A fenntartható akvakultúra

A fenntartható akvakultúra kézikönyve

Project N°: COLL-CT-2006-030384

Sixth Framework Programme

Integrált szemléletű program a fenntartható és egészséges édesvízi akvakultúráért

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV

Rövidítések jegyzéke

4

Előszó

5

1.

SustainAqua – A projekt bemutatása

7

2.

A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában

9

3. A fontosabb európábai édesvízi haltermelő rendszerek technológiai és termelési jellemzői 3.1. Halastavi gazdálkodás 3.2. Átfolyóvizes rendszerek 3.3. Recirkulációs haltermelő rendszerek 3.4. Ketreces halnevelés tavakban és folyókban

14 14 15 15 16

4. Az európai édesvízi akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete 4.1. A Közös Halászati Politika és kapcsolódó dokumentumai 4.2. Az akvakultúra fejlődését jelentősen befolyásoló környezetvédelmi politikák

17 18 22

5.

Termékminőség és választékbővítés – Az akvakultúra gazdaságok termékeinek és melléktermékeinek piaci lehetőségei 5.1. Termékminőség – Lengyel esettanulmány 5.2. Vizes élőhelyek növényei a bioenergia ipar számára – Magyar esettanulmány 5.3. Hidrokultúrás növények és trópusi gyümölcsök a kozmetikai ipar számára – Svájci esettanulmány 6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4.

Az intenzív akvakultúra elfolyóvizének kezelése létesített vizes élőhelyek és halastavak alkalmazásával – Magyar esettanulmány Létesített vizes élőhelyek alkalmazása az intenzív haltermelő rendszerek elfolyó vizének kezelésére – egy fenntartható vízkezelési gyakorlat (Afrikai harcsa modul – ACS) Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: Egy átfolyóvizes afrikai harcsát nevelő telep elfolyóvizének kezelése létesített vizes élőhelyen Az intenzív és extenzív haltermelés kombinációja a tápanyagok és a víz fenntartható használatáért (Intenzív-extenzív modul) Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: egy kombinált rendszer kialakítása

7. Természetes hozam növelése extenzív halastavakban –Lengyel esettanulmány 7.1. Új fajok és módszerek a tavi haltermelésben: Polikultúra Modul 7.2. Gyakorlati javaslatok és megállapítások a lapátorrú tok tavi polikultúrás népesítéséhez 7.3. A mezőgazdasági eredetű hulladék tápanyagok használata a tavi haltermelésben: Kaszkád modul Lengyelországban 7.4. Esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: a kaszkád rendszer tervezése 8. 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 9. 9.1. 9.2. 9.3. 9.4.

A pisztrángtenyésztés során alkalmazható új módszerek az elfolyóvíz csökkentésére – Dán esettanulmány Bevezetés – Az esettanulmány általános bemutatása Takarmányok és takarmányozási módszerek – A mintagazdaságok környezeti hatásai A pisztrángtenyésztő mintagazdaságok energia szükséglete Vízinövények termesztése a mintagazdaságok vizes élőhelyein Alternatív halfajok tenyésztése a mintagazdaságok vizes élőhelyein Összefoglalás Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: Egy évi 500 tonna pisztrángot előállító mintagazdaság (Az ejstrupholmi pisztrángtenyésztő mintagazdaság)

25 25 26 27 29 29 34 39 44 47 47 53 56 61 64 64 66 69 71 73 74 74

Tilápia nevelése zárt recirkulációs rendszerben (Recirculating Aquaculture Systems – RAS) – Holland esettanulmány 77 Kísérleti modul – Zagy denitrifikáló reaktor /Manure Denitrifying Reactor/ (MDR) 77 Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: az USB-MDR alkalmazása egy 100 tonna/év kibocsátású recirkulációs rendszerben 81 Kísérleti modul – Élőbevonat reaktor (Periphyton Turf Scrubber – PTS) 101 Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: PTS modul alkalmazása egy 5 tonna/év kibocsátású modell gazdaságban 102 2/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV

10. Integrált trópusi hal-növény „polikultúra” (a „Tropenhaus” modell) – Svájci esettanulmány 10.1. Bevezetés – a svájci trópusi üvegház működési elve 10.2. A ráktenyésztés és a trópusi növényekből származó takarmányok beillesztése a tilápia tenyésztés technológiájába 10.3. Melegvizes akvapóniás szűrő a “trópusi” polikultúrában 10.4. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: “Melegvizes akvapóniás szűrőrendszer terve a Wolhusen-i trópusi üvegházban”

104 104 105 107 110

Felhasznált irodalom és további hivatkozások További információk SustainAqua programról Fenntartható akvakultúra Javasolt olvasnivalók a létesített vizes élőhelyekről és a kombinált intenzív-extenzív haltermelő rendszerekről Javasolt olvasnivalók a halastavi polikultúráról és a kaszkád rendszerekről Javasolt olvasnivalók a pisztrángtermelő modell rendszerekről Javasolt olvasnivalók az új típusú vízvisszaforgatásos haltermelő rendszerekről Javasolt olvasnivalók a „Tropenhaus” programról

