Xét nghiệm vi sinh vật xác định độc tính tiềm tàng trong lớp lót polymer, vật liệu lọc sinh học
22.12.2019
Thử nghiệm nhanh, đơn giản dựa trên độ nhạy cảm của vi khuẩn nitrat hóa
Các ao nhỏ, có ga như những ao tại cơ sở Aqualab ở Ecuador sử dụng các lớp lót polymer để ổn định bờ ao và giúp kiểm soát chất lượng nước. Polyme tổng hợp như nhựa và cao su tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản như bể lót và lót ao, và phương tiện hỗ trợ vững chắc cho quá trình lọc sinh học nitrat hóa. Tuy nhiên, các sản phẩm polymer tổng hợp gây ra độc tính tiềm tàng có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe của động vật nuôi và can thiệp vào quá trình nitrat hóa sinh học. Không phải tất cả các polyme tổng hợp đều lọc các hóa chất độc hại, và hầu hết các loại nhựa và cao su thường trơ với hầu hết các dạng sinh học. Khi được xác định, độc tính thường là kết quả của sự giải phóng chậm các phân tử được nhúng trong các polyme tổng hợp trong quá trình sản xuất. Do tính chất độc quyền của quá trình sản xuất, rất khó để có được thông tin kỹ thuật chi tiết về các chất phụ gia hóa học khác nhau được sử dụng trong quá trình sản xuất polyme. Do đó, sàng lọc độc tính được khuyến nghị cho các sản phẩm polymer tổng hợp trước khi ứng dụng vào nuôi trồng thủy sản.
Độc tính tiềm năng
Độc tính tiềm tàng của các polyme tổng hợp đối với các sinh vật sống bị ảnh hưởng bởi các loại và số lượng phụ gia hóa học được sử dụng trong quá trình sản xuất của chúng, cũng như tốc độ các phân tử này thoát ra khỏi các polyme vào nước xung quanh. Tốc độ giải phóng bị ảnh hưởng bởi kích thước của các phân tử di cư, và nhiệt độ nước, pH và độ mặn.
Kiểm tra độc tính
Để dự đoán và do đó tránh được các vấn đề do độc tính tiềm tàng của các sản phẩm polymer tổng hợp được sử dụng trong hoạt động nuôi trồng thủy sản, các tác giả đã phát triển một thử nghiệm độc tính nhanh, đơn giản dựa trên độ nhạy cảm của vi khuẩn nitrat hóa với sản phẩm. Thử nghiệm có thể xác định các tác động có hại của polyme tổng hợp đối với quá trình nitrat hóa và cảnh báo cho nhà sản xuất và nhà nuôi cấy về những rủi ro tiềm ẩn đối với động vật thủy sản. Kết hợp một hoặc hai mẫu polymer, ủ 10 ngày, hai điều khiển và sáu lần lặp lại, thử nghiệm có giá khoảng $ 380.
Vi khuẩn nhạy cảmThông thường, vi khuẩn ít nhạy cảm với các hóa chất độc hại hơn các sinh vật đa bào và do đó không được sử dụng trong các xét nghiệm độc tính tiêu chuẩn. Tuy nhiên, vi khuẩn nitrat hóa đã được chứng minh là thậm chí còn nhạy cảm hơn với độc tính polymer so với tôm trong một số trường hợp, điều này cho thấy cơ hội sử dụng xét nghiệm vi khuẩn rẻ tiền và nhanh chóng thay vì xét nghiệm trên động vật.Các vi sinh vật nitrat hóa thực hiện quá trình nitrat hóa, oxy hóa sinh học amoniac và nitrit, rất quan trọng trong việc giữ các hợp chất nitơ độc hại trong nuôi trồng thủy sản ở mức thấp. Các vi khuẩn nitrat hóa được sử dụng trong xét nghiệm độc tính là tự dưỡng từ một số ít loài bao gồm các nhóm vi khuẩn oxy hóa amoniac và oxy hóa nitrit.
