Технические средства аквакультуры

1.(5) Индустриальный метод  выращивания гидробионтов.

      Одной из сложнейших и насущных проблем  современного мира является проблема обеспечения увеличивающегося населения  планеты продуктами питания.

      Современная программа развития рыбного хозяйства  России предполагает разработку циркуляционных систем, представляющих в своей основе совершенно иную форму связи между производством и окружающей средой. Выращивание рыбы в рециркуляционных системах происходит при многократном использовании одного и того же объема воды, подвергаемого очистке и вновь возвращаемого в рыбоводные емкости. В таком виде система обеспечивает надежный контроль за процессами выращивания и позволяет осуществлять соответствующие мероприятия по оптимизации водной среды.

      При этом значительное увеличение производства рыбной продукции возможно только благодаря внедрению новых современных технологий, одной из которых является выращивание рыбы в установках с замкнутым водо-использованием (УЗВ). Подобные установки обеспечивают полную независимость производственного процесса от природно-климатических условий и времени года. При этом в 3–6 раз сокращается время выращивания гидробионтов, созревания производителей и формирования маточных стад. Водопотребление уменьшается в 160 раз. Достигается высокая рыбопродукция бассейнов.

      Индустриальное  рыбоводство – новое направление  рыбного хозяйства, которое имеет  широкие перспективы развития. Технология индустриального рыбоводства основывается на выращивании рыбы при высокой  плотности посадки путем создания благоприятных условий культивирования, кормлении полноценными кормами, механизации и автоматизации всех производственных процессов и получении товарной продукции в течение круглого года.

      Индустриальное  рыбоводство – это разведение и выращивание рыбы в небольших  рыбоводных емкостях (бассейнах, садках, установках оборотного водоснабжения, системах замкнутого водо-использования) с применением пресной и морской воды, отличающиеся высокой интенсивностью и производительностью.

      Положительные результаты разработки технологии выращивания рыбы в УЗВ, существенно превосходящие по уровню эффективность применения традиционных методов, предполагали иной уровень организации процессов, протекающих в замкнутых системах и обеспечивающих получение лучших рыбоводных показателей.

      Итак, под аквакультурой понимается разведение рыб, пищевых беспозвоночных и водорослей в контролируемых условиях. Аквакультура разделяется на марикультуру (рыб, беспозвоночных и водорослей) и пресноводную аквакультуру (в основном рыбоводство). Последняя включает в себя основные составляющие: нагульное (пастбищное) рыбоводство, прудовое рыбоводство и индустриальное рыбоводство. Индустриальное рыбоводство состоит из озерных, садковых и бассейновых хозяйств, систем с оборотным водообеспечением (СОВ) и установок с замкнутым циклом водообеспечения (УЗВ).

      Интенсивные озерные рыбоводные хозяйства –  это управляемые хозяйства, в  которых обеспечивается непрерывный  качественный и количественный рост получаемой рыбопродукции благодаря  концентрации производства, полной механизации и частичной автоматизации рыбоводных процессов. Интенсификация их заключается в концентрации производства, полной механизации и частичной автоматизации рыбоводных процессов.

      Садковые  хозяйства имеют ряд преимуществ  перед прудовыми, а именно:

      1. Для их создания не требуется длительного времени и больших начальных капитальных вложений.

      2. Садки просты по конструкции  и изготавливаются из широко  применяемых в рыбной промышленности  сетематериалов.

      3. Постройка и установка садков  осуществляется без применения  сложных, дорогостоящих агрегатов.

      4. Садковые хозяйства не занимают  значительных земельных площадей.

      5. Не используется первично пресная  вода, которая становится в ряде  районов все более дефицитной.

      Интенсивные форелевые хозяйства – высокоинтенсивные  хозяйства с концентрированным выращиванием рыбы при обеспечении оптимальных условий окружающей среды. Уровень интенсификации определяется кратностью обмена воды в производственных сооружениях, применяемыми кормосмесями и методами кормления, долей ручного труда, методами выращивания различных возрастных групп форели и другими биотехническими приемами.

      Бассейновые хозяйства имеют следующие преимущества:

      1. Высокая плотность посадки благодаря  интенсивному водообмену.

      2. Компактное размещение бассейнов,  экономия земельного фонда.

      3. Возможность применения оборотного  водоснабжения.

      4. Постоянный визуальный контроль  за выращиваемой рыбой, ее состоянием.

      5. Хорошая промываемость, а следовательно,  слабое накопление илов, более  легкая очистка.

      6. Отсутствие застойных зон.

