Udržitelné hospodaření s vodou v akvakultuře: Globální perspektiva

Akvakultura, chov vodních organismů, hraje stále důležitější roli v uspokojování rostoucí celosvětové poptávky po mořských plodech. Tento rychlý rozvoj však představuje značné výzvy, zejména v oblasti hospodaření s vodou. Udržitelné postupy v akvakultuře jsou klíčové pro minimalizaci dopadu na životní prostředí, zajištění zdraví a produktivity chovaných druhů a zabezpečení dlouhodobé životaschopnosti odvětví. Tento komplexní průvodce zkoumá klíčové aspekty hospodaření s vodou v akvakultuře a upozorňuje na inovativní řešení a udržitelné přístupy přijímané po celém světě.

Pochopení významu kvality vody v akvakultuře

Kvalita vody je v akvakultuře prvořadá. Vodní organismy jsou vysoce citlivé na své prostředí a udržování optimálních parametrů vody je nezbytné pro jejich růst, zdraví a přežití. Špatná kvalita vody může vést ke stresu, propuknutí nemocí, snížení rychlosti růstu a v konečném důsledku k ekonomickým ztrátám pro chovatele v akvakultuře.

Klíčové parametry kvality vody

V akvakulturních systémech je nutné účinně sledovat a řídit několik kritických parametrů:

• Rozpuštěný kyslík (DO): Dostatečná hladina DO je klíčová pro dýchání. Nízká hladina DO může vést k hypoxii a úmrtnosti. Ideální rozmezí DO se liší v závislosti na druhu, ale obecně se upřednostňují hodnoty nad 5 mg/l.
• Teplota: Teplota ovlivňuje rychlost metabolismu, růst a reprodukci. Udržování optimálního teplotního rozmezí pro cílový druh je životně důležité. Například tilápiím se daří v teplejších vodách (24-30°C), zatímco losos vyžaduje chladnější teploty (8-16°C).
• pH: pH ovlivňuje rozpustnost živin a toxicitu některých sloučenin. Optimální rozmezí pH pro většinu druhů v akvakultuře je mezi 6,5 a 8,5.
• Amoniak (NH3): Amoniak je toxický odpadní produkt metabolismu ryb. Vysoké hladiny amoniaku mohou způsobit stres a poškození žaber. Účinná biofiltrace je nezbytná k přeměně amoniaku na méně škodlivé formy, jako jsou dusitany a dusičnany.
• Dusitany (NO2): Dusitany jsou další toxickou sloučeninou dusíku. Stejně jako amoniak by měly být přeměněny na dusičnany prostřednictvím nitrifikace.
• Dusičnany (NO3): Dusičnany jsou relativně netoxické, ale při vysokých koncentracích mohou přispívat k vodnímu květu řas.
• Salinita: Salinita je klíčová pro mořskou a brakickou akvakulturu. Udržování odpovídající úrovně salinity je nezbytné pro osmoregulaci a přežití.
• Zákal: Zákal neboli průzračnost vody ovlivňuje pronikání světla a může mít dopad na růst řas a vodních rostlin. Vysoký zákal může také dráždit žábry ryb.
• Alkalita a tvrdost: Tyto parametry ovlivňují pufrovací kapacitu vody a mohou ovlivnit stabilitu pH.

Výzvy v hospodaření s vodou v akvakultuře

Akvakulturní provozy čelí různým výzvám souvisejícím s hospodařením s vodou, které ovlivňují jak životní prostředí, tak udržitelnost odvětví.

Znečištění živinami

Intenzivní akvakultura může vést k hromadění živin, zejména dusíku a fosforu, ve vodě. Tyto živiny mohou přispívat k eutrofizaci, škodlivému vodnímu květu řas a úbytku kyslíku v okolních vodních útvarech. To je významným problémem pro pobřežní akvakulturní provozy, protože odtok živin může poškodit citlivé ekosystémy, jako jsou korálové útesy a porosty mořské trávy. Příkladem silně zasažených oblastí jsou ty v okolí intenzivních krevetových farem v jihovýchodní Asii (Thajsko, Vietnam) a lososích farem v Chile a Norsku.

