Spektroskopia fluorescencyjna w służbie akwakultury
Akwakultura odgrywa istotną rolę w międzynarodowej zrównoważonej produkcji żywności, a z hodowli pochodziło ponad 50% sprzedanych ryb w 2012 r. Jednakże, akwakultura na wodach przybrzeżnych może powodować powstawanie dużych ilości odpadów organicznych ze względu na zagęszczenie ryb hodowanych w takich systemach. Recyrkulacyjne systemy akwakultury (RAS) to systemy o obiegu zamkniętym, w których ryby mogą rozwijać się i być pozyskiwane oddzielnie od naturalnego środowiska morskiego. Systemy te przeważają nad poławianiem dziko żyjących ryb pod wieloma względami, związanymi na przykład z większym bezpieczeństwem żywnościowym, identyfikowalnością źródła ryb oraz zrównoważonym rozwojem, a także mniejszym oddziaływaniem na środowisko. Celem projektu FAMORAS (Fluorescence analysis and monitoring of recirculating aquaculture systems), finansowanego ze środków UE, była optymalizacja RAS przy pomocy spektroskopii fluorescencyjnej. Naukowcy chcieli znacząco poprawić produktywność unijnej branży hodowli ryb. Z RAS pobrano próbki, aby określić typowe sygnatury fluorescencyjne podczas ich normalnego działania. Próbki wody pobierane na dłuższej przestrzeni czasu z RAS analizowano, aby określić zmienność i trendy zmian jakości wody. Zespół wykorzystał dane fluorescencyjne i testy statystyczne do określenia subtelnych zmian jakości wody w systemach RAS. Następnie zaprojektowano, zbudowano i przetestowano czujnik fluorescencyjny, monitorujący jakość wody w RAS w czasie rzeczywistym. Uczeni stwierdzili występowanie różnic dotyczących materii organicznej, wynikających ze zmian sposobu karmienia ryb. Te niewielkie zmiany mają prawdopodobnie bardzo istotne znaczenie dla kontrolowania jakości wody w RAS oraz dla związanych z tym wymagań dotyczących jej uzdatniania. Zgodnie z ustaleniami projektu FAMORAS zmiany związane z charakterem materii organicznej zachodzą podczas fazy rozruchu słodkowodnych systemów RAS. Badacze ustalili, w jaki sposób każdy ze składników materii organicznej dochodzi do stanu równowagi z systemami biologicznego uzdatniania oraz jak zachowuje się w takim stanie równowagi. Omawiany projekt ukazuje potencjał spektroskopii fluorescencyjnej jako skutecznego narzędzia do monitorowania materii organicznej w systemach RAS. Unijna branża akwakultury może też dopracować czujnik zbudowany w ramach projektu, aby zoptymalizować zarządzanie i eksploatację hodowli.
Słowa kluczowe
Spektroskopia fluorescencyjna, jakość wody, hodowle ryb, recyrkulacyjne systemy akwakultury, FAMORAS
