Toepassing van bio-elektrochemische technologie voor de bestrijding van Vibrio-bacteriën in brakwateraquacultuurvijvers.

De studie heeft met succes een bio-elektrochemisch model ontwikkeld dat de groei van pathogene Vibrio-bacteriën in brakwateraquacultuurvijvers aanzienlijk kan verminderen. Tegelijkertijd werden de optimale redoxpotentiaal en systeemcondities geïdentificeerd om de effectiviteit van de in-situ Vibrio-bestrijding te verbeteren. De resultaten vormen een belangrijke basis voor de ontwikkeling van een pilot-schaaltoepassingsmodel voor praktisch gebruik in de aquacultuur.

De bovenstaande resultaten zijn het product van het project "Onderzoek naar de toepassing van bio-elektrochemische technologie voor in-situ bestrijding van de aanwezigheid van pathogene Vibrio-bacteriën in brakwateraquacultuurvijvers", geleid door de Faculteit der Wetenschappen van de Nationale Universiteit van Vietnam, Hanoi (VNU-Hanoi), in samenwerking met het Instituut voor Microbiologie en Biotechnologie van VNU-Hanoi en experts van het Korea Institute of Science and Technology (KIST).

De studie heeft een bio-elektrochemisch model ontwikkeld dat de groei van pathogene Vibrio-bacteriën in brakwateraquacultuurvijvers remt.

Het project richt zich op het evalueren van het potentieel van een elektrochemisch biosysteem, geïntegreerd in een aquacultuurmodel voor brak water, om de groei van Vibrio-bacteriën in water en bodemsediment te verminderen, operationele parameters te optimaliseren en uiteindelijk een toepassingsmodel op pilotschaal te ontwikkelen onder realistische omstandigheden.

Op basis van een wetenschappelijk overzicht en productiepraktijken is het de taak om Vibrio te identificeren als de meest voorkomende en gevaarlijke pathogene bacteriën in brakwateraquacultuurvijvers, met name Vibrio harveyi en Vibrio parahaemolyticus , twee verwekkers van respectievelijk lichtziekte en acute hepatopancreatische necrose.

Gezien de toenemende beperkingen van het gebruik van chemicaliën en antibiotica, werd gekozen voor bio-elektrochemische technologie vanwege het vermogen om een ​​anodeomgeving te creëren met een negatieve redoxpotentiaal en een lage pH-waarde, omstandigheden die ongunstig zijn voor de overleving en groei van Vibrio. Internationale wetenschappelijke bevindingen over de remmende effecten van bio-elektrochemische systemen op pathogene bacteriën in een anodeomgeving vormden een cruciale basis voor dit onderzoek.

Het bio-elektrochemische systeem werd ontworpen met de anode onderin het model, waar de Vibrio-dichtheid het hoogst was, en de kathode nabij het wateroppervlak. Deze opstelling is gebaseerd op het werkingsprincipe van een membraanloos BES-systeem, waardoor de elektrochemische bacteriën worden verrijkt en in een stabiele activiteit worden gehouden, waardoor een elektrische stroom wordt opgewekt en de redoxpotentiaal in de vijver verandert. In experimenten werden de elektrodepositie, de anode-kathodeafstand en de externe weerstand aangepast om de optimale omstandigheden voor Vibrio-remming te bepalen. Indien nodig werd een potentiostaat gebruikt om de anodespanning aan te leggen, wat een meer diepgaande beoordeling van het werkingsmechanisme mogelijk maakte.

Het onderzoeksproject omvatte zes hoofdgebieden: het opzetten van een experimenteel model; elektrochemische verrijking van bacteriën; het evalueren van het vermogen om V. harveyi en V. parahaemolyticus te behandelen; het ophelderen van de aard van het remmingsproces; het optimaliseren van de operationele parameters; en het bouwen van een pilotmodel.

Experimenten hebben aangetoond dat het elektrochemische systeem, wanneer het stabiel functioneert, in staat is de Vibrio-dichtheid in zowel water als bodemslib te verlagen. De effectiviteit hiervan is duidelijk afhankelijk van de redoxpotentiaal aan de anode en kathode. Veranderingen in substraatconcentratie, pH, elektrodepositie en externe weerstand lieten allemaal verschillen zien in de mate van remming, wat bijdroeg aan de bepaling van de optimale parameters voor in-situ Vibrio-behandeling.

Het proefmodel werd gebouwd met daadwerkelijk vijverwater uit brakwateraquacultuurgebieden in het noorden. (Illustratieve afbeelding.)

Op basis van de laboratoriumresultaten is een pilotmodel ontwikkeld met daadwerkelijk vijverwater afkomstig van brakwateraquacultuur in het noorden. Het model maakt het mogelijk om de aanpasbaarheid van het systeem aan natuurlijke omstandigheden te beoordelen, inclusief de impact op de gezondheid van witpootgarnalen, de effectiviteit in het verminderen van bestaande of toegevoegde Vibrio-bacteriën en de invloed op nuttige bacteriën in de vijver. Dit is een cruciale stap om de haalbaarheid van de technologie te bepalen vóór de praktische toepassing ervan.

De resultaten van deze missie leggen de basis voor een nieuwe aanpak van de bestrijding van waterziekten, waarbij gebruik wordt gemaakt van de voordelen van elektrochemische biotechnologie. Deze technologie kenmerkt zich door een eenvoudige structuur, lage operationele kosten, een lange levensduur en de mogelijkheid om ziekten ter plaatse te behandelen zonder het vijvermilieu te verstoren.

De succesvolle toepassing van deze technologie belooft effectieve en duurzame hulpmiddelen te bieden aan boeren, in de context van de steeds dringender wordende behoefte aan ziektebestrijding en het verminderen van de afhankelijkheid van antibiotica.

Centrum voor Wetenschaps- en Technologiecommunicatie

Bron: https://mst.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-sinh-dien-hoa-kiem-soat-vi-khuan-vibrio-trong-ao-nuoi-thuy-san-nuoc-lo-197251211125407475.htm