Ilgtspējīga ūdenssaimniecība akvakultūrā: globāla perspektīva

Akvakultūra, ūdens organismu audzēšana, ieņem arvien svarīgāku lomu, apmierinot pieaugošo globālo pieprasījumu pēc jūras veltēm. Tomēr šī straujā izaugsme rada būtiskus izaicinājumus, īpaši attiecībā uz ūdenssaimniecību. Ilgtspējīgas akvakultūras prakses ir izšķirošas, lai samazinātu ietekmi uz vidi, nodrošinātu audzēto sugu veselību un produktivitāti, kā arī nozares ilgtermiņa dzīvotspēju. Šis visaptverošais ceļvedis pēta galvenos akvakultūras ūdenssaimniecības aspektus, izceļot inovatīvus risinājumus un ilgtspējīgas pieejas, kas tiek ieviestas visā pasaulē.

Izpratne par ūdens kvalitātes nozīmi akvakultūrā

Ūdens kvalitāte akvakultūrā ir vissvarīgākā. Ūdens organismi ir ļoti jutīgi pret savu vidi, un optimālu ūdens parametru uzturēšana ir būtiska to augšanai, veselībai un izdzīvošanai. Slikta ūdens kvalitāte var izraisīt stresu, slimību uzliesmojumus, samazinātu augšanas ātrumu un galu galā ekonomiskus zaudējumus akvakultūras audzētājiem.

Galvenie ūdens kvalitātes parametri

Akvakultūras sistēmās ir efektīvi jāuzrauga un jāpārvalda vairāki svarīgi parametri:

• Izšķīdušais skābeklis (IS): Atbilstošs IS līmenis ir izšķirošs elpošanai. Zems IS var izraisīt hipoksiju un mirstību. Ideālais IS diapazons atšķiras atkarībā no sugas, bet parasti tiek dota priekšroka līmenim virs 5 mg/l.
• Temperatūra: Temperatūra ietekmē vielmaiņas ātrumu, augšanu un reprodukciju. Ir svarīgi uzturēt mērķa sugai optimālu temperatūras diapazonu. Piemēram, tilapijas labi jūtas siltākos ūdeņos (24-30°C), savukārt lašiem nepieciešama vēsāka temperatūra (8-16°C).
• pH: pH ietekmē barības vielu šķīdību un noteiktu savienojumu toksiskumu. Optimālais pH diapazons lielākajai daļai akvakultūras sugu ir no 6,5 līdz 8,5.
• Amonjaks (NH3): Amonjaks ir toksisks zivju vielmaiņas blakusprodukts. Augsts amonjaka līmenis var izraisīt stresu un žaunu bojājumus. Lai pārvērstu amonjaku mazāk kaitīgās formās, piemēram, nitrītos un nitrātos, ir nepieciešama efektīva biofiltrācija.
• Nitrīts (NO2): Nitrīts ir vēl viens toksisks slāpekļa savienojums. Tāpat kā amonjaks, tas nitrifikācijas procesā jāpārvērš nitrātos.
• Nitrāts (NO3): Nitrāts ir relatīvi netoksisks, bet augstā koncentrācijā var veicināt aļģu ziedēšanu.
• Sāļums: Sāļums ir kritiski svarīgs jūras un iesāļūdens akvakultūrā. Atbilstoša sāļuma līmeņa uzturēšana ir būtiska osmoregulācijai un izdzīvošanai.
• Duļķainība: Duļķainība jeb ūdens dzidrība ietekmē gaismas iespiešanos un var ietekmēt aļģu un ūdensaugu augšanu. Augsta duļķainība var arī kairināt zivju žaunas.
• Sārmainība un cietība: Šie parametri ietekmē ūdens buferkapacitāti un var ietekmēt pH stabilitāti.

Izaicinājumi akvakultūras ūdenssaimniecībā

Akvakultūras uzņēmumi saskaras ar dažādiem izaicinājumiem, kas saistīti ar ūdenssaimniecību, ietekmējot gan vidi, gan nozares ilgtspēju.

