Sortkjær, O., Henriksen, N.H., Heinecke, R.D. & Pedersen, L-F. 2008: Optimering af behandlingseffekten i akvakultur. Minimering af forbrug og udledning af hjælpestoffer. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 124 s. – Faglig rapport fra DMU nr. 659.
Sammenfatning
Forsøg i laboratorium skulle give en idé om, ved hvilke koncentrationer det er muligt at bekæmpe parasitter, og samtidig give svar på, hvad behandlingstiden betød. Stofferne der skulle testes var formalin og brintoverilte. Resultaterne fra disse undersøgelser skulle danne baggrund for behandlingsstrategien ude på dambrugene. Parasitterne Gyrodactylus derjavinoides (tidligere G. derjavini) og therontstadiet af ciliaten Ichthyophthirius multifiliis (fiskedræber) blev udvalgt. Brintoverilte blev tilsat i form af natriumperkarbonat.
For begge stoffer blev der fundet en positiv sammenhæng mellem koncentrationen og dødeligheden af parasitterne. Der blev ligeledes fundet positiv sammenhæng mellem behandlingstiden og parasitdødeligheden og mellem temperaturen og parasitdødeligheden.
De to arter af parasitter havde forskellig følsomhed over for formaldehyd anvendt til behandling. Således var therontstadiet af I. multifiliis mere følsom end G. derjavinoides under de pågældende forsøgsopsætninger. Behandlingstiden skulle være 5-7 gange længere for G. derjavinoides end for I. multifiliis for at opnå den samme effekt, hvor halvdelen af parasitterne dør (LT 50). Tilsvarende forskelle kan forventes blandt andre parasitter, som ikke er med i denne undersøgelse. For natriumperkarbonat var forskellene endnu større, således var I. multifiliis op til 20 gange mere følsom end G. derjavinoides under de pågældende forsøgsopsætninger.
G. derjavinoides kunne bekæmpes med 8 mg formalin/l ved 21 grader på 8 timer, hvorimod der skulle 64 mg/l til at opnå det samme ved ca. 12 grader. For fiskedræberen kunne 8 mg/l dræbe alle i løbet af 2,5 time ved 22 grader, og det samme kunne opnås ved 12 grader med 16 mg/l.
Med brintoverilte kunne 10,3 mg/l ved 21 grader bekæmpe så godt som alle Gyrodactylus på 8 timer hvilket krævede 20,5 mg/l ved ca. 12 grader. Fiskedræberen kan bekæmpes på godt 2 timer ved 22 grader med en koncentration på 2,6 mg/l. Ved ca. 12 grader skal der den dobbelte koncentration til for at opnå det tilsvarende på den samme tid.
En konsekvens af nedsatte behandlingskoncentrationer er at behandlingstiden forlænges. Det kan kun lade sig gøre hvis ind- og udløb lukkes. På intet tidspunkt faldt iltniveauet med mere end 1,5 mg/l uanset iltningsform. Mest lovende og mindst arbejdskrævende er det at anvende en padlebelufter, der samtidig er særdeles effektiv til at opblande vandet i modsætning til en recirkulering ved brug af pumpe. Ulempen ved en padlebelufter er, at ved lav vandstand kan bunden blive hvirvlet op, og organisk materiale kan blive tilgængelig og ved nedbrydning være med til at øge iltforbruget. Iltdiffuserne er trods en vandsøjle på kun 40 cm i stand til at ilte vandet, ikke mindst lokalt og kan være en sikkerhed, hvis vandstanden sænkes til under det halve.
Forsøgene viste at en padlebelufter centralt placeret var bedste metode til at sikre tilstrækkelig med ilt i vandet under behandlingen. Padlebelufteren var også effektiv til at opblande formalin og natriumperkarbonat i dammens vandfase og kunne gøre det indenfor 15 minutter. Meget aflange damme kan være vanskelige at opblande med 1 padlebelufter, her kan evt. opsættes 2, eller en padlebelufter kan trækkes frem og tilbage i dammen under opblandingen.
For at kunne beregne den nødvendige stofmængde der skal tilsættes, skal dammens aktuelle vandvolumen kendes. Resultatet af volumenberegningen ved hjælp af fysisk opmåling eller måling med vandur eller koncentrationsbestemmelse ved tilsætning af en kendt mængde salt viser, at der er stor overensstemmelse mellem vandur og saltmetoden, hvorimod den fysiske opmåling i flere tilfælde overestimerer volumen med optil 23 %. Løber alt vandet gennem vanduret, uden at der er ind eller udsivning i dammen, vil volumen være bestemt af vandurets nøjagtighed. Saltmetodens nøjagtighed er afhængig af, at alt vandet er opblandet, og det tager for en traditionel dam omkring 15 minutter med en padlebelufter. Med en recirkuleringspumpe tager det mindst den dobbelte hydrauliske opholdstid før opblandingen er total. Den fysiske opmåling skal baseres på flere transekter end i disse forsøg, og det er meget arbejdskrævende.
