Effekten av nanofiltrert innløpsvann på svovelkonsentrasjon og vannkvalitetparametere i resirkulerende akvakultursystemer

Abstract

Atlanterhavslaks (Salmo salar) er den største fiskearten som produseres i akvakulturnæringen, og representerer 93,39% av Norges totale fiskeproduksjon. Utvidelse av akvakulturdrift har i løpet av de siste årene vært problematisk, grunnet miljøhensyn og geografiske utfordringer. Resirkulerende akvakultur anlegg (RAS) has vist seg å være et godt alternativ, men har over de siste årene møtt på problemer med akutte massedødstilfeller hvor det mistenkes at hydrogen sulfid had spilt en stor rolle. Hydrogen sulfid oppstår etter oksidasjon av sulfat, og en spekulert løsning til dette problemet er å avsalte saltvann med et nanofilter som er spesifikt designet til å redusere sulfatinnhold. Bakgrunnen denne oppgaven var å studere effekten nanofiltering har på komposisjonen av saltvann, og undersøke hvorvidt svovelinnhold kan reduseres uten at andre viktige vannkvalitetsparametere blir endret. I løpet av 13 uker ble det hentet ut prøver fra 2 ulike RAS anlegg. En av disse med nanofiltrert inntaksvann, og en med kombinasjon av saltvann og ferskvann som kontroll. Disse prøvene ble målt for pH, salinitet og konduktivitet, og analysert med ICP-MS, IC og UV-Vis. Hovedformålet var å finne hvor effektiv nanofiltering kan fjerne svovelinnhold, som ble undersøkt med ICP-MS og IC. Det ble funnet en 93,37% reduksjon av svovel etter nanofiltering, og en 85,85% reduksjon sammenlignet med kontroll. Det andre formålet med oppgaven var å undersøke effekten på viktige vannkvalitetsparametere, samt undersøke effect på viktige ioner. pH økte med 1,41% etter nanofiltering, men det ble ikke funnet en signifikant forskjell sammenlignet med kontroll. Salinitet og konduktivitet ble redusert med henholdsvis 60,13 % og 56,83%, men det ble heller ikke her funnet en signifikant forskjell sammenlignet med kontroll. Magnesium, silitsium, kalium, kalsium, brom og strontium hadde alle en reduksjon etter nanofiltering, hvor magnesium, silitsium kalsium og strontium hadde en observer lavere konsentrasjon sammenlignet med kontroll, og kalsium og brom hadde en observer høyere konsentrasjon. Dette arbeidet demonstrerte at bruk av nanofilter kan oppnå en høy reduksjon av svovelinnhold uten å påvirke vannkvalitetsparametere som pH, salinitet og konduktivitet. Det var forøvrig observer endring i andre ioner, og det behøves mer forskning for å finne ut av hvordan dette kan påvirke helsen og velværet til Atlanterhavslaks.

Atlantic salmon (Salmo salar) is the main fish species harvested from aquaculture, making up a total of 93,9% of Norway’s total fish production. Expansion of aquaculture has over the last few years proved difficult due to environmental and geographical challenges, and alternative production methods are being investigated. Recirculating aquaculture systems (RAS) has proved to be a viable alternative but has faced problems with acute mortality events suspected to be caused by hydrogen sulfide. Hydrogen sulfide is produced by oxidation of sulfate, and a proposed possible solution this problem is to desalinate seawater with a nanofiltering membrane, specifically designed to remove sulfate. The aim of this thesis was to study the effects a nanofiltering membrane has on the composition of seawater and see if sulfur content can be removed without changing other key parameters. Over the course of 13 weeks samples where taken at 10 different points on two RAS. One with nanofiltered inlet water and one with a combination of seawater and freshwater to serve as control. These samples where then measured for pH, salinity and conductivity, and analyzed by ICP-MS, IC and UV-vis. The main objective of this thesis was to find the effiency of sulfate removal by nanofiltering membrane, investigated by analysis with ICP-MS and IC. Sulfur content had a reduction of 93,37 % measured by ICP-MS and had a reduction of 85,85% when compared to a control. The second objective was to see the effect on water quality parameters as well as other key ions. pH saw an increase by 1,41 % before and after nanofilter, but there was no significant difference between treated water an control. There was a 60,13 % reduction of salinity and 56,83 % reduction of conductivity after nanofiltration, but no significant difference when compared to control. Magnesium, silicone, potassium, calsium, bromide and strontium all saw a reduction after treatment, with magnesium, silicone, calsium and strontium having a lower concentration when compared to control, while potassium and bromide had a higher concentration. Overall, this work demonstrated that use of nanofiltering membrane can achieve a large reduction of sulfur content, while keeping salinity, pH and conductivity unchanged in comparison to control. However, there were some observed changes in other ions, and further investigations are needed to determine the effects this has on health and wellbeing of Atlantic Salmon.