膨润土-莱昂纳石混合物在淡水水产养殖系统中用于去除饲料来源氮的应用与性能

《Scientific Reports》：Application and performance of bentonite–leonardite mixture for feed-derived nitrogen removal in freshwater aquaculture systems

　　

摘要

在淡水水产养殖系统中，氨的积累是一个主要问题，尤其是在水交换受限的情况下，尤其是在生物过滤完全生效之前。因此，需要低成本的物理化学缓冲策略来在实际生产条件下控制总氨氮（TAN）的水平。为了解决这个问题，本研究评估了天然膨润土和莱昂纳迪特（leonardite）对氨去除和pH值调节的综合效果。实验在一个无活鱼的受控淡水批次系统中进行，氨是通过一次性添加商业鱼饲料产生的，实验设置了八个处理组（B：3克膨润土；BL1：2.5克膨润土+0.5克莱昂纳迪特；BL2：2克膨润土+1克莱昂纳迪特；BL3：1.5克膨润土+1.5克莱昂纳迪特；BL4：1克膨润土+2克莱昂纳迪特；BL5：0.5克膨润土+2.5克莱昂纳迪特；L：3克莱昂纳迪特；C：对照组（不添加吸附剂）），每个处理组重复三次。所有实验均使用含有47.5%粗蛋白的商业鱼饲料作为氨的来源。在12天的时间里，监测了水族箱中未食用饲料残渣产生的氨含量。研究发现，随着莱昂纳迪特用量的增加，pH值下降。考虑到鱼类养殖中对游离氨（NH?）的限值（0.05 mg L?1），对照组在实验第二天就达到了这一限值。BL1、BL2、BL3和L组在第八天也达到了这一限值，而BL4和BL5组在第九天达到了这一限值。对照组的最大NH??浓度为45.4 mg L?1，而BL5处理组（0.5克膨润土+2.5克莱昂纳迪特）的氨去除效果最好，去除率为87.7%，表观吸附容量为6.64 mg g?1。随着莱昂纳迪特比例的增加，氨的去除效果逐渐增强，同时pH值下降，使得NH?/NH??平衡向离子化形式（NH??）偏移。本研究的结果填补了文献中的空白，首次提供了科学原创数据，表明使用经济且天然的碳源莱昂纳迪特与粘土矿物膨润土结合使用，对淡水水产养殖系统中的铵离子去除具有积极作用。