Da volumenet skal bruges til at beregne den mængde stof, der skal tilsættes under behandling, og dette stof skal opblandes i dammen, er saltmetoden at foretrække kombineret med en padlebelufter. Padlebelufteren har den fordel at den også bidrager med ilttilførsel til vandet. Vanduret der er lige så nøjagtig som saltmetoden er ret så bekostelig og saltmetoden kræver kun en billig ledningsevnemåler.
Koncentrationen skal holdes under behandlingen. For formalin er omsætningsraten i dammene så lille, at omsætningsraten ikke har nævneværdig betydning under behandlingen. For brintoverilte er omsætningsraten større og der skal suppleres med brintoverilte 1 til 2 gange under behandlingen. Under brintoveriltebehandling kan koncentrationen følges med sticks, der aflæses på 15 sekunder, generelt viste de dog ca 2 mg/l for lidt.
I nogle opdrætssystemer vil vandstanden under behandlingen kunne sænkes, hvorved stofmængden der anvendes til behandlingen reduceres yderligere set i forhold til de mængder, der normalt anvendes i dag.
Til de praktiske forsøg i damme blev valgt en behandlingstid på max. 4-6 timer, således at den kunne finde sted inden for en normal arbejdsdag. På baggrund af laboratorieforsøgene blev det besluttet i behandlingsforløbet at opretholde følgende koncentrationer: For formalin ca. 15 mg/l og for brintoverilte ca. 8 mg/l.
De 3 dambrug, der blev behandlet med formalin, havde forskelligt parasittryk, henholdsvis meget lidt (Mølbak), moderat (Toudal) og meget kraftig (Silstrup) infektion med parasitter. Arterne af parasitter var forskelllig fra anlæg til anlæg, men blev på Toudal og Silstrup domineret af fiskedræber. Dammene blev behandlet med 12-18 mg/l formaldehyd, hvilket var ca. 1/5 del af hvad dambrugerne normalt brugte til bekæmpelse. Koncentrationerne kunne opretholdes under den 4-6 timer lange behandling uden yderligere tilsætning af formalin. På Mølbak og Silstrup dambrug ”flimrede” fiskene ½-1 time efter tilsætningen, men ellers så det ikke ud til at den forlængede formalindosering påvirkede fiskene negativt.
Behandlingen bevirkede, at næsten alle parasitter på fiskene døde efter 4 timer på det kun lidt inficerede Mølbak dambrug. De to andre dambrug krævede en lidt anden behandlingsstrategi, da det primære problem var fiskedræber. Derfor blev behandlingen gentaget 5-6 gange. Behandlingen med den lave koncentration var mindst lige så effektiv som med den traditionelle behandling med høje koncentrationer. For den meget hårdt angrebne Silstrup dambrug faldt dødeligheden af fisk efter hver behandling.
Dambrugene kunne behandles ligeså effektivt med 1/5 af den gængse formalinkoncentration. Behandlingshyppigheden er et spørgsmål om, hvilke parasitter der skal bekæmpes, og hvor inficerede fisk og damme er.
Under de praktiske formalinbehandlinger sås en dødelig effekt i en koncentration på ca. 15 mg/l i ca. 4 – 6 timer overfor følgende parasitter: Chilodonella sp., Ichthyobodo necator (tidligere Costia), Trichodina spp., Gyrodactulus sp. og Sessile ciliater (Apiosoma sp. / Ambiphrya sp. / Epistylis sp.). Herud over sås en effekt på fiskedræber (I. multifilii) infektion, såfremt behandlingen blev gentaget regelmæssigt.
Behandlingseffekt af brintoverilte i damme
Brintoveriltebehandlingen blev gennemført på 3 dambrug, Mølbak dambrug der var meget lidt inficeret, Staulund dambrug og Toudal dambrug var moderat inficeret. Brintoverilten var tilsat som natriumperkarbonat. Da brintoverilten hurtigt omsættes var det nødvendigt at følge koncentrationen på stedet og supplere undervejs med nye tilsætninger. Det var forholdsvis let at opretholde en koncentration på 5-10 mg/l brintoverilte under behandlingen på 5-8 timer.
