Пратакол забойства зялёных водарасцяў Exotop: камбінаваныя метады ліквідацыі мікраводарасцяў у штучных экасістэмах

Анатацыя

Зялёныя водарасці (Chlorophyta) ствараюць сур'ёзную праблему ў закрытых або паўадкрытых водных сістэмах, такіх як экзотопы або біятопныя ўстаноўкі. Яны не толькі пагаршаюць візуальную празрыстасць вады, але і прыводзяць да нестабільнай біяхімічнай раўнавагі праз фотасінтэз і назапашванне біямасы. Гэты пратакол апісвае патройны камбінаваны метад барацьбы з заражэннем зялёных водарасцяў нехімічнымі сродкамі: (1) механічна-адсарбцыйнае выдаленне з дапамогай пенных фільтраў з актываваным вуглём ва ўпарадкаваных геаметрычных механізмах, (2) антымікробнае вызваленне іёнаў медзі меднымі манетамі і (3) фотабіялагічная інактывацыя UVA-выпраменьваннем. Мэта складаецца ў тым, каб пастаянна стабілізаваць экзатоп з мінімальным умяшаннем у існуючую мікрабіёту.

1. Увядзенне

Зялёныя водарасці з'яўляюцца аднымі з найстарэйшых фотатрофных арганізмаў і асабліва адаптуюцца ў водным асяроддзі з-за іх высокай хуткасці размнажэння, адгезіі і ўстойлівасці да навакольнага асяроддзя. У той час як яны гуляюць важную экалагічнай ролю ў прыродных біятопах, яны ўяўляюць сур'ёзную праблему ў штучных або перасілкавання сістэм. Звычайныя агенты водарасцяў часта аказваюць неспецыфічны эфект, а таксама негатыўна ўплываюць на зоапланктон і мікрафауну або пакідаюць таксічныя рэшткі

Цяперашні пратакол заснаваны на фізіка-хімічных прынцыпах для выбарачнага нацэльвання хларафита, не парушаючы інтэгральную структуру экзатопа або нанаакварыума.

2. Матэрыял і метад

2.1 Геаметрычна размешчаныя пенныя фільтры з актываваным вуглём

Спалучэнне пенаполіурэтану з адкрытымі клеткамі і актываванага вугалю забяспечвае высокую біялагічную плошчу асяроддзя, а таксама адсорбцыю арганічных злучэнняў, асабліва пажыўных рэчываў, якія спрыяюць водарасцям (напрыклад, фасфатаў). Фільтры размешчаны ў пэўным трохкутніку або кругу, каб мінімізаваць цені патоку і стварыць ламінарна-цыклонны рух вады.

Спецыфікацыя:

• Памер пены пор: 30-40 PPI (пары на цалю)

• Актываваны вугаль: грануляваны або экструдаваны (GAC / EAC), колькасць ёду > 900

• Размяшчэнне:

  • Трохкутнік = дынамічна-кругавы паток

  • Круг = цэнтрастремітельный паток збору

• Інтэрвал замены: 4-6 тыдняў, у залежнасці ад аб'ёму водарасцяў

2.2 Медная манета (Cu⁰) у якасці інгібітара мікробаў

Іёны медзі (Cu²⁺) вядомыя сваім антымікробным эфектам. Камерцыйна даступная медная манета (напрыклад, 1 або 2 цэнты ЕС да 2004 года) бесперапынна выпраменьвае невялікую колькасць іёнаў медзі, якія парушаюць цэласнасць клеткавай мембраны зялёных водарасцяў.

Прынцып:

• Акісленне меднай паверхні (Cu⁰ → Cu²⁺)

• Вызваленне залежыць ад рН (опт. 6.8-7.4)

• Інгібіраванне фотасінтэзу шляхам разбурэння тилакоидной мембраны

• Запаволенне дзялення клетак (мітатычная блакада)

Увага: Медзь таксічная для бесхрыбтовых (напрыклад, крэветак). Выкарыстоўвайце толькі ў сістэмах, свабодных ад фауны або мэтанакіравана пасаджаных.

2.3 UVA святло апрамянення

UVA-святло ў дыяпазоне 320-400 нм аказвае інгібіруе рост эфект на зялёныя водарасці праз фотаакісляльны стрэс і разрывы нітак ДНК. У пратаколе UVA апрамяненне класіфікуецца як абавязковае для перапынення рэпрадуктыўнага цыклу.

Ўстаноўка:

• Крыніца святла UVA: 365-385 нм

• Працягласць апрамянення: 8-12 ч / сут

• Адлегласць да паверхні вады: 10-20 см

• Інтэнсіўнасць ультрафіялетавага выпраменьвання: мін. 1000 мкВт / см² на паверхні вады

Біялагічны эфект:

• Індукцыя рэактыўных відаў кіслароду (ROS)

• Фрагментацыя структуры хлорапласта

• Доўгатэрміновае зніжэнне біямасы водарасцяў на >90% за 14 дзён (палявыя выпрабаванні)

3. Вынікі і абмеркаванне

3.1 Эксперымент мадэлявання ў закрытай экзотопнай клетцы

Эксперыменты на 20-літровым мікраэкзатопе на працягу 30 дзён паказалі наступныя эфекты:

Спалучэнне ўсіх трох метадаў прывяло да сінэргетычнага эфекту, які нельга аднесці да асобных мер. Апрамяненне UVA, здаецца, мае важнае значэнне для поўнай дэзактывацыі ДНК зялёных водарасцяў, у той час як фільтры і медзь ўскладняюць умовы для паўторнага заражэння.

3.2 Абмеркаванне крытычных параметраў

• Канцэнтрацыя медзі ў вадзе варта рэгулярна правяраць (напрыклад, штотыдзень) (<0,1 мг / л для бяспекі).

• Ультрафіялетавае выпраменьванне не павінна выклікаць пашкоджання тэмпературы іншых біякампанентаў. Рэкамендаваная цыркуляцыя вады > 1x / гадзіну.

• Размяшчэнне фільтра павінна быць модульным і зварачальным для забеспячэння тэхнічнага абслугоўвання без парушэння сістэмы.

4. Заключэнне

Пратакол забойства зялёных водарасцяў Exotop забяспечвае ўстойлівы, безхімічны і навукова абгрунтаваны метад доўгатэрміновага кантролю хларафіты ў закрытых водных сістэмах. Патройнае камбінаванае прымяненне механічнай фільтрацыі, вызвалення іёнаў медзі і апрамянення UVA прыводзіць да рэзкага зніжэння забруджвання водарасцямі і стабілізуе экалагічны баланс у сістэме.

Будучыя даследаванні могуць пашырыць пратакол на іншыя класы водарасцяў (напрыклад, цыянабактэрыі) і даследаваць эфектыўнасць у розных тыпах вады (прэснаводная / салёная вада).

5. Бібліяграфія

1. Guiry, MD (2020). AlgaeBase: Сусветная электронная публікацыя.

2. Вінцэнт, WF, & Roy, S. (1993). Сонечнае ультрафіялетавае выпраменьванне B і водная першасная вытворчасць: пашкоджанне, абарона і аднаўленне. Экалагічныя агляды.

3. Hargreaves, JA і Tucker, CS (2004). Кіраванне падвышанай тэмпературай вады ў сажалцы з аэрацыяй. Інжынерыя аквакультуры.

4. Tchobanoglous, G., & Burton, F.L. (2003). Інжынерыя сцёкавых вод: ачыстка і паўторнае выкарыстанне.

COPYRIGHT ToNEKi Media UG (haftungsbeschränkt)

AUTOR:  THOMAS JAN POSCHADEL