Sludge from Atlantic salmon sea cages: composition, quantification and potential applications

Abstract

For at lakseindustrien skal bli mer bærekraftig må flere utfordringer adresseres. En av disse områdene er ressurshåndtering, hvor store mengder avfall i form av slam blir sluppet ut fra oppdrett i åpne merder, mens slammet enda inneholder verdifulle ressurser. Mesteparten av slammet som samles og behandles i dag kommer fra landbasert produksjon, men det å samle opp slam fra sjøbasert produksjon burde også bli en prioritet. For at dette skal bli implementert må innholdet i og mengdene slam undersøkes, slik at man kan forsikre seg om at ressursene i slammet blir utnyttet på en effektiv måte.

Målene i denne avhandlingen var å undersøke innholdet av slam sluppet ut ved produksjon av laks i åpne merder og kvantifisere mengden slam som sedimenteres rett under merdene. Dette ble gjort ved å samle opp slam fra to forskjellige åpne merder ved samme lokalitet, ved to ulike dybder. Innholdet av karbon, nitrogen, fosfor, aminosyrer, protein, lipider, fettsyrer og aske ble analysert, og en kvantifisering av slammet som ble sedimentert rett under merdene ble gjort, basert på mengdene slam som ble samlet opp. Med denne informasjonen ble det gjort en evaluering rundt bruk av slammet i IMTA, og andre potensielle bruksområder ble foreslått.

Det ble funnet at sjøbasert slam fra produksjon i åpne merder har et lavere næringsinnhold sammenlignet med slam fra landbasert smoltproduksjon, hvor kun innholdet av lipider hadde et likt innhold i de ulike slamtypene. Videre ble det funnet at det sjøbaserte slammet mest sannsynlig er mindre effektivt som en ressurs i IMTA sammenlignet med landbasert slam på grunn av det lavere næringsinnholdet, spesielt nitrogeninnholdet. Det sjøbaserte slammet inneholdt også en relativt høy mengde fosfor, noe som vil bli dårlig utnyttet av de fleste marine arter. Mengden slam som ble sedimentert rett under de undersøkte merdene varierte mellom 19-40 kg d-1, mens den teoretiske mengden som ble produsert varierte mellom 170-332 kg d-1. Basert på dette ble bare 13% av det produserte slammet sedimentert rett under merdene. Sammenligninger mellom de forskjellige merdene og dypene slammet ble samlet opp på viste at det ikke var noen signifikante forskjeller mellom hverken næringsinnhold eller mengde slam som ble samlet opp. På grunn av variasjoner mellom ulike oppdrettsanlegg burde videre evalueringer rundt både innhold og mengde slam som sedimenteres under oppdrettsanlegg med åpne merder gjøres for å få et bredere kunnskapsgrunnlag som kan gi informasjon som gjør at man finner bruksområder hvor ressursene i slam utnyttes på en effektiv og bærekraftig måte.

For the Atlantic salmon industry to be more sustainable, several challenges need to be addressed. One of the areas is resource management, where large amounts of waste product in the form of sludge are released from open-cage farms, while still containing valuable resources. Most of the sludge collected and treated today comes from land-based production, but collection of sludge from sea-based production should also be a priority. For this to be implemented, the contents and amounts of sludge produced need to be investigated, ensuring that the resources in the sludge are effectively utilised.

The aims of this thesis were to investigate the contents of sludge released from open-cage salmon farms and to quantify the amount of sludge sedimented directly beneath the cages. This was performed by collecting sludge released from two different cages at an open-cage salmon farm, at two different depths, beneath the cages. The contents of carbon, nitrogen, phosphorous, amino acids, protein, lipids, fatty acids and ash were all analysed and a quantification of the sludge sedimented directly beneath the cages was performed based on the amounts of sludge collected. With this information, an evaluation of using the sludge in IMTA was performed, while additionally suggesting other possible areas of use.

It was found that sea-based sludge from open-cage salmon farms has a lower nutritional content compared to sludge from land-based smolt production, where only the lipid content was found to be of similar values. Further on, it was found that using the sea-based sludge as a resource in IMTA is likely to be less efficient compared to land-based sludge due to the lower nutritional content, in particular the low content of nitrogen. The sea-based sludge also had a relatively high content of phosphorous which will be poorly utilised by most marine species. The amount of sludge sedimented directly beneath the investigated cages were found to range between 19-40 kg d-1, while the theoretical amount produced ranged between 170-332 kg d-1. Based on this, an average of 13% of the sludge produced sedimented directly beneath the cages. When comparing the different cages and depths the sludge was collected at, no significant differences were found for either nutritional contents or amounts of sludge collected. Due to the variations between different salmon farms, further evaluations of both contents and amounts of sludge sedimented beneath open cage salmon farms should be assessed to get a broader knowledge, providing information to find areas of use where the resources in sludge are utilised in an efficient and sustainable way.