بروتوكول قتل الطحالب الخضراء Exotop: طرق مشتركة للقضاء على الطحالب الدقيقة في النظم البيئية الاصطناعية

تجريدي

تشكل الطحالب الخضراء (Chlorophyta) تحديا كبيرا في الأنظمة المائية المغلقة أو شبه المفتوحة ، مثل البيئات الخارجية أو المنشآت الشبيهة بالحيوية. فهي لا تضعف الوضوح البصري للماء فحسب ، بل تؤدي أيضا إلى توازن كيميائي حيوي غير مستقر من خلال عملية التمثيل الضوئي وتراكم الكتلة الحيوية. يصف هذا البروتوكول طريقة مشتركة ثلاثية الأبعاد للسيطرة على غزو الطحالب الخضراء بوسائل غير كيميائية: (1) الإزالة الميكانيكية الممتصة عن طريق مرشحات الكربون المنشط بالرغوة في ترتيبات هندسية منظمة ، (2) إطلاق أيونات النحاس المضادة للميكروبات بواسطة العملات النحاسية و (3) التعطيل البيولوجي الضوئي بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. الهدف هو تثبيت الخارج الخارجي بشكل دائم مع الحد الأدنى من التداخل مع الجراثيم الموجودة.


1. مقدمة

تعد الطحالب الخضراء من بين أقدم الكائنات الضوئية وهي قابلة للتكيف بشكل خاص في البيئات المائية نظرا لمعدل التكاثر العالي وقدرتها على الالتصاق ومقاومتها البيئية. في حين أنها تلعب دورا بيئيا مهما في البيئات الحيوية الطبيعية ، إلا أنها تشكل مشكلة خطيرة في الأنظمة الاصطناعية أو مفرطة التغذية. غالبا ما يكون لعوامل الطحالب التقليدية تأثير غير محدد ، كما أن لها تأثيرا سلبيا على العوالق الحيوانية الدقيقة أو تترك بقايا سامة.

يعتمد البروتوكول الحالي على المبادئ الفيزيائية والكيميائية لاستهداف الكلوروفيتا بشكل انتقائي دون الإخلال بالهيكل المتكامل للحوض الخارجي أو حوض السمك النانوي.

Advertising

2. المواد والطريقة

2.1 مرشحات الكربون المنشط بالرغوة المرتبة هندسيا

يضمن الجمع بين رغوة البولي يوريثان ذات الخلية المفتوحة والكربون المنشط مساحة استقرار بيولوجية عالية بالإضافة إلى امتصاص المركبات العضوية ، وخاصة العناصر الغذائية المعززة للطحالب (مثل الفوسفات). يتم وضع المرشحات في ترتيب مثلث أو دائرة محدد لتقليل ظلال التدفق وإنشاء حركة مائية إعصارية رقائقية.

مواصفات:

2.2 عملة نحاسية (Cu⁰) كمثبط جرثومي

تشتهر أيونات النحاس (Cu²⁺) بآثارها المضادة للميكروبات. تنبعث العملة النحاسية المتوفرة تجاريا (على سبيل المثال قطعة 1 أو 2 سنت من الاتحاد الأوروبي قبل عام 2004) باستمرار كميات صغيرة من أيونات النحاس ، مما يعطل سلامة غشاء الخلية للطحالب الخضراء.

مبدأ:

اهتمام: النحاس سام للافقاريات (مثل الجمبري). استخدم فقط في الأنظمة الخالية من أو المزروعة بشكل هادف.

2.3 تشعيع ضوء UVA

ضوء UVA في حدود 320-400 نانومتر له تأثير مثبط للنمو على الطحالب الخضراء من خلال الإجهاد التأكسدي الضوئي وفواصل خيوط الحمض النووي. في البروتوكول ، يصنف تشعيع الأشعة فوق البنفسجية UVA على أنه إلزامي لمقاطعة الدورة الإنجابية.

اعداد:

التأثير البيولوجي:


3. النتائج والمناقشة

3.1 تجربة محاكاة في خلية خارجية مغلقة

أظهرت التجارب على ميكروسوتوبيس سعة 20 لترا على مدار 30 يوما التأثيرات التالية:

من

العلاج : الطحالب المرئية بعد 14 يوما الطحالب المرئية بعد 30 يوما تعكر الماء (NTU)
التحكم (بدون إجراء) ضخمه متضخمة تماما 34 NTU
تصفية فقط مخفض العودة بعد 21 يوما 18 [نتو]
فلتر + عملة نحاسية انخفض بشكل كبير إرجاع سهل 7 [نتو]
بروتوكول كامل غير مرئي <1٪ عودة الطحالب 1.3 [نتو]

أدى الجمع بين الطرق الثلاث إلى تأثير تآزري لا يمكن أن يعزى إلى التدابير الفردية. يبدو أن تشعيع الأشعة فوق البنفسجية الطويلة ضروري لتعطيل الحمض النووي الكامل للطحالب الخضراء ، بينما تعقد المرشحات والنحاس ظروف إعادة العدوى.

3.2 مناقشة المعلمات الحرجة


4. الخلاصة

يوفر بروتوكول Exotop Green Algae Kill طريقة مستدامة وخالية من المواد الكيميائية وقائمة على العلم للتحكم طويل الأمد في الكلوروفيتا في أنظمة المياه المغلقة. يؤدي التطبيق الثلاثي المشترك للترشيح الميكانيكي وإطلاق أيونات النحاس والإشعاع فوق البنفسجي UVA إلى انخفاض كبير في تلوث الطحالب واستقرار التوازن البيئي في النظام.

يمكن للدراسات المستقبلية توسيع نطاق البروتوكول ليشمل فئات أخرى من الطحالب (مثل البكتيريا الزرقاء) وتحقيق الكفاءة في أنواع المياه المختلفة (المياه العذبة / المياه قليلة الملوحة).


5. قائمة المراجع

  1. جويري ، دكتوراه في الطب (2020). [ألجببس]: [وورلد-ويد] نشر إلكترونية.

  2. فنسنت ، دبليو إف ، وروي ، س. (1993). الأشعة فوق البنفسجية الشمسية ب والإنتاج الأولي المائي: الضرر والحماية والاسترداد. المراجعات البيئية.

  3. هارجريفز ، جيه إيه ، وتاكر ، سي إس (2004). إدارة درجات حرارة مياه البركة المرتفعة مع التهوية. هندسة الاستزراع المائي.

  4. تشوبنوغلوس ، جي ، وبيرتون ، إف إل (2003). هندسة مياه الصرف الصحي: المعالجة وإعادة الاستخدام.

 

COPYRIGHT ToNEKi Media UG (haftungsbeschränkt)

AUTOR:  THOMAS JAN POSCHADEL


Grünalge