up
Search      menu
تولید و کشاورزی :: مقاله چرخه ازت در آب PDF
QR code - چرخه ازت در آب

چرخه ازت در آب

آمونيوم و روش هاي حذف آن در محيطهاي پرورش آبزيان

● مقدمه
آب بهعنوان محيط زيست آبزيان، بايد داراي شرايط فيزکوشيميائي خاصي بوده که با نوسان برخي عوامل و فاکتورهاي شيميائي، رشد و ادامه حيات آبزيان را تحت تأثير قرار داده و حتي منجر به انتخاب گونههاي خاص در آن محيط ميگردد.
در اين خصوص آب در محيطهاي پرورشي که داراي تراکم بالاتري نسبت به محيطهاي طبيعي بوده و هدف از اين فعاليت، توليد با کيفيت بالاتر همراه با سودآوري بيشتر است مورد توجه خاصي قرار دارد تا بتواند نيازهاي آبزي مورد پرورش را مرتفع سازد.
بحث کيفيسازي آب و توجه به فاکتورهاي زيستي و دقت در نگهداري اين فاکتورها در حد مطلوب و ايتيمم از موارد مديريتي است که بايد مدنظر پرورشدهندگان قرار گيرد؛ بهگونهاي که دچار مشکلات بعدي در رابطه با عدم کيفيت آب پرورش نگردد. در اين رابطه آمونيوم و آمونياک از فاکتورهائي هستند که ميتوانند با عدم مديريت صحيح و مناسب در استخرهاي پرورشي مشکلساز شده و عواقب نامطلوبي را ايجاد نمايند. در اين مبحث چرخه ازت در آب و چگونگي کنترل و حذف آمونيوم از محيطهاي پرورشي مورد بررسي قرار گرفته است.
چرخه ازت در آب
منبع اوليه ازت غذائي در سيستمهاي آبي از تثبيت ازت جو (N۲) توسط فرآيندهاي بيولوژيک، کليماتولوژيک و صنعتي ميباشد. ازت بهصورت ترکيبات متعددي نظير اشکال ازي، نيتريت، نيترات، آمونيوم و آمونياک و ترکيباتي نظير پروتئين در محيطهاي آبي مشاهده ميگردد.منبع ابتدائي ترکيبات ازت در محيطهاي آبزيپروري از مواد آلي نظير پلانکتونها، دترتيوس، غذا و غيره ميباشد. اغلب ازت در مواد آلي به شکل گروههاي آمينو در پروتئين مشاهده ميگردد. پروتئينها توسط فعاليتهاي بيولوژيک، ديآمينه شده که اين فرآيند آمونيفيکاسيون ناميده ميشود و آمونياک توليد شده در داخل محيط رها گرديده و يا توسط بافت ميکروبي جذب ميگردد. آمونياک رها شده به محيط واکنش زير را بهوجود ميآورد:
-NH۳+h۲o >< NH+۴+OH
در بيشتر محيطها، شکل غالب ابتدائي NH۴ بوده که ممکن است توسط گياهان آبزي يا تبديل شدن به نيترات مورد مصرف قرار گيرد.
نيتريفيکاسيون در دو مرحله صورت ميپذيرد که ابتدا NH۴ به NO۲ و سپس به NO۳ تبديل ميشود. اولين مرحله اين فرآيند توسط باکتريهاي اتوتروف از جنس نيتروزوموناس انجام ميشود. نيتروزوموناس در حضور اکسيژن قادر است آمونيوم را به نيتريت اکسيده نمايد:
NH۴+ + ۳ ۲O۲ ----> (nitrosomonas) NO۲- + ۲H+ + H۲O
-NO۲- + ۱ ۲O۲ ----> (nitrosomonas) NO۳
مرحله دوم نيتريفيکاسيون، اکسيد نمودن نيتريت به نيترات است. اين واکنشها توسط نيتروباکتر انجام ميشود. هر دو اين مراحل به اکسيژن قابل ملاحظهاي نياز دارند. (Stankewich (۱۹۷۲ مقدار اکسيژن مورد نياز جهت تبديل NH۴ به NO۲ را برابر ۳ ۴۳ کيلوگرم اکسيژن بهازاء هر کيلوگرم NH۴ محاسبه نموده و مقدار اکسيژن مورد نياز براي تبديل NO۲ به NO۳ را ۱۴ ۱ کيلوگرم اکسيژن بهازاء هر کيلوگرم NO۲ بهدست آورده است. بنابراين براي تبديل يک کيلوگرم NH۴ به NO۳ احتياج به ۵۷ ۴ کيلوگرم اکسيژن است.
در شرايط بيهوازي NO۲ و NO۳ توسط فرآيندي به نام دنيتريفيکاسيون کاهش يافته و اشکال گازي ازت (NH۳-N۲O-N۲) بهعنوان متابوليکهاي ميکروارگانيسمهاي هتروتروف در اتمسفر رها ميگردند. اين واقعه در هيبوليمنيون محيطهاي يوتروف و يا وقتيکه ترکيبات نيتروژن اکسيده شده به داخل لايههاي بيهوازي لجن منتشر ميشوند. رخ ميدهد. ازت اتمسفر تا ۱۲mg lit در دماي ۲۵ درجه سانتيگراد قابل انحلال در آب است. ساير اشکال ازت که مقدارشان در استخرهاي پرورشي بالا ميرود عبارتند از: نيتريت، آمونياک غير يونيزه (NH۳). نيترات و آمونياک يونيزه (NH۴). غلظت آمونياک غيريونيزه و يونيزه در محيطهاي طبيعي و آبهاي غيرآلوده بهندرت بالا بوده ولي در استخرها با سيستمهائي که براي پرورش متراکم ماهي استفاده ميشوند نيتروژن غيرآلي عموماً در حد بالائي قرار دارد.