      7. Минимальные потери от хищников и рыбоядных рыб.

      8. Благоприятные условия механизации  и автоматизации облова и кормления.

      Хозяйства СОВ – системы с оборотным  водоснабжением, использующие для очистки  воды специальные биологические  пруды.

      Хозяйства УЗВ – установки с замкнутым циклом водообеспечения с полностью регулируемым режимом разведения и выращивания рыбы.

      Особенностью  развития аквакультуры и особенно ее высших форм при индустриальных методах  выращивания является ослабление пресса природных факторов на успешность производства товарной продукции.

      В прудовом рыбоводстве путем кормления  искусственно приготовленными кормами  существенно увеличивается объем  рыбопродукции, но трудность самоочищения значительно ограничивает рыбопродуктивность прудов. Воздействие это существенно упрощается при индустриальных методах ведения рыбоводного хозяйства.

      При садковом и бассейновом вариантах  выращивания в зоне содержания рыбы создаются оптимальные для нее  условия среды с помощью естественной или искусственно создаваемой проточности. При бассейновом варианте и содержании рыбы в замкнутых системах водообеспечение осуществляется по оборотной или замкнутой схеме. Благодаря указанным приемам плотность посадки рыбы в садки, бассейны и другие емкости резко возрастает по сравнению с прудами, в связи с чем на несколько порядков увеличивается выход рыбы с единицы площади или объема рыбоводных сооружений.

      В общем случае при индустриальных методах выращивания удовлетворение таких жизненных потребностей рыбы, как температурный и кислородный режимы, качество водной среды обеспечивается не естественным, а искусственным функционированием водных экосистем.

      В индустриальных хозяйствах все потребности  рыбы удовлетворяются соответствующими инженерными (техническими) системами: чистота воды обеспечивается системой фильтров, ее качество – блоком водоподготовки, включающим терморегуляцию, оксигенацию, очистку от органических загрязнений и т.д. В итоге вода в индустриальных установках выполняет лишь такую технологическую функцию, как вынос из зоны обитания рыб различных твердых и растворенных загрязнений и доставку в эту зону тепла и кислорода. Сама вода не производит продукцию, как это наблюдается в прудовых и озерных условиях.

      Таким образом, индустриальная аквакультура оказывается автономным хозяйством, независимым по отношению к процессам, с которыми связано продуцирование рыбы в естественных или частично измененных водных экосистемах. На практике оказывается, что многие функции водных экосистем успешно выполняются специализированным оборудованием, которое работает, как правило, значительно эффективнее и тем самым обеспечивает предельно высокие показатели выхода рыбной продукции из рыбоводных сооружений. Всесторонняя техническая вооруженность и уровень рыбопродукции позволяют считать индустриальное рыбоводство высшей формой современной пресноводной аквакультуры. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.(26) Устройство ультрафиолетовой  лампы.

      Ультрафиолетовое  излучение (УФ) является частью области  света, которая находится ниже границы  видимости. Между 100 и 300 нм лежат три  области: УФ-A, УФ-B, УФ-C.

      Ультрафиолетовый  свет является особенно коротковолновым  излучением. Эти короткие волны соответствуют  области, в которой они на основе своей волновой структуры могут  оказывать влияние на длинные  молекулярные цепи. Белковые молекулы особенно чувствительны по отношению к ультрафиолетовым лучам. Это стало известно людям, с тех пор как установили взаимосвязь между УФ-излучением (озоновые дыры) и раком кожи. Вред, наносимый нашей коже, сравним с ущербом клеточной мембране от бактерий и вирусов. УФ-лучи являются следовательно средством для обеззараживания. Расположенный ниже рисунок показывает типичный УФ-излучатель. Он состоит из обычной люминесцентной лампы, у которой для получения визуального света на внутренней поверхности нанесен необходимый слой люминофора.

      Схема УФ излучателя низкого давления, применяемого в аквариумистике

      Вследствие  этого первоначально полученный УФ-свет проникает наружу. Сами излучатели закрыты защитной трубой, которая  выполняет две функции:

      1. На выходе излучатель загерметизирован по отношению к защитной трубе соответствующим герметикой (например, силиконовым каучуком). Вследствие этого между излучателем и защитной трубкой образуется зазор, через который проводится обрабатываемая вода.

      2. Защитная труба выбрана из  материала, который не позволяет УФ-свету проникнуть наружу. Это особенно важно в целях безопасности для человека.

Принцип действия ультрафиолетового  света.