Propuknutí nemocí

Špatná kvalita vody může oslabit imunitní systém vodních živočichů, čímž se stávají náchylnějšími k nemocem. Propuknutí nemocí může vést k významným ekonomickým ztrátám pro chovatele v akvakultuře a může také ovlivnit divoké populace. Vysoká hustota obsádky a nedostatečná výměna vody mohou přenos nemocí zhoršit. Například virus syndromu bílých skvrn (WSSV) v chovu krevet způsobil celosvětově velké ekonomické škody.

Nedostatek vody

V některých regionech je nedostatek vody hlavní překážkou rozvoje akvakultury. Konkurence o vodní zdroje mezi zemědělstvím, průmyslem a spotřebou obyvatelstva může omezit dostupnost vody pro akvakulturu. To platí zejména v suchých a polosuchých oblastech, jako jsou části Afriky a Blízkého východu. Například v Indii vedlo nadměrné čerpání podzemní vody pro akvakulturu v některých oblastech k obavám z vyčerpání vodních zdrojů.

Předpisy pro vypouštění odpadních vod

Stále přísnější ekologické předpisy vyvíjejí tlak na chovatele v akvakultuře, aby minimalizovali dopad svých provozů na životní prostředí. Dodržování limitů pro vypouštění odpadních vod vyžaduje investice do technologií na úpravu vody a udržitelných postupů hospodaření. Například Evropská unie má přísné předpisy týkající se vypouštění znečišťujících látek z akvakulturních zařízení.

Inovativní řešení pro udržitelné hospodaření s vodou v akvakultuře

K řešení výše uvedených výzev přijímá odvětví akvakultury řadu inovativních řešení zaměřených na zlepšení kvality vody, snížení dopadu na životní prostředí a zvýšení udržitelnosti.

Recirkulační akvakulturní systémy (RAS)

RAS jsou systémy s uzavřeným okruhem, které recyklují vodu prostřednictvím řady procesů úpravy. Tyto systémy obvykle zahrnují jednotky mechanické filtrace, biofiltrace a dezinfekce. RAS nabízejí několik výhod, včetně snížené spotřeby vody, lepší biologické bezpečnosti a zdokonalené kontroly životního prostředí. Umožňují intenzivní produkci v pozemních zařízeních, čímž se minimalizuje závislost na přírodních vodních zdrojích. Technologie RAS se celosvětově používá pro produkci různých druhů, včetně lososa, pstruha, tilápie a barramundi.

Technologie bioflok (BFT)

BFT je udržitelný akvakulturní systém, který se spoléhá na vývoj mikrobiálních společenstev (biofloků) k čištění odpadní vody a poskytování doplňkové výživy chovaným organismům. V systémech BFT se organický odpad přeměňuje na biofloky, které jsou konzumovány rybami nebo krevetami. Tím se snižuje potřeba výměny vody a externích krmných vstupů. BFT je zvláště vhodná pro chov krevet a produkci tilápií. Stále více se uplatňuje v Asii, Latinské Americe a Africe.

Integrovaná multitrofická akvakultura (IMTA)

IMTA zahrnuje pěstování více druhů v těsné blízkosti, kde jsou odpadní produkty jednoho druhu využívány jako zdroj pro jiný. Například mořské řasy mohou být pěstovány k absorpci živin uvolňovaných z rybích farem a měkkýši mohou filtrovat pevné částice z vody. IMTA podporuje recyklaci živin, snižuje dopad na životní prostředí a diverzifikuje produkci v akvakultuře. V různých formách se praktikuje po celém světě, včetně integrovaného chovu mořských řas a měkkýšů v Číně a integrovaného chovu ryb a mořských řas v Kanadě.

Kořenové čistírny

Kořenové čistírny jsou uměle vytvořené ekosystémy určené k čištění odpadních vod. Mohou být použity k odstraňování živin, nerozpuštěných látek a dalších znečišťujících látek z odpadních vod akvakultury. Poskytují přirozený a nákladově efektivní přístup k úpravě vody a nabízejí další výhody, jako je vytváření stanovišť a sekvestrace uhlíku. Jsou hojně využívány v Evropě a Severní Americe k čištění odpadních vod z různých zdrojů, včetně akvakultury.