آمونياک موجود در آب استخرهاي پرورشي نتيجه دفع مواد زايد بهعنوان محصول نهائي، سوخت و ساز پروتئين و همچنين تجزيه مواد آلي نيتروژندار بهوسيله باکتريهاي هتروتروف ميباشد. يون آمونيوم براي اکثر آبزيان نسبتاً بيضرر است. در حاليکه آمونياک غير يونيزه به شدت سمي است.
ميزان غلظت آمونيوم و آمونياک در تبادل با يکديگر بوده و ميزان آنها بيشتر بستگي به PH آب دارد (نمودار شماره ۱). افزايش يک واحد PH باعث ميشود؛ غلظت آمونياک ۱۰ برابر افزايش يابد. جدول شماره يک فاکتورهائي جهت محاسبه آمونياک غيريونيزه در دما و PH متفاوت را نشان ميدهد. مشاهده ميشود هر چه ميزان دما و PH افزايش يابد مقدار آمونياک بيشتر خواهد شد؛ آمونياک در PH کمتر از V مشکل چنداني براي مزارع پرورشي ايجاد نميکند؛ در حاليکه حتي مقادير کمي از اين ماده در PH بالاتر خطرناک خواهد بود.
● ترکيبات ازت و اثرات آنها بر آبزيان
هر چند که آب دريا و آبهاي شيرين قليائي، به اندازه کافي خاصيت بافري دارند و تغيير PH آنها دچار نوسان نميشود با اين وجود در شرايطي که تراکم ماهي زياد بوده و با تبادل آب به اندازه کافي صورت نميگيرد و همچنين در مواقع آلودگي و دماي زياد، اين آبها استعداد آن را دارند که مسموميت ناشي از آمونياک در آنها بروز کند. آمونياک مهمترين ماده زايد ناشي از سوخت و ساز پروتئين بوده و بهطور فعال از طريق بافت پوششي آيشن به داخل آب ريخته ميشود.
علاوه بر ارتباط ميزان آمونياک توليد شده به طول ماهي و دماي آب (نمودار شماره ۲)، اين ميزان به مقدار غذاي مصرفي نيز بستگي کامل دارد (نمودار شماره ۳). آزاد ماهيان و گربه ماهي کانالي بهازاء هر کيلوگرم غذائي که مصرف ميکنند در حدود ۳۰ گرم آمونياک توليد و دفع مينمايند، ولي عموماً ذکر ميشود که بهازاء هر کيلوگرم غذاي پلت خشک، ۵۰-۲۵ گرم آمونياک توليد ميشود.
● ميزان آمونياک توليدي در ماهي قزلآلا بهازاء ميزان تغذيه در ارتباط با دماي آب
با افزايش غلظت آمونياک در آب، دفع آن بهوسيله آبزيان تقليل و ميزان آمونياک در خون و ساير بافتها افزايش مييابد. اين امر باعث افزايش PH خون، ممانعت از انجام واکنشهاي آنزيمي و اختلال در نفوذپذيري غشاي سلولها ميشود. همچنين مصرف اکسيژن توسط بافتها را افزايش داده، تخريب آبششها و کاهش کارآئي خون در انتقال اکسيژن را به دنبال خواهد داشت.
عمدتاً بهعنوان يک دستورالعمل پيشنهاد ميشود که در مراکز تکبير ماهي، غلظت آمونياک نبايد بيش از ۱mg lit باشد اما بسياري از پرورشدهندگان ماهي ترجيح ميدهند که غلظت آمونياک را تا حد ۰۱ ۰ mg lit يا کمتر نگه دارند.
قرار گرفتن ماهي در عرض نيتريت، مشکلات بهداشتي نظير هيپرتروفي آبشش، هيپرلازي و جدا شدن لاملاهاي آبشش همراه با خونريزي و ضايعات نکروزه در تيموس، حساسيت در برابر بيماريهاي عفوني، بيماري مت هموگلوبيني و اثرات منفي بر رشد و رسيدگي جنسي را موجب ميشود.
بهطور متداول نيترات بهعنوان مادهاي غيرسمي شناخته ميشود. مثلاً قرار گرفتن در معرض نيترات سديم به ميزان ۲۰۰mg lit هيچ تأثيري بر رشد گربهماهي کانالي ندارد و غلظت LC۳۰ آن در طي ۹۶ ساعت براي آزادماهيان و گونههاي ديگر ۳۰۰۰mg lit ۱۰۰۰ نيترات است.
● روشهاي پيشگيري و کنترل غلظت آمونيوم
۱) استفاده از کربن فعال
کربن فعال حاصل توليد ذغالسنگ، چوب يا استخوان حيوانات و حرارت دادن آنها در ۹۰۰ درجه سانتيگراد خلاء و سپس قرار دادن آنها در معرض يک گاز اکسيدکننده در دماي بالا ميباشد که حالت مشبکي را ايجاد نموده بهطوري که مساحت سطح جذب ماده در حدود يک ميليون مترمربع در کيلوگرم برآورد ميشود.
کربن فعال براي گرفتن مواد آلي فرار، رنگ، بو، تيرگي و موادي همچون آمونيوم کاربرد دارد ولي اين صافيها در بارهاي کم مواد آلي بسيار مؤثر ميباشد. بالا بودن غلظت باعث کاهش ظرفيت جذب کربن فعال ميگردد.
عموما در سيستمهاي آبزيپروري دو نوع کربن فعال بهصورت پودر شده (Powder Active carbon) و دانهاي (granular Active carbon) بهکار برده ميشود. بهدليل گراني کربن دانهاي، GAC فقط در توليد ماهيان زينتي و گرانقيمت بهکار برده ميشود. با حرارت دادن کربن فعال در دماي بالا ميتوان براي اکسيد کردن مواد آلي، آن را احياء کرده و مورد مصرف دوباره قرار داد.

