持続可能な養殖水管理：グローバルな視点

水生生物を飼育する養殖は、増大する世界の海産物需要に応える上でますます重要な役割を果たしています。しかし、この急速な拡大は、特に水管理に関して重大な課題を提示しています。持続可能な養殖の実践は、環境への影響を最小限に抑え、養殖種の健康と生産性を確保し、産業の長期的な存続を保証するために不可欠です。この包括的なガイドでは、養殖水管理の主要な側面に焦点を当て、世界中で採用されている革新的な解決策と持続可能なアプローチを紹介します。

養殖における水質の重要性を理解する

水質は養殖において最も重要です。水生生物は自らの環境に非常に敏感であり、最適な水パラメータを維持することが、その成長、健康、生存に不可欠です。劣悪な水質は、ストレス、病気の発生、成長率の低下、そして最終的には養殖業者にとっての経済的損失につながる可能性があります。

主要な水質パラメータ

養殖システムでは、いくつかの重要なパラメータを効果的に監視・管理する必要があります：

溶存酸素 (DO): 呼吸には十分なDOレベルが不可欠です。低いDOは低酸素症や死亡につながる可能性があります。理想的なDO範囲は種によって異なりますが、一般的には5 mg/L以上が望ましいです。
水温: 水温は代謝率、成長、繁殖に影響します。対象種の最適な水温範囲を維持することが重要です。例えば、ティラピアは暖かい水（24-30°C）でよく育ちますが、サケはより冷たい水温（8-16°C）を必要とします。
pH: pHは栄養素の溶解度や特定の化合物の毒性に影響します。ほとんどの養殖種にとっての最適なpH範囲は6.5から8.5の間です。
アンモニア (NH3): アンモニアは魚の代謝による有毒な廃棄物です。高いアンモニア濃度はストレスや鰓の損傷を引き起こす可能性があります。効果的な生物ろ過は、アンモニアを亜硝酸塩や硝酸塩といったより害の少ない形に変換するために必要です。
亜硝酸塩 (NO2): 亜硝酸塩も有毒な窒素化合物です。アンモニアと同様に、硝化作用によって硝酸塩に変換されるべきです。
硝酸塩 (NO3): 硝酸塩は比較的無毒ですが、高濃度では藻類の異常発生（ブルーム）の一因となることがあります。
塩分濃度: 塩分濃度は、海水および汽水域の養殖にとって重要です。適切な塩分濃度レベルを維持することは、浸透圧調整と生存に不可欠です。
濁度: 濁度、つまり水の透明度は、光の透過に影響し、藻類や水生植物の成長に影響を与える可能性があります。高い濁度は魚の鰓を刺激することもあります。
アルカリ度と硬度: これらのパラメータは水の緩衝能力に影響を与え、pHの安定性に影響を及ぼす可能性があります。

養殖水管理における課題

養殖事業は、水管理に関連する様々な課題に直面しており、これらは環境と産業の持続可能性の両方に影響を与えています。

富栄養化汚染

集約的養殖は、水中の栄養素、特に窒素とリンの蓄積につながる可能性があります。これらの栄養素は、周辺水域の富栄養化、有害藻類のブルーム、酸素欠乏の一因となり得ます。これは沿岸養殖事業にとって重大な懸念事項であり、栄養素の流出はサンゴ礁や海草藻場のような敏感な生態系に損害を与える可能性があります。大きな影響を受けている地域の例としては、東南アジア（タイ、ベトナム）の集約的エビ養殖場や、チリ、ノルウェーのサケ養殖場の周辺が挙げられます。

病気の発生

劣悪な水質は水生動物の免疫系を弱め、病気にかかりやすくします。病気の発生は、養殖業者に重大な経済的損失をもたらすだけでなく、野生個体群にも影響を与える可能性があります。高い飼育密度と不適切な換水は、病気の伝播を悪化させることがあります。例えば、エビ養殖におけるホワイトスポット症候群ウイルス（WSSV）は、世界的に大きな経済的損害を引き起こしました。

水不足

一部の地域では、水不足が養殖開発の大きな制約となっています。農業、工業、人間の消費の間での水資源の競争が、養殖用の水の利用可能性を制限する可能性があります。これは特に、アフリカや中東の一部のような乾燥・半乾燥地域で顕著です。例えばインドでは、養殖のための地下水の過剰な汲み上げが、特定の地域で水の枯渇に関する懸念を引き起こしています。

排水規制

ますます厳格化する環境規制は、養殖業者に対し、事業の環境への影響を最小限に抑えるよう圧力をかけています。排水排出基準を遵守するには、水処理技術や持続可能な管理方法への投資が必要です。例えば、欧州連合（EU）は、養殖施設からの汚染物質の排出に関して厳しい規制を設けています。

