Bakterierovervåkning på karkanten - en ny mulighet for bedre kontroll i RAS-anlegg? Paula Rojas Tirado Forsker Akvakultur Seksjon NIVA
Introduksjon Fôr belasting (Feed loading) (kg fôr/m 3 ny vann) >5 1.4 Org. mat. fjerning Oksygen Lav CO 2 avgassing Nitrifikasjon Delvisgjenbruk Desinfeksjon Denitrifikasjon RAS Høy Mikrobiell vannkvalitet? TSS and mikro partikler CO 2 TAN, NO 2, NO 3 ph Temperatur Oppløst oksygen Vannkvalitet parameter Resirkulasjon grad (% vann gjenbruk) 2
Hvor lever de? Biofilter Vannsøyle Partikkelassosierte bakterier (PAB) Biofilm bakterier (BB) Planktoniske bakterier (PB) Bakteriell aktivitet Bakterieantall Bakterielle samfunn 3
Hva ville vi undersøke? Påvirker endringer i fôringsregime bakteriene i vannet? Hvordan er disse parameterne relatert til andre vannkvalitetsparametere? 4
Materiale og metoder System og eksperimentelt oppsett DTU Aqua/Hirtshals Biofilter Regnbueørret (Oncorhynchus mykiss) 3 kg/kar Swirl Separator 25 g fôr -1 RAS -1 dag -1
Bakteriell aktivitet - Bactiquant (BQV/ml) 1 2 3 4 5 Vannprøve 1 ml vannprøve Tilsetning av substrat Unit: Bactiquant Values (BQV) 3 minuter!! Bakterieantall Flow cytometer (celler/ml) 6
Bakteriell aktivitet Bakterieantall Stoppet fôring BQV/ml 5. 1 5 4. 1 5 3. 1 5 2. 1 5 1. 1 5 Replikater RAS: FL 1 FL 2 a cells/ml 1. 1 8 FL 1 8. 1 7 6. 1 7 4. 1 7 2. 1 7 FL 2 a -3-2 -1 1 2 3 4 5 6 7-3 -2-1 1 2 3 4 5 6 7 Uendret fôring BQV/ml 5. 1 5 FL 3.13 1 4. 1 5 3. 1 5 2. 1 5 1. 1 5 FL 3.13 2 ab cells/ml 1. 1 8 FL 3.13 1 8. 1 7 6. 1 7 4. 1 7 2. 1 7 FL 3.13 2 ab -3-2 -1 1 2 3 4 5 6 7-3 -2-1 1 2 3 4 5 6 7 5. 1 5 FL 6.25 1 Doblet fôring BQV/ml 4. 1 5 3. 1 5 2. 1 5 1. 1 5 FL 6.25 2 b cells/ml 1. 1 8 FL 6.25 1 8. 1 7 6. 1 7 4. 1 7 2. 1 7 FL 6.25 2 b -3-2 -1 1 2 3 4 5 6 7 Weeks -3-2 -1 1 2 3 4 5 6 7 Weeks 7
COD (mg O 2 /L) 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1.8E+5 1.6E+5 1.4E+5 1.2E+5 1.E+5 8.E+4 6.E+4 4.E+4 2.E+4.E+ 5 1 15 Days CODdiss CODpart Free-living cells Bacterial activity Celler/µl - BQV/ml COD: Chemical oxygen demand (kjemisk oksygenforbrug) Oppløst COD (COD DISS ): filtrert.2 µm Partikulært COD (COD PART ): COD TOT COD DISS (COD TOT : rå vannprøve) 8
Konklusjoner Metodene brukt er gode nok for å måle bakteriell aktivitet og antall i intensive RAS-anlegg. Biofilter Vannsøyle Partikkelassosiert bakterier (PAB) Biofilm bakterier (BB) Regulert av total organisk materiale Interaksjon Planktoniske bakterier (PB) Regulert av oppløst og partikulært org. mat. Regulert av oppløst org. mat. Flow cytometry BactiQuant Biofilteret hadde en stor «bufferkapasitet» for å begrense bakteriene i vannfasen. 9
Fremtidige perspektiver NIVA arbeider med å legge til rette for at oppdretter selv («på karkanten») kan kartlegge bakteriell aktivitet med f.eks. Bactiquant. Disse metodene vil kunne danne grunnlag for å få fram erfaringsdata om en mikrobiell «normalsituasjon» for hvert enkelt RAS-system. Videre til dette kunne bidra til å overvåke desinfeksjonsprosesser og dermed kunne forbedre effektiviteten av disse. Et slikt overvåkingssystem kan bidra til å raskere å fange opp endringer og gjøre tiltak ved et evt. problem i RAS-anleggets renseenheter. 1
Det som skjer i dag: Prosjektleder: Kari Attramadal Prosjekt finansiert av FHF (91392) DNA-sekvensering av prøver fra: karvann biofilter biofilm på karvegg Kartlegge mikrobesamfunn ved normal produksjon i lukkede oppdrettsanlegg for laks http://www.fhf.no/prosjektdetaljer/?projectnum ber=91392 5 settefiskanlegg (RAS) er med: Lerøy Midt AS Laksefjord AS Bremnes Seashore AS Marine Harvest Nordheim Marine Harvest Steinsvik Prosjektlederer: Ane Nødtvedt (NMBU) Mark Powell (HI) MonMic MonFisk MonVann Prosjektleder: Paula Rojas-Tirado Gjellehelse og Epidemiologi: Undersøke mikrobiota og histologi fra gjeller (og hud/sår) Mål: Gi oppdrettsnæringen et enhetlig verktøy for å sikre bedre kontroll på mikrobiota, vannkvalitet og fiskehelse i RASanlegg Datainnsamling 1.5 år Tidlig varslingssystem og større mulighet til tiltak Karakterisering av vannkvalitet i de inkluderte RAS-anleggene + kvantifisering av bakterier i vannet 11
Takk! DTU Aqua: Lars-Flemming Pedersen Per Bovbjerg Pedersen Ulla Sprøgel Brian Møller Dorthe Frandsen Ole Madvig Larsen Rasmuss Jensen NTNU: Olav Vadstein Mia Tiller Mjøs NIVA: Åse Åtland Ole-Kristian Hess-Erga Project: Water treatment technology microbial stabilization in landbased aquaculture systems MiscStaTech - founded by ERA-Net COFASP