På Mølbak dambrug var fisken så lidt inficeret, at det ikke var muligt at registrere effekter på parasitterne. Der var ingen registrerbare negative effekter på fiskene, selv om brintoveriltekoncentration i sidste del af behandlingen over 8 timer blev hævet fra 8 til ca. 15 mg/l. På Staulund dambrug medførte brintoverilten en drabseffekt på følgende parasitter: Chilodonella sp., Ichthyobodo necator (tidligere Costia), Trichodina spp. og Gyrodactulus sp. Drabseffekten sås allerede efter ca. 2 timers behandling, men fiskedræber var upåvirket. Behandlingen havde en positiv effekt på fiskenes ædelyst og fiskenes gæller var i orden, men der blev sidst i forløbet og dagen efter konstateret tendens til blødning.
På Toudal dambrug var fiskenes gælder stærkt tilslimede og inficerede med fiskedræber. Behandlingen blev gentaget 5 gange med få dages mellemrum og efter 3. behandling kunne fiskedræberen ikke genfindes på gællerne.
Brintoveriltebehandlingen på et koncentrationsniveau på 8 ±3 mg/l dræber dermed tilsyneladende en lang række parasitarter, hvorimod det kræver gentagne behandlinger for at bekæmpe fiskedræberen. Det skal også ses i sammenhæng med fiskedræberens livscyklus. Med mellemrum frigives theronter fra bunden og stiger op i vandfasen, og det er kun på dette tidspunkt, at fiskedræberen kan bekæmpes.
For at kunne sammenligne behandlingsformerne og stofferne blev der på Toudal dambrug behandlet 6 ens damme med moderat inficerede fisk. Behandlingen i to damme var henholdsvis som man plejer med høj koncentration af henholdsvis formalin og brintoverilte over kort tid, og en dam med reduceret koncentration, og en med reduceret brintoveriltekoncentration. De to damme blev behandlet over 5 timer. Endelig blev to damme behandlet med Virkon S, et desinfektionsmiddel. Alle behandlinger var lige effektive, så en behandling med reduceret koncentration var tilstrækkelig, hvad enten der bruges brintoverilte eller formalin, når behandlingstiden forlænges til 4-6 timer.
Under forsøgene sås der en effekt under praktiske brintoverilte behandlinger i en koncentration på ca. 8 - 15 mg/l i ca. 4 – 6 timer overfor følgende parasitter: Chilodonella sp., Ichthyobodo necator (tidligere Costia), Trichodina spp., Gyrodactulus sp. Herud over sås en effekt på fiskedræberinfektion (I. multifilii), såfremt behandlingen blev gentaget regelmæssigt.
Recirkulerede anlæg har ofte installeret et biofilter. Hjælpestofferne, der jo er desinfektionsmidler kunne således forventes at have indflydelse på biofilternes effekt til omsætning af kulstof og kvælstofforbindelser. På mindre forsøgsbiofiltre er omsætningen af formaldehyd og brintoverilteprodukter blevet fastlagt, og biofiltrenes tolerance er undersøgt. Forsøgene med formalin har vist at formaldehyds omsætningsrate øges markant ved forudgående formalinbehandlinger på grund af tilvænning. I anlæg med daglig formalindosering måles omsætningsrater på op til 25 mg formaldehyd pr. m2 biofilteroverflade i timen.
Langvarige behandlingskoncentrationer på 10 og 20 ppm formaldehyd (25 og 50 ml 37 % formalin/m3) i lukkede anlæg påvirker ikke fiskene, og biofiltrene opretholder sin funktion uændret. Resultaterne viser, at langvarige behandlinger ved lav koncentrationer er en reel mulighed. Da fiskene ikke var inficeret, er der i denne del af undersøgelsen ingen effektstudier på parasitter.
Forsøgene med natriumperkarbonat viste, at omsætningsraterne er afhængige af startdoseringen og anlæggets organiske stofindhold. Brugen af natriumperkarbonat medfører en betydelig pH- og iltstigning i vandet umiddelbart efter tilsætningen. Men tilsætningen af natriumperkarbonat påvirker ikke fiskenes trivsel i de benyttede koncentrationer (fra 10 til 100 g/m3). Forsøgene viste forbigående hæmmende effekter på biofiltret, idet nitrit blev omsat langsommere i forhold til ubehandlede kontrolanlæg. Natriumperkarbonat viste sig ligeledes at blive delvist nedbrudt som funktion af fisketætheder, idet tilsætning af natriumperkarbonat til anlæg med 75 kg/ m3 medførte en halvering af brintoveriltekoncentrationen i løbet af 7 timer.
