване и недостатъчната водообмяна могат да влошат предаването на болести. Например, вирусът на синдрома на белите петна (WSSV) при отглеждането на скариди е причинил големи икономически щети в световен мащаб.

Недостиг на вода

В някои региони недостигът на вода е основно ограничение за развитието на аквакултурата. Конкуренцията за водни ресурси между селското стопанство, промишлеността и потреблението от хората може да ограничи наличността на вода за аквакултурата. Това е особено вярно в сухи и полусухи региони, като части от Африка и Близкия изток. В Индия, например, прекомерното извличане на подземни води за аквакултура е довело до опасения относно изчерпването на водата в определени райони.

Регулации за заустване на отпадъчни води

Все по-строгите екологични разпоредби оказват натиск върху аквакултурните фермери да минимизират въздействието на своите дейности върху околната среда. Спазването на нормите за заустване на отпадъчни води изисква инвестиции в технологии за пречистване на водата и устойчиви практики за управление. Европейският съюз, например, има строги разпоредби относно заустването на замърсители от аквакултурни съоръжения.

Иновативни решения за устойчиво управление на водите в аквакултурата

За да се справят с посочените по-горе предизвикателства, аквакултурната индустрия възприема редица иновативни решения, насочени към подобряване на качеството на водата, намаляване на въздействието върху околната среда и повишаване на устойчивостта.

Рециркулационни аквакултурни системи (РАС)

РАС са системи със затворен цикъл, които рециклират водата чрез серия от процеси на пречистване. Тези системи обикновено включват механична филтрация, биофилтрация и дезинфекционни модули. РАС предлагат няколко предимства, включително намалена консумация на вода, подобрена биосигурност и подобрен контрол на околната среда. Те позволяват интензивно производство в сухоземни съоръжения, като минимизират зависимостта от природни водни ресурси. Технологията РАС се използва в световен мащаб за производството на различни видове, включително сьомга, пъстърва, тилапия и барамунди.

Биофлок технология (БФТ)

БФТ е устойчива аквакултурна система, която разчита на развитието на микробни общности (биофлоци) за пречистване на отпадъчните води и осигуряване на допълнително хранене на култивираните организми. В системите с БФТ органичните отпадъци се превръщат в биофлоци, които се консумират от рибите или скаридите. Това намалява необходимостта от водообмен и външни фуражи. БФТ е особено подходяща за отглеждане на скариди и производство на тилапия. Тя се възприема все повече в Азия, Латинска Америка и Африка.

Интегрирана мулти-трофична аквакултура (ИМТА)

ИМТА включва отглеждането на няколко вида в непосредствена близост, като отпадъчните продукти от един вид се използват като ресурс за друг. Например, водорасли могат да се отглеждат, за да абсорбират хранителни вещества, отделени от рибните ферми, а мидите могат да филтрират твърди частици от водата. ИМТА насърчава рециклирането на хранителни вещества, намалява въздействието върху околната среда и диверсифицира аквакултурното производство. Това се практикува в различни форми по света, включително интегрирано отглеждане на водорасли и миди в Китай и интегрирано отглеждане на риба и водорасли в Канада.

Изкуствени влажни зони

Изкуствените влажни зони са проектирани екосистеми, предназначени за пречистване на отпадъчни води. Те могат да се използват за отстраняване на хранителни вещества, суспендирани твърди вещества и други замърсители от отпадъчните води на аквакултурите. Влажните зони осигуряват естествен и рентабилен подход към пречистването на водата, като предлагат допълнителни ползи като създаване на местообитания и улавяне на въглерод. Те се използват широко в Европа и Северна Америка за пречистване на отпадъчни води от различни източници, включително аквакултури.

Озониране и UV дезинфекция

Озонирането и ултравиолетовата (UV) дезинфекция са ефективни методи за унищожаване на патогени и подобряване на качеството на водата в аквакултурните системи. Озонът е мощен окислител, който може да унищожи бактерии, вируси и паразити. UV дезинфекцията използва ултравиолетова светлина за инактивиране на микроорганизми. Тези технологии обикновено се използват в РАС и други интензивни аквакултурни системи за поддържане на биосигурността.

