Водоочистка аквариумной воды от соединений аммиака с использованием пробиотических препаратов
Статья посвящена исследованию преимущества пробиотиков, которые являются живой культурой микроорганизмов, выполняющие свою жизнедеятельность, рост и развитие конкретной культуры полезных бактерий различных видов (Лысак, 2007). Использование пробиотиков в сфере очистки вод сравнительно новое направление. Перспективность пробиотических препаратов для обработки воды подробно исследуется (Маркин, 2016). В данном эксперименте исследовалось влияние пробиотических препаратов на концентрацию ионов аммония и свободного аммиака. Определили эффективность пробиотика Bacillus subtilis (niger) (B-5250)
Ключевые слова: тиляпия, лечебно-профилактический препарат, пробиотики, аммиак, водоочистка, аквариум
Введение
Аммиак – бесцветный газ с удушливым резким запахом, хорошо растворяется в воде, спирте и ряде других органических растворителей. Вода, содержащая летальные дозы аммиака не имеет запаха. В воде существует в виде свободного аммиака (NH3) и ионов аммония (NH4), а также солей аммония. В аэробных (наличия в воде кислорода) условиях окисляется до нитритов и нитратов. Неионизированный аммиак является сильно токсичным соединением: летальный уровень составляет уже 0,2-0,5мг/л для многих видов рыб. Негативное воздействие в более малых дозах приводит также к резкому снижению иммунитета рыбы, что нередко почти сразу же проявляется в виде "планиковой гнили" и помутнения тканей, обильной слизи на теле рыб. Аммиак, самый ядовитый из всех соединений азота, уже при концентрации 0,06мг/л опасен для небольших рыб, а при 0,2мг/л при длительном воздействии смертелен для рыб (Абросимова, 2016).
Даже в хорошо аэрируемой воде рыбы начинают испытывать удушье: учащенно дышат, поднимаются к поверхности, пытаются заглатывать атмосферный воздух. Кроме того, оказавшийся в крови аммиак повреждает стенки капилляров и других сосудов рыб. Плохо отравления отражаются и на иммунитете, делая рыбу более подверженной другим инфекциям. Объект исследования: аквариум с видом рыб меланохромис золотой (Melanochromis auratus) (Аммиак … , 2021). Данный вид представляет безусловный интерес и для аквакультуры России.
Цель: исследование пробиотических препаратов для выявления лучшего вида бактериального штамма для очищения аквариумной воды
Задачи:
- поиск и применение актуальных пробиотиков для очистки воды;
- определение необходимого объёма пробиотических препаратов для внесения их в пробы аквариумной воды;
- исследование нормативов гидрохимических параметров свободного аммиака и ионов аммония в воде;
- проверка пробиотиков на пробах воды для контроля качества воды.
Материалы и методы исследования
Методика работы с пробиотиками заключается во внесении в загрязнённый водоём высоких концентраций специально подобранных микроорганизмов, которые присутствуют в экосистемах здоровых незагрязнённых водоёмов в очень малых количествах. Данные полезные микроорганизмы селекционируются, размножаются и предлагаются на рынок в форме готового к применению жидкого концентрированного биопрепарата (Ткачева, 2019).
Основные виды пробиотиков, используемые в данном исследовании: бациллы (Bacillus subtilis и Bacillus subtilis (niger)), псевдомонады (Pseudomonas aureofaciens), лактобациллы (Lactobacillus paracasei), стрептококки (Streptococcus termophilus), энтерококки (Enterococcus faecium).
В экспериментальном исследовании использовалось следующее оборудование: конические колбы Эрленмейера (6 шт.), пробирка химическая (6 шт.), пипетки стеклянные (6 шт.), стаканы химические мерные (6 шт.), набор тестов для воды «НИЛПА PRO» 10 в 1, наборы тестов «Tetra», этикетки, мерные ложки, термометр для аквариума (2 шт.), термометр безртутный стеклянный. В одном экспериментальном аквариуме объемом 200 литров при высокой плотности посадки содержались рыбы вида меланохромис золотой (Melanochromis auratus), что позволило изучить влияние препарата на степень резистентности рыб к загрязнению водной среды продуктами жизнедеятельности.
