Combinando prácticas de tratamiento de agua y bienestar de los peces

Un estudio preliminar con trucha arcoíris determina el efecto del ácido peracético

El objetivo final de estos estudios es identificar una ventana terapéutica en la que falta el bienestar de los peces. Foto de Lars-Flemming Pedersen.

Los productos a base de ácido peracético (PAA) han recibido una atención considerable durante la última década como un desinfectante potencial para reemplazar el formaldehído. Debido a la rápida degradación de los HAP sin la formación de subproductos desinfectantes nocivos, salvo CO2 y agua, los HAP se consideran respetuosos con el medio ambiente. Los PAA controlan eficazmente los patógenos de peces no deseados a niveles de exposición inofensiva a los peces y, por lo tanto, son un agente terapéutico ideal para la acuicultura.

Afortunadamente, el tratamiento del agua con PAA está permitido de acuerdo con la norma europea para la acuicultura orgánica. Aquí, los tratamientos de PAA se han aplicado con éxito para garantizar unas condiciones de crecimiento óptimas y para combatir la piel no deseada y los parásitos infecciosos. La adición de PAA a un estanque generalmente hace que los peces cambien de comportamiento de inmediato. Este patrón de reacción del pez tarda unos minutos en volver a la normalidad. El motivo de esta reacción de comportamiento puede estar relacionado con irritantes o agentes oxidantes, olores desagradables y / o caídas severas del pH local debido a la acidez de los productos de PAA.

El objetivo final de estos estudios es identificar una ventana terapéutica donde el bienestar de los peces no se vea comprometido. Foto de Lars-Flemming Pedersen.

El objetivo de este estudio fue investigar y cuantificar el efecto de las concentraciones de PAH en el comportamiento de los peces. Las pruebas se realizaron con tres niveles de dosis añadidos como pulsos y un experimento con la adición continua de PAA. La información sobre esta posible relación causal entre la concentración de la dosis y la respuesta conductual permite un mayor desarrollo y optimización de los procedimientos de tratamiento del agua, teniendo en cuenta el bienestar de los peces. Se espera que esto sea importante no solo para la acuicultura orgánica sino también para las actividades de acuicultura en general.

Configuración de estudio

Se realizaron experimentos en acuarios para probar el efecto de la exposición al PAA sobre el comportamiento de las truchas en DTU Aquas, Sección de Acuicultura, Hirtshals, Dinamarca. La trucha arco iris utilizada para los experimentos se almacenó en un RAS de agua dulce de 1,7 m3. Los peces se alimentaron hasta la saturación con gránulos comerciales de 3 mm cultivados a una temperatura del agua de 15-16 ° C, un pH de 7.6-7.8 y un contenido de oxígeno por encima del 80% de saturación. La talla promedio (FL) de los peces fue de 14.0 cm (rango: 12.0-15.0 cm), con un peso promedio de 28.5 g (rango 18-30 g).

Figura 1: Montaje experimental de un acuario de 225 l; el fondo se dividió en 8 cuadrados iguales para facilitar la evaluación de la actividad. Los peces se grabaron en vídeo 10 minutos antes de la adición de PA y luego 30 minutos después de la adición.

Se llenaron nueve acuarios de 225 litros con agua dulce templada (16 ° C) y se conectaron a un sistema de filtrado de circulación. Cada acuario tenía una conexión de entrada y un desbordamiento de salida que permitía una tasa de intercambio de agua dulce de 10 L / min. Todos los acuarios estaban equipados con dos piedras de aire y cubiertos con plástico con patrón de malla azul (Figura 1). Se recolectaron truchas arco iris de 1,7 m3 de RAS y se colocaron en acuarios separados y se dejaron aclimatar mediante intercambio continuo de agua durante 24 horas. Una hora antes de la adición de PAA, se cerró la entrada de cada acuario, cambiando de condiciones de flujo a condiciones estáticas para probar el efecto de PAA sin efectos de dilución. Los experimentos se repitieron con cinco truchas arco iris individuales para cada tratamiento, para un total de 25 peces.

Se utilizó el producto comercial Aqua Oxides® con un contenido de PAA del 15,5% y H2O2 del 10,2%. Se utilizaron tres dosis de impulso: 2 ml / m3, 6 ml / m3 y 18 ml / m3, correspondientes a concentraciones iniciales de 0,31, 0,93 y 2,79 mg PAA / l. Se utilizaron impurezas latentes Milli-Q (PAA = 0 mg PAA / L) para el grupo de control. Se añadió inmediatamente ácido peracético a la zona de aireación mediante jeringas para permitir una mezcla adecuada. En un experimento separado, se probó el efecto de la adición semicontinua; aquí se añadió una cantidad de PAA correspondiente a 18 ml / m3 utilizando bombas peristálticas y se suministró durante 30 minutos. El comportamiento de los peces se registró con una cámara de video diez minutos antes, durante y después del PAA hasta 30 minutos después de la adición. Se registró la actividad de los peces individuales (N = 15) durante 40 minutos.

Figura 2: El índice de actividad promedio (revoluciones por minuto) se basa en 5 peces individuales por tratamiento. El tratamiento incluyó la exposición a cuatro dosis diferentes de Aqua Oxides (15% de producto comercial con ácido peracético; A = 0 ml / m3, B = 2 ml / m3, C = 6 ml / m3, D = 18 ml / m3). Después de 5 minutos, se añadió Aqua Oxides.

Para cuantificar el comportamiento y la actividad de los peces, se registró el número de retornos de 180 grados y el número de movimientos de una cuadrícula a otra. A partir de las dimensiones de la red (0,25 x 0,25 m), estimamos la distancia recorrida y la velocidad media de nado.