Barības vielu piesārņojums

Intensīva akvakultūra var izraisīt barības vielu, īpaši slāpekļa un fosfora, uzkrāšanos ūdenī. Šīs barības vielas var veicināt eitrofikāciju, kaitīgu aļģu ziedēšanu un skābekļa izsīkumu apkārtējos ūdens objektos. Tas rada nopietnas bažas piekrastes akvakultūras uzņēmumiem, jo barības vielu noplūde var sabojāt jutīgas ekosistēmas, piemēram, koraļļu rifus un jūraszāļu audzes. Piemēri apgabaliem, kas ir stipri ietekmēti, ir intensīvo garneļu fermu apkārtne Dienvidaustrumāzijā (Taizeme, Vjetnama) un lašu fermas Čīlē un Norvēģijā.

Slimību uzliesmojumi

Slikta ūdens kvalitāte var novājināt ūdens dzīvnieku imūnsistēmu, padarot tos uzņēmīgākus pret slimībām. Slimību uzliesmojumi var radīt ievērojamus ekonomiskus zaudējumus akvakultūras audzētājiem un var ietekmēt arī savvaļas populācijas. Augsts audzēšanas blīvums un nepietiekama ūdens apmaiņa var pastiprināt slimību pārnesi. Piemēram, baltā plankuma sindroma vīruss (WSSV) garneļu audzēšanā ir radījis lielus ekonomiskus zaudējumus visā pasaulē.

Ūdens trūkums

Dažos reģionos ūdens trūkums ir būtisks šķērslis akvakultūras attīstībai. Konkurence par ūdens resursiem starp lauksaimniecību, rūpniecību un cilvēku patēriņu var ierobežot ūdens pieejamību akvakultūrai. Tas īpaši attiecas uz sausiem un pustuksneša reģioniem, piemēram, daļā Āfrikas un Tuvajiem Austrumiem. Piemēram, Indijā pārmērīga gruntsūdeņu ieguve akvakultūrai ir radījusi bažas par ūdens krājumu izsīkšanu noteiktos apgabalos.

Notekūdeņu izplūdes noteikumi

Arvien stingrāki vides noteikumi liek akvakultūras audzētājiem samazināt savu darbību ietekmi uz vidi. Lai ievērotu notekūdeņu izplūdes ierobežojumus, ir nepieciešami ieguldījumi ūdens attīrīšanas tehnoloģijās un ilgtspējīgās apsaimniekošanas praksēs. Piemēram, Eiropas Savienībā ir stingri noteikumi par piesārņotāju izplūdi no akvakultūras objektiem.

Inovatīvi risinājumi ilgtspējīgai akvakultūras ūdenssaimniecībai

Lai risinātu iepriekš minētos izaicinājumus, akvakultūras nozare pieņem virkni inovatīvu risinājumu, kuru mērķis ir uzlabot ūdens kvalitāti, samazināt ietekmi uz vidi un veicināt ilgtspēju.

Recirkulācijas akvakultūras sistēmas (RAS)

RAS ir slēgta cikla sistēmas, kas pārstrādā ūdeni, izmantojot virkni attīrīšanas procesu. Šajās sistēmās parasti ietilpst mehāniskās filtrācijas, biofiltrācijas un dezinfekcijas vienības. RAS piedāvā vairākas priekšrocības, tostarp samazinātu ūdens patēriņu, uzlabotu biodrošību un uzlabotu vides kontroli. Tās ļauj veikt intensīvu ražošanu sauszemes objektos, samazinot atkarību no dabas ūdens resursiem. RAS tehnoloģija tiek izmantota visā pasaulē dažādu sugu, tostarp lašu, foreļu, tilapiju un barramundi, audzēšanai.