115 115 115 116 116

A kézikönyv szerzői

118

Köszönetnyilvánítás

119

3/119

114 114 114

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV

Rövidítések jegyzéke A_FP: halastó ’A’ alrendszer (magyar esettanulmány) A_PH: nádas tó ’A’ alrendszer (magyar esettanulmány) A_SP: stabilizációs tó ’A’ alrendszer (magyar esettanulmány) A_TY: gyékényes tó ’A’ alrendszer (magyar esettanulmány) ACS: afrikai harcsa modul (magyar esettanulmány) ADC: emészthetőség (A megemésztett takarmány és az összes elfogyasztott takarmánymennységének a viszonya) B_AR olasznádas tó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) B_FP: halastó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) B_SA: füzes tó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) B_SAi: öntözött füzes tó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) B_SP: stabilizációs tó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) B_TAi: öntözött tamariskás tó ’B’ alrendszer (magyar esettanulmány) BOI5: 5 napos Biológiai Oxigénigény (könnyen bomló szerves anyagok mennységének méréséhez) CBA: költség-haszon elemzés CO2 : széndioxid FCR: takarmányértékesítés (kg takarmány/kg testmeggyarapodás) 2 ha: hektár (10.000 m ) IES intenzív-extenzív modul (magyar esettanulmány) KOI: kémiai Oxigénigény N: nitrogén NFE: nitrogénmentes kivonható anyagok (szénhidrátok) NO2 : nitrit NO3 : nitrát oxigén O 2: P: foszfor 3 3 q: vízátfolyás sebessége (m /óra, m /nap, l/s) RT: víz tartózkodási ideje (óra) SGR: specifikus növekedési sebesség (% testmeggyarapodás/nap) SZA: szárazanyag t: tonna TAN: összes ammónia nitrogén TDS: összes oldott anyag VSS: izzítási vesztesség maradéka

4/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV

Előszó Az akvakultúra a világ minden részén gyorsan fejlődik, köszönhetően a haltermékek növekvő keresletének és a tengeri halállomány szűkösségének. A haltermelőknek környezetkímélő, jövedelmező és társadalmilag is elfogadható haltermelési rendszereket kell kifejleszteniük – vagyis tekintettel kell lenniük a fenntarthatóság kritériumaira – így elkerülhetik a mezőgazdasági és a halászati gyakorlatban eddig elkövetett hibákat. Végsősoron minden haltermelőt, függetlenül attól, hogy recirkulációs rendszerben vagy tavakban termel halat, ugyanazok a kérdések foglalkoztatják: hogyan hasznosíthatóak hatékonyabban a tápanyagok a magasabb hozamok, a költségek csökkentése és a kibocsátott tápanyagok minimalizálása érdekébe? Hogyan javítható a szennyvízkezelés és csökkenthető a kibocsátás, hogy kevesebb vízterhelési díjat keljen fizetni a hatóságoknak? Hogyan lehet teljesíteni minden jogi követelményt és korlátozást, hogy a fogyasztók számára bizonyítsák, hogy az előállított termékek kiváló minőségűek és környezetbarát módon került előállításra; mindezek mellett hogyan valósítható meg, hogy a haltermelés jövedelmező legyen a termelők számára, és munkahelyet biztosítson az alkalmazottaknak? Az EU által finanszírozott SustainAqua projekt a fenti kihívásokra kívánt megoldást adni. Azzal az átfogó céllal, hogy az európai édesvízi akvakultúrát egy fenntarthatóbb irányba mozdítsa el a technológiai fejlesztéseken, a melléktermékek hasznosíthatóságának vizsgálatán és a termékek minőségének javításán keresztül. A projekt öt különböző esettanulmány során vizsgálta a reprezentatív európai haltermelési technológiákban és halfajokban rejlő lehetőségeket. A kísérletek során számos innovatív módszert teszteltünk, amelyek hozzájárulhatnak a különböző európai haltermelő rendszerek – beleértve a kelet- és közép-európai tógazdálkodást és a nyugat-európai recirkulációs üzemi haltermelést is – fenntarthatóbbá tételéhez. Ez a kézikönyv ezeknek a kísérleteknek a főbb eredményeit tartalmazza. A kézikönyv elején a fenntarthatóság fogalmát és az akvakultúrában alkalmazható kritériumait fejtjük ki. Bemutatjuk azokat az indikátorokat, amelyeket az öt esettanulmányban leírt módszerek fenntarthatóságának értékelésére dolgoztunk ki. Ezután röviden bemutatjuk a különböző édesvízi akvakultúra rendszerek jellemzőit az esettanulmányok jobb besorolhatósága érdekében. Köztudott, hogy a haltermelési tevékenységet, illetve a jövőbeli fejlődést erősen befolyásolja az akvakultúra szektorra alkalmazott számos nemzeti és közösségi jogszabály, előírás. Emiatt az európai szabályozás kereteit is röviden felvázoljuk a könyvben. Az erősödő piaci versenyben való helytállás fontos feltétele a garantált, jó minőségű haltermék előállítása, illetve a haltermelés során keletkezett melléktermékek innovatív hasznosítása. A kézikönyv ötödik fejezete azt vizsgálja, hogy a különböző haltermelési rendszereknek milyen hatása van a halhús minőségére, illetve ötletek ad a melléktermékek piacosítására. A könyv legnagyobb része a SustainAqua projekt öt esettanulmányának kutatásait írja le. A tradicionális tavi halgazdálkodás fejlődési lehetőségeivel a lengyel és a magyar esettanulmány foglalkozik. Az utóbbiban egy intenzív, átfolyóvizes haltermelő rendszer szennyvizének tisztítását oldották meg hatékonyan létesített vizes élőhelyi kezeléssel. Bemutatjuk továbbá, hogy az intenzív és extenzív rendszerek kombinálásával, hogyan lehet javítani tápanyaghasznosítás és a vízfelhasználás hatékonyságát. A lengyel esettanulmány integrálja az akvakultúrát más állattenyésztő telepekkel, a kísérlet során egy kaszkád rendszerben hígtrágyát használnak planktontermelésre, mely természetes táplálékot biztosít a polikultúrában tartott pontyféléknek. A ponty iránti csökkenő keresletet figyelembe véve vizsgálták az értékes lapátorrú tok bevonását a polikultúrába, a fajösszetétel diverzifikálása, a tápanyagok jobb hasznosítása és a farmok jövedelmezőségének növelése érdekében. Dániában és Hollandiában a kül- és beltéri recirkulációs haltermelő üzemek fejlesztési lehetőségeit vizsgálták. A dán esettanulmányban az intenzív pisztrángtelepek környezetterhelésének és energia költségének jelentős csökkentését, továbbá a takarmányozás optimalizálását tűzték ki célul. Hollandiában egy tilápianevelő recirkulációs rendszerben új vízkezelő módszerek bevezetésével (zagy denitrifikáló reaktor és élőbevonat reaktor segítségével) csökkentették a vízfelhasználást, az energiafogyasztást és az elfolyóvíz tápanyagterhelését. A svájci esettanulmányban, Európában egyedülálló módon az intenzív tilápianevelést trópusi gyümölcstermesztéssel kapcsolták össze egy olyan üvegházban, ahol egy gázelosztó telep hulladék hőjét hasznosítják. Ez a példa mutatja, hogy a sokszor hulladékként kezelt erőforrásokat környezetbarát módon és gazdaságosan lehet hasznosítani halak és egyéb áruk termelésére. Azért, hogy kísérleti eredményeink átültethetők legyenek a gyakorlatba, az „Esettanulmánytól az üzemi méretű alkalmazásig” c. fejezetek információkkal szolgálnak a gazdálkodóknak a farm méretű alkalmazáshoz, leírják a különböző rendszerfejlesztések alapelveit, az alkalmazásban rejlő lehetőségeket és veszélyeket, előnyöket és kritikus pontokat, továbbá indikátorok segítségével értékelik a rendszerek fenntarthatóságát.

