بررسی اثرگذاری دستگاه مکانیزه ضدعفونی کننده آب با استفاده از اشعه فرابنفش بر آب خروجی مزرعه پرورش ماهی قزل آلای رنگین‌کمان

مقدمه: آبزی ‌پروری شامل تکثیر و پرورش گیاهان آبزی، جانوران و سایر موجودات برای اهداف تجاری، تفریحی و علمی می‌ باشد که امروزه توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با این‌ حال، توسعه ‌ی کنترل نشده ی آن مانند هر فعالیت تولیدی دیگر اثرات مخربی بر محیط‌زیست داشته و لذا حذف آلاینده‌ های آب امری مهم محسوب می‌ گردد. هدف از مطالعه حاضر بررسی اثرگذاری دستگاه مکانیزه ضدعفونی ‌کننده آب با استفاده از اشعه فرابنفش (uv) با دوزهای مختلف بر کاهش میکروارگانیسم‌ های آب خروجی مزارع پرورش ماهی قزل ‌آلای رنگین ‌کمان بود. هم چنین کارایی این دستگاه در غیرفعال کردن پاتوژن ‌ها، در دبی‌ ها و میزان کدورت ‌های مختلف آب مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ ها: مکان اجرای طرح مورد مطالعه در یک مزرعه‌ پرورش ماهی قزل ‌آلای رنگین‌ کمان با ظرفیت 30 تن واقع در شهرستان کیار در 30 کیلومتری مرکز استان چهارمحال و بختیاری بود. دستگاه uv با دوز های مختلف (60، 120، 180 و 240 mw/cm2 milliwatt- = joule) روی آب خروجی کارگاه پرورش ماهی، با کدورت ‌ها و دبی ‌های مختلف (2.5، 5، 10، 15، 20 و 25 لیتر بر ثانیه) تابیده شد. سپس نمونه‌ برداری از آب کارگاه قبل و بعد از نصب دستگاه گندزدایی uv انجام شد. میانگین شمارش کلی فرم کل و کلی فرم مدفوعی، قارچ و مخمر هر کدام با سه تکرار محاسبه شد. به منظور بررسی تغییرات درصد حذف میکروارگانیسم‌ ها در دوزهای مختلف uv از رگرسیون پروبیت (probit) در محیط نرم‌ افزار spss در سطح آماری 0.001 استفاده شد. رسم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار  microsoft excel 2016 انجام گرفت.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش دبی آب و کدورت آب، باعث کاهش راندمان حذف میکروارگانیسم‌ های هدف می‌ شود. هم چنین با افزایش دوزuv، درصد حذف کلی فرم کل، کلی‌فرم مدفوعی، قارچ و مخمر افزایش پیدا می ‌کند به ‌طوری ‌که در دوز  mj/cm256 میزان کلی فرم کل، کلی‌فرم مدفوعی، قارچ و مخمر به ‌ترتیب 1.7، 3.2، 0.7 و 0.86 log کاهش یافت در حالی ‌که در دوزهای  mj/cm2 185و 167 تراکم کلی فرم کل و مدفوعی 23 برابر و تراکم کلنی ‌های قارچ و مخمر بین 0.7 تا 1.6 log کاهش پیدا کرد. در دوز حدود  mj/cm2 100 الی 120 تقریباً حذف کامل کلی فرم کل، کلی فرم مدفوعی و قارچ ‌ها صورت گرفت، ولی برای حذف کامل مخمر ها بسته به میزان دبی آب و کدورت آب، به‌ طور قابل ملاحظه ‌ای به دوزهای بیشتری از اشعه uv احتیاج است (تا حداکثر mj/cm2 240). همچنین نتایج رگرسیون پروبیت نشان داد در دوز mj/cm2 40.50،  mj/cm20.22، mj/cm2 30.31، و  mj/cm2 14.36 به ترتیب پنجاه درصد جمعیت مخمر ( p< 0.001 ،16=z)، قارچ (z=13.5, p<0.001)، کلی فرم مدفوعی (z=22.77, p<0.001) و کلی فرم کل (z=6.8, p<0.001) حذف خواهد شد.بحث: به ‌طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در دوز mj/cm2 20 حذف تدریجی میکروارگانیسم‌ ها شروع می ‌شود و در دوز های بالاتر ازmj/cm2  120 از شدت حذف میکروارگانیسم‌ ها کاسته می ‌شود. بنابراین تابش دوزهای اشعه فرابنفش متناسب با کیفیت آب مزارع پرورش ماهیان، می‌ تواند باعث حفظ سلامت سیستم و به تبع آن افزایش بهره ‌وری گردد. اطلاعات به ‌دست آمده از این طرح می‌ تواند برای سیستم‌ های تجاری تصفیه آب و سیستم‌ های مداربسته آبزیان مفید باشد. مطالعات بیشتری برای کارائی حذف ویروس ‌ها در آب توسط اشعه فراینفش نیاز است.  احداث حوضچه رسوب ‌گیر و فیلتر کردن آب با روش‌ های مختلف مانند استفاده از فیلترهای شنی قبل از استفاده از اشعه فرابنفش به ‌منظور کاهش بار ذرات معلق در آب و افزایش کارآیی دستگاه ضدعفونی ‌کننده پیشنهاد می ‌شود.