      Как уже упоминалась выше, ультрафиолетовый свет обладает обеззараживающим эффектам. Это относится и к воде, которая находится в кольцевом зазоре. Эффект этот не оказывает никакого влияния на остальной цикл воды, следовательно, возбудители болезни, находящийся в аквариуме, не будут убиты. Однако, если содержимое аквариума неоднократно проводить через ультрафиолетовую лампу, то большой процент возбудителей болезни будет убит. Конечно, в аквариуме остаются скопления бактерий, которых эта не касается. Для оптимального КПД ультрафиолетовой лампы важно, чтобы кольцевой зазор был по возможности небольшим. Ультрафиолетовый слой поглощается водой, на, прежде всего, абсорбируется веществами находящимися в воде. Наиболее интенсивна всего ультрафиолетовый свет поглощается мутной водой. Если обрабатывается слегка желтая вода, то большая часть ультрафиолетовых лучей не способна к обеззараживающему действию. Необходимо также следить за тем, чтобы поверхность ультрафиолетовых излучателей со стороны воды оставалась чистой.

      Ультрафиолетовая  стерилизация (УФ стерилизация) - управления бактериями, водорослями и простейшими  в аквариумах. Вода, пропущенная через стерилизатор разрушает вызывающие болезнь элементы, приводя к здоровой и чистой водной окружающей среде.

      УФ  стерилизация это столь же естественно  как солнечный свет. В отличие  от химических обработок, которые могут  потенциально вредить рыбе, полезным бактериям, и растениям в вашем аквариуме. Обеззараживающий эффект УФ излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры клеток, в частности, на РНК и клеточные мембраны. Ультрафиолет как высокоточное оружие поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место для химических дезинфектантов. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции. Ультрафиолетовый стерилизатор работает в гармонии с другими существующими фильтрами. В течение почти трех десятилетий УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ стерилизация доказала себя как альтернатива резким обработкам сульфатом меди, чтобы управлять водными болезнетворными микроорганизмами и водорослями. Используя в домашнем аквариуме, Ультрафиолетовый стерилизатор он должен быть помещен последним в линии фильтрации. Сначала вода аквариума пропускается через механический фильтр и затем через Ультрафиолетовый стерилизатор перед возвращением воды в аквариум. (Первым удалением твердых частиц в воде аквариума с механическим фильтром).

      Вот - пять главных факторов, которые  помогут определять способность  Ультрафиолетовый стерилизатора достигнуть желательного эффекта.

      1. Тип лампы. Есть два типа  доступных УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ЛАМП: низкого давления и высокого  давления. Лампы низкого давления  намного лучше в водных стерилизаторах.

      2. Длина используемой лампы; также известный как длина ДУГИ.

      3. Физический проект водной камеры  для облучения УФ. Расстояние, по  которому ультрафиолетовый свет  должен достичь стенки.

      4. Состояние воды. Чем выше пропускная  способность воды, тем выше эффективность  УФ стерилизатора. 

      5. Водный расход через УФ. Количество воды, которую передают через УФ- фильтр, в конечном счете определит фактическую УФ норму дозы единицы, которая выражена в микроваттах в секунду на квадратный сантиметр.

      6. Другие важные факторы: расположение  Лампы и качественный проект системы лампы.

      Давайте начнем сначала и дадим определение  ультрафиолету.

      УФ - сокращенно от Ультрафиолетового  света, который является спектром света  только ниже диапазона, видимого к человеческому  глазу. То есть УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ свет - ниже синего спектра видимого света. Таким образом УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ свет не может быть замечен человеческим глазом, и по этой причине часто называется УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ энергией. Ультрафиолетовый свет разделен на четыре группы по длинне волны:

      1) Вакуумный ультрафиолет с длинами волны от 100 до 200 миллимикронов,

      2) ультрафиолет-C (UVC). в 200 - 280 миллимикронах, 

      3) ультрафиолет-B(UVB) в 280 - 315 миллимикронах,  и 

      4) ультрафиолет-A(UVA) в 315 - 400 миллимикронах. 

      Ультрафиолет-C спектр (200 - 280 миллимикронов) - самая смертельная длина волны для микроорганизмов, потому что это разрушает связи в между атомами в химикалиях в микроорганизмах. УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ Лампа - Источник УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО-C света. Есть два первичных типа УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО света, ламп низкого давления и ламп среды/высокого давления.