Мембранна филтрация

Технологиите за мембранна филтрация, като микрофилтрация (МФ), ултрафилтрация (УФ) и обратна осмоза (ОО), могат да се използват за отстраняване на суспендирани твърди вещества, бактерии, вируси и разтворени вещества от аквакултурната вода. ОО е особено ефективна при отстраняването на соли и може да се използва за пречистване на бракична или морска вода за сладководна аквакултура. Тези технологии стават все по-често срещани в големи РАС и други интензивни аквакултурни операции.

Най-добри управленски практики за управление на водите в аквакултурата

Прилагането на най-добри управленски практики (НУП) е от съществено значение за осигуряването на устойчиво управление на водите в аквакултурата. Тези практики обхващат широк спектър от мерки, насочени към минимизиране на въздействието върху околната среда, оптимизиране на използването на ресурсите и насърчаване на отговорното аквакултурно производство.

Избор на място

Внимателният избор на място е от решаващо значение за минимизиране на въздействието на аквакултурните дейности върху околната среда. Местата трябва да се избират така, че да се избягват чувствителни местообитания, като влажни зони, мангрови гори и коралови рифове. Те също така трябва да бъдат разположени в райони с достатъчна наличност на вода и добро качество на водата. Правилната оценка на мястото включва анализ на типа на почвата, моделите на водния поток и близостта до други видове земеползване.

Гъстота на зарибяване

Поддържането на подходящи гъстоти на зарибяване е от съществено значение за предотвратяване на пренаселването и намаляване на риска от епидемии. Прекомерното зарибяване може да доведе до лошо качество на водата, повишени нива на стрес и намалени темпове на растеж. Гъстотата на зарибяване трябва да се коригира в зависимост от вида, типа на аквакултурната система и условията на качеството на водата.

Управление на фуражите

Ефективното управление на фуражите е от решаващо значение за минимизиране на отпадъците от хранителни вещества и намаляване на въздействието на аквакултурата върху околната среда. Фермерите трябва да използват висококачествени фуражи, които са специално формулирани за целевия вид. Фуражът трябва да се разпределя ефективно, за да се сведе до минимум загубата на фураж и натрупването на неизяден фураж. Автоматизираните системи за хранене могат да помогнат за подобряване на усвояването на фуража и намаляване на отпадъците. Наблюдението на коефициентите на конверсия на фуража (ККФ) е от решаващо значение за оценката на ефективността на фуража.

Водообмен

Оптимизирането на скоростта на водообмена е важно за поддържане на качеството на водата и отстраняване на отпадъчните продукти. Прекомерният водообмен обаче може да допринесе за замърсяване с хранителни вещества и недостиг на вода. Скоростта на водообмена трябва да се коригира в зависимост от вида, типа на аквакултурната система и условията на качеството на водата. В системите РАС и БФТ водообменът се свежда до минимум, за да се пести вода и да се намали заустването на отпадъци.

Пречистване на отпадъци

Прилагането на ефективни системи за пречистване на отпадъци е от съществено значение за намаляване на въздействието на аквакултурата върху околната среда. Вариантите за пречистване на отпадъци включват утаяване, филтрация, изкуствени влажни зони и биофилтрация. Изборът на технология за пречистване на отпадъци ще зависи от размера и вида на аквакултурната дейност, както и от местните екологични разпоредби.

Мерки за биосигурност

Прилагането на строги мерки за биосигурност е от решаващо значение за предотвратяване на въвеждането и разпространението на болести. Мерките за биосигурност включват дезинфекция на оборудването, карантина на нови животни и наблюдение на качеството на водата. Прилагането на стабилен план за биосигурност може да помогне за минимизиране на риска от епидемии и намаляване на икономическите загуби.

