$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

Biofloc을 기반으로 한 무 환수 사육 시스템의 수질 안정 유지에 미치는 수온의 영향
The Effects of Temperature on Maintaining the Stability of Water Quality in Biofloc-based Zero-water Exchange Culture Tanks 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.25 no.5 = no.181, 2015년, pp.496 - 506  

조서현 (동의대학교 분자생물학과) ,  정종헌 (동의대학교 분자생물학과) ,  김명희 (동의대학교 분자생물학과) ,  이규태 ((주)네오엔비즈) ,  김대중 (국립수산과학원 전략연구단) ,  김광현 (동의대학교 생명응용학과) ,  오상필 (제주특별자치도청 해양산업과) ,  한창희 (동의대학교 분자생물학과)

초록

본 연구는 바이오플락을 기반으로 한 무 환수 사육 시스템에서 안정된 수질을 유지하기 위한 적정 수온 범위를 조사하였다. 이를 위해 다음과 같이 수온에 대한 5개의 실험 수조를 설정하였다: 10℃, 15℃, 20℃, 25℃ 그리고 30℃. 우선 각각의 실험 수조에 바이오플락을 기반으로 한 사육시스템을 조성하고, 조성된 각 실험 수조에 금붕어를 수용하여 사육수를 교환하지 않고 60일 동안 사육하였다. 바이오플락 기반 사육시스템이 조성되고, 무기 질소화합물들($NH_4{^+}-N$, $NO_2{^-}-N$, 그리고 $NO_3{^-}-N$)의 농도가 안정되게 낮은 상태는 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃에서 각각 17, 26, 43, 68, 그리고 78일 이후에 유지되었다. 바이오플락 기반 사육 수조에 금붕어를 사육하기 시작하면서 $NH_4{^+}-N$ 농도가 10℃와 15℃에서는 지속적으로 낮은 상태가 유지되었으나, 20℃, 25℃ 그리고 30℃에서는 점진적 으로 증가하였다. 10℃와 15℃에서 $NO_2{^-}-N$$NO_3{^-}-N$의 농도는 낮은 상태가 유지되지 않고 바로 증가하였다. 반면, 20℃ 이상에서 $NO_2{^-}-N$의 농도는 지속적으로 비교적 안정되게 낮은 농도를 유지하였으며, $NO_3{^-}-N$의 농도는 점진적으로 증가하였다. 바이오플락 기반 수조에서 15℃ 이하의 조건에서는 $NO_2{^-}-N$ 농도를 낮고 안정된 상태를 유지할 수 없었다. 20℃ 이상에서 pH와 NH4+-N 농도 사이의 역상관관계가 pH 4.0과 6.0 사이에서 나타났다. pH 4.0과 6.0 범위에서 $NH_4{^+}-N$ 농도가 감소함에 따라 pH는 증가하였다. 그러나 pH 6.0과 8.0 사이에서는 pH와 $NH_4{^+}-N$ 농도 간 상관관계가 없었었으며, pH 6.0 이상에서는 $NH_4{^+}-N$ 농도가 지속적으로 낮은 상태를 유지하였다. 이러한 결과는 20℃ 이상에서 $NH_4{^+}-N$ 농도를 낮고 안정된 상태로 유지하기 위해서는 pH를 6.0 이상 유지해야만 한다는 것을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study explored adequate water temperature ranges for maintaining stable water quality in a biofloc- based zero-water exchange culture system. Five experimental tanks with the following temperatures were set up: 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, and 30℃. First, a biofloc-bas...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 지금까지 BFT 양식 시스템을 조성하기 위한 최적의 수온 범위나, 조성된 BFT 양식 시스템에서 안정된 수질이 어류를 사육할 때에도 지속적으로 유지할 수 있는 수온의 범위에 대한 연구들은 찾아볼 수 없었다. 본연구에서는 BFT 양식 시스템의 안정된 수질을 지속적으로 유지될 수 있는 수온의 범위를 밝히기 위해 수온을 10℃에서 30℃까지 5개의 실험 조건을 설정하여, 먼저 수온에 따른 바이오플락의 조성과정과 수질이 안정화 되어가는 과정을 조사하였으며, 이어서 각 수온조건에서 수질이 안정된 이후 금붕어를 사육하였을 때, 안정된 수질이 얼마나 지속될 수 있는지에 대해 조사하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (68)

