Bakterierovervåkning på karkanten - en ny mulighet for bedre kontroll i RAS-anlegg?
Paula Rojas TiradoForsker –Akvakultur Seksjon NIVA
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 2
1
0.04
>5
Oksygen
Org. mat. fjerning
Nitrifikasjon
CO2 avgassing
Desinfeksjon
Denitrifikasjon
Oppløst oksygen
TAN, NO2, NO3
CO2
Mikrobiell vannkvalitet?
Delv
is-
gjen
bruk
RAS
Resirkulasjon grad(% vann gjenbruk)
Fôr b
elas
ting
(Fee
d lo
adin
g)(k
g fô
r/m
3ny
van
n)
Vannkvalitet parameterTemperatur
pH
Lav Høy
TSS and mikro partikler
Introduksjon
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 3
Partikkelassosierte bakterier (PAB)
Planktoniske bakterier (PB)
Biof
ilm b
akte
rier (
BB)
Biofilter Vannsøyle
Hvor lever de ?
Bakteriell aktivitet Bakterieantall Bakterielle samfunn
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 4
Hva ville vi undersøke?
• Påvirker endringer i fôringsregime bakteriene i vannet?
• Hvordan er disse parameterne relatert til andre vannkvalitetsparametere?
System og eksperimentelt oppsett– DTU Aqua/Hirtshals
Biof
ilter
SwirlSeparator
Regnbueørret (Oncorhynchus mykiss) 30 kg/kar
250 g fôr-1 RAS-1 dag-1
Materiale og metoder
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 6
4Bakteriell aktivitet - Bactiquant® (BQV/ml)
5
Unit: Bactiquant Values(BQV)
30 minuter!!
2
10 ml vannprøve
3
Tilsetning av substrat
1
Vannprøve
Bakterieantall – Flow cytometer (celler/ml)
7
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
1.0×10 5
2.0×10 5
3.0×10 5
4.0×10 5
5.0×10 5
FL 02
FL 01
a
BQV/
ml
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
1.0×10 5
2.0×10 5
3.0×10 5
4.0×10 5
5.0×10 5FL 3.131
FL 3.132
abBQV/
ml
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
1.0×10 5
2.0×10 5
3.0×10 5
4.0×10 5
5.0×10 5FL 6.251
FL 6.252
Weeks
b
BQV/
ml
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
2.0×10 7
4.0×10 7
6.0×10 7
8.0×10 7
1.0×10 8FL 01
FL 02
a
cells
/ml
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
2.0×10 7
4.0×10 7
6.0×10 7
8.0×10 7
1.0×10 8 FL 3.131
FL 3.132
ab
cells
/ml
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70
2.0×10 7
4.0×10 7
6.0×10 7
8.0×10 7
1.0×10 8 FL 6.251
FL 6.252
b
Weeks
cells
/ml
Bakteriell aktivitet BakterieantallSt
oppe
t fôr
ing
Uen
dret
fôrin
gD
oble
t fôr
ing
Replikater RAS:
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 8
COD: Chemical oxygen demand (kjemisk oksygenforbrug)
Partikulært COD (CODPART): CODTOT – CODDISS (CODTOT: rå vannprøve)
Oppløst COD (CODDISS): filtrert 0.2 µm
0.0E+002.0E+044.0E+046.0E+048.0E+041.0E+051.2E+051.4E+051.6E+051.8E+05
05
10152025303540455055
0 50 100 150
Celler/µl-BQV/m
lCO
D (m
g O
2/L)
DaysCODdiss CODpart Free-living cells Bacterial activity
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 9
Konklusjoner
Partikkelassosiert bakterier (PAB)
Planktoniske bakterier (PB)
Biof
ilm b
akte
rier (
BB)
Regulert av oppløst og partikulært org. mat.
Regulert av oppløst org. mat.
Biofilter Vannsøyle
Regu
lert
av
tota
l org
anis
k m
ater
iale
Inte
raks
jon
BactiQuant
Flow cytometry
Metodene brukt er gode nok for å måle bakteriell aktivitet og antall i intensive RAS-anlegg.
Biofilteret hadde en stor «bufferkapasitet» for å begrense bakteriene i vannfasen.
14.02.2018Paula Rojas-Tirado, NIVA Akvakultur Seksjon 10
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.
11
MonMicMonFiskMonVann
Mål: Gi oppdrettsnæringen et enhetlig verktøy for å sikre bedre kontroll på mikrobiota, vannkvalitet og fiskehelse i RAS-anlegg
Datainnsamling 1.5 år
Tidlig varslingssystem og større mulighet til tiltak
DNA-sekvensering av prøver fra: karvann – biofilter – biofilm på karvegg
Det som skjer i dag:Prosjekt finansiert av FHF (901392)
5 settefiskanlegg (RAS) er med: Lerøy Midt AS Laksefjord AS Bremnes Seashore AS Marine Harvest Nordheim Marine Harvest Steinsvik
Kartlegge mikrobesamfunn ved normal produksjon i lukkede oppdrettsanlegg for laks
http://www.fhf.no/prosjektdetaljer/?projectNumber=901392
Prosjektleder: Kari Attramadal
Karakterisering av vannkvalitet i de inkluderte RAS-anleggene + kvantifisering av bakterier i vannet
Prosjektleder: Paula Rojas-Tirado
Gjellehelse og Epidemiologi: Undersøke mikrobiota og histologi fra gjeller (og hud/sår)
Prosjektlederer: Ane Nødtvedt (NMBU)Mark Powell (HI)
Takk!DTU Aqua:Lars-Flemming PedersenPer Bovbjerg PedersenUlla SprøgelBrian MøllerDorthe FrandsenOle Madvig LarsenRasmuss Jensen NTNU:Olav VadsteinMia Tiller Mjøs
NIVA:Åse ÅtlandOle-Kristian Hess-Erga
Project: ”Water treatment technology microbial stabilization in landbased aquaculture systems – MiscStaTech -founded by ERA-Net COFASP