آمونیاک یک ترکیب حاوی نیتروژن است که توسط آبزیان به عنوان یک محصول زائد متابولیکی تولید می­‌شود. همچنین در برخی از منابع آبی وجود دارد و می‌­تواند توسط کودها و خوراک­‌ها نیز به سیستم­‌های آبزی‌پروری اضافه شود. در آبزی‌پروری اهمیت دارد زیرا می­تواند بر کیفیت آب، سلامت و رشد آبزیان و فرآیندهای زیستی که در این سیستم­‌ها رخ می­‌دهد، تأثیر بگذارد.

منابع آمونیاک

منابع اصلی در سیستم‌­های آبزی پروری، آمونیاک دفع شده از گونه‌­های پرورشی است. به عبارت دیگر، ماهی‌ها جهت کسب انرژی و تولید بافت­‌های جدید، پروتئین­‌ها و اسیدهای آمینه را متابولیزه می­‌کنند. نیتروژن اضافی این فرآیند به صورت آمونیاک از طریق آبشش‌­ها و ادرار دفع می­‌شود که مقدار آن بستگی به چندین عامل مانند نوع و مقدار خوراک، دمای آب، گونه ماهی و استرس دارد.

تجزیه مواد آلی نیز می­تواند موجب افزایش غلظت آمونیاک در سیستم­‌های آبزی­‌پروری شود. باکتری‌­ها و قارچ‌­ها ماده آلی را تجزیه کرده و آمونیاک را به عنوان یک فرآورده جانبی در آب منتشر می­‌کنند. نرخ تجزیه بستگی به مقدار و کیفیت ماده آلی، دمای آب، سطح اکسیژن و فعالیت میکروبی دارد. اگرچه ممکن است سهم کمتری داشته باشند، اما لازم به ذکر است که آب‌های طبیعی ممکن است حاوی مواد شیمیایی، پساب کشاورزی و صنعتی باشند و متعاقبا باعث افزایش غلظت آمونیاک در سیستم‌­های آبزی‌پروری شوند.

آمونیاک یونیزه و غیریونیزه

به‌طور کلی آمونیاک در دو شکل شیمیایی در آب وجود دارد: آمونیاک غیریونیزه (NH₃) و آمونیوم یونیزه (NH₄⁺).

غلظت کل آمونیاک یونیزه و غیریونیزه به نام آمونیاک کل (TAN) معروف است. همچنین نسبت آمونیاک و آمونیوم در آب بستگی به pH، دما، و شوری دارد. در واقع با افزایش pH و دما، مقدار آمونیاک غیریونیزه افزایش پیدا می‌­کند. این درحالی است که با افزایش شوری، غلظت این شکل از آمونیاک کمتر و مقدار آمونیاک یونیزه افزایش پیدا می­‌کند.

توجه به این نکته ضروری است که نوع آمونیاک در آبزی­‌پروری بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا بر سمیت و در دسترس بودن این ترکیب خطرناک تأثیر می­‌گذارد. به عبارت دیگر، آمونیاک غیریونیزه بسیار سمی­‌تر از آمونیاک یونیزه است چون می­‌تواند به سادگی از غشاء آبشش­ عبور کند و باعث تداخل جدی در تعادل اسید-باز و همچنین تعادل اسمزی شود.

مقدار آمونیاک غذا

به ازاء هر کیلوگرم غذای دارای 25 تا 40 درصد پروتئین ، به طور متوسط در حدود 0.03 کیلوگرم نیتروژن آمونیاکی ( به صورت مواد دفعی ) وارد آب استخر می گردد . به عبارتی ، در یک استخر 1 هکتاری با یک متر عمق آبگیری ، هرگاه به میزان 50 کیلوگرم در روز غذادهی انجام شود، در حدود 1.5 کیلوگرم نیتروژن آمونیاکی تولید می‌گردد . این میزان معادل 0.15 میلی‌گرم بر لیتر (روزانه)آمونیاک می‌باشد. در شرایطی که حذف آمونیاک از محیط استخر به خوبی انجام نشود، تجمع روزانه این حجم از آمونیاک مشکل ساز خواهد بود.