Chúng hiếu khí nghiêm ngặt, tiêu thụ carbon dioxide làm nguồn carbon duy nhất của chúng và thu được năng lượng thông qua quá trình oxy hóa nitơ. Trong quá trình oxy hóa amoniac, vi khuẩn tạo ra axit phải được trung hòa. Nhìn chung, vi khuẩn nitrat hóa là những loài sinh trưởng chậm, rất nhạy cảm với các hóa chất khác nhau và có phạm vi pH hẹp trong đó hoạt động của chúng diễn ra.
Thử nghiệm độc tính được thực hiện bằng cách cho các vi sinh vật nitrat hóa vào các mẫu polyme tổng hợp và theo dõi các vi sinh vật có khả năng oxy hóa amoniac và nitrit. Độc tính được đo theo thời gian tiếp xúc của môi trường nuôi cấy vi sinh vật với các mẫu polymer và mức độ suy yếu của quá trình nitrat hóa với sự có mặt của sản phẩm được thử nghiệm.
Ví dụ sử dụng
Thử nghiệm đã được sử dụng hiệu quả trong nhiều ứng dụng đánh giá các sản phẩm polymer tổng hợp.
Tỷ lệ chết tôm từ bể lót
Các đợt tử vong của tôm xảy ra trong quá trình tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus setiferus) trong một hệ thống sản xuất tuần hoàn siêu cường. Lớp lót cao su tổng hợp ethylene propylene diene monome (EPDM) được sử dụng để lót bể nuôi tôm bị nghi là độc hại đối với tôm.
Vật liệu lót EPDM đã được thử nghiệm trong các điều kiện được kiểm soát với tôm được nuôi trong các bể nhỏ khi có hoặc không có lớp lót. Với sự có mặt của lớp lót, tất cả tôm đã chết trong vòng hai tuần. Tôm đối chứng không tiếp xúc với lớp lót có tỷ lệ sống 100% trong cùng thời kỳ. Ngoài ra, sự tích lũy amoniac đã được ghi nhận trong các bể chứa vật liệu lót.
Các thử nghiệm độc tính vi sinh vật của lớp lót đã sử dụng vi khuẩn nitrat hóa trong trường hợp không có tôm. Nuôi cấy tiêu chuẩn của quần thể vi khuẩn nitrat hóa hỗn hợp được duy trì trong môi trường muối nitrat hóa cụ thể, được sục khí và tiếp xúc với lớp lót trong 50 giờ.
Với sự hiện diện của lớp lót, quá trình nitrat hóa đã dừng lại trong vài giờ và để lại sự hiện diện liên tục của amoniac và nitrit, trong khi các điều khiển không có lớp lót cho thấy loại bỏ amoniac và nitrit nhanh và hiệu quả. Lớp lót EPDM rõ ràng đã giải phóng các hóa chất độc hại cho cả tôm và vi khuẩn nitrat hóa. Các chất phụ gia hóa học được giải phóng từ EPDM có thể bao gồm các monome, benzoyl peroxide, aldehyd amin, thiozoles, diamines thơm, anilin và các loại dầu khác nhau.
Lựa chọn hạt cho bộ lọc sinh học
Các hạt polyurethane được coi là môi trường hỗ trợ vững chắc cho các vi sinh vật nitrat hóa trong bộ lọc sinh học cho một hệ thống tuần hoàn nuôi cá rô phi. Các hạt dường như phù hợp cho nuôi trồng thủy sản, và không có tác dụng xấu trong điều kiện tăng trưởng vi khuẩn bình thường. Tuy nhiên, những thay đổi tương đối nhỏ về nhiệt độ (23 đến 27 độ-C) và / hoặc pH (7,34 đến 7,80) đã khiến polymer ức chế quá trình nitrat hóa mạnh mẽ.
Mặc dù nhiệt độ và pH nằm trong vùng vận hành của quá trình nuôi cấy nitrat hóa, kết quả cho thấy sự giải phóng tăng các hợp chất độc hại từ các hạt do thay đổi pH và nhiệt độ. Bộ lọc sinh học polyurethane độc hại đã được thay thế bằng một loại polymer không độc hại trước khi xảy ra thiệt hại cho động vật.
Các chất phụ gia hóa học có thể được giải phóng từ polyurethane bao gồm tetrahydrofurane và axit adipic. Mặc dù một số loại polyurethane được sản xuất với ít hoặc không có chất phụ gia được coi là không độc hại và được sử dụng cho mục đích y tế, người ta không thể cho rằng tất cả các sản phẩm polyurethane đều không độc hại. Khi mua hạt mới cho bộ lọc sinh học, sẽ rất hợp lý khi kiểm tra chúng bằng xét nghiệm độc tính vi sinh vật trước khi sử dụng.
Sản phẩm lót EPDM an toàn hơn
Tấm EPDM là một nguồn hấp dẫn cho lớp lót trong nuôi trồng thủy sản. Mặc dù vật liệu này đắt hơn một chút so với polyetylen mật độ cao (HDPE), nhưng việc lắp đặt và sửa chữa EPDM dễ dàng hơn với chi phí ban đầu cao hơn.
Để giúp chọn công thức màng EPDM an toàn cho lớp lót ao / bể trong nuôi tôm, thử nghiệm độc tính vi sinh vật đã được áp dụng để đánh giá độc tính tiềm tàng của màng cao su tổng hợp làm từ polyme EPDM với các chất độn, phụ gia và chất đóng rắn khác nhau. Một lớp lót HDPE không độc hại trước đây được sử dụng trong vài tháng trong bể nuôi tôm là sự kiểm soát không có độc tính. Một điều khiển không có lớp lót cũng được sử dụng.
Một số mẫu màng EPDM cho thấy không có ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình nitrat hóa ở mọi thời điểm phơi nhiễm. Các mẫu khác độc hại với quá trình oxy hóa amoniac, và một số cũng được tìm thấy để ức chế quá trình oxy hóa nitrite. Quả sung. 1 và 2 trình bày kết quả của các xét nghiệm sàng lọc ngắn hạn của hai mẫu màng EPDM đại diện. Mẫu A là độc hại và mẫu B không độc hại đối với vi khuẩn nitrat hóa.
Hình 1: Kết quả kiểm tra độc tính đối với các mẫu lót polymer được xác định bởi lượng amoniac không bị oxy hóa bởi vi khuẩn oxy hóa amoniac. Hình 2: Kết quả kiểm tra độc tính đối với các mẫu lót polymer được xác định bởi lượng nitrit không bị oxy hóa bởi vi khuẩn oxy hóa nitrite. (Biên tập viên Lưu ý: Bài viết này ban đầu được xuất bản trong phiên bản in tháng 4 năm 2005 của Người ủng hộ nuôi trồng thủy sản toàn cầu.)
Tư vấn hợp tác chuyển giao công nghệ liên hệ: 09.333.333.61
Quy trình nuôi tôm công nghệ cao SINH HỌC TÔM VÀNG tư vấn thiết kế và xây dựng mô hình nuôi tôm công nghệ cao đạt hiệu quả và tỉ lệ thành công 90% trọn vẹn niềm tin
THANH TÀI lược dịch
SHTV
Thông tin liên hệ: 09.333.333.61 hoặc truy cập qua facebook: Sinh học tôm vàng để biết thêm thông tin.
Tag:
Tư vấn hợp tác chuyển giao công nghệ liên hệ: 09.333.333.61 Quy trình nuôi tôm công nghệ cao SINH HỌC TÔM VÀNG tư vấn thiết kế và xây dựng mô hình nuôi tôm công nghệ cao đạt hiệu quả và tỉ lệ thành công 90% trọn vẹn niềm tin.