5/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV

Az európai édesvízi akvakultúrára komoly kihívásokkal teli, de sikeres jövő vár, ha továbbra is összehangoljuk az erőfeszítéseket mind a kutatók a fejlesztésben, mind az ágazat szereplői a módszerek és technológiák megvalósításában, a fenntartható akvakultúra és a fenntartható európai társadalom érdekében.

Alexandra Oberdieck Németország, Bremerhaven, 2009. június A SustainAqua projekt koordinátora

Prof. Dr. Johan Verreth Hollandia, Wageningen, 2009. június A SustainAqua projekt tudományos vezetője

6/119

SUSTAINAQUA A projekt bemutatása

1.

SustainAqua – A projekt bemutatása

Az európai édesvízi haltermelőknek két fronton kell harcot vívniuk: egyfelől a globalizáció, az erősödő nemzetközi kereskedelem következtében termékeik erős versenynek vannak kitéve az alacsony termelési költségekkel jellemezhető országokból érkező importtal szemben. Másfelől az európai termelőknek meg kell felelni azoknak az egyre szigorodó közösségi és nemzeti szintű előírásoknak, amelyek a termékminőségre, a környezetvédelemre és az állategészségügyre vonatkoznak. Ugyanakkor jelentős korlátozások vannak a vízterheléssel, a vízfelhasználással, a vegyszerek használatával és a génmanipulációval foglalkozó szabályozásokban is. Az európai édesvízi akvakultúra jövője nagymértékben függ attól, hogy a farmereknek sikerül-e megfelelniük ezeknek a kihívásoknak. A SustainAqua projekt koncepciója A SustainAqua egy hároméves közös kutatási projekt – az Európai Unió 6. Keretprogramjából finanszírozva –, amely azzal a szándékkal jött létre, hogy az európai édesvízi akvakultúrát a magasabb szintű fenntarthatóság irányába terelje, és így segítsen a farmereknek a nemzetközi piacon versenyképessé válni. A projekt általános célja, hogy az édesvízi haltermelők szakmai tudását a következő témákban való képzéssel bővítse: •

A termelési módszerek, technológiák hatékonyabbá tétele és a profitabilitás növelése.

•

A haltermelés során keletkezett melléktermékek piaci hasznosításának lehetőségei (pl. az energia szektorban vagy a kozmetikaiparban).

A termékminőség növelése (íz, tápérték), mint marketing eszköz a fogyasztók megnyerésére és az édesvízi haltermelési szektorról alkotott általános kép javítására. A fenntarthatóság fogalmának középpontba állítása a projektben azt a célt is szolgálja, hogy az akvakultúra szektorról és termékeiről az európai társadalom, illetve a fogyasztók által alkotott kép javuljon. A projekt eredményeként bemutatunk számos innovatív technológiai megoldást, és információt nyújtunk arról, hogyan lehet a hagyományos haltermelési módszereket korszerűsíteni. Ezektől az innovatív eljárásoktól, módszerektől azt várjuk, hogy lényegesen alacsonyabbak legyenek a beruházási és működtetési költségeik (különösen szennyvízkezelési költséggel), mint a hagyományos rendszerek esetében. •

