Sacs de biochar dans un étang piscicole.
Pollution aquatique : causes et effets sur la pisciculture
Les contaminants toxiques pénètrent dans les eaux de diverses manières. Les déchets industriels et municipaux, les activités agricoles et le ruissellement des eaux pluviales peuvent libérer des substances toxiques dans l'eau. La pluie peut aussi lessiver les produits chimiques du sol ou de l'air pour les entraîner dans les ruisseaux, les rivières et les lacs.
Les contaminants tels que les polychlorobiphényles (PCB), les éthers diphényliques polybromés, les dioxines et les pesticides chlorés sont présents dans l'eau, les sédiments et les aliments consommés par les poissons. Dans les zones polluées, les poissons de fond (certaines espèces de poissons qui vivent au fond ou près du fond d'un plan d'eau) sont particulièrement susceptibles de contenir des niveaux élevés de ces produits chimiques, car ces substances se déposent au fond où ils se nourrissent. Le risque pour la santé des humains qui consomment des poissons et des fruits de mer contaminés est que les contaminants peuvent s'accumuler dans le corps humain au fil du temps. Il faut cinq ans ou plus aux femmes en âge de procréer pour débarrasser leur corps des PCB, et 6 à 12 mois pour réduire considérablement leur taux de mercure. Le mercure, les PCB et d'autres contaminants peuvent être transmis au fœtus en développement par le placenta.
La contamination croissante des systèmes aquatiques par des substances industrielles ou naturelles est l'un des principaux problèmes environnementaux de l'humanité. La plupart de ces substances aqueuses existent à de faibles concentrations; cependant, leur contamination à long terme peut entraîner de graves problèmes de toxicité. L'évaluation de la qualité de l'eau nécessite la mise en œuvre de technologies appropriées et rentables pour éliminer efficacement les polluants microscopiques tout en assurant le maintien des composants essentiels à la vie aquatique, tels que la présence de minéraux individuels, etc. Le développement de ces technologies implique souvent l'utilisation de produits chimiques dangereux qui ne sont pas respectueux de l'environnement. Par conséquent, il est urgent de trouver des matériaux écologiques "fonctionnels" appropriés qui peuvent facilement réduire le nombre de micropolluants dans les systèmes aquatiques. Les matériaux fonctionnels couramment utilisés présentent des limitations importantes en raison de leur dépendance aux combustibles fossiles et de conditions de fusion énergivores. Un biomatériau renouvelable riche en carbone qui pourrait être une alternative prometteuse aux autres matériaux carbonés utilisés dans la production d'équipements de traitement de la pollution de l'eau a été proposé pour résoudre le problème.
Méthodes de régulation des contaminants dans les installations d'aquaculture
1. Le biochar : les propriétés physiques et chimiques du biochar lui confèrent une charge et une surface élevées, ce qui le rend idéal pour le traitement de l'eau des étangs, de la même manière qu'il est utilisé dans la filtration au charbon actif pour l'eau potable. Le biochar excelle dans l'absorption des pesticides et des engrais, ce qui contribue à préserver les voies navigables des composés nocifs, et a démontré son potentiel à éliminer les ions de métaux lourds de l'eau.
Le biochar comme détoxifiant dans les installations de pisciculture
Le biochar est un matériau riche en carbone produit par pyrolyse de la biomasse dans un système fermé par une réaction de réduction. Ce matériau est appelé "biochar" et est défini comme le produit biologique à grains fins de carbone et de cendres obtenu par digestion anaérobie de la biomasse. Le biochar possède une forte capacité d'adsorption de l'eau et des nutriments, est très stable et peut également éliminer les polluants organiques et inorganiques.
L'aquaculture a développé de nombreux systèmes de production de poisson différents et elle est devenue très populaire au cours des dernières décennies. Ces systèmes ont été développés pour augmenter la productivité en augmentant la densité de poissons, ce qui soulève la question de la toxicité des eaux usées rejetées dans les écosystèmes aquatiques. Par conséquent, une solution à ce problème est d'intégrer le système d'aquaculture à la méthode de contrôle de la toxicité du biochar, où le biochar peut adsorber et dissoudre les composés des eaux usées. Les composés solubles contiennent deux composants principaux : les composés d'azote et de phosphore provenant des aliments pour poissons. L'azote et le phosphore sont retenus dans le corps du poisson, et une certaine quantité est libérée dans l'eau de culture, provoquant avec le temps l'eutrophisation.