  1. Antoniou, P., Hamilton, J., Koopman, B., Jain, R., Holloway, B., Lyberatos, G. and Svoronos, S. A. 1990. Effect of temperature and pH on the effective maximum specific growth rate of nitrifying bacteria, Water Res. 24(1), 97-101. 

  2. APHA. 1992. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18th ed. Washington, DC: American Public Health Association. 

  3. Asaduzzaman, M., Wahab, M. A., Verdegem, M. C. J., Mondal, M. N. and Azim, M. E. 2009. Effects of stocking density of freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii and addition of different levels of tilapia Oreochromis niloticus on production in C/N controlled periphyton based system. Aquaculture 286, 72-79. 

  4. Avnimelech, Y. 1999. Carbon/nitrogen ratio as a control element in aquaculture systems. Aquaculture 176, 227-235. 

  5. Avnimelech, Y. 2006. Bio-filters: The need for a new comprehensive approach. Aquacult. Eng. 34, 172-178. 

  6. Avnimelech, Y. 2007. Feeding with microbial flocs by tilapia in minimal discharge bioflocs technology ponds. Aquaculture 264, 140-147. 

  7. Avnimelech, Y. and Kochba, M. 2009. Evaluation of nitrogen uptake and excretion by tilapia in bio floc tanks, using 15 N tracing. Aquaculture 287, 163-168. 

  8. Avnimelech, Y. (ed.). 2009. Biofloc Technology - A Practical Guide Book, Second Edition. World Aquaculture Society, Baton Rouge, Louisiana, US. 

  9. Avnimelech, Y. 2012. Bioflocs technology - A Practical Guide Book, 2nd ed. The World Aquaculture Society, Baton Rouge, LA, USA 27-43. 

  10. Azim, M. E., Little, D. C. and Bron, J. E. 2008. Microbial protein production in activated suspension tanks manipulating C:N ratio in feed and the implications for fish culture. Bioresour. Technol. 99, 3590-3599. 

  11. Benyahia, F. and Polomarkaki, R. 2005. Mass transfer and kinetic studies under no cell growth conditions in nitrification using alginate gel immobilized Nitrosomonas. Process Biochem. 40(3-4), 1251-1262. 

  12. Bothe, H., Jost, G., Schloter, M. Ward, B. B. and Witzel, K. P. 2000. Molecular analysis of ammonia oxidation and denitrifiation in natural environments. FEMS Microbiol. Rev. 24, 673-690 

  13. Bovendeur, J., Zding, G. H. and Henken, A. M. 1987. Design and performance of a water recirculation system for high-density culture of the African Catfish, Clazias gariepinus (Burchell, 1822). Aquaculture 63, 329-353. 

  14. Boyd, C. E. 2003. Guidelines for aquaculture effluent management at the farm-level. Aquaculture 226, 101-112. 

  15. Buckling, R. A., Baird, C. D., Watson, C. A. and Chapman, F. A. 1993. Energy use of recycling water aquaculture systems for ornamental fish production. Circular 1095. Florida Cooperative Extension Service. Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville, FL, 5 pp. 

  16. Burford, M. A., Thompson, P. J., McIntosh, R. P., Bauman, R. H. and Pearson, D. C. 2003. Nutrient and microbial dynamics in high-intensity, zero-exchange shrimp ponds in Belize. Aquaculture 219, 393-411. 

  17. Chen, S., Ling, J. and Blancheton, J. P. 2006. Nitrification kinetics of biofilm as affected by water quality factors. Aquacult. Eng. 34, 179-197. 