Esettanulmányok – alkalmazott kutatás A fent vázolt célok elérése érdekében, a projekt résztvevői öt különböző esettanulmány keretein belül végeztek kísérleteket. Az esettanulmányokat úgy választották ki, hogy képviseljék az európai édesvízi akvakultúra legjellemzőbb rendszereit és halfajait (pisztráng, ponty, harcsa és tilápia). Mindegyik esettanulmányban vizsgáljuk a termelési folyamat, a technológia optimalizálásának, a halhúsminőség javításnak és a termék diverzifikációnak a lehetőségeit. A kutatások részletesen, a következő területekre irányultak: Új eljárások alkalmazása az energia-, a víz- és a hulladékgazdálkodás hatékonyságának javítására. Kiemelt témák: (i) az energiaköltségek mérséklése a fajlagos energiafelhasználás csökkentésével; (ii) az elfolyóvíz tisztításának hatékonyabbá tétele; (iii) a takarmányköltségek csökkentése a tápanyag hasznosítás javításával; (iv) a fajlagos személyi költségek csökkentése. • A hagyományos édesvízi akvakultúra rendszerek termék (egyéb halfajok és melléktermékek) és technológiai diverzifikációja. • A halhús ízének és tápértékének javítása a különböző rendszerekben. • Az akvakultúra melléktermékeinek összetevői és gazdasági értéke. A konzorcium célja, hogy a természetes ökoszisztémákban megfigyelhető kiváló tápanyag hasznosítási hatékonyság alapelveit átemeljék a haltermelés gyakorlatába. Egy lehetséges példa erre: a haltermelés elfolyóvizében lévő szerves anyagokat olyan gerinctelen állatok, algák vagy magasabb rendű növények termesztésében hasznosítják, amelyek alkalmasak ipari felhasználásra. Ez az optimalizált tápanyaghasznosítási lánc csökkenti a szennyezést, kiváltja a költséges szennyvízkezelési és szűrési technológiák alkalmazását és mérsékli a költségeket. Mivel az egészséges és ízletes élelmiszer fontos fogyasztói igény, a projekt keretében érzékszervi és analitikai tesztekkel vizsgáltuk, hogy a javasolt innovatív eljárások, módszerek alkalmazása milyen hatással járna a halhús minőségére. •

Az öt esettanulmány rövid bemutatása A magyar esettanulmány az afrikai és európai harcsa tavi ketreces tartását, valamint az elfolyóvíz létesített vizes élőhelyen való kezelését vizsgálja, egy olyan tórendszerben, amelyben pontyféléket és vízinövényeket

7/119

SUSTAINAQUA A projekt bemutatása is termelnek. A vízinövények (amelyek a költséghatékony szennyvíztisztítás alapelemei), mint a vízkezelési folyamat melléktermékei, megújuló erőforrásként energetikai hasznosításra is alkalmasak lehetnek. Svájcban egy hidrokultúrás rendszerben a tilápiatenyésztést kombinálták trópusi gyümölcstermesztéssel 2 (banán, mangó, guájava). A rendszer egy 1500m -es trópusi üvegházban („Tropenhaus Ruswil”) üzemel, amely egy gázelosztó telep hulladékhőjét hasznosítja energiaforrásként, bizonyítva, hogy a hulladékként kezelt erőforrásokat környezetbarát módon és gazdaságosan is lehet hasznosítani halak és egyéb áruk termelésére. A lengyel esettanulmány keretében két különböző vizsgálat folyt ponty alapú polikultúrás rendszerekben. Az elsőben állati hígtrágyát használtak egyedüli tápanyagforrásként a halak tenyésztésénél. A második vizsgálat új fajok bevonására irányult, hiszen a tradicionális polikultúra fajösszetételének diverzifikálása a farmok jövedelmezőségének növelését eredményezheti. A holland esettanulmány két modulja ún. élőbevonat reaktor és zagy denitrifikáló reaktor (MDR) alkalmazásának vizsgálatára irányult tilápiatenyésztő recirkulációs üzemben. A kísérletek célja a rendszer fajlagos vízfelhasználásának javítása (25 liter/ kg takarmány szint alá), az energiafogyasztás csökkentése és a környezeti terhelés (N, P, CO2 és szerves anyagok) mérséklése volt. Dániában 8 darab, modellként kiválasztott intenzív pisztrángtelepen tesztelték a környezetterhelés és az energiaköltségek csökkentésének, továbbá a takarmányozás optimalizálásának lehetőségeit. A tanulmányozott technológia ötvözi az intenzív, recirkulációs üzemi nevelést a víz vízinövényes tavakban való tisztításával, melynek segítségével a haltermelést sikerült növelni úgy, hogy a környezetterhelést minimális szintre szorították. A fenntarthatóság jelentősége A fenntarthatóság figyelembe vétele nagyon lényeges kérdés az akvakultúra esetében, amellyel el lehet kerülni a halászati szektorban tapasztalt problémákat. A világ értékesebb tengeri halállományának 75 százaléka vagy túlhalászott állapotban van, vagy már elérte az ökológiailag lehalászható halmennyiség maximumát, tehát az évi fogás mennyisége nem növelhető tovább. A világ halfogyasztása 1973 és 2000 között 45-ről 75 millió tonnára emelkedett, és a FAO becslései szerint 2030-ra további 40 millió tonna halra lesz szükség, hogy a jelenlegi élelmezési szintet fenntartsák. Amennyiben ezt a növekvő keresletet is ki akarja elégíteni a világ, akkor azokat a forrásokat kell előnyben részesíteni, amelyek fenntartható módon biztosítani tudják ezt az árualapot. Az akvakultúra szektor nyilvánvalóan a legalkalmasabb erre. Az akvakultúra a világ leggyorsabban növekvő agrárágazata, a 80-as évek óta évi 8 százalékos ütemben bővül, így mára a népesség által elfogyasztott hal fele tenyésztett, míg 1980-ban ez az arány csak 9 százalék volt. Tudástranszfer A SustainAqua projekt az esettanulmányok révén olyan gyakorlatban is alkalmazható technikai innovációkat mutat be, melyek segítségével a hagyományos haltermelő rendszerek működésének jövedelmezősége, termékskálája növelhető és termékeinek minősége javítható, környezetterhelése pedig mérsékelhető. Ezen rendszerfejlesztési tanácsok segítenek abban, hogy a termelők képesek legyenek megbirkózni a szigorodó jogi szabályozás által diktált követelményekkel, és hogy megfeleljenek az egyre szigorúbb minőségi előírásoknak, mely a termékek marketingje során komoly segítséget jelent. A legtöbb esettanulmány egyszerre több célt is szolgál, például a szennyvíztisztítás fejlesztése, a tápanyag-hasznosulás hatékonyságának növekedése értékesíthető melléktermékek előállítása. A termékválaszték bővülésével (vagyis a termelési folyamat melléktermékeinek értékesítésével) a gazdálkodók rugalmasabbá válhatnak, és kevésbé lesznek kitéve a piac változásainak. A projekt során kidolgozott know-how-t 22 képzés és 2 e-szeminárium során mutatjuk be a haltermelőknek Ausztriában, Dániában, Németországban, Magyarországon, Lengyelországban, Svédországban, Spanyolországban és Törökországban 2009. májusa és júliusa folyamán. A képzések (továbbá a kézikönyv, a SustainAqua-wiki weboldal és az e-platform) anyaga technikai információt nyújt az esettanulmányok kísérleti moduljairól, valamint az azok alkalmazásában rejlő lehetőségekről, a várható hasznokról és költségekről, kockázati tényezőkről és a sikeresség feltételeiről. Az akvakultúrával foglakozó nemzeti szövetségek által koordinált 8 kapcsolattartási pont segítségével a projekt időtartamán túl is információkat nyújtunk a projekt eredményeiről, és gyakorlati tanácsokkal szolgálunk a farmerek számára. Az említett szaktanácsadási tevékenységeken keresztül a haltermelők a hagyományos rendszereiket fenntarthatóbbá és hatékonyabbá tehetik a hosszú távú gazdasági és környezetvédelmi szempontok figyelembevételével.

