17.3 Идентификация опасности
При анализе рисков опасность обычно определяется путем описания того, что может пойти не так и как это может произойти (Ahl et al. 1993). Опасность связана не только с масштабами неблагоприятного воздействия, но и с вероятностью его возникновения (Müller-Graf et al. 2012). Выявление опасностей имеет важное значение для выявления факторов, которые могут способствовать возникновению заболевания и/или потенциальной угрозы патогенов или иным образом наносить ущерб благополучию рыб. Биологические патогены признаны опасными в аквакультуре Bondad-Reantaso et al. (2008). Можно принимать во внимание широкий круг факторов, если они связаны с возникновением заболеваний, т.е. представляют собой опасность.
Таблица 17.2 Перечень потенциальных опасностей для здоровья водных животных в аквапонике
стол тхед tr class=“заголовок» ч/т т Идентификация опасности /th т Спецификация опасности /th /tr /thead тбоди tr class=“нечетный» td rowspan=9 Абиотика/TD td рН /td td Слишком высокий/слишком низкий/быстрое изменение /td /tr tr class=“даже» td Температура воды /td td Слишком высокий/слишком низкий/быстрое изменение /td /tr tr class=“нечетный» td взвешенные твердые вещества /td td Слишком высоко /td /tr tr class=“даже» td Содержание растворенного кислорода /td td Слишком низко /td /tr tr class=“нечетный» td Содержание диоксида углерода /td td Слишком высоко /td /tr tr class=“даже» td Содержание аммиака /td td Слишком высокая, зависит от рН /td /tr tr class=“нечетный» td Содержание нитритов /td td Слишком высоко /td /tr tr class=“даже» td Содержание нитратов /td td Чрезвычайно высокий /td /tr tr class=“нечетный» td Содержание металла /td td Слишком высокая, зависит от рН /td /tr tr class=“даже» td rowspan=2 биотика/TD td Плотность чулка /td td Слишком высокий/слишком низкий /td /tr tr class=“нечетный» td Биофулинг /td td/td /tr tr class=“даже» td rowspan=3 Кормление/TD td Питательные вещества по видам рыб /td td Излишение/дефицит /td /tr tr class=“нечетный» td Частота подачи /td td Неадекватность/неправильное кормление /td /tr tr class=“даже» td Диетические токсины /td td/td /tr tr class=“нечетный» td/td td Кормовые добавки /td td Неподходящие промоутеры роста /td /tr tr class=“даже» td rowspan=6 Управление/TD td Дизайн системы Aquaponic /td td Плохая конструкция системы /td /tr tr class=“нечетный» td Виды рыб /td td Не подходит для аквапоники /td /tr tr class=“даже» td Эксплуатационные вопросы (циркуляция воды, биофильтр, механические) /td td/td /tr tr class=“нечетный» td Использование химиотерапевтов /td td Угроза для микробного баланса /td /tr tr class=“даже» td Гигиена персонала /td td/td /tr tr class=“нечетный» td Биобезопасность /td td/td /tr tr class=“даже» td rowspan=3 Благотворительность/TD td Стрессоры /td td Слишком высоко /td /tr tr class=“нечетный» td Аллостатическая нагрузка /td td Высокие /td /tr tr class=“даже» td Условия выращивания /td td Субооптимальный /td /tr tr class=“нечетный» td rowspan=3 заболевания/TD td Заболевания питания /td td/td /tr tr class=“даже» td Экологические заболевания /td td/td /tr tr class=“нечетный» td Инфекционные заболевания /td td/td /tr /tbody /таблица
Устойчивость аквапоники связана с целым рядом факторов, включая дизайн системы, особенности кормов для рыб и фекалии, благосостояние рыб и устранение патогенов из системы (Palm et al. 2014a, b). Goddek (2016) сообщил, что аквапонные системы характеризуются широким спектром микрофлоры, так как рыба и биофильтрация существуют в одной водной массе. Поскольку в аквапонной практике существует большое разнообразие микрофлоры, следует также рассмотреть возможность возникновения патогенов и рисков для здоровья человека, с тем чтобы гарантировать безопасность пищевых продуктов. С точки зрения устойчивости аквапонных систем устранение патогенов для предотвращения потерь в результате заболеваний может быть сложным фактором при интенсификации производства водных животных.