      Лампы низкого давления производят фактически всю их УЛЬТРАФИОЛЕТОВУЮ продукцию  в длине волны 254 миллимикронов, которая  является очень близко к пику джермикидал  длиной волны 264 миллимикронов. Эти  лампы вообще преобразовывают до 40 % их ватт входа в УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ-C ватты годные к употреблению, намного выше чем другие классы ламп. Например, лампа низкого давления на 150 ватт произведет приблизительно 58 ватт УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ-C власти. Лампы низкого давления, типично которыми управляют на потоках власти низкого входа 200 - 1 500 миллиампс и работают в температурах между 100 и 200 градусами Фаренгейта. Они имеют срок полезного использования 8 000 - 12 000 часов, в зависимости от лампы. Лампы низкого давления - лучшие лампы для водных УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ стерилизаторов.

      Лампы среды/высокого давления производят очень  широкий диапазон длин волны, от 100 миллимикронов  до больше чем 700 миллимикронов, хорошо в видимый легкий спектр. Эти лампы - очень бедные производители джермикидал длин волны годных к употреблению; они вообще преобразовывают максимум 7 % их ватт входа в УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ-C ватты годные к употреблению. Например, лампа среднего давления на 175 ватт будет иметь приблизительно 12 ватт УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ-C энергии. Остающиеся 163 ватта преобразованы в высокую температуру и видимый свет. Лампы среды/высокого давления, типично которыми управляют на потоках власти высокого входа 2 000 - 10 000 миллиампс и работают в температурах между 932 и 1 112 градусами Фаренгейта. Они имеют срок полезного использования только 1 000 - 2 000 часов, в зависимости от операционного потока лампы.

      Длина используемой лампы. Низкое давление УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ лампы входит во многие различные  стили и длины. Как правило, чем  дольше лампа, тем большее количество УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ вода получит, потому что это будет выставлено УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМУ источнику для более длинного промежутка времени. УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ Проект. Физический проект водной камеры для облучения УФ. Этот элемент полностью пропускается некоторыми изготовителями, но ключевой к успешной операции.

      Расположение  лампы. Удостоверьтесь, что УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ лампа помещена между водным входным  отверстием и портами выхода водного  судна сдерживания единицы. Любая  часть УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ лампы, которая не расположена между водными портами, предоставлена бесполезной. Кроме того, вычисляя данные работы УВ только длина ДУГИ, расположенная между водными портами может быть применена к вычислению, таким образом уменьшая его способности.

      Диаметр Судна. Выберите единицу с наибольшим судном сдерживания воды диаметра в потребляемой мощности, которую Вы рассматриваете. Единица с большим диаметром будет всегда иметь большее время контакта. Например, модель на 25 ватт с 3" размещениями диаметра будет течь больше воды чем 2" модели размещения.

      Кварцевый Рукав. Удостоверьтесь единица, Вы считаете использования кварцевым рукавом. Кварцевый рукав необходим, чтобы  изолировать УЛЬТРАФИОЛЕТОВУЮ лампу  от воды. УФ Коэффициент пропускания  Независимо от типа УФ используемого источника света, любая масса воды с примесями будет адсорбировать ультрафиолетовую энергию. Безусловно, существенное ограничение в применении этого типа обеззараживания воды играет, и обрастание кристаллами соли, и биообрастание защитных кварцевых оболочек ультрафиолетовых ламп.

      Использование стерилизатора экономически оправдано  при содержании дорогих или ценных видов рыбок. А так же в уличных  водоемах.

3.(35) Гидрохимические  показатели воды. ПДК наиболее важных  соединений (NO2^-, NO3^-, PO4^3-, NH3/NH4⁺, SO4^2-, H2S и др.)

     Вода — одно из самых необычных на земле химических соединений со сложными свойствами. Аквариумистам нужно знать, уметь определять и регулировать некоторые из них, потому что от температуры, активной реакции, жесткости, солености воды, концентрации растворенных в ней газов и отходов жизнедеятельности гидробионтов зависят здоровье и жизнь обитателей аквариума.

     Живая вода аквариума должна иметь аромат свежескошенной травы или морских водорослей. Она так прозрачна, что даже сквозь трехметровую толщу можно без труда наблюдать за рыбами. Индикатором высокого качества служит присутствие в ней ветвистых и стекловидных колоний мшанок, а также карликовых гидромедуз. В морской воде условия считаются благоприятными, если беспозвоночные, в частности кораллы, чувствуют себя хорошо.