Основанием для анализа является норма показателей гидрохимии, которая принимает определенные количественные и процентные доли концентрации веществ. В отобранные образцы воды из каждого аквариума были внесены 6 видов пробиотических препаратов, каждый – в отдельную колбу. Первые пробы были отобраны и проверены сразу после внесения пробиотических препаратов, затем подвержены гидрохимическому анализу повторно через 24, 120 и 192 часов. Через 24 часа были выявлены наиболее действующие пробиотики: Bacillus subtilis (niger) (B-5250), Bacillus subtilis (B-5225) и Pseudomonas aureofaciens (BS-393), исследуемые в дальнейшем также в течение 120 часов. Спустя 192 часа были приготовлены новые пробы в концентрациях 0,5мл и 1мл пробиотических препаратов трех штаммов, проявивших себя лучше в очищении воды от свободного аммиака и ионов аммония.
Образцы воды после внесения пробиотиков из каждого аквариума были исследованы по наиболее важным характеристикам для выявления лучшего вида препарата для очищения водной среды (табл.1).
Таблица 1 - Сравнительный анализ влияния пробиотиков на NH3/NH4, мг/л
| Название пробиотика | Bacillus subtilis (niger) (B- 5250) | Bacillus subtilis (B-5225) | Pseudomonas aureofaciens (BS-393) | Lactobacillus paracasei (B- 2347) | Streptoc occus termoph ilus (B- 3492) | Enteroc occus faecium (B- 3491) | Контроль 09.09.20 15:00 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Время Объем пробиотика | |||||||
| 24 часа 09:00 0,5мл |
0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 120 часов 09:00 0,5мл |
0,25 | 0,25 | 0,5 | — | — | — | — |
| 192 часа 18:00 0,5мл |
< 0,05 | < 0,10 | < 0,05 | — | — | — | — |
| 192 часа 18:00 1мл |
< 0,05 | < 0,05 | < 0,05 | — | — | — | — |
Для меланохромиса золотого более эффективным пробиотиком был установлен Bacillus subtilis (niger) (B-5250), так как он оказался наиболее работающим средством для очищения воды по большинству показателей. Не менее важным фактором выбора Bacillus subtilis (niger) оказалась его устойчивость и улучшенная работоспособность с течением времени - 8 суток.
Выводы
В результате исследований установлено, что экспериментальный пробиотик Bacillus subtilis (niger) (B-5250), добавленный в отобранные пробы воды, показал наилучшее очищение. Таким образом, нами разработан и внедрен эффективный и экологически безопасный подход к очистке воды пробиотическими препатами. Способность пробиотических Bacillus subtilis утилизировать токсичные продукты жизнедеятельности рыбы (мочевину, фекалии и несъеденные корма) в безопасную бактериальную биомассу, позволит использовать эти пробиотические микроорганизмы для формирования безопасного активного ила и проводить подготовку воды и культивирование гидробионтов в емкости. Полученные данные позволяют рекомендовать пробиотик Bacillus subtilis (niger) (B-5250) как профилактический препарат для снижения концентрации свободного аммиака (NH3) и ионов аммония (NH4).
Список литературы
Абросимова Н. А. Кормопроизводство для рыб юга России: состояние и перспективы / Н.А. Абросимова, Е.Б. Абросимова, Н.В. Судаков // Материалы IV Всероссийской межвузовской научно-методической конференции. (Калининград, 04-05 октября 2015). - Калининград: Калининградский государственный технический университет. 2016. С. 18-26.
Лысак В. В. Микробиология: учеб. пособие. Минск: БГУ, 2007. 426 с.
Маркин В. В. Повышение экологической безопасности и эффективности работы канализационных очистных сооружений с помощью пробиотических средств // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2016. № 3 (119). С. 109-114.
Ткачева И. В. Способ водоподготовки для запуска биофлоковой системы на основе пробиотиков с разными композициями / И.В. Ткачева, В.С. Поляхов // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2019. № 11 (166). С. 60-65.
Аммиак в аквариуме яд. [Электронный ресурс] URL: https://fanfishka.ru/akvariumnyestati/poleznye_sovety_po_soderzhaniyu_rybok/2125 -ammiak-v-akvariume-yad.html (дата обращения 18.04.2021).