  18. Colt, J. 2006. Water quality requirements for reuse systems. Aquacult. Eng. 34, 143-156. 

  19. Crab, R., Avnimelech, Y., Defoirdt, T., Bossier, P. and Verstraete, W. 2007. Nitrogen removal techniques in aquaculture for a sustainable production. Aquaculture 270, 1-14. 

  20. Crab, R., Defoirdt, T., Bossier, P. and Verstraete, W. 2012. Biofloc technology in aquaculture: Beneficial effects and future challenges. Aquaculture 356-357, 351-356. 

  21. Crab, R., Kochva, M., Verstraete, W. and Avnimelech, Y. 2009. Bio-flocs technology application in over-wintering of tilapia. Aquacult. Eng. 40, 105-112. 

  22. Davis, J. C. 1975. Minimal dissolved oxygen requirements of aquatic life with emphasis on Canadian species: a review. J. Fish. Res. Board Can. 32(12), 2295-2332. 

  23. Emerenciano, M., Ballester, E. L. C., Cavalli, R. O. and Wasielesky, W. 2012. Biofloc technology application as a food source in a limited water exchange nursery system for pink shrimp Farfantepenaeus brasiliensis (Latreille, 1817). Aquacult. Res. 43, 447-457. 

  24. Eng, C. T., Paw, J. N. and Guarin, F. Y. 1989. The environmental impact of aquaculture and the effects of pollution on coastal aquaculture development in southeast Asia. Mar. Pollut. Bull. 20, 335-343. 

  25. FAO. 2013. Yearbook of fishery statistics summary tables. ( ftp://ftp.fao.org/FI/STAT/summary/default.htm ) 

  26. Ford, T. and Beitinger, T. L. 2005. Temperature tolerance in the goldfish, Carassius auratus. J. Therm. Biol 30, 147-152. 

  27. Funge-Smith, S. and Phillips, M. J. 2001. Aquaculture systems and species. In: Subasinghe, R. P., Bueno, P., Phillips, M. J., Hough, C., McGladdery, S. E., Arthur, J. R. (Eds.), Technical proceedings of the conference on aqquaculture in the third millennium, Bangkok, Thailand, February 20-25, 2000. NACA/FAO, Bangkok/Rome, pp. 129-135. 

  28. Furtado, P. S. Poersch, L. H. and Wasielesky Jr, W. 2011. Effect of calcium hydroxide, carbonate and sodium bicarbonate on water quality and zootechnical performance of shrimp Litopenaeus vannamei reared in bio-flocs technology (BFT) systems. Aquaculture 321, 130-135 

  29. Gerardi, M. H. 2002. Nitrification and denitrification in the activated sludge process. publication by John Wiley and Sons, Inc., New York. 

  30. Glass, M. L., Andersen, N. A., Kruhoffer, M., Williams, E. M. and Heisler, N. 1990. Combined effects of environmental PO2 and temperature on ventilation and blood gases in the carp Cyprinus carpio L. J. Exp. Biol. 148, 1-17. 

  31. Groeneweg, J., Sellner, B. and Tappe, W. 1994. Ammonia oxidation in Nitrosomonas at NH3 concentrations near Km: effects of pH and temperature. Water Res. 28, 2561-2566. 

  32. Gu, S. B., Wang, S. Y., Yang, Q., Yang, P. and Peng, Y. Z. 2012. Start up partial nitrification at low temperature with a real-time control strategy based on blower frequency and pH. Bioresour. Technol. 112, 34-41. 

  33. Gutierrez-Wing, M. T. and Malone, R. F. 2006. Biological filters in aquaculture: trends and research directions for freshwater and marine applications. Aquacult. Eng. 34(3), 163-171. 

  34. Hari, B., Kurup, B. M., Varghese, J. T., Schrama, J. W. and Verdegem, M. C. J. 2006. The effect of carbohydrate addition on water quality and the nitrogen budget in extensive shrimp culture systems. Aquaculture 252, 248-263. 