Ozonizace a UV dezinfekce

Ozonizace a ultrafialová (UV) dezinfekce jsou účinné metody pro ničení patogenů a zlepšování kvality vody v akvakulturních systémech. Ozon je silné oxidační činidlo, které dokáže zničit bakterie, viry a parazity. UV dezinfekce využívá ultrafialové světlo k inaktivaci mikroorganismů. Tyto technologie se běžně používají v RAS a dalších systémech intenzivní akvakultury k udržení biologické bezpečnosti.

Membránová filtrace

Technologie membránové filtrace, jako je mikrofiltrace (MF), ultrafiltrace (UF) a reverzní osmóza (RO), mohou být použity k odstraňování nerozpuštěných látek, bakterií, virů a rozpuštěných látek z vody v akvakultuře. RO je zvláště účinná při odstraňování solí a může být použita k úpravě brakické nebo mořské vody pro sladkovodní akvakulturu. Tyto technologie se stávají stále běžnějšími ve velkých provozech RAS a dalších intenzivních akvakulturních provozech.

Nejlepší postupy pro hospodaření s vodou v akvakultuře

Zavedení nejlepších postupů hospodaření (BMP) je nezbytné pro zajištění udržitelného hospodaření s vodou v akvakultuře. Tyto postupy zahrnují širokou škálu opatření zaměřených na minimalizaci dopadu na životní prostředí, optimalizaci využívání zdrojů a podporu odpovědné produkce v akvakultuře.

Výběr lokality

Pečlivý výběr lokality je klíčový pro minimalizaci dopadu akvakulturních provozů na životní prostředí. Lokality by měly být vybírány tak, aby se zabránilo citlivým stanovištím, jako jsou mokřady, mangrovy a korálové útesy. Měly by se také nacházet v oblastech s dostatečnou dostupností vody a dobrou kvalitou vody. Správné posouzení lokality zahrnuje analýzu typu půdy, charakteru proudění vody a blízkosti k jiným způsobům využití půdy.

Hustota obsádky

Udržování vhodné hustoty obsádky je nezbytné pro prevenci přemnožení a snížení rizika propuknutí nemocí. Příliš vysoká hustota obsádky může vést ke špatné kvalitě vody, zvýšené úrovni stresu a snížení rychlosti růstu. Hustota obsádky by měla být upravena na základě druhu, typu akvakulturního systému a podmínek kvality vody.

Management krmení

Efektivní management krmení je zásadní pro minimalizaci plýtvání živinami a snížení dopadu akvakultury na životní prostředí. Chovatelé by měli používat vysoce kvalitní krmiva, která jsou speciálně formulována pro cílový druh. Krmivo by mělo být distribuováno efektivně, aby se minimalizovaly ztráty krmiva a hromadění nespotřebovaného krmiva. Automatizované krmné systémy mohou pomoci zlepšit využití krmiva a snížit množství odpadu. Sledování konverzního poměru krmiva (FCR) je klíčové pro hodnocení efektivity krmení.

Výměna vody

Optimalizace rychlosti výměny vody je důležitá pro udržení kvality vody a odstraňování odpadních produktů. Nadměrná výměna vody však může přispět ke znečištění živinami a nedostatku vody. Rychlost výměny vody by měla být upravena na základě druhu, typu akvakulturního systému a podmínek kvality vody. V systémech RAS a BFT je výměna vody minimalizována za účelem úspory vody a snížení vypouštění odpadů.

Čištění odpadních vod

Zavedení účinných systémů čištění odpadních vod je nezbytné pro snížení dopadu akvakultury na životní prostředí. Možnosti čištění odpadních vod zahrnují sedimentaci, filtraci, kořenové čistírny a biofiltraci. Volba technologie čištění odpadních vod bude záviset na velikosti a typu akvakulturního provozu, jakož i na místních ekologických předpisech.

Biologická bezpečnostní opatření

Zavedení přísných biologických bezpečnostních opatření je klíčové pro prevenci zavlečení a šíření nemocí. Biologická bezpečnostní opatření zahrnují dezinfekci zařízení, karanténu nových zvířat a sledování kvality vody. Zavedení robustního plánu biologické bezpečnosti může pomoci minimalizovat riziko propuknutí nemocí a snížit ekonomické ztráty.