سمیت آمونیاک برای ماهی‌ها

برخی عملکردهای فیزیولوژیکی ماهی‌ها را مختل می‌کند. مطالعات نشان داده‌اند که آمونیاک با آسیب جدی به آبشش، می‌تواند موجب کاهش عملکرد این بافت در تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن شود. این گاز سمی پس از ورود به جریان خون، در عملکرد سیستم عصبی تداخل ایجاد می‌کند و متعاقبا تلفات به جای می‌گذارد. آمونیاک می‌تواند با مهار فعالیت برخی از آنزیم‌ها و سنتز پروتئین، موجب کاهش رشد و ایمنی در آبزیان شود. سمیت آمونیاک به چندین عامل از جمله غلظت، مدت، دفعات رویارویی، گونه، اندازه، سن، وضعیت سلامتی، پارامترهای کیفی آب (اکسیژن محلول، PH، دما، شوری و سختی) و حضور آلودگی‌های دیگر مانند نیتریت، نیترات، سولفید هیدروژن بستگی دارد .
به عبارت دیگر، غلظت کشندگی آمونیاک برای ماهیان بستگی به گونه و شرایط محیطی دارد. به طور کلی:

• ماهیان سردآبی در مواجهه با آمونیاک، حساس‌تر از ماهیان گرمابی هستند.
• ماهیان دریایی حساس‌تر از ماهیان گرمابی هستند.
• ماهیان جوان، حساس‌تر از ماهیان بالغ هستند.

اثرات مزمن آمونیاک بر ماهیان می‌تواند در غلظت‌های بسیار پایین‌تر از غلظت‌های حاد مشاهده شود. اثرات مزمن آمونیاک می‌تواند موارد زیر را به همراه داشته باشد:

• کاهش ضریب تبدیل خوراک و بقاء
• افزایش حساسیت به بیماری‌ها
• کاهش رشد
• نقص در تولیدمثل

غلظت‌های امن آمونیاک برای رویارویی بلند مدت حدود 0.015 – 0.045 mg/L برای ماهیان سردآبی و حدود 0.05 – 0.15 mg/L برای ماهیان گرمابی، دریایی و میگو گزارش شده است.

 روش‌های حذف آمونیاک در محیط‌های پرورش آبزیان

 روش های حذف عبارتند از:

1.  استفاده از زئولیت

زئولیت ماده‌ای معدنی بوده که خاصیت بالايی در تبادل یونی از خود نشان می دهد. زئولیت به دو شکل طبیعی (کلیتوپتیلولیت) و مصنوعی وجود دارد. برای حذف یون آمونیوم از محیط‌های پرورشی از این رزین تبادل یون استفاده می‌شود. مشاهده شده کلیتوپتیلولیت تا ۱۰ برابر وزن خود قادر به جذب آمونیوم از محیط است. لیکن در آب‌های شور با توجه به غلظت بالای کلراید (۱۹۰۰۰mg/lit )به دلیل اینکه به طور مستمر یون‌های گرفته شده را از دانه‌های رزین جدا می کند؛ چندان مورد مصرف قرار نمی‌گیرد.

زئولیت ها ظرفیت تبادل یونی 25 اکی والان در گرم را دارند و به طور تئوریک به ازاء هر گرم می توانند 2870 میلی‌گرم آمونیوم را جذب نمایند. هر گرم زئولیت می‌تواند در حدود ۹mg  آمونیوم را از محلول نمک‌های آمونیوم در آب مقطر جذب نماید.

در جنوب شرق آسیا، زئولیت در استخرهای پرورش میگو به میزان kg/ha  ۲۰۰ در ماه بر روی سطح استخر استفاده می‌گردد. در تایلند، زئولیت را با غذا پخش می‌کنند چرا که در محل‌هايی که احتمال تشکیل یون آمونیوم و آمونیاک وجود دارد وجود زئولیت می‌تواند سبب جذب این مواد شود. البته استفاده از زئولیت به خاطر هزینه بالا و پیچیدگی نوع استفاده و اصلاح آن خیلی رایج نمی باشد.

2. فیلترهای بیولوژیک

عمل نیترات سازی (نیتریفیکاسیون)، اکسید شدن آمونیاک به نیترات بوده که اصل عمل فیلترهای بیولوژیک می باشد. مهمترین گونه های نیتریت کننده Nitrosomonas monocella و N.europea است و مهمترین گونه های نیترات کننده دو گونه Nitrobacter winogradskyi و N.alile تشخیص داده شده است.

در فیلترهای بیولوژیک، یک زمینه با سطحی وسیع برای چسبیدن باکتری های مورد نظر و رشد آنها تعبیه می شود. در این زمینه ها، به منظور افزایش سطح محتوا می توان از سنگریزه، شن، پوسته صدف و یا دانه های پلاستیکی استفاده کرد.

از فیلترهای زیستی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند؛ می توان به صافی‌های غوطه ور، قطره ای، گردان و استوانه ای اشاره کرد.

نکته مهم در استفاده از بیوفیلترها، وجود اکسیژن مورد نیاز است و اگر هوادهی کافی قبل از ورود آب به فیلتر انجام نشود؛ ممکن است؛ باکتری ها تلف شده و یا کار خود را به نحو مطلوب انجام ندهند. گفته می شود که میزان اکسیژن در هنگام ورود به فیلتر باید mg/lit ۶- ۵ باشد. ضمناً  PH  آب نیز باید به سمت قلیائی و کمی بیش از ۷ باشد. البته باکتری ها می توانند با تغییرات تدریجی PH سازگار شوند.