  35. He, Y., Tao, W., Wang, Z. and Shayya, W. 2012. Effects of pH and seasonal temperature variation on simultaneous partial nitrification and anammox in free-water surface wetlands. J. Environ. Manage. 110, 103-109. 

  36. Herbert, R. A. 1999. Nitrogen cycling in coastal marine ecosystems. FEMS Microbiol. Rev. 23, 563-590. 

  37. Huntingford, F. A., Adams, C., Braithwaite, V. A., Kadri, S., Pottinger, T. G., Sandoe, P. and Turnbull, J. F. 2006. Current issues in fish welfare. J. Fish Biol 68, 332-372. 

  38. Ilies, P. and Mavinic, D. S. 2001. The effect of decreased ambient temperature on the biological nitrification and denitrification of a high ammonia landfill leachate. Water Res. 35, 2065-2072. 

  39. Jang, I. K., Kim, J. S., Cho, K. J. Seo, H. C., Cho, Y. R., Gopalakannan, A. and Kim, B. L. 2008. Intensive culture of the pacific white shrimp Litopenaeus vannamei under limited water exchange. I. Indoor nursery culture of postlarvae. J. Aquaculture 21(4), 339-345. 

  40. Jang, I. K., Kim, J. S., Seo, H. C. and Cho, K. J. 2009. Intensive culture of the pacific white shrimp Litopenaeus vannamei under limited water exchange. II. Indoor post-nursery culture of juvenile shrimp. J. Aquaculture 22(1), 42-50. 

  41. Jones, G. L. and Paskins, A. R. 1982. Influence of high partial pressure of carbon dioxide and/or oxygen on nitrification, J. Chem. Technol. Biotechnol. 32(1), 213-223. 

  42. Kamstra, A., van derHeul, J. W. and Nijhof, M. 1998. Performance and optimization of trickling filters on eel farms. Aquacult. Eng. 17, 175-192. 

  43. Kim, D. J., Lee, D. I. and Keller, J. 2006. Effect of temperature and free ammonia on nitrification and nitrite accumulation in landfill leachate and analysis of its nitrifying bacterial community by FISH. Bioresour. Technol. 97(3), 459-468. 

  44. Lazur, A. M. and Britt, D. C. 1997. Pond recirculating production systems. SRAC Publication No. 455. USDA, 8 pp. 

  45. Martins, A. M. P., Heijnen, J. J. and van Loosdrecht, M. C. M. 2003. Effect of dissolved oxygen concentration on sludge settleability. Appl. Microbiol. Biotechnol. 62, 586-593. 

  46. Naylor, R. L., Goldburg, R. J., Mooney, H., Beveridge, M., Clay, J., Folke, C., Kautsky, N., Lubchenco, J., Primavera, J. and Williams, M. 1998. Nature's subsidies to shrimp and salmon farming. Science 282, 883-884. 

  47. Naylor, R. L., Goldburg, R. J., Primavera, J. H., Kautsky, N., Beveridge, M. C. M., Clay, J., Folke, C., Lubchenco, J., Mooney, H. and Troell, M. 2000. Effect of aquaculture on world fish supplies. Nature 405, 1017-1024. 

  48. Neal, R. S., Coyle, S. D. and Tidwell, J. H. 2010. Evaluation of stocking density and light level on the growth and survival of the Pacific White Shrimp, Litopenaeus vannamei, reared in zero-exchange systems. J. World Aquac. Soc. 41, 533-544. 

  49. Ouellet-Plamondon, C., Chazarenc, F., Comeau, Y. and Brisson, J. 2006. Artificial aeration to increase pollutant removal efficiency of constructed wetlands in cold climate. Ecol. Eng. 27(3), 258-264. 

  50. Painter, H. A. and Loveless, J. E. 1983. Effect of temperature and pH value on the growth-rate constants of nitrifying bacteria in the activated-sludge process. Water Res. 17(3), 237-248. 