Использование химиотерапевтов в аквакультуре для борьбы с патогенами представляет собой ряд потенциальных опасностей и рисков для производственных систем, окружающей среды и здоровья человека (Bondad-Reantaso and Subasinghe 2008) (таблица 17.2).
Для устранения опасностей этапы выращивания рыбы и выращивания растений следует рассматривать отдельно. Наибольшие риски при выращивании рыбы связаны с качеством воды, плотностью рыбы, качеством и количеством кормления и болезнью (Yavuzcan Yildiz et al. 2017). В зависимости от вида выращенных рыб уровень риска может возрасти, если вид не соответствует условиям конкретной системы. Например, калий часто дополняется в аквапонных системах для стимулирования роста растений, но приводит к снижению производительности гибридных полосатых басов. Обычно в аквапонике используются пресноводные и высокоплотные культурные виды. Наиболее распространенными видами рыб в коммерческих системах являются Tilapia и декоративные рыбы. К числу тех видов, которые были опробованы (Rakocy et al. 2006), относятся сом, крупномалый бас, краппи, радужная форель, паку, карп, карп кои, золотая рыбка, азиатский морской окунь (или баррамунди) и муррейская треска. Тилапия, вид теплой воды, который очень устойчив к колебаниям параметров воды (рН, температура, кислород и растворенные твердые вещества), является видом, который в основном выращивается в большинстве коммерческих аквапонных систем в Северной Америке и других странах. Результаты недавнего онлайн-опроса, основанного на ответах 257 респондентов, показали, что Tilapia выращивается у 69% аквапонных растений (Love et al. 2015). Tilapia представляет экономический интерес на одних рынках, но не на других. В том же опросе (Love et al. 2015) другими видами, использованными были декоративные рыбы (43%), сом (25%), другие водные животные (18%), окунь (16%), голубая (15%), форель (10%) и бас (7%). Одним из основных недостатков аквапонных систем является управление качеством воды для удовлетворения потребностей выращиваемой в цистернах рыбы, в то время как культивируемые культуры рассматриваются в качестве второго этапа процесса. Рыбе требуется вода с соответствующими параметрами для кислорода, углекислого газа, аммиака, нитрата, нитрита, рН, хлора и других. Высокий уровень взвешенных твердых веществ может повлиять на состояние здоровья рыб (Yavuzcan Yildiz et al. 2017), провоцируя повреждения структуры жаберной, такие как лифтинг эпителия, гиперплазия в системе столбов и уменьшение объема эпителия (Au et al. 2004). Плотность и кормление рыбы (скорость и объем кормления, состав и характеристики корма) влияют на процессы пищеварения и метаболическую активность рыбы и, соответственно, на катаболиты, общие растворенные твердые вещества (ТДС) и отходы побочных продуктов (фекалии и несъеденные корма) в пищей воде. Основным принципом, на котором основана аквапонная система, является использование катаболитов в воде для роста растений. Системы Aquaponic требуют 16 основных питательных веществ, и все эти макро- и микроэлементы должны быть сбалансированы для оптимального роста растений. Избыток одного питательного вещества может негативно сказаться на биодоступности других (Rakocy et al. 2006). Поэтому постоянный мониторинг параметров воды имеет важное значение для поддержания качества воды, соответствующего выращиванию рыбы и сельскохозяйственных культур, и для получения максимальных выгод от этого процесса. Снижение водного обмена и низкие темпы роста урожая могут привести к концентрации токсичных питательных веществ в воде для рыб и сельскохозяйственных культур. С другой стороны, добавление некоторых микроэлементов (FESUP+2/SUP, MnSUP+2/SUP, CUSUP+2/SUP, BSUP+3/SUP и MOSUP+6/SUP), которые обычно скудны в воде, где выращивается рыба, имеет важное значение для адекватного поддержания сельскохозяйственного производства. По сравнению с гидропонной культурой, сельскохозяйственные культуры в аквапонных системах требуют более низкого уровня общего растворенного твердого вещества (TDS, 200—400 ppm) или EC (0,3—0,6 ммм/см) и требуют, как и рыбы, высокого уровня растворенного кислорода в воде (Rakocy et al. 2006) для корневого дыхания.