investigating the effect of mechanized disinfectant device using ultraviolet radiation on the outlet of rainbow trout farm

introduction: aquaculture includes the propagation and husbandry of aquatic plants, animals, and other organisms for various purposes, including commercial, recreational, and scientific use, which has gained significant attention in recent times. however, its uncontrolled development like any other production activity, can have adverse environmental effects, thus, the removal of water pollutants is crucial. this study aimed to investigate the impact of a mechanized water disinfection device that uses ultraviolet (uv) radiation at different doses to reduce microorganisms in the effluent of rainbow trout farms.  also, the efficiency of the device in deactivating pathogens was investigated in different flow rates and water turbidity levels.materials and methods: the study was conducted in a rainbow trout farm with a 30-ton capacity, located in kiyar county, approximately 30 kilometers from the center of chaharmahal and bakhtiari province. the uv device, at various doses (60, 120, 180, and 240 mw/cm2 = joule), was applied to the farm’s effluent, considering different levels of turbidity and flow rates (ranging from 2.5 to 25 liters per second). water samples were collected both before and after the installation of the uv disinfection device. subsequently, the average counts of total coliforms, fecal coliforms, fungi, and yeast were calculated with three replications. probit regression was utilized within the spss software environment, with a statistical significance level of 0.001, to examine changes in the removal percentage of microorganisms at different uv doses. graphs were created using microsoft excel 2016 software.results: the findings indicated that increased water flow rates and water turbidity reduced the efficiency of removing the targeted microorganisms. the findings indicated that increased water flow rates and water turbidity reduced the efficiency of removing the targeted microorganisms. moreover, higher uv doses led to a higher removal percentage of total coliforms, fecal coliforms, fungi, and yeast. for instance, at a dose of 56 mj/cm2, the total counts of total coliforms, fecal coliforms, fungi, and yeast decreased by 1.7, 3.2, 0.7, and 0.86 logs, respectively. however, complete removal of yeasts required significantly higher uv doses, depending on water flow rates and turbidity (up to a maximum of 240 mj/cm2). additionally, the results of the probit regression indicated that at doses of 40.50 mj/cm2, 20.22 mj/cm2, 30.31 mj/cm2, and 14.36 mj/cm2, approximately fifty percent of the yeast population (p<0.001), fungi (z=13.5, p<0.001), fecal coliform (z=22.77, p<0.001), and total coliform (z=6.8, p<0.001) would be removed.discussion: in summary, this research demonstrated that at a dose of 20 mj/cm2, the gradual elimination of microorganisms begins, but at doses higher than 120 mj/cm2, the intensity of elimination decreases. therefore, adjusting the doses of ultraviolet radiation based on the water quality of fish farms can help maintain system health and subsequently increase productivity. the insights obtained from this study can be valuable for commercial water treatment systems and recirculating aquaculture systems. more studies are needed for the efficiency of removing viruses in water by uv rays. it is recommended to construct a sediment pond and employ various water filtration methods, including sand filters, before utilizing ultraviolet rays. this approach aims to decrease the presence of suspended particles in the water and enhance the efficiency of the disinfection system.