  51. Paredes, D., Kuschk, P., Mbwette, T. S. A., Stange, F., Muller, R. A. and Koser, H. 2007. New Aspects of microbial nitrogen transformations in the context of wastewater treatment- a review. Eng. Life Sci. 7, 13-25. 

  52. Ray, A. J., Dillon, K. S. and Lotz, J. M. 2011. Water quality dynamics and shrimp (Litopenaeus vannamei) production in intensive, mesohaline culture systems with two levels of biofloc management. Aquacult. Eng. 45, 127-136. 

  53. Rodriguez-Caballero, A., Hallin, S., Pahlson, C., Odlare, M. and Dahlquist, E. 2012. Ammonia oxidizing bacterial community composition and process performance in wastewater treatment plants under low temperature conditions. Water Sci. Technol. 65(2), 197-204. 

  54. Schryver, P. D., Crab, R., Defoirdt, T., Boon, N. and Verstraete, W. 2008. The basics of bioflocs technology: the added value for aquaculture. Aquaculture 277, 125-137. 

  55. Seka, M. A. and Verstraete, W. 2003. Test for assessing shear sensitivity of activated sludge flocs: a feasibility study. Water Res. 37, 3327-3334. 

  56. Shammas, N. K. 1986. Interactions of temperature, pH, and biomass on the nitrification process. J. Water Pollut. Control Fed. 58, 52-59. 

  57. Simon, Jörg. and Klotz, M. G. 2013. Diversity and evolution of bioenergetic systems involved in microbial nitrogen compound transformations. Biochim. Biophys. Acta 1827, 114-135 

  58. Siripong, S. and Rittmann, B. E. 2007. Diversity study of nitrifying bacteria in full-scale municipal wastewater treatment plants. Water Res. 41(5), 1110-1120. 

  59. Sundaresan, N. and Philip, L. 2008. Performance evaluation of various aerobic biological systems for the treatment of domestic wastewater at low temperatures. Water Sci. Technol. 58, 819-830. 

  60. Szwerinski, H., Arvin, E. and Harremoës, P. 1986. pH-decrease in nitrifying biofilms. Water Res. 20, 971-976. 

  61. Tran-Duy, A., Schrama, J. W., Dam, A. A. V. and Verreth, J. A. J. 2008. Effects of oxygen concentration and body weight on maximum feed intake, growth and hematological parameters of Nile tilapia, Oreochromis niloticus. Aquaculture 275, 152-162. 

  62. Van Wyk, P. and Scarpa, J. 1999. Water quality and management. In: Van Wyk, P., et al. (Ed.), Farming Marine Shrimp in Recirculating Freshwater Systems. Florida department of agriculture and consumer services, Tallahassee, 128-138. 

  63. Vinatea, L., Galvez, A. O., Browdy, C. L., Stokes, A., Venero, J., Haveman, J., Lewis, B. L., Lawson, A., Shuler, A. and Leffler, J. W. 2010. Photosynthesis, water respiration and growth performance of Litopenaeus vannamei in a super-intensive raceway culture with zero water exchange: interaction of water quality variables. Aquacult. Eng. 42, 17-24. 

  64. Wilén, B. M. and Balmér, P. 1999. The effect of dissolved oxygen concentration on the structure, size and size distribution of activated sludge flocs. Water Res. 33(2), 391-400. 

  65. Wilén, B. M., Nielsen, J. L., Keiding, K. and Nielsen, P. H. 2000. Influence of microbial activity on the stability of activated sludge flocs. Colloids Surf., B 18, 145-156. 

  66. Wurts, W. A. and Durborow, R. M. 1992. Interactions of pH, carbon dioxide, alkalinity and hardness in fish ponds. SRAC Publication No. 464, 1-4. 

  67. Zhang, L., Liu, Y., Shen, Y., Liu, H. and Xiong, Y. 2010. Effect of limited artificial aeration on constructed wetland treatment of domestic wastewater. Desalination 250(3), 915-920. 

  68. Zumft, W. G. 1997. Cell biology and molecular basis of denitrification. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 61(4), 533-616. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

유발과제정보 저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로