Monitorování a vedení záznamů

Pravidelné monitorování parametrů kvality vody je nezbytné pro odhalování a řešení potenciálních problémů. Chovatelé by měli sledovat DO, teplotu, pH, amoniak, dusitany, dusičnany a další relevantní parametry. Detailní vedení záznamů je také důležité pro sledování trendů kvality vody a hodnocení účinnosti postupů hospodaření. Analýza dat může pomoci identifikovat oblasti pro zlepšení a optimalizovat akvakulturní provozy.

Globální příklady udržitelného hospodaření s vodou v akvakultuře

Několik zemí a regionů zavedlo úspěšné strategie hospodaření s vodou v akvakultuře, které mohou sloužit jako modely pro ostatní.

Norsko

Norsko je předním producentem lososa z chovu a zavedlo přísné ekologické předpisy k minimalizaci dopadu akvakultury na mořské prostředí. Norské lososí farmy jsou povinny sledovat a hlásit své emise živin a provádět opatření ke snížení rizika propuknutí nemocí. Země také masivně investuje do výzkumu a vývoje s cílem zlepšit technologie a udržitelnost akvakultury.

Chile

Chile je dalším významným producentem lososa z chovu, ale potýkalo se s problémy souvisejícími s propuknutím nemocí a dopady na životní prostředí. Chilská vláda zavedla přísnější předpisy týkající se hustoty obsádky a kvality vody s cílem zlepšit udržitelnost odvětví chovu lososů. Rovněž se usiluje o diverzifikaci produkce akvakultury a podporu využívání systémů IMTA.

Vietnam

Vietnam je významným producentem krevet a přijal BFT a další udržitelné postupy v akvakultuře ke snížení dopadu chovu krevet na životní prostředí. Vietnamská vláda také zavedla předpisy pro kontrolu používání antibiotik a dalších chemikálií v akvakultuře.

Čína

Čína je největším světovým producentem v akvakultuře a má širokou škálu akvakulturních systémů. Čínská vláda podporuje využívání systémů RAS a IMTA s cílem zlepšit udržitelnost produkce v akvakultuře. Rovněž se usiluje o snížení vypouštění znečišťujících látek z akvakulturních zařízení.

Kanada

Kanada zavedla přísné předpisy v oblasti akvakultury na ochranu svého mořského prostředí. Kanadské akvakulturní farmy jsou povinny sledovat a hlásit své dopady na životní prostředí a provádět opatření ke snížení rizika propuknutí nemocí. Země také investuje do výzkumu a vývoje s cílem zlepšit technologie a udržitelnost akvakultury.

Budoucnost hospodaření s vodou v akvakultuře

Budoucnost hospodaření s vodou v akvakultuře bude záviset na pokračujícím přijímání udržitelných postupů a vývoji inovativních technologií. Klíčové trendy a oblasti zaměření zahrnují:

• Zvýšené využívání systémů RAS a BFT: Tyto technologie nabízejí významné výhody v oblasti úspory vody, čištění odpadních vod a biologické bezpečnosti.
• Vývoj účinnějších krmiv: Probíhá výzkum s cílem vyvinout krmiva, která jsou stravitelnější a produkují méně odpadu.
• Zlepšené strategie pro zvládání nemocí: Vyvíjejí se nové vakcíny a další preventivní opatření proti nemocem s cílem snížit riziko jejich propuknutí.
• Větší využití analýzy dat a umělé inteligence: Analýza dat může být použita k optimalizaci řízení kvality vody a k předpovídání a prevenci propuknutí nemocí.
• Zvýšená spolupráce mezi výzkumníky, průmyslem a vládou: Spolupráce je nezbytná pro vývoj a implementaci udržitelných postupů v akvakultuře.

Závěr

Udržitelné hospodaření s vodou v akvakultuře je nezbytné pro zajištění dlouhodobé životaschopnosti odvětví akvakultury a pro ochranu životního prostředí. Přijetím inovativních řešení a zavedením nejlepších postupů hospodaření mohou chovatelé v akvakultuře minimalizovat svůj dopad na životní prostředí, optimalizovat využívání zdrojů a produkovat vysoce kvalitní mořské plody udržitelným způsobem. S rostoucí celosvětovou poptávkou po mořských plodech se udržitelné postupy v akvakultuře stanou stále důležitějšími pro uspokojení této poptávky a zároveň pro ochranu zdraví naší planety.