8/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában

2.

A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában

A „fenntarthatóság” vagy „fenntartható fejlődés” fogalma, bár sokszor elcsépeltnek tűnik, mély jelentést hordoz. Azon az elgondoláson alapszik, hogy a fejlődésnek egy élhető közeget kell biztosítania a jövő nemzedékek számára, mely magában foglalja a környezeti állapot megóvását, a gazdasági jólét növelését illetve a társadalmi egyenlőség elősegítését. Ennek megfelelően az akvakultúra esetében sem csupán környezetvédelmi szempontok érvényesítését jelenti a fenntartható gazdálkodás, hanem hosszú távú gazdasági előnyök biztosítását is a haltermelők számára. A helyes meghatározással szemben a fenntarthatóság fogalmát gyakran használják nem megfelelő értelemben a politikai és üzleti életben, acélból, hogy kiaknázzák a társadalomban a szóhoz kapcsolódóan kialakult pozitív képet. (Hasonlóan az „öko” és „bio” jelzőkhöz.) A kézikönyv következő részében bemutatjuk a fenntarthatóság értelmezésének hátterét, a fenntarthatóság és az akvakultúra kapcsolatát, továbbá a SustainAqua projekt eredményeinek mérésére kidolgozott fenntarthatósági indikátorokat. Bevezetés a fenntarthatóság értelmezésébe – a fogalom háttere A „fenntarthatóság” vagy „fenntartható fejlődés” fogalmának leggyakrabban használt definíciója a Közös jövőnk című jelentésben (ami Brundtland-jelentés néven vált közismertté) található. A jelentés úgy fogalmaz, hogy az a fenntartható fejlődés, „amely úgy elégíti ki a jelen nemzedékek igényeit, hogy az ne akadályozza a jövő nemzedékek képességét saját igényeik kielégítésében”. Ha ezt a mezőgazdasági, erdészeti és halászati szektorra vetítjük, akkor a fenntartható fejlődés olyan gazdaságilag életképes, társadalmilag elfogadható fejlődés, amely megőrzi a termőföldet, a vízkészleteket, a növényi és állati erőforrásokat és nem szennyezi a környezetet. A valódi fenntartható fejlődés hosszú távú és integrált szemléleten alapul. A fenntartható fejlődés környezeti (vagy ökológiai), gazdasági és társadalmi (vagy szociális) dimenziójára egyszerre kell tekintettel lenni. Mindegyik dimenzió azonos fontossággal bír, és egymásra hatással van, nem szétválaszthatók egymástól. Azonban amikor a három dimenzió azonos fontosságáról beszélünk, tekintettel kell lenni arra, hogy a gazdaság és a társadalom fejlődése elsősorban a környezeten alapszik, vagyis a természeti erőforrások igénybevételén (1. ábra).