Biofloka tehnoloģija (BFT)

BFT ir ilgtspējīga akvakultūras sistēma, kas balstās uz mikrobu kopienu (biofloku) attīstību, lai attīrītu notekūdeņus un nodrošinātu papildu barību audzētajiem organismiem. BFT sistēmās organiskie atkritumi tiek pārvērsti bioflokos, kurus patērē zivis vai garneles. Tas samazina nepieciešamību pēc ūdens apmaiņas un ārējās barības devām. BFT ir īpaši piemērota garneļu audzēšanai un tilapiju ražošanai. Tā arvien plašāk tiek ieviesta Āzijā, Latīņamerikā un Āfrikā.

Integrētā daudztrofu akvakultūra (IMTA)

IMTA ietver vairāku sugu audzēšanu ciešā tuvumā, kur vienas sugas atkritumprodukti tiek izmantoti kā resurss citai. Piemēram, jūraszāles var audzēt, lai absorbētu barības vielas, ko izdala zivju audzētavas, un gliemenes var filtrēt daļiņas no ūdens. IMTA veicina barības vielu pārstrādi, samazina ietekmi uz vidi un dažādo akvakultūras produkciju. To praktizē dažādās formās visā pasaulē, tostarp integrētā jūraszāļu-gliemeņu audzēšana Ķīnā un integrētā zivju-jūraszāļu audzēšana Kanādā.

Mākslīgie mitrāji

Mākslīgie mitrāji ir inženierbūvētas ekosistēmas, kas paredzētas notekūdeņu attīrīšanai. Tos var izmantot, lai no akvakultūras notekūdeņiem izņemtu barības vielas, suspendētās cietās daļiņas un citus piesārņotājus. Mitrāji nodrošina dabisku un rentablu pieeju ūdens attīrīšanai, piedāvājot papildu priekšrocības, piemēram, biotopu izveidi un oglekļa piesaisti. Tos plaši izmanto Eiropā un Ziemeļamerikā, lai attīrītu notekūdeņus no dažādiem avotiem, tostarp akvakultūras.

Ozonēšana un UV dezinfekcija

Ozonēšana un ultravioletā (UV) dezinfekcija ir efektīvas metodes patogēnu iznīcināšanai un ūdens kvalitātes uzlabošanai akvakultūras sistēmās. Ozons ir spēcīgs oksidētājs, kas var iznīcināt baktērijas, vīrusus un parazītus. UV dezinfekcija izmanto ultravioleto gaismu, lai inaktivētu mikroorganismus. Šīs tehnoloģijas parasti izmanto RAS un citās intensīvās akvakultūras sistēmās biodrošības uzturēšanai.

Membrānu filtrācija

Membrānu filtrācijas tehnoloģijas, piemēram, mikrofiltrāciju (MF), ultrafiltrāciju (UF) un reverso osmozi (RO), var izmantot, lai no akvakultūras ūdens izņemtu suspendētās cietās daļiņas, baktērijas, vīrusus un izšķīdušās vielas. RO ir īpaši efektīva sāļu noņemšanai un to var izmantot, lai attīrītu iesāļūdeni vai jūras ūdeni saldūdens akvakultūrai. Šīs tehnoloģijas kļūst arvien izplatītākas liela mēroga RAS un citās intensīvās akvakultūras darbībās.

Labākās pārvaldības prakses akvakultūras ūdenssaimniecībai

Labāko pārvaldības prakšu (BMP) ieviešana ir būtiska, lai nodrošinātu ilgtspējīgu akvakultūras ūdenssaimniecību. Šīs prakses ietver plašu pasākumu klāstu, kuru mērķis ir samazināt ietekmi uz vidi, optimizēt resursu izmantošanu un veicināt atbildīgu akvakultūras ražošanu.

Vietas izvēle

Rūpīga vietas izvēle ir izšķiroša, lai samazinātu akvakultūras darbību ietekmi uz vidi. Vietas jāizvēlas tā, lai izvairītos no jutīgiem biotopiem, piemēram, mitrājiem, mangrovēm un koraļļu rifiem. Tām jāatrodas arī vietās ar pietiekamu ūdens pieejamību un labu ūdens kvalitāti. Pareiza vietas novērtēšana ietver augsnes tipa, ūdens plūsmas modeļu un tuvuma citiem zemes izmantošanas veidiem analīzi.

Audzēšanas blīvums

Atbilstoša audzēšanas blīvuma uzturēšana ir būtiska, lai novērstu pārapdzīvotību un samazinātu slimību uzliesmojumu risku. Pārāk liels blīvums var izraisīt sliktu ūdens kvalitāti, paaugstinātu stresa līmeni un samazinātu augšanas ātrumu. Audzēšanas blīvums jāpielāgo atkarībā no sugas, akvakultūras sistēmas veida un ūdens kvalitātes apstākļiem.

Barības pārvaldība

Efektīva barības pārvaldība ir kritiski svarīga, lai samazinātu barības vielu atkritumus un samazinātu akvakultūras ietekmi uz vidi. Audzētājiem jāizmanto augstas kvalitātes barība, kas ir īpaši izstrādāta mērķa sugai. Barība jāizplata efektīvi, lai samazinātu barības zudumus un neapēstās barības uzkrāšanos. Automatizētas barošanas sistēmas var palīdzēt uzlabot barības izmantošanu un samazināt atkritumus. Barības konversijas koeficienta (FCR) uzraudzība ir izšķiroša barības efektivitātes novērtēšanai.

Ūdens apmaiņa

Ūdens apmaiņas ātruma optimizēšana ir svarīga ūdens kvalitātes uzturēšanai un atkritumproduktu noņemšanai. Tomēr pārmērīga ūdens apmaiņa var veicināt barības vielu piesārņojumu un ūdens trūkumu. Ūdens apmaiņas ātrums jāpielāgo atkarībā no sugas, akvakultūras sistēmas veida un ūdens kvalitātes apstākļiem. RAS un BFT sistēmās ūdens apmaiņa tiek samazināta līdz minimumam, lai taupītu ūdeni un samazinātu atkritumu izplūdi.

Atkritumu apstrāde

Efektīvu atkritumu apstrādes sistēmu ieviešana ir būtiska, lai samazinātu akvakultūras ietekmi uz vidi. Atkritumu apstrādes iespējas ietver sedimentāciju, filtrāciju, mākslīgos mitrājus un biofiltrāciju. Atkritumu apstrādes tehnoloģijas izvēle būs atkarīga no akvakultūras darbības lieluma un veida, kā arī no vietējiem vides noteikumiem.

Biodrošības pasākumi

Stingru biodrošības pasākumu ieviešana ir kritiski svarīga, lai novērstu slimību ieviešanu un izplatīšanos. Biodrošības pasākumi ietver aprīkojuma dezinfekciju, jaunu dzīvnieku karantīnu un ūdens kvalitātes uzraudzību. Izturīga biodrošības plāna ieviešana var palīdzēt samazināt slimību uzliesmojumu risku un ekonomiskos zaudējumus.

Monitorings un uzskaite

Regulāra ūdens kvalitātes parametru uzraudzība ir būtiska, lai atklātu un risinātu potenciālās problēmas. Audzētājiem jāuzrauga IS, temperatūra, pH, amonjaks, nitrīti, nitrāti un citi attiecīgie parametri. Detalizēta uzskaite ir svarīga arī ūdens kvalitātes tendenču izsekošanai un pārvaldības prakses efektivitātes novērtēšanai. Datu analīze var palīdzēt identificēt uzlabojumu jomas un optimizēt akvakultūras darbības.

Globāli ilgtspējīgas akvakultūras ūdenssaimniecības piemēri

Vairākas valstis un reģioni ir ieviesuši veiksmīgas akvakultūras ūdenssaimniecības stratēģijas, kas var kalpot par paraugu citiem.

Norvēģija

Norvēģija ir vadošā audzētu lašu ražotāja un ir ieviesusi stingrus vides noteikumus, lai samazinātu akvakultūras ietekmi uz jūras vidi. Norvēģijas lašu audzētavām ir jāuzrauga un jāziņo par savām barības vielu emisijām un jāievieš pasākumi, lai samazinātu slimību uzliesmojumu risku. Valsts arī intensīvi investē pētniecībā un attīstībā, lai uzlabotu akvakultūras tehnoloģiju un ilgtspēju.

Čīle

Čīle ir vēl viena liela audzētu lašu ražotāja, bet tā ir saskārusies ar izaicinājumiem saistībā ar slimību uzliesmojumiem un ietekmi uz vidi. Čīles valdība ir ieviesusi stingrākus noteikumus par audzēšanas blīvumu un ūdens kvalitāti, lai uzlabotu lašu audzēšanas nozares ilgtspēju. Tiek veikti arī pasākumi, lai dažādotu akvakultūras produkciju un veicinātu IMTA sistēmu izmantošanu.

Vjetnama

Vjetnama ir liela garneļu ražotāja un ir pieņēmusi BFT un citas ilgtspējīgas akvakultūras prakses, lai samazinātu garneļu audzēšanas ietekmi uz vidi. Vjetnamas valdība ir arī ieviesusi noteikumus, lai kontrolētu antibiotiku un citu ķīmisko vielu izmantošanu akvakultūrā.

Ķīna

Ķīna ir pasaulē lielākā akvakultūras ražotāja, un tai ir daudzveidīgs akvakultūras sistēmu klāsts. Ķīnas valdība veicina RAS un IMTA sistēmu izmantošanu, lai uzlabotu akvakultūras ražošanas ilgtspēju. Tiek veikti arī pasākumi, lai samazinātu piesārņotāju izplūdi no akvakultūras objektiem.

Kanāda

Kanāda ir ieviesusi stingrus noteikumus par akvakultūru, lai aizsargātu savu jūras vidi. Kanādas akvakultūras audzētavām ir jāuzrauga un jāziņo par savu ietekmi uz vidi un jāievieš pasākumi, lai samazinātu slimību uzliesmojumu risku. Valsts arī investē pētniecībā un attīstībā, lai uzlabotu akvakultūras tehnoloģiju un ilgtspēju.

Akvakultūras ūdenssaimniecības nākotne

Akvakultūras ūdenssaimniecības nākotne būs atkarīga no ilgtspējīgu prakšu turpmākas pieņemšanas un inovatīvu tehnoloģiju attīstības. Galvenās tendences un uzmanības jomas ietver:

• Plašāka RAS un BFT sistēmu izmantošana: Šīs tehnoloģijas piedāvā būtiskas priekšrocības ūdens taupīšanas, atkritumu apstrādes un biodrošības jomā.
• Efektīvākas barības izstrāde: Notiek pētījumi, lai izstrādātu barību, kas ir vieglāk sagremojama un rada mazāk atkritumu.
• Uzlabotas slimību pārvaldības stratēģijas: Tiek izstrādātas jaunas vakcīnas un citi slimību profilakses pasākumi, lai samazinātu slimību uzliesmojumu risku.
• Plašāka datu analīzes un mākslīgā intelekta izmantošana: Datu analīzi var izmantot, lai optimizētu ūdens kvalitātes pārvaldību un prognozētu un novērstu slimību uzliesmojumus.
• Ciešāka sadarbība starp pētniekiem, nozari un valdību: Sadarbība ir būtiska ilgtspējīgu akvakultūras prakšu izstrādei un ieviešanai.

Noslēgums

Ilgtspējīga akvakultūras ūdenssaimniecība ir būtiska, lai nodrošinātu akvakultūras nozares ilgtermiņa dzīvotspēju un aizsargātu vidi. Pieņemot inovatīvus risinājumus un ieviešot labākās pārvaldības prakses, akvakultūras audzētāji var samazināt savu ietekmi uz vidi, optimizēt resursu izmantošanu un ilgtspējīgā veidā ražot augstas kvalitātes jūras veltes. Tā kā globālais pieprasījums pēc jūras veltēm turpina pieaugt, ilgtspējīgas akvakultūras prakses kļūs arvien svarīgākas, lai apmierinātu šo pieprasījumu, vienlaikus aizsargājot mūsu planētas veselību.