持続可能な養殖水管理のための革新的な解決策

上記の課題に対処するため、養殖業界は水質を改善し、環境への影響を減らし、持続可能性を高めることを目的とした、様々な革新的な解決策を採用しています。

閉鎖循環式養殖システム (RAS)

RASは、一連の処理プロセスを通じて水を再利用する閉鎖ループ型のシステムです。これらのシステムには通常、機械ろ過、生物ろ過、消毒ユニットが含まれます。RASは、水消費量の削減、バイオセキュリティの向上、環境制御の強化など、いくつかの利点を提供します。陸上施設での集約的生産を可能にし、天然の水資源への依存を最小限に抑えます。RAS技術は、サケ、マス、ティラピア、バラマンディなど、様々な魚種の生産に世界中で利用されています。

バイオフロック技術 (BFT)

BFTは、微生物群集（バイオフロック）の育成を利用して排水を処理し、養殖生物に補足的な栄養を提供する持続可能な養殖システムです。BFTシステムでは、有機廃棄物がバイオフロックに変換され、それが魚やエビによって消費されます。これにより、換水の必要性や外部からの飼料投入が削減されます。BFTは特にエビ養殖やティラピア生産に適しており、アジア、ラテンアメリカ、アフリカでますます採用されています。

複合養殖 (IMTA)

IMTAは、ある種の排泄物が別の種の資源として利用されるように、複数の種を近接して養殖することです。例えば、魚類養殖場から放出される栄養素を吸収するために海藻を育てたり、水中の粒子状物質をろ過するために貝類を養殖したりします。IMTAは栄養素の再利用を促進し、環境への影響を減らし、養殖生産を多様化します。これは、中国での海藻と貝類の統合養殖や、カナダでの魚と海藻の統合養殖など、世界中で様々な形で実践されています。

人工湿地

人工湿地は、排水を処理するために設計された工学的な生態系です。養殖排水から栄養素、浮遊物質、その他の汚染物質を除去するために使用できます。湿地は、水処理に対する自然で費用対効果の高いアプローチを提供し、生息地の創出や炭素隔離といった追加的な利点ももたらします。ヨーロッパや北米では、養殖を含む様々な発生源からの排水処理に広く利用されています。

オゾン処理と紫外線消毒

オゾン処理と紫外線（UV）消毒は、養殖システムにおいて病原体を殺菌し、水質を改善する効果的な方法です。オゾンは強力な酸化剤であり、細菌、ウイルス、寄生虫を破壊することができます。UV消毒は紫外線を利用して微生物を不活化します。これらの技術は、バイオセキュリティを維持するために、RASやその他の集約的養殖システムで一般的に使用されています。

膜ろ過

精密ろ過（MF）、限外ろ過（UF）、逆浸透（RO）などの膜ろ過技術は、養殖水から浮遊物質、細菌、ウイルス、溶解性物質を除去するために使用できます。ROは特に塩分の除去に効果的であり、汽水や海水を淡水養殖用に処理するために使用できます。これらの技術は、大規模なRASやその他の集約的養殖事業でますます一般的になっています。

養殖水管理のためのベストマネジメントプラクティス

ベストマネジメントプラクティス（BMP）の実施は、持続可能な養殖水管理を確保するために不可欠です。これらの実践は、環境への影響を最小限に抑え、資源利用を最適化し、責任ある養殖生産を促進することを目的とした幅広い対策を網羅しています。

場所の選定

養殖事業の環境への影響を最小限に抑えるためには、慎重な場所の選定が不可欠です。湿地、マングローブ、サンゴ礁などの敏感な生息地を避けるように場所を選ぶべきです。また、十分な水の利用可能性と良好な水質がある地域に位置する必要があります。適切な場所の評価には、土壌の種類、水の流れのパターン、他の土地利用との近接性の分析が含まれます。

飼育密度

過密を防ぎ、病気発生のリスクを減らすためには、適切な飼育密度を維持することが不可欠です。過密飼育は、水質の悪化、ストレスレベルの上昇、成長率の低下につながる可能性があります。飼育密度は、魚種、養殖システムの種類、水質条件に基づいて調整されるべきです。

給餌管理

効率的な給餌管理は、栄養素の無駄を最小限に抑え、養殖の環境への影響を減らすために重要です。養殖業者は、対象種に合わせて特別に配合された高品質の飼料を使用すべきです。飼料の損失や食べ残しの蓄積を最小限に抑えるため、飼料は効率的に給餌されるべきです。自動給餌システムは、飼料利用率を向上させ、無駄を減らすのに役立ちます。飼料効率を評価するためには、飼料転換率（FCR）のモニタリングが不可欠です。