1. ábra: A fenntarthatóság 3 dimenziós modelljének vázlata

Ezért az új évezred küszöbén hangsúlyozni kell a gazdaság, a társadalom és a környezet egymásrautaltságát, hiszen valódi fenntartható fejlődés csak integrált szemlélettel valósítható meg. Miután manapság a gazdasági növekedés áll a fejlődés fókuszában, sokkal nagyobb szerepet kell szánni a társadalmi és környezeti fenntarthatóságnak, hogy kompenzálva legyen a pusztán gazdasági megfontolások túlsúlya, és egyenlően érvényesüljenek a fejlődés három dimenziójának szempontjai. A Riói Nyilatkozat a Környezetről és a Fejlődésről felhívja a figyelmet, hogy a környezetvédelem ügyét nem elszigetelve kell kezelni, hanem érvényesíteni kell a fejlesztési elképzelésekben. Mindazonáltal el kell ismerni, hogy a gazdasági megfontolások figyelembevétele szükséges, hiszen hosszú távon semmilyen mezőgazdasági vagy halászati tevékenység nem folytatható, ha nem jövedelmező. Elsősorban a politikusok és a társadalom célja megtalálni a helyes egyensúlyt a fejlődés különböző céljai és dimenziói között. E nehéz választás megkönnyítésében segíthet a kutatás olyan technológiai és egyéb fejlesztéseken keresztül, amelyek egyszerre jelentenek előrelépést a profitabilitás, a szociális igazságosság és a környezetvédelem terén is. 9/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában A SustainAqua általános célja pontosan ilyen innovatív lépések kidolgozása és elterjesztése az édesvízi akvakultúra területén. Fenntarthatóság és az akvakultúra Az akvakultúra szektor, csakúgy ahogy a többi agrárgazdasági és ipari ágazat a növekedés fenntarthatóságának kihívásával áll szemben. A világ akvakultúrás termelése az elmúlt 50 évben exponenciális ütemben nőtt, 1,6 millió tonnáról (1957) 50,3 millió tonnára (2007). Miközben a természetesvízi halászat összfogása stagnált (sőt némileg csökkent) az elmúlt 15 évben, az akvakultúra a leggyorsabban növekvő agrárágazat a világ egészét tekintve. Ahogy a hal iránti kereslet növekszik, az akvakultúra termékei úgy képviselnek egyre jelentősebb hányadot a világ összes halfogyasztásából. Ezért a haltermelésben nagyon nagy jelentőséget kell tulajdonítani a K+F-nek, hiszen a hosszú távú, folyamatos növekedés alapja az olyan technikai, technológiai fejlődés, amely a költséghatékonyság, a kíméletes erőforrás használat és a környezettudatosság irányába tereli az ágazatot, továbbá felértékeli a humántőkét. A SustainAqua projektet ennek fényében lehet megérteni: a projekt résztvevői egyfelől a meglévő rendszerek gyakorlati fejlesztésén dolgoztak, másfelől pedig az elért eredményeket kívánják megosztani a haltermelőkkel különböző képzések és szaktanácsadási tevékenységek keretében. Acélból, hogy a fenntartható fejlődést könnyebben értelmezni lehessen az akvakultúra szektorra vonatkoztatva, továbbá a fenntartható gazdálkodás gyakorlatáról a haltermelők is képet kaphassanak. Számos nemzetközi vagy nemzeti szintű kezdeményezés keretében dolgoztak ki úgynevezett fenntarthatósági indikátorokat és minősítési rendszereket, amelyek segítségével numerikus formában is ki lehet fejezni a környezeti vagy szociális szempontok érvényesülését, annak érdekében, hogy a fenntartható fejlődés jobban értelmezhető és a gyakorlatban alkalmazható legyen az akvakultúra szektorban minden érintett számára. Ilyenek például: •

A fenntartható halászat etikai kódexe (FAO, 1995)

•

Az európai akvakultúra etikai kódexe (FEAP, 2000, átdolgozás alatt)

•

Útmutató fenntarthatósági indikátorok elkészítéséhez az akvakultúra szektorban (2008)

A GAA (Nemzetközi Akvakultúra Szövetség) és a GLOBALGAP által kötött egyezmény a minősítési rendszerek kidolgozásáról és harmonizációjáról az akvakultúra szektorban (2009) A CONSENSUS nevű EU-s projekt (2005-2008) keretében például egy olyan fenntarthatósági indikátor-listát dolgoztak ki, amely alapul szolgálhat olyan minősítési eljárások és értékelések során, ahol a hangsúly az alacsony környezetterhelésen, a versenyképességen, a biodiverzitás és az állatjóléti szempontok figyelembevételén van. Ennek a listának a kidolgozásában az összes jelentős, akvakultúra ágazatban érintett szervezet és szövetség részt vett. A SustainAqua projekt olyan értelemben kapcsolódott a CONSENSUS projekthez, hogy számos technológiai innovációt vizsgált, amely az európai édesvízi akvakultúra fenntarthatóbbá tételéhez vezethet. A CONSENSUS projekt keretében kidolgozott indikátorok és a fenntarthatóság fogalmának értelmezései segítik a kutatást a helyes irány megtalálásában. A SustainAqua projekt esettanulmányainak kidolgozása folyamán tekintetbe vettük, hogy a jogi szabályozás egyre szigorodik és a termékcímkézés egyre nagyobb szerephez fog jutni, így olyan fejlesztéseket igyekeztünk megvalósítani, amelyek segítségével a gazdálkodók megfelelhetnek mind a jelenleginél szigorúbb kötelező előírásoknak, mind a különleges minősítési követelményeknek. •