Мониторинг и водене на документация

Редовното наблюдение на параметрите за качеството на водата е от съществено значение за откриване и решаване на потенциални проблеми. Фермерите трябва да наблюдават РК, температура, pH, амоняк, нитрити, нитрати и други релевантни параметри. Подробното водене на документация също е важно за проследяване на тенденциите в качеството на водата и оценка на ефективността на управленските практики. Анализът на данни може да помогне за идентифициране на области за подобрение и оптимизиране на аквакултурните дейности.

Глобални примери за устойчиво управление на водите в аквакултурата

Няколко държави и региони са въвели успешни стратегии за управление на водите в аквакултурата, които могат да послужат за модел на други.

Норвегия

Норвегия е водещ производител на отглеждана сьомга и е въвела строги екологични разпоредби за минимизиране на въздействието на аквакултурата върху морската среда. Норвежките ферми за сьомга са задължени да наблюдават и докладват своите емисии на хранителни вещества и да прилагат мерки за намаляване на риска от епидемии. Страната също така инвестира сериозно в научноизследователска и развойна дейност за подобряване на аквакултурната технология и устойчивост.

Чили

Чили е друг голям производител на отглеждана сьомга, но се сблъсква с предизвикателства, свързани с епидемии и въздействие върху околната среда. Чилийското правителство е въвело по-строги разпоредби относно гъстотата на зарибяване и качеството на водата, за да подобри устойчивостта на индустрията за отглеждане на сьомга. Полагат се усилия и за диверсификация на аквакултурното производство и за насърчаване на използването на системи ИМТА.

Виетнам

Виетнам е основен производител на скариди и е възприел БФТ и други устойчиви аквакултурни практики за намаляване на въздействието на отглеждането на скариди върху околната среда. Виетнамското правителство също е въвело разпоредби за контрол на употребата на антибиотици и други химикали в аквакултурата.

Китай

Китай е най-големият производител на аквакултури в света и разполага с разнообразна гама от аквакултурни системи. Китайското правителство насърчава използването на системи РАС и ИМТА за подобряване на устойчивостта на аквакултурното производство. Полагат се усилия и за намаляване на заустването на замърсители от аквакултурни съоръжения.

Канада

Канада е въвела строги разпоредби за аквакултурата, за да защити морската си среда. Канадските аквакултурни ферми са задължени да наблюдават и докладват своите въздействия върху околната среда и да прилагат мерки за намаляване на риска от епидемии. Страната също така инвестира в научноизследователска и развойна дейност за подобряване на аквакултурната технология и устойчивост.

Бъдещето на управлението на водите в аквакултурата

Бъдещето на управлението на водите в аквакултурата ще зависи от продължаващото възприемане на устойчиви практики и разработването на иновативни технологии. Ключовите тенденции и области на фокус включват:

Увеличено използване на системи РАС и БФТ: Тези технологии предлагат значителни предимства по отношение на пестенето на вода, пречистването на отпадъци и биосигурността.
Разработване на по-ефективни фуражи: Продължават изследванията за разработване на фуражи, които са по-смилаеми и произвеждат по-малко отпадъци.
Подобрени стратегии за управление на болестите: Разработват се нови ваксини и други мерки за превенция на болести, за да се намали рискът от епидемии.
По-голямо използване на анализ на данни и изкуствен интелект: Анализът на данни може да се използва за оптимизиране на управлението на качеството на водата и за прогнозиране и предотвратяване на епидемии.
Засилено сътрудничество между изследователи, индустрия и правителство: Сътрудничеството е от съществено значение за разработването и прилагането на устойчиви аквакултурни практики.

Заключение

Устойчивото управление на водите в аквакултурата е от съществено значение за осигуряването на дългосрочната жизнеспособност на аквакултурната индустрия и за опазването на околната среда. Чрез възприемането на иновативни решения и прилагането на най-добри управленски практики, аквакултурните фермери могат да минимизират своето въздействие върху околната среда, да оптимизират използването на ресурсите и да произвеждат висококачествени морски дарове по устойчив начин. Тъй като световното търсене на морски дарове продължава да расте, устойчивите практики в аквакултурата ще стават все по-важни за задоволяване на това търсене, като същевременно се опазва здравето на нашата планета.