3. هوادهی

می توان از طریق هوادهی و تبدیل آمونیوم به گاز آمونیاک با دستگاه‌های هواده اقدام کرد. این عمل در PH و دمای بالای کاربرد بیشتری دارد. البته هنوز عمل هوادهی در حذف آمونیوم از محیط های پرورشی اثبات نشده است؛ لیکن هوادهی با در اختیار قرار دادن اکسیژن برای اکسیده کردن آمونیاک به نیتریت و نیترات می تواند مفید واقع شود.

4. تعویض آب

مؤثرترین و سریعترین روش برای کاهش غلظت آمونیوم در مواقع اضطراری، تعویض آب؛ خصوصاً تخلیه آب از کف استخرها و وارد کردن آب تازه عاری از آمونیوم به استخرها می باشد. میزان تعویض آب در این خصوص مهم است و با افزایش بیوماس استخر و همچنین میزان مواد آلی موجود در استخر افزایش می یابد.

5. تنظیم تراکم

تنظیم تراکم آبزیان مورد پرورش، با توجه به سیستم و امکانات موجود از مواردی است که در کیفی سازی آب می تواند بسیار مؤثر باشد. تراکم بالای ذخیره سازی علاوه بر مصرف زیاد مواد غذائی، سبب افزایش تولید مواد دفعی و در نتیجه تولید آمونیوم می گردد. همچنین جلوگیری از ورود موجودات ناخواسته از بروی چنین مشکلاتی جلوگیری خواهد کرد.

6. کنترل آب ورودی

خاک های با بار مواد آلی، همچنین مواد گیاهی و جانوری در حال تجزیه و فاضلاب های مناطق مسکونی و صنعتی می توانند حاوی بار بالایی از مواد مضر باشند. احداث مراکز تکثیر و پرورش در مناطق عاری از این مواد می تواند در کنترل مشکلات ناشی از آمونیاک مؤثر باشد.

7. کنترل تراکم فیتوپلانکتونی استخرها

فیتوپلانکتون ها با دریافت یون آمونیوم، در تعدیل غلظت آمونیاک آب مؤثر می باشد: ولی افزایش تراکم آنها خصوصاً جلبک های سبز آبی و تجزیه آنها پس از مرگ، سبب افزایش غلظت آمونیاک در آب خواهد شد. بنابراین همیشه باید تراکم پلانکتونی را در حد مطلوب بسته به شیوه پرورشی در نظر گرفت که این کار با استفاده از مدیریت صحیح کوددهی، امکان پذیر خواهد شد. ضمناً در صورت امکان، کاهش ورودی های نیتروژن توسط کوددهی، امکان پذیر خواهد شد. ضمناً در صورت امکان، کاهش ورودی های نیتروژن توسط کودها را باید مدنظر قرار داد.

8. کنترل غذادهی در استخرها

غذای مناسب و مقدار کافی آن می تواند در رشد آبزیان و بهبود کیفی محیط پرورشی کاملاً مؤثر باشد. توزیع غذای بیش از اندازه به آبزیان با توجه به عدم مصرف آن، می تواند یکی از منابع تولید آمونیوم در آب شود. بنابراین در محاسبه میزان غذای مصرفی و دقت در نیازسنجی صحیح درصد پروتئین در جیره غذایی می تواند از بروز مشکل تولید آمونیاک در استخرها جلوگیری نماید.

9. استفاده از فرمالین

ثابت گردیده که فرمالین در سیستم آزمایشگاهی در استخرها به میزان mg/lit 5-10می تواند ۵۰ درصد یا بیشتر آمونیاک را کاهش دهد. البته فرمالین ماده ای سمی است و می تواند؛ سبب مرگ فیتوپلانکتون ها و وضعیت نامطلوب اکسیژنی شود. در مناطقی مانند تایلند، فرمالین را پس از خشک کردن استخرها بر روی بستر می پاشند. در فرآیند واکنش فرمالین با آمونیاک، CH_۳NO تولید شده که بی ضرر می باشد.

10. بهبود و اصلاح خاک استخرها

رسوبات کف استخرها، حاوی مواد دفعی آبزیان، غذاهای مصرف نشده، اجساد آبزیان و پلانکتون ها و سایر مواد رسوبی بوده که با توجه به درصد بالای مواد آلی موجود در آن به عنوان یکی از منابع مهم آمونیاک در استخرها مطرح می باشند. بنابراین در اینگونه استخرها با تخلیه خاک های حاوی مواد آلی فراوان، خشک کردن و در معرض نور خورشید و هوا قرار دادن و شخم زنی و آهک پاشی کف استخر در طول دوره می توان به بهبود خاک کف و دیواره استخرها کمک نماید.

نگارنده: ساراپارسا کارشناس ارشد شیلات