換水

換水率を最適化することは、水質を維持し、廃棄物を除去するために重要です。しかし、過剰な換水は富栄養化汚染や水不足の一因となる可能性があります。換水率は、魚種、養殖システムの種類、水質条件に基づいて調整されるべきです。RASやBFTシステムでは、水を節約し、廃棄物の排出を減らすために換水は最小限に抑えられます。

廃棄物処理

効果的な廃棄物処理システムを導入することは、養殖の環境への影響を減らすために不可欠です。廃棄物処理の選択肢には、沈殿、ろ過、人工湿地、生物ろ過などがあります。廃棄物処理技術の選択は、養殖事業の規模や種類、および地域の環境規制によって異なります。

バイオセキュリティ対策

病気の侵入と蔓延を防ぐためには、厳格なバイオセキュリティ対策の実施が重要です。バイオセキュリティ対策には、機器の消毒、新しい動物の検疫、水質の監視などが含まれます。堅牢なバイオセキュリティ計画を実施することで、病気発生のリスクを最小限に抑え、経済的損失を減らすことができます。

モニタリングと記録管理

水質パラメータの定期的なモニタリングは、潜在的な問題を検出し対処するために不可欠です。養殖業者はDO、水温、pH、アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩、その他の関連パラメータを監視すべきです。詳細な記録管理も、水質の傾向を追跡し、管理方法の有効性を評価するために重要です。データ分析は、改善すべき領域を特定し、養殖事業を最適化するのに役立ちます。

持続可能な養殖水管理の世界的実例

いくつかの国や地域では、他の国々のモデルとなり得る、成功した養殖水管理戦略を実施しています。

ノルウェー

ノルウェーは養殖サケの主要生産国であり、海洋環境への養殖の影響を最小限に抑えるために厳しい環境規制を実施しています。ノルウェーのサケ養殖場は、栄養素の排出を監視・報告し、病気発生のリスクを減らすための対策を実施することが義務付けられています。また、国は養殖技術と持続可能性を向上させるための研究開発に多額の投資を行っています。

チリ

チリも養殖サケの主要生産国ですが、病気の発生や環境への影響に関連する課題に直面してきました。チリ政府は、サケ養殖産業の持続可能性を向上させるため、飼育密度や水質に関するより厳しい規制を導入しました。養殖生産を多様化し、IMTAシステムの利用を促進する取り組みも行われています。

ベトナム

ベトナムはエビの主要生産国であり、エビ養殖の環境への影響を減らすためにBFTやその他の持続可能な養殖方法を採用しています。ベトナム政府はまた、養殖における抗生物質やその他の化学物質の使用を管理するための規制も実施しています。

中国

中国は世界最大の養殖生産国であり、多種多様な養殖システムを持っています。中国政府は、養殖生産の持続可能性を向上させるために、RASやIMTAシステムの利用を推進しています。また、養殖施設からの汚染物質の排出を削減する取り組みも行われています。

カナダ

カナダは海洋環境を保護するために、養殖に関する厳しい規制を実施しています。カナダの養殖場は、環境への影響を監視・報告し、病気発生のリスクを減らすための対策を実施することが義務付けられています。また、国は養殖技術と持続可能性を向上させるための研究開発にも投資しています。

養殖水管理の未来

養殖水管理の未来は、持続可能な実践の継続的な採用と革新的な技術の開発にかかっています。主要なトレンドと注力分野は以下の通りです：

RASおよびBFTシステムの利用増加： これらの技術は、節水、廃棄物処理、バイオセキュリティの面で大きな利点を提供します。
より効率的な飼料の開発： より消化しやすく、廃棄物を少なくする飼料の開発研究が進行中です。
改善された疾病管理戦略： 病気発生のリスクを減らすため、新しいワクチンやその他の疾病予防策が開発されています。
データ分析と人工知能の活用拡大： データ分析を用いて水質管理を最適化し、病気の発生を予測・予防することができます。
研究者、産業界、政府間の連携強化： 持続可能な養殖の実践を開発し実施するためには、連携が不可欠です。

結論

持続可能な養殖水管理は、養殖産業の長期的な存続を確保し、環境を保護するために不可欠です。革新的な解決策を採用し、ベストマネジメントプラクティスを実施することで、養殖業者は環境への影響を最小限に抑え、資源利用を最適化し、高品質の海産物を持続可能な方法で生産することができます。世界の海産物需要が増え続ける中で、持続可能な養殖の実践は、地球の健康を守りながらこの需要に応えるために、ますます重要になるでしょう。