A haltermelő rendszerek korlátai Meg kell határozni a rendszerek fejlesztésének korlátait a fenntarthatóság elérése szemszögéből, hogy a gyakorlatban is alkalmazható legyen az akvakultúra fenntartható fejlődésről alkotott kép. A 2. ábra mutatja, hogy egy adott haltermelő rendszer három szintje különböztethető meg egymástól: 1. "Gazdálkodási szint": A fenntarthatóságnak azon elemeit tartalmazza, amelyeket a haltermelők közvetlenül befolyásolni tudnak pl. vízminőség, 2. ábra: Egy haltermelő farm 3 különböző szinten energia-felhasználás, takarmány-felhasználás, kapcsolódik a fenntarthatósághoz (az ábra magyarázata: 1. szint: a farm; 2. szint: a farm 2. "Második szint": Azokat az elemeket takarja, amelyekre ugyan a farmernek nincs közvetlen működésére közvetlenül ható tényezők; 3. szint: a farm működésére közvetten ható tényezők) ráhatása, de képes lehet némi változtatást elérni (pl. beszállítók megváltoztatásával). Például: haltáp minősége és összetétele, a táp és egyéb inputok fuvarozási távolsága, a felhasznált energia fajtája (lehet megújuló), az előállított termékek piacának távolsága. Amennyiben a takarmányt vagy az energiát 10/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában a gazdálkodó helyben állítja elő, akkor azok az elemek a „gazdálkodási szint” körébe tartoznak. 3. "Harmadik szint": Azok az elemek tartoznak ide, mely közvetetten kapcsolódnak csak a gazdálkodáshoz, a haltermelőnek nincs ráhatása ezekre. Ide tartozik pl. az inputok csomagolóanyagának minősége, a szállítmányozáshoz használt üzemanyag fajtája, stb. A SustainAqua projekt elsősorban a „gazdálkodási szint” elemeire fókuszál, bár kitér a termékek lehetséges piacaira is. A teljesség kedvéért a „szabályozási szint” körébe tartozó elemeket is figyelembe kellene venni, hisz ezek kapcsolatban állnak a fenti három szint elemeivel, bár ezekre a farmereknek szintén nincs befolyása. Ezért a projektben csak azokat az előírásokat vesszük alapul, amelyek az első két szinten lévő, a fenntarthatósággal kapcsolatban lévő tényezőket szabályozzák. Fenntarthatósági indikátorok és termékminősítés A természeti erőforrások korlátozottsága és a növekvő energiaárak is fenntarthatóbb termelésre ösztönzik az akvakultúra ágazat szereplőit. Összehasonlítva az állattenyésztés más ágazataival, az akvakultúra kivételes nyomás alatt van a fenntarthatóságra vonatkozó követelmények szempontjából, hiszen tenyésztési közegként értékes édesvízi, vizes élőhelyi erőforrásokat használ. A haltermelésben alkalmazott tápok összetétele és gyártásának fenntarthatósága is speciális kérdéseket vet fel, ugyanakkor a természetes vízi állománypótlás lehetősége is kiemelt helyzetbe emeli az ágazatot. Egy tevékenység fenntarthatóságának mérése sohasem statikus, hiszen az egyes dimenziókhoz (környezeti, társadalmi, gazdasági) rendelt értékek az idő folyamán változhatnak, egyes elemeknek nőhet a szerepük. Ezért egy tevékenységről nem lehet egyértelműen kijelenteni, hogy fenntartható-e vagy sem, gyakran a határok elmosódnak.

3. ábra: A fenntartható édesvízi akvakultúra ötvözi az környezeti, gazdasági és társadalmi előnyöket

A fentebb említett etikai kódexek, kidolgozott indikátorok és minősítési rendszerek pontosan az ilyen, az akvakultúrával szemben támasztott kivételes követelmények között próbálják meg elirányítani a termelőket a helyes halgazdálkodási gyakorlat kialakításában. Mindmáig azonban nem született olyan kompakt kritériumrendszer, indikátor-lista vagy termékcímkézéshez köthető minősítési rendszer, amely igazolni képes egy haltermékről, hogy azt fenntarthatóan tenyésztik-e. Bár a SustainAqua projekttel ezt a hiányt nem tudjuk orvosolni, a korábban kidolgozott kritériumrendszerek alapján (mint a számos érintett bevonásával lebonyolított CONSENSUS projekt eredménye) igyekeztünk egy olyan indikátor-listát létrehozni, amely alkalmas lehet a SustainAqua projekt öt esettanulmányának keretében vizsgált technológiai innovációk jellemzésére a fenntarthatóság szemszögéből. Ezen indikátorok segítségével számszerűen meg lehet határozni, hogy egy adott újítás a fenntarthatóság felé viszi-e a haltermelő rendszert, így a gyakorlatban is alkalmazható. Bár az indikátorok nem jelzik, hogy egy adott haltermelő rendszer egészének működése fenntartható-e vagy sem, a fejlődés irányát megmutatják. A SustainAqua projekt által vizsgált fenntarthatósági indikátorok A projekt résztvevői egy 28 indikátorból álló listát állítottak fel, a lista tartalmazott indikátorokat a környezeti, a gazdasági és társadalmi fenntarthatóság mérésére vonatkozólag is. Miután a projekt esettanulmányai nem tudják megcélozni a fenntarthatóság összes területén való előrelépést, az 1. táblázatban látható 8 indikátor lett kiválasztva a 28-ból, a következő kritériumok alapján: •

Az indikátor (rövidtávon is) érzékeny legyen a termelési módszerekben, technológiában beálló változásokra

•

Az indikátor értelmezhető és elfogadható legyen a farmerek számára

•

Az indikátor mérhető legyen 11/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában •

Az indikátor mérése és dokumentálása megvalósítható legyen a projekt költség- és időkeretére való tekintettel

Tápanyag

Víz

Energia

Környezeti dimenzió Speciális cél/ kritérium

Indikátor neve

Energia hatékonyság: A termelési folyamat energiaigényességének csökkentése

Egységnyi előállított termékhez felhasznált energia (hal, egyéb)

Vízfelhasználás: A felhasznált édesvíz Egységnyi előállított termékhez mennyiségének csökkentése (a vízvisszaforgatás felhasznált víz növelése) (hal, egyéb) Egységnyi előállított termékre jutó Vízkibocsátás: Az elfolyóvíz mennyiségének elfolyóvíz mennyisége (hal, egyéb) – csökkentése (a vízminőségi paraméterek a az elszivárgást és az elpárolgást nem tápanyag indikátoroknál vannak mérve) számítva, viszont a csapadékvizet igen Tápanyag visszatartási hatékonyság: Tápanyag felhasználás hatékonysága: adott egységnyi (1 kg) bevitt tápanyagra mennyiségű bevitt tápanyagból előállított vetítve a termékekben hasznosított termékek mennyiségének és minőségének tápanyag mennyisége (kg) növelése Kibocsátás csökkentése: (tápanyag, szerves és Tápanyag mennyiség az elfolyóvízben: szervetlen anyagok kibocsátásának elfolyóvíz minősége minimalizálása, ezzel együtt a rendszer tápanyagveszteségének csökkentése) A másodlagos termékek tápanyag Tápanyag újrahasznosítás mértéke a visszatartási hatékonysága (N,P) melléktermékekben (v. másodlagos termékekben)