     Цветность воде придают экстракты дубильных  веществ и гуминовых кислот (танин, 10 мг/л), лекарственные препараты (красители, антибиотики), водорастворимые метаболиты, взвешенный детрит, скопления бактерий и водорослей. Уважительными могут считаться только первые две причины. В остальных случаях принимают экстренные меры. Механическую взвесь и продукты жизнедеятельности убирают системой фильтров, бактериальный взрыв гасят ультрафиолетовой и озонной стерилизацией, метиленовой синью (5 мг/л) или эрициклином (50 мг/л), а вспышку численности водорослей подавляют внесением альгецидов (стрептомицин сульфат, 25 мг/л), ни на миг не забывая при этом об улучшении условий среды. У аквариумов, не закрытых покровным стеклом, на поверхности воды вскоре образуется пленка пыли, которую легко можно убрать листом чистой бумаги, положенным сверху.

     В следующей таблице даны основные гидрохимические показатели воды, приемлемые для большинства аквариумных рыб. Большинство этих показателей находится в прямой зависимости друг от друга, и при повышении или понижении одного-двух из них в аквариуме нарушается биологическое равновесие. 
 

     Помимо  гидрохимических показателей, на жителей  аквариума воздействуют электрические  и магнитные поля, ионизирующая радиация, атмосферное давление, гравитация, свет, величина жизненного пространства и другие абиотические факторы.

     Общая минерализация - (гидрохимические свойства) ионный состав, содержание органических веществ, растворенных газов, состав донных отложений и т.д.

     Прозрачность - определяет интенсивность продукционных процессов, и чем выше температура и прозрачность, тем интенсивнее идут продукционные процессы.

     Кислородный режим - содержание органического вещества и биогенных элементов. Концентрация кислорода в воде и степень окисляемости органического вещества служит критерием уровня трофности: бихроматная окисляемость, как мера общего содержания органического вещества без характеристики и качественного состава; перманганатная окисляемость указывает а содержание легко окисляемых, а также частично трудноминерализуемых гумусовых веществ в воде. Концентрация последних обуславливает цветность воды.

     Концентрация  водородных ионов (рН) тесно связана с уровнем содержания различных веществ в воде. Антропогенное воздействие на величину рН проявляется через сток за счет органических и минеральных веществ антропогенного происхождения, а также за счет поступления окислов серы из атмосферы.  
Для жизнедеятельности организмов большое значение имеет реакция среды, которая определяется концентрацией водородных ионов, образующихся в водном растворе при электролитической диссоциации воды. Количественно реакцию среды выражают при помощи рН - водородного показателя. Чистая вода имеет рН = 7, уровни ниже 7 определяют кислотность среды, выше 7 - ее щелочность.  
Каждый организм существует в определенных границах рН и имеет специфический оптимум реакции среды. У большинства микроорганизмов оптимум рН = 6-7 и лишь немногие могут расти при рН ниже 2 и выше 10. Организмы, хорошо развивающиеся при кислой реакции - рН= 5-6 - называются ацидофильными (кислотолюбивыми). Водоросли, которые лучше развиваются при щелочной реакции, имеют оптимум при рН=9, называются алкалифильными (щелочелюбивыми).

     Соединения  азота - содержится в природных водах в виде неорганических соединений: аммонийных, нитратных, нитритных ионов, в белках организма и в продуктах их жизнедеятельности. Неорганические соединения азота необходимы для жизнедеятельности организмов, особенно автотрофов.

     Соединения  фосфора - также как и азотные содержатся в виде неорганических и органических соединений. Соединения фосфора необходимы для жизнедеятельности организмов при отсутствии азота и фосфора в воде, что бывает при интенсивном фотосинтезе в воде, развитие растений прекращается.

     Инертность  системы - способность экосистемы сохранять при внешнем воздействии исходное состояние в течение некоторого времени. 
 
 
 

Список  используемой литературы

1. Проскуренко И.В. Замкнутые рыбоводные установки.-М.: Изд-во ВНИРО, 2003г.
2. С.С. Григорьев, Н.А. Седова.  ИНДУСТРИАЛЬНОЕ РЫБОВОДСТВО Часть 1. Биологические основы и основные направления разведения рыбы индустриальными методами./Уч. пособие для студентов специальности Водные биоресурсы и аквакультура. - Петропавловск-Камчатский, 2008г.
3. Спотт С. Содержание рыбы в Замкнутых системах: пер с анг.-легкая и пищевая пром-сть, -1983г.
4. Уитон, Техническое обеспечение аквакультуры: перевод с английского яз. - М.: агропромиздат, 1985г.
5. Сандер М. Техническое оснащение аквариума пер. с нем./мартин сандер.-М.: ООО издательство Астрель, 2004г.