گازهای محلول در آب (مورد بحث در آبزی پروری)

گازهای محلول آنهایی هستند که در محلول آب هستند. رایج ترین گازها اکسیژن، دی اکسید کربن، نیتروژن و آمونیاک هستند. غلظت ها بر حسب قسمت در میلیون (ppm) یا میلی گرم در لیتر (mg/L) اندازه گیری می شود، هر دو واحد اندازه گیری یکسان هستند.

میزان اکسیژن محلول در آب

اکسیژن محلول (DO) مهمترین پارامتر شیمیایی در آبزی پروری است.

سطح پایین اکسیژن محلول، مسئول اصلی کشتار ماهی ها (چه به طور مستقیم یا غیرمستقیم) نسبت به سایر عوامل است. ماهی ها مانند انسان ها برای تنفس به اکسیژن نیاز دارند. مقدار اکسیژن مصرفی ماهی تابعی از اندازه، سرعت تغذیه، سطح فعالیت و دمای آب است.

ماهی های کوچک به دلیل سرعت متابولیسم بالاتر نسبت به ماهی های بزرگ اکسیژن بیشتری مصرف می کنند. مید (1974) تعیین کرد که مصرف اکسیژن ماهی سالامون با دمای 14 درجه سلسیوس 0.002 پوند به ازای هر پوند ماهی در روز است.

لوئیس و همکاران (1981) مشخص کردند که ماهی راه راه پرورش یافته در 25 درجه فارنهایت 0.012-0.020 پوند اکسیژن به ازای هر پوند ماهی در روز مصرف می کند. نیاز بیشتر به اکسیژن توسط ماهی راه راه ممکن است به این مسئله نسبت داده شود که نرخ متابولیسم برای هر 10 درجه سلیسیوس افزایش دما دو برابر می شود.

برای به دست آوردن رشد خوب، ماهی باید در سطوح بهینه اکسیژن محلول کشت شود. یک قانون کلی خوب این است که سطوح DO را در حد اشباع یا حداقل 5 پی پی ام حفظ کنید.

سطوح اکسیژن محلول کمتر از 5ppm می تواند استرس بی مورد بر روی ماهی وارد کند و سطوح کمتر از 2ppm منجر به مرگ می شود. برخی از گونه‌های آب‌های گرم مانند تیلاپیا و کپور برای مقاومت در سطوح پایین DO سازگاری بهتری دارند، در حالی که بیشتر گونه‌های آب سرد نمی‌توانند در سطوح پایین DO مقاومت کنند.

دی اکسید کربن

دی‌اکسید کربن (CO2) در آب معمولاً حاصل از فتوسنتز یا منابع آبی که از سنگ‌های حاوی سنگ آهک سرچشمه می‌گیرد، یافت می‌شود. ماهی می تواند غلظت 10 پی پی ام دی اکسید کربن را تحمل کند به شرطی که غلظت اکسیژن محلول بالا باشد.

آبی که از تراکم بالای ماهی پشتیبانی می کند معمولاً حاوی کمتر از 5 پی پی ام دی اکسید کربن آزاد است. در آبی که برای کشت فشرده ماهی استخر استفاده می شود، سطح دی اکسید کربن ممکن است از 0 ppm در بعد از ظهر تا 5-15 ppm در هنگام سحر در نوسان باشد. در حالی که در سیستم های چرخشی سطح دی اکسید کربن ممکن است به طور منظم از 20 پی پی ام تجاوز کند. سطوح بسیار بالای دی اکسید کربن (بیشتر از 20 پی پی ام) ممکن است در مصرف اکسیژن توسط ماهی اختلال ایجاد کند.

دو راه متداول برای حذف دی اکسید کربن آزاد وجود دارد. اول، با آب چاه یا چشمه از سنگ‌های حاوی سنگ آهک، هوادهی می‌تواند گاز اضافی را «دفع» کند. گزینه دوم اضافه کردن نوعی از مواد بافر کربنات مانند کربنات کلسیم (CaCO3) یا بی کربنات سدیم (Na2CO3) است. چنین افزودنی هایی در ابتدا تمام دی اکسید کربن آزاد را حذف کرده و آن را به عنوان بافرهای بی کربنات و کربنات ذخیره می کنند.

نیتروژن

گازهای محلول، به ویژه نیتروژن، معمولاً بر حسب «درصد اشباع» اندازه گیری می شوند. هر مقدار بیشتر از مقدار گازی که آب به طور معمول در یک دمای معین نگه می دارد، فوق اشباع را تشکیل می دهد. سطح فوق اشباع گاز بالاتر از 110% معمولاً مشکل ساز در نظر گرفته می شود.

بیماری حباب گاز از علائم گاز فوق اشباع است. علائم بیماری حباب گاز می تواند متفاوت باشد. حباب ها ممکن است به قلب یا مغز برسند و ماهی ها بدون هیچ علامت خارجی قابل مشاهده می میرند. علائم دیگر ممکن است حباب هایی درست در زیر سطح پوست، در چشم ها یا بین باله‌ها باشد. درمان بیماری حباب گاز شامل هوادهی کافی برای کاهش غلظت گاز تا حد اشباع یا کمتر است.

آمونیاک

ماهی ها آمونیاک و مقادیر کمتری اوره را به عنوان مواد زائد در آب دفع می کنند. دو شکل آمونیاک در سیستم های آبزی پروری وجود دارد، یونیزه و غیریونیزه. فرم یونیزه نشده آمونیاک (NH3) بسیار سمی است در حالی که شکل یونیزه شده (NH4+) سمی نیست. هر دو شکل با هم به عنوان “آمونیاک کل” گروه بندی می شوند. از طریق فرآیندهای بیولوژیکی، آمونیاک سمی می تواند به نیترات های بی ضرر تجزیه شود.

در آب‌های طبیعی مانند دریاچه‌ها، آمونیاک به دلیل تراکم کم ماهی ممکن است هرگز به سطوح خطرناک بالایی نرسد، اما پرورش‌دهنده ماهی باید تراکم بالایی از ماهی را حفظ کند و در نتیجه خطر سمیت آمونیاک را به دنبال دارد. سطوح آمونیاک غیریونیزه با افزایش دما و pH افزایش می یابد.

برای تعیین غلظت آمونیاک یونیزه نشده، غلظت کل آمونیاک را در درصدی که نزدیک‌ترین مقدار به دمای مشاهده شده و pH نمونه آب است ضرب کنید. به عنوان مثال، غلظت کل آمونیاک 5 ppm در pH=9 و 28 درجه سلیسیوس خواهد بود:

 5 ppm آمونیاک کل X 28.5٪ = 1.43 ppm

سطح سمیت برای آمونیاک غیریونیزه به گونه های فردی بستگی دارد. با این حال، سطوح زیر 0.02 ppm ایمن در نظر گرفته می شوند. غلظت بالای آمونیاک و خطرناک معمولاً محدود به سیستم چرخش آب یا مخازن حمل و نقل است که در آن آب به طور مداوم بازیافت می شود و پس از از بین رفتن فیتوپلانکتون ها در کشت برکه ها. با این حال، شکل متوسط آمونیاک – نیتریت – در سطوح سمی (بیماری خون قهوه ای) در استخرهای ماهی شناخته شده است.

جدول زیر درصد آمونیاک یونیزه نشده بر اساس آمونیاک کل در pH های متفاوت را نشان می‌دهد:

منبع:

https://thefishsite.com/articles/water-quality-a-priority-for-successful-aquaculture