Forsøg med PerAqua Plus (pereddikesyre/brintoverilte) viste et tilsvarende 1. ordens henfaldsforløb af brintoverilte, når stoffet blev tilsat lukkede anlæg med biofiltre. Forsøg med tilsætning af Peraqua Plus til biofilterelementer i lukkede opstillinger viste, at doseringskoncentrationer på 25 ml/m3 havde en hæmmende effekt på nitrifikationen i form af nitritophobning. Vandbehandling med Peraqua Plus i anlæg med fisk og aktive biofiltre viste tilsvarende hurtigt henfald af såvel pereddikesyre og brintoverilte under udvikling af ilt. Behandlingerne med 5 og 15 ml PerAquaPlus/m3 påvirkede ikke filterfunktion eller fiskene. Simulerede badbehandlinger af en times varighed med Peraqua Plus i koncentrationer fra 10 til 60 ml/m3 viste, at fiskene led overlast ved koncentrationer over 30 ml PerAquaPlus/m3, og 6 ud af 7 fisk døde ved den højeste behandlingskoncentration. Det er således forbundet med vis risiko at behandle med brintoverilteprodukter i recirkulerede anlæg med biofiltre, hvorfor også kun få dambrugere hidtil har forsøgt dette. Derimod er behandlingsstrategien med at dosere mindre mængde formalin over længere tid således en mulighed i recirkulerede anlæg med biofiltre.
Dette blev udført på Kongeåens dambrug. Formalindoseringen medfører en puls, som starter ved godt 130 mg formaldehyd/l for derefter at falde relativt hurtigt, men først efter godt 7 timer er vandet totalt opblandet. Formaldehyden omsættes hurtigt i produktionsenheden (inklusiv biofilter) og er væk efter 17 timer. Dette stemmer udmærket overens med den omsætningsrate som blev fundet i laboratorieforsøgene. Blev formalinen tilsat løbende over en time, ville det være fordelt over hele produktionsenheden med den ønskede startkoncentration på ca. 22 mg/l.
I udløbet af plantelagunen kunne formaldehyd måles efter 11 timer, til trods for at den gennemsnitlige opholdstid for den 14.000 m2 store plantelagune er på ca. 2 døgn. Der kan fortsat spores formaldehyd knap 2 døgn efter forsøgsstart. I vandløbet fortyndes koncentrationerne yderligere med en faktor 17 i en Qmm situation.
Plantellagunen består af mange tidligere fiskedamme, der er forbundet i grupper med forskellige antal damme og har forskellige udløb til det næstsidste bassin. Et saltforsøg viste, at der i udløbet fra plantelagunen kunne spores salt efter 11 timer, og det er ganske i overensstemmelse med, hvad der blev fundet for formaldehyd.
Pulseffekten, som anvendes i Kongeåens dambrug, kan i det recirkulerede system have den fordel, at koncentrationen omkring fiskene til tider er forholdsvis høj, hvilket kan være en fordel, når behandlingen er rettet mod parasitter på fisken. Er behandling rettet mod parasitterne i vandfasen giver pulsdoseringen dog mulighed for at parasitterne, der ikke befinder sig i den behandlede del af vandet, vil kunne overleve. Dette vil (jf. erfaringerne fra de andre forsøg) blive undgået, såfremt at hele vandfasen blev doseret jævnt (eksempelvis med 15-20 mg/l). En sådan strategi vil dog, grundet den store omsætning i systemet, skulle suppleres med jævnlige tilsætninger for at opretholde den nødvendige koncentration. Alternativt kan det overvejes, om man i hele eller dele af den ønskede behandlingstid kan shunte vandet uden om biofiltret. Dette vil dog kunne medføre, at parasitter i biofiltret ikke behandles effektivt og vil måske kunne få uheldige konsekvenser for biofiltrets omsætning af næringsstoffer.
Ud fra forsøget må det fremover anbefales, at udløbet fra det behandlede opdrætsafsnit lukkes under behandlingen, hvis det er muligt. Dette vil medføre, at formalinen bliver længere tid i anlægget, da det ikke fortyndes og løber videre til plantelagunen, hvormed behandlingen effektiviseres. På grund af den store omsætning af formaldehyd der primært sker i biofiltret, vil udledningen af formalin til det omgivende miljø kunne minimeres betydeligt.
Projektet har vist, at den parasitdræbende effekt af hjælpestofferne formalin og brintoverilte er afhængig af både koncentration og opholdstid. Dette er nu vist ikke blot i laboratorium, men også under praktiske forsøg på dambrugene. En sådan viden vil kunne medvirke til, at forbruget af hjælpestoffer kan nedbringes og evt. også forbedre det vandbehandlingsmæssige resultat. Det er dog vigtigt at understrege, at den forlængede behandlingstid med reducerede koncentrationer kun er afprøvet på forholdsvis få dambrug og under de enkelte dambrugs givne betingelser. Man kan altså ikke ud fra disse forsøg konkludere, om man generelt kan anvende metoden på alle anlæg, dertil er de danske dambrug for forskellige i udformning og drift.
Hele rapporten i pdf-format (2.431 kB)
