利用小球藻活细胞控制淡水鱼场的气味

摘要

来自养鱼场的气味的威胁在这项研究中达到了顶峰。以前的研究工作表明，养鱼场产生的主要气味物质是氨、二氧化碳和挥发性有机化合物，这些物质在水产养殖中都是有毒的。这些化合物是由鱼排泄出来的，或者是水产养殖中饲料降解的产物，造成水族污染。这项研究旨在使用微藻降低这些物质的浓度;小球藻寻常的。这种藻类是用Mark和Cane描述的BG培养基从池塘废水中分离出来的。在一个150 × 150 × 150立方米的鱼缸中加入250毫升普通小球藻培养物，其中含有200升池塘水和200条鱼，静置4小时(4小时)。池塘水增加到500升，孵育8天。对照在相同条件下，但不应用分离物。从第0天开始每两天测量一次氨浓度。8 d孵育结束时，氨和VOCs浓度分别降至0.23和0.53 mg/L，而未经处理的池塘(对照)分别为23.5和1.94 mg/L。 Besides, nitrate and total organic carbon reduction were observed at the end of eight days incubation (33.04 and 2.32 mg/L respectively as against control concentrations of 55.72 and 13.66 mg/L respectively). This is attributed to possible utilization as nitrogen and carbon sources for the growing alga. Oxygen generated during photosynthesis also facilitates the oxidation of ammonia to nitrite and nitrate thereby increasing the nitrate level. The study showed that chlorella which is a known live food in aquaculture can also be used to control aquarium odour as well as improve the quality of the pond water.

关键字

水产养殖，BG培养基，光合作用、微藻、废水、恶臭物质

介绍

近年来，气味已经成为我们环境中的一个问题，特别是在城市城镇。这主要是由于不加区分地排放和倾倒城市固体和垃圾废水进入未经授权的地方。此外，废物在排放前处理不当也是一个主要因素。这些排放到环境中的废物包括来自家禽、猪场、牛场和养鱼场的农业废物。用于控制这些废物气味的合成除臭剂被发现对使用者产生非法不良反应，因此需要更友好的除臭剂。微生物气味控制正在逐渐被开发，它涉及使用非致病微生物来代谢有气味的物质或通过拮抗和消除产生它们的微生物来防止它们的产生。

根据Ringo等人的说法。[1]，有许多微生物通过恢复水质和创造有利的养殖环境对鱼类有益。这些微生物通过剥离含氮物质而起到水调理剂的作用。这些微生物产生的酶降解培养物中积累的有机碎屑，诱导池塘进行生物修复，从而预防病毒和细菌疾病[2]。这些细菌通过去除污染物来处理废物。需要清除的两种主要水污染物是排入水中的鱼粪(有毒的氨化合物)和未食用的鱼饲料颗粒。生物过滤器是有益细菌去除(解毒)鱼类排泄产物的地方，主要是氨[3.]。

除了有毒的氨外，二氧化碳往往集中在集约化的鱼类生产系统中。随着二氧化碳的增加，水的pH值降低，鱼类的呼吸受到影响[3.，4]。为使鱼类生长良好，二氧化碳含量应维持在每公升30毫克以下[5]。一些二氧化碳是有益的，因为它可以降低pH值并减轻氨毒性。二氧化碳的去除可以通过水生绿藻的光合作用来完成。这些藻类利用二氧化碳合成植物碳水化合物，并将氧气释放到水生系统中。氧气的释放保证了池塘持续的有氧状态，维持了水族馆鱼类的健康状态。气态污染物的浓度必须得到控制和降低，不仅因为它们排放到大气中，而且因为它们对农场的健康危害动物。

在本研究中，小球藻寻常的将进行调查，以确定其在淡水养鱼场控制气味的潜力。研究的目的是确定池塘废水的物理化学特性，并对其进行分离和表征小球藻寻常的从一个养鱼场的废水中，使用分离物确定微生物除臭剂在鱼废水中的效果，并在研究的各个阶段测量氨浓度、挥发性有机化合物、总有机碳和硝酸盐浓度。这项研究是在尼日利亚哈科特港的雷萨尔研究实验室进行的。

材料与方法

抽样

示例网站

在河州奥比奥/阿克波尔地方政府区Nkpolu Rumuigbo Gbei路1号Awonobasi Close处对两个鱼塘进行了取样。池塘尺寸为150 × 150 × 150 cm^3.每个池可容纳200条3至6个月大、平均体重400至700克的鱼。测定鱼饲料的种类和成分。选用小鳞鱼饲料(鲶鱼优级6.0 mm)(图片1)。

样品收集

采用250ml消毒玻璃、精密锥形烧瓶，从池塘若干位置表面40-50 cm深度处采集水样，送微生物实验室分析(照片2)。同时，从鱼肠中采集样本。无菌收集肠道内容物，在特殊培养基中培养[6，7]。

藻类的分离

根据Mark和Ceane的方法制备BG培养基[6]。将20毫升的池塘水过滤到50毫升的Erlenmeyer烧瓶中，一式两份。每个烧瓶中加入200 mL BG培养基。两个烧瓶在阳光下孵育两周，按照Odokuma和Smith [7]。

海藻的净化和开花

连续稀释显示绿色的培养液，并将103稀释液中的0.1 mL接种到BG琼脂板中[7添加100 μg/ml制霉菌素和80 μg/ml庆大霉素[8]并在上述条件下孵育。每周观察培养皿的生长情况。镜检。将离散菌落继代培养到BG培养基中，用作砧木培养[6]。

微藻估算

Baker和Silverton描述的血细胞计方法(1985)

在装样前，用70- 95%的乙醇冲洗载玻片和盖玻片，清洗载玻片。玻片和盖玻片都风干或用镜头纸轻轻擦拭。

用微管将10 μL(1滴)的样品装入血液计的v型槽内。将带电荷的血细胞计置于复合显微镜下观察网格。的数量细胞在外围的4个方格中计数。

计算:

请注意

N=计算的细胞数

DF=稀释系数(所用体积的倒数)

A=计算面积(四个外围方格)

D=计数室深度(0.1 mm)

(1ml样品用10ml蒸馏水稀释，稀释系数为10)。

池塘废水理化分析的测定

确定了以下参数:生化需氧量(BOD有机使用标准方法进行微生物处理前后的碳(TOC)、硝酸盐浓度、磷酸盐浓度、pH、温度和硫酸盐浓度[9]。

气味化合物的测量

这是用氨气比色计完成的。10]、分光光度计和气体色谱法到测量挥发性有机化合物及用滴定法估计二氧化碳[11]。

鱼塘微生物除臭效果的测定

在一个装有200升池塘水和一些鱼的鱼缸中加入250毫升普通小球藻培养液，静置4小时。池水调到500升，孵育了8天。从第0天开始每两天测量一次氨浓度。

结果

源、废和处理过的水样的物理化学性质在表18天内氨、硝酸盐、挥发性有机化合物和有机碳含量均较高。表1，也显示了池塘废水的污染程度。表2捕获的藻类(小球藻valgaris)在不同的池塘环境中。鱼肠计数为2.2 × 10⁵在8天的时间里对比0.8 x 10²从第一天开始。第8天，池塘废水的总细胞数最高，为7.0 × 10⁸CFU /毫升。该分离物减少恶臭化合物的潜力在表3。在第8天，与未处理废水中氨(23.25 mg/L)和VOCs (1.94 mg/L)的初始浓度相比，分离物能降低氨(1.95 mg/L)和VOCs (0.83 mg/L)。