Mértékegység kWh/ kg termék (minden egyes termékre) kWh/ kWh termék (energianövényekre) l/kg termék

l/kg termék

kg hasznosult tápanyag (N, P, COD) / kg bevitt tápanyag [%] Elfolyóvízben lévő N, P, KOI, elektromos vezetőképesség / kg termék kg hasznosult tápanyag a melléktermékekben / kg bevitt a tápanyag a teljes rendszerbe [%]

Piaci Termelési zavarok költségek enyhítése

Gazdasági dimenzió Speciális cél/ kritérium

Indikátor neve

Mértékegység

A munkatermelékenység növekedése

Egységnyi termék előállításához felhasznált munkaerő (üzemi méretre vetítve)

munkaóra /kg termék

A termelés biztonságának növelése/ állategészségügy: Az állományfertőzés lehetőségének csökkentése

Egy termelési ciklusra jutó kezelések száma

kezelések száma / termelési ciklus

1. táblázat: A SustainAqua esettanulmányok esetében alkalmazott 8 indikátor

Az esettanulmányokat bemutató fejezetekben gyakran alkalmazzuk a fenti indikátorokat abból a célból, hogy bemutassuk a kidolgozott technológiai fejlesztések gyakorlati hasznát. A 8 kiválasztott indikátoron túl fennmaradó 20 indikátor alkalmazása nehéz mérhetőségük miatt túllép a projekt keretein, de bővebb információt lehet ezekről találni a SustainAqua wiki-n vagy www.sustainaqua.org weboldalon. Ilyenek például a társadalmi dimenzióba tartozó indikátorok (pl. munkahelyteremtés, vidékfejlesztés) vagy a környezeti dimenzióban a klímaváltozásra fókuszáló indikátorok (pl. a nyílt vízi felületek, wetland-ek bővítésével járó mikroklíma- és vízháztartás javító hatás a növekvő párolgás által). A fenntarthatóság alapelveinek alkalmazása az akvakultúrában A következő alfejezetekben részletes bemutatjuk a fenntarthatóság egyes dimenzióinak alapelveit és ezek fényében általános célokat fogalmazunk meg az akvakultúra fenntarthatóbb fejlődésére vonatkozóan. A célok elérésére adott javaslatokat és a gyakorlati alkalmazási lehetőségeket az esettanulmányok bemutatása során ismertetjük. A környezeti (ökológiai) fenntarthatóság erősítése A környezeti fenntarthatóság témakörébe tartozó legfontosabb elemek a víz-, energia-, és tápanyag felhasználáshoz, valamint a területigényhez kötődnek. A vízfelhasználás esetén mind a mennyiség, mind a minőség jelentős kérdés, ahogy a vízkivétel helyének megválasztása (tavak, folyók, termál és artézi vízkészletek) is érinti a termelés fenntarthatóságát. Természetesen az egyik legfontosabb cél a vízkivétel mérséklése a vízszükséglet csökkentésén keresztül. További fontos cél a haltermelő telepekről elfolyó szennyvíz szerves és szervetlen anyag tartalmának csökkentése és a szennyvízkezelés hatékonyságának javítása is, hiszen a befogadó vízközeg túlzott tápanyagterhelése eutrofizációhoz vezet. A legjobb haltermelési gyakorlat természetesen függ az 12/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában akvakultúra típusától. A tradicionális, extenzív halastavak például a feltöltés után csak az elszivárgás és az elpárolgás miatti veszteség pótlására igényelnek vizet, a tavakat csak lehalászáskor csapolják le. Az intenzív, recirkulációs üzemű (vízvisszaforgatáson alapuló) rendszerek alkalmazása a másik megoldás a vízigény radikális csökkentésére, erre például szolgálnak a dán esettanulmányban bemutatott pisztrángfarmok. A bevitt tápanyag hatékony hasznosítása szintén lényeges a környezeti fenntarthatóság eléréséhez. A jó minőségű táp kiválasztása és a megfelelő takarmányozási technológia mindenképp a kezdő lépés a tápanyagveszteség mérsékléséhez. A nem hasznosított tápanyagok újrafelhasználása is segíthet a veszteség minimalizálásában, bár ennek formája termelési rendszerenként változhat. További lehetőség az élőbevonat alkalmazása, ezt a magyar esettanulmány részletesen taglalja. A polikultúrás tenyésztés (lásd: lengyel esettanulmány) is növeli a tápanyag-hasznosulás hatékonyságát, hiszen a különböző fajok eltérő, egymást kiegészítő táplálék-szegmenst fogyasztanak. Itt azonban szükséges megemlíteni, hogy faunaidegen halfajok alkalmazása a tavi haltermelésben, bizonyos értelemben sérti az ökológiai fenntarthatóság elvét. Amennyiben a megfelelő terület rendelkezésre áll, akkor másodlagos termékek tenyésztésével is növelni lehet a tápanyag visszatartást a teljes haltermelő rendszerben, például energia növényekkel, mint a fűz, a gyékény, a nád (lásd: magyar esettanulmány) vagy kerti növényekkel (lásd: dán esettanulmány). A használt takarmány összetevőit is figyelembe kell venni a fenntarthatóság ökológiai dimenziójának vizsgálata során, hiszen kívánatos, hogy a tápban lévő halliszt alapanyaga fenntartható halászati gyakorlat (pl. MSC címkézett) során kerüljön partra. Az energia felhasználás elsősorban az intenzív rendszerek esetében fontos kérdés, a recirkulációs üzemek energiahatékonyