Vannbehandling i yngelanlegg av torsk fokus på mikrobiell kontroll Ingrid Salvesen SINTEF Fiskeri og Havbruk avd Marin Ressurs Teknologi 1
Vannbehandling Mikrobiell kontroll? 1) Hindre introduksjon og 2) hemme vekst av potensielt skadelige mikroorganismer i produksjonssystemet Råvann Vannkvalitet Lokalitet, dyp, variasjoner gjennom året, døgnet Fysiske og kjemiske metoder for vannbehandling Fjerne partikler, løst organisk materiale, bakterier, virus.. Behandle store vs. små vannvolum (gjennomstrøm - resirkulering) Karvann Lett nedbrytbare organiske forbindelser og bakterier tilføres systemet i varierende mengder til varierende tider Miljø som selekterer for opportunistiske bakterier Fortynne eller hindre vekst vha konkurranse? 2
PÅ INTENSIVEN Hva skjer med bakteriesamfunnet når vi fôrer fisken? FAKTOR X? alger artemia USTABILT STABILT YES!! NÅ ER DET FEST! I AM SO LONELY I COULD DIE.. HMM.HVA SKJER? rotatorier DAM-DI-DUM- DI TRA-LA-LA... GOD PLASS OG MASSE MAT! JEG ER SULTEN! 3
Mikrobielt miljø Egg Plommesekk Startfôring To-trinns Tre-trinns Mange faktorer som varierer! Forskjellige økosystem i ulike faser 4
Mikroflora torsk Kvantitative og kvalitative individvariasjoner 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % A B C D E F 1,E+05 1,E+04 1,E+03 1,E+02 Acinetobacter G -, oxid -, stav, ikke ferm Photob/vibrio Pleisiomonas Aeromonas Alcalig/Shew/Peudom Flavob/Cytophaga Neisseriaceae Actinob/Aeromonas CFU/larve Fjellheim et al., In prep. 5
Mikrobielt miljø Tidlige livsstadier Leve i luft vs. leve i vann Sterile ved klekking - 10 6 bakterier pr ml sjøvann Primærflora - bakteriesammensetning i vannet Opptak av partikler i plommesekk-fasen Mer enn 200 gener reguleres av mikroflora Effekter av suboptimalt mikrobielt miljø tidlige livsstadier Utnytte vekstpotensialet i tidlige livsstadier 6
Bakterier i vannet Høye eller lave nivåer? Rotifers Artemia Salvesen et al., 1999 7
Partikler i vannet (3-20 µm) Høye eller lave nivåer? l-1 Number of particles m (a) RAS Resirkulering (b) FTAS Gjennomstrøm 400 400 300 300 200 200 100 100 0 5 10 15 e siz ter) 6 e l e 5 rtic iam a d P 4 3 (µ m 7 20 Day 25 30 s af 35 ter hatc 40 hin g 8 10 9 8 0 5 400 300 200 100 0 10 15 20 Day 25 30 s af 35 ter hatc 40 hin g 3 4 5 8 9 10 e siz ter) e l e rtic iam a d P (µ m 6 7 Attramadal et al., In prep
Mikrobiell kontroll? Variasjon bakterienivå i behandlet råvann 5000 CFU/ml 4000 3000 2000 Sandfilt. Ozon/skim Biofilter 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 Prøveuttak 9
Mikrobiell kontroll? Andel opportunistiske bakterier i behandlet råvann 100 % 80 60 40 20 Sandfilt Ozon/skim Biofilt 0 1 2 3 4 5 6 7 Prøveuttak 10
REDUKSJON REKOLONISERING 10 3-10 5 inntak >10 5 sandfilter larvekar 10 3-10 4 10 4 biofilter 10 3 10 2 0.2 µm filter rørledning 11
Hva skjer i biofilter? Heterotrofe bakterier 12
Hva skjer i stagnante systemer? Diversity (J ) CFU ml -1 DGGE tidlig seint 13
Hva skjer i grønt vann? Effekter på bakteriesamfunnet 1,4E+05 1,2E+05 1,0E+05 CFU/ml 8,0E+04 6,0E+04 4,0E+04 2,0E+04 0,0E+00 Ingen tilsetting +C +C alger +C leire +C pasta Salvesen & Attramadal, In prep 14
Fôropptak Tidlig startfôring Klart vann Grønt vann 0.2 µm filtrert via biofilter Salvesen et al., 1999 15
Null utslipp s systemer Høy grad av resirkulering Høye kostnader, ustabilt bør vannet brukes på nytt, mer stabilt miljø? Vannbehandling er viktig! Landbaserte prod. systemer: gjennomstrøm Ekstensive prod.systemer På vei mot: - Bedre reproduserbarhet? -Mer kostnadseffektivt? - Mer miljøvennlig? -Bedre dyrevelferd? Figur: K. Attramadal 16
Er vi innovative?? I merknader til forslag forskrift om drift av akvakulturanlegg.resirkulering av vann øker faren for resirkulering av smittsomme agens.. EU Codex Alimentarius Commision (Identification of hazards and defects)..in closed recirculation systems hazards are even further reduced. In those systems, the water is constantly refreshed and reused and water quality is controlled witihin safe measures 17
Resirkulering Feil bruk av rett teknologi? Feil bruk av feil teknologi? Mange ulike systemer på markedet Bruk av resirkuleringssystemer krever god kompetanse om ulike enhetsprosesser (biofilter, partikkelfjerning, desinfeksjon m.m) og hvordan prosessene virker sammen Erfaringer og kunnskap basert på mer varmekjære fiskearter (18-28ºC), sterkt behov for mer kunnskap om drift av resirk.systemer til kaldtvannsarter 18
Resirkulering vs Gjennomstrøm Målte parametere Vannkvalitet: ph, Temperatur, Salinitet, Oksygen Uorganiske nitrogenforbindelser (NH 3, NO 2-, NO 3- ) Partikler Oppløst organisk karbon (DOC) Redokspotensiale Bakteriesamfunn: CFU (Hurtigvoksende/saktevoksende og Vibrio spp.) Totaltall (Fluorescensmikroskopi) Terminal restriksjonsfragment lengde polymorfi (TRFLP) Denaturerende gradient gel elektroforese (DGGE) Torskelarver: Vekst Overlevelse Stresstest 19
Resirkulering vs Gjennomstrøm Konklusjoner Vannkvalitet: Flere faser bestemt av vannutskiftning og organisk belastning Jo høyere vannutskiftning, jo større forskjell på behandlingsformene Bakteriesamfunn: Respons på øket organisk belastning: Gjennomsstrøm: forandret bakteriesammensetning Resirkulering: beholdt sammensetningen mer stabilt! Torskelarver: Vekst, overlevelse og stresstoleranse lik Videre arbeid: Stipendiat CodTech Vannbehandling ansatt primo-05 Res.system for rotatorie-produksjon (1 stk), startfôring marin yngel (2 stk) Aktuelle tema: kapasitet biofilter ved lav temp., funksjon og samspill ulike enhetsprosesser, salinitet m.m. 20
Interessert i vann? VANNFORUM stiftet jan-05 Fokus på bedre kunnskap om vannkvalitet i marin akvakultur Styringsgruppe: Vidar Onarheim (Ahlsell Norge AS) Yngve Attramadal (Risørfisk) Sigurd Handeland (Sagafjord Sea Farm) Helge Liltved (NIVA) Anders Mangor Jensen (Havforskningsinstituttet) Ingrid Salvesen (SINTEF Fiskeri og Havbruk) www.vannforum.no (under etablering) 21
To culture fish one has to culture the water 22