مقدمه آب ماده اي فراوان در کره زمين است. به شکل هاي مختلفي همچون دريا ، باران ، رودخانه و... ديده مي‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتي به حالت ديگ ...

رودخانه رسوباتي را که با خود حمل مي کند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي مي گذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيها ...

رودخانه رسوباتي را که با خود حمل ميکند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي ميگذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيها ر ...

رودخانه‌ رسوباتي را که با خود حمل مي‌کند، در بسترش يا در زمان طغيان در محدوده بلافصل آن بر جاي مي‌گذارد. رسوبات بر جاي گذرده شده توسط رودخانه در خشکيه ...

با توجه به نياز روزافزون جوامع بشري به محصولات پروتئيني با منشاء حيواني و رشد تصاعدي جمعيت جهان که تقاضا براي اين محصولات را افزايش داده است بالا بردن ...

امروزه با توجه به بحثهاي جدي شکل گرفته در زمينه توسعه روشهاي آبياري نوين به منظور استفاده بهينه و موثر از منابع آبي و مقابله با محدوديتهاي آبي بوجود آ ...

● مقدمه: کشور ايران از نظرموقعيت استراتژيکي و اقليمي يکي از کشورهاي بي نظير در کره زمين است با وسعتي برابر ۱۶۴۸۰۰۰ کيلومتر مربع از شمال تا جنوب واز شر ...

● نحوه گرفتگي فيزيکي منابع آبي داري ذرات ماسه به بزرگي دهانه ورودي و خروجي قطره چکانها از مهمترين عواملي هستند که باعث گرفتگي قطره چکانها از نوع فيزيک ...

دانلود نسخه PDF - چرخه ازت در آب