Resultados

Los peces no expuestos en el grupo de control descansaron en el fondo. Se produjo un nado limitado en los círculos, mientras que no se produjo ningún comportamiento ascendente con respecto a la superficie. La ventilación de las branquias de los peces infectados se mantuvo tranquila y regular. La adición de PAA provocó una respuesta de comportamiento notable que resultó en una natación intensa repentina a diferentes velocidades. Incluso con dosis bajas de PAA (2 ml / m3), se observó un comportamiento significativamente alterado debido al aumento de la actividad de natación.

Los cambios ocurrieron poco después de la adición de PAA, donde el número de revoluciones aumentó de 4 a 12 por minuto y permaneció elevado durante diez minutos (Figura 2). Los giros eran empinados y la natación parecía irregular. La actividad se mantuvo alta, variando de 8 a 12 rpm durante 10 a 12 minutos, y disminuyó lentamente hasta que volvió a la normalidad, baja actividad y velocidad después de 35 minutos (Figura 3).

Los experimentos de dosis baja y media aumentaron significativamente la frecuencia y el tamaño de la ventilación infecciosa en comparación con los grupos no expuestos. Una respuesta de comportamiento a la dosis más alta (18 ml / m3) ocurrió inmediatamente después de la adición de la sustancia química. Los peces mostraron una actividad significativamente mayor en los siguientes minutos, más de 15 revoluciones por minuto. En cinco minutos, la actividad se detuvo abruptamente con movimientos característicos limitados hacia la inmovilidad total. La ventilación final fue muy irregular, con un comportamiento periódico similar a la tos.

ANOVA mostró una interacción significativa del tiempo y la concentración de procesamiento en el comportamiento de los peces de dos maneras (P = 0.019). La experimentación posterior con la adición de 18 ml / m3 de Aqua Oxides durante 30 minutos mostró un cambio menos pronunciado en la actividad. Se encontró que la respuesta de la trucha se retrasa y no alcanza el mismo tamaño que los experimentos donde se agregó PAA al mismo tiempo (Figura 4).

Figura 3: Monitoreo de 40 minutos del comportamiento de los peces con adición de ácido acético en T = 0. Cada curva representa el promedio de los datos recolectados para los cinco sujetos para cada dosis de ácido peracético: control (0 ml / m3), dosis recomendada ( 2 ml / m3), dosis triple (6 ml / m3) y 9 veces la dosis (18 ml / m3). Figura 4: Velocidad de nado estimada de las truchas expuestas a diferentes dosis de Aqua Oxides: x = 2ml / m3; 3x = 6 ml / m3 y; 9x = 18 ml / pulso; Continuo: 18 ml / m3, agregado de manera continua durante 30 minutos; Control = No se agregó PAA.

Discusión

La cuantificación del comportamiento de los peces es compleja y depende del diseño del experimento y de los biomarcadores utilizados. Para evaluar el impacto de los escenarios de tratamiento de agua simulados con ácido peracético, utilizamos un método simple que utiliza comportamientos cuantitativos de comportamiento.

En condiciones comerciales, los piscicultores experimentan el vuelo y el escape cambiantes de la trucha cuando las granjas están expuestas a los HAP. Aquí, los peces generalmente nadan alejándose del gradiente químico, provocando una actividad significativa y aumentando el consumo de oxígeno. Esta reacción dura hasta 10 minutos hasta que el desinfectante se distribuye uniformemente y / o se degrada. Se ha informado que las reacciones de los peces cesan después de sucesivos episodios de tratamiento del agua, lo que indica una adaptación al estresante aplicado.

La medición de los residuos de PAH se complica por las bajas concentraciones utilizadas y la rápida degradación. Las dimensiones exactas del PAA se pueden obtener de la ubicación, en este caso la piscifactoría de flujo danés, proporcionando un espectrofotómetro y viales, pipetas y reactivos adecuados para medir muestras de agua dulce durante el tratamiento del agua. Foto de Lars-Flemming Pedersen.

En este estudio, la configuración estática no permitió volar en condiciones más favorables. Los peces respondieron al aumento de las concentraciones de AP, pero no de forma lineal. Las dosis bajas provocaron una respuesta moderada y prolongada, mientras que las dosis más altas produjeron una respuesta más vigorosa en un tiempo más corto. El estudio mostró que las altas concentraciones de HAP podrían potencialmente causar el colapso de los peces. Una forma de minimizar los efectos adversos de agregar una dosis alta de PAA es la administración a largo plazo del químico.

Perspectivas

Cambiar o reaccionar a un comportamiento no significa necesariamente dañar el bienestar. En este estudio inicial, se utilizó una respuesta conductual para evaluar posibles asociaciones con la dosis de PAA. Los biomarcadores enzimáticos, bioquímicos y fisiológicos de apoyo se pueden utilizar junto con medidas histológicas glandulares y epidérmicas para evaluar los efectos en los regímenes de tratamiento del agua. El objetivo final es definir una ventana terapéutica donde el bienestar de los peces no se vea comprometido.

Los efectos de los HAP en las truchas requieren una mayor investigación para vincular y documentar el mecanismo de cómo los HAP causan estrés y cómo este estrés afecta el bienestar de los peces. Los protocolos mejorados de tratamiento del agua tienen en cuenta medidas para minimizar los efectos secundarios indeseables de los HAP en el rendimiento de los peces. Idealmente, las observaciones del comportamiento de los peces podrían usarse como una guía para prácticas aceptables, asegurando así una implementación más segura del PAA.

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Reconocimiento: Este estudio es parte del programa ROBUSTFISH «Nuevas Oportunidades para el Crecimiento y la Transformación Vigorosa de la Acuicultura Orgánica». El programa Organic RDD 2 está coordinado por Alfred Jokumsen, investigador principal de DTU Aqua Denmark.

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