表1。鱼塘废水的理化性质。

表2。总藻数(cfu/mL)。

表3。筛选分离物对氨和VOCs的还原(mg/L)。

表4硝态氮、氨态氮、挥发性有机物和有机碳含量依次增加，硝态氮含量最高，为55.72 mg/L，其次是氨态氮(23.5 mg/L)、总有机碳含量(13.66 mg/L)和挥发性有机物含量(1.94 mg/L)。表5给出了测量参数的结果。第6天时，氨浓度呈指数增长，随后急剧下降(0、0.49、1.7、0.59和0.23 mg/L)。总有机碳则不一样，直到第8天，总有机碳稳步增加(0、0.24、0.95、1.50和2.32 mg/L)。挥发性有机化合物(VOCs)呈先上升后下降的趋势(0、0.06、0.22、0.63、0.53 mg/L)，硝酸盐呈先上升后下降的趋势(8 d)。方差分析表明，氨和VOCs的减少模式相似(<0.05)，但总有机碳的减少模式不相似。在95%的自由度下，硝酸盐和挥发性有机化合物的减少也没有显著差异。

表4。未经处理的废水样品中恶臭物质的测定。

表5所示。配方微生物液体补充剂的微生物除臭性能的测定。

讨论中

小球藻寻常的证明了其在水产养殖中降低氨和挥发性有机化合物浓度的能力，如图1和2以上。这与Ringo等人的工作是一致的。1]，其中指出许多微生物通过恢复水质和创造有利的养殖环境对鱼类有益。这些微生物通过去除含氮和其他有毒物质而起到水的调理剂的作用。根据Sorokulova [2]，需要去除的两种主要水族馆污染物是排入水中的鱼废物(有毒氨和挥发性有机化合物)和未食用的鱼饲料颗粒。这种微藻既可以作为生物过滤器，也可以利用废水中的硝酸盐合成植物蛋白。鱼类释放到水族箱中的氨可以利用小球藻在光合作用过程中产生的氧气氧化成硝酸盐，因此在8天(表5和图4）.

温度，pH值，溶解氧，nhh_3.和H₂在饲养用水中添加小球藻寻常的。Banerjee等人的研究也支持这一观点。[12]和Aguirre-Guzman等人。[13]。除有毒的氨外，二氧化碳趋向于浓缩，如总有机碳升高所示，如图表5这可能会影响鱼的整体健康。

因此，二氧化碳水平应该得到控制。路易斯和乔治[14]和Brown等人。[15]认为，为了鱼类的良好生长，二氧化碳浓度应保持在每升30毫克以下。一些二氧化碳是有益的，因为它可以降低pH值并减轻氨毒性。二氧化碳的去除可以通过水生绿藻的光合作用来完成(图3)。这些藻类利用二氧化碳合成植物碳水化合物，并将氧气释放到水生系统中。氧气的释放保证了池塘持续的有氧状态，维持了水族馆鱼类的健康状态。

结论

这项研究证明小球藻寻常的作为养鱼场废水的气味控制剂，是可持续水产养殖发展的名副其实的工具。这是徒劳的，它补充了它作为鱼类和其他水产养殖物种的活食的作用。它通过解毒鱼类和其他水产养殖物种产生的有毒物质来净化水产养殖。水产养殖中产生的二氧化碳被微藻在光合作用中利用，产生的氧气可以促进氨转化为毒性较小的硝酸盐。因此，建议必须把重点放在这个新的领域，目的不仅是减轻环境空气污染，而且是提高水产养殖业的生产力和质量。

参考文献

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3. Gatesoupe FJ。益生菌在水产养殖中的应用。水产养殖。1999;180:147 - 165。
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5. Brown MR，等。海水养殖用微藻的营养特性。水产养殖。1997;151:315 - 331。
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14. Louis AH和George L.循环水养殖系统(RAS)中的鱼类养殖。弗吉尼亚理工大学渔业与野生动物科学系。2012;5:1-19。
15. Brown MR，等。海水养殖用微藻的营养特性。水产养殖。1997;151:315 - 331。