L'eutrophisation fait référence au processus par lequel l'eau accumule progressivement de fortes concentrations d'azote et de phosphore. Ce processus peut entraîner une diminution de l'oxygène dans l'eau après que les algues ont été décomposées par les bactéries.
L'aquabiochar fait référence à l'intégration de l'aquaculture et du biochar en tant que régulateurs de la toxicité de l'eau et détoxifiants.
2. La technologie des bioflocs (BFT) est considérée comme la nouvelle "révolution verte" parce que les nutriments peuvent être continuellement recyclés et réutilisés dans le milieu de croissance, ce qui permet de bénéficier de changements d'eau minimes, voire inexistants. De plus, l'approche durable d'un tel système dépend d'une production élevée de poissons ou de crevettes dans de petites zones. En outre, les bioflocs fournissent une source de nourriture riche en protéines et en lipides naturels qui est disponible localement 24 heures sur 24 grâce aux interactions complexes entre la matière organique, les substrats physiques et divers micro-organismes. Cette productivité naturelle joue un rôle important dans le recyclage des nutriments et le maintien de la qualité de l'eau. Les systèmes de technologie des bioflocs (BFT) sont apparus comme des solutions pratiques et peu coûteuses pour satisfaire les prérequis ci-dessus pour un développement durable de l'aquaculture. La BFT agit sur l'accumulation d'azote inorganique, l'un des principaux problèmes rencontrés dans l'industrie aquacole.
Avantages et importance du biochar dans les installations piscicoles
- L'ajout de biochar dans les étangs à poissons filtre la turbidité des substances en suspension dans l'eau, réduit la teneur en métaux lourds et leur accumulation dans les organes des poissons, en particulier en utilisant du biochar de sciure; le biochar de balle de riz vient ensuite.
- Les résultats de la reproduction sanguine du tilapia dans des conditions de biochar sont étroitement liés à l'absence de stress et à la bonne qualité de l'eau dans l'écloserie, ce qui améliore directement les performances reproductives.
- Le taux de survie des alevins a augmenté, peut-être en raison de l'amélioration obtenue par l'utilisation du biochar.
- L'utilisation d'eaux usées pour l'aquaculture est une nouvelle tendance et son impact important se concentre sur la réutilisation des eaux usées, qui contiennent de nombreux virus, bactéries et micro-organismes. L'efficacité de l'élimination des bactéries des eaux usées par passage à travers un filtre dépend de la capacité d'adsorption du matériau filtrant et des propriétés du biofilm formé à la surface du filtre.
- L'ajout de biochar à l'aquaculture peut augmenter la surface de contact entre l'eau et l'air, aidant à réguler la quantité d'oxygène dissous nécessaire à l'élevage de poissons d'eau chaude.
- Enfin, le pH de l'eau est davantage ajusté par l'adsorption du biochar.
Conclusion
Le biochar est la méthode la plus efficace et la plus écologique pour éliminer les toxicités dans les installations aquatiques tout en créant une écologie de reproduction propice à la reproduction des poissons. Cette méthode vise à protéger les consommateurs en purifiant l'eau et en absorbant les contaminants des plans d'eau et des poissons, qui ont tendance à affecter les consommateurs qui se nourrissent de poissons contaminés.
Références
- Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome modified corn biochar for phosphorus removal and recovery from Swine wastewater. Int J Environ Res Public Health. 2014 Sep 5;11(9):9217-37.
- Mohan, D., Sarswat, A., Ok, Y.S. and Pittman Jr, C.U., 2014. Organic and inorganic contaminants removal from water with biochar, a renewable, low cost and sustainable adsorbent–a critical review. Bioresourcetechnology,160, pp.191-202. https://www.researchgate.net/profile/Arvind_Singh56/post/What_is_remove_biochar_in_wastewater_treatment/attachment/59fb0fd94cde26d68ce667f3/AS:556225148719105@1509625817538/download/BRTReview.pdf
- Biofloc Technology (BFT): A tool for water quality management in Aquaculture Mauricio Gustava Coelho emerenciano, Luis Rafael Martinez-Cordova, Marcel.
- Martínez-Porchas and Anselmo Miranda-Baeza, submitted: 22 March 2016 Reviewed: 19 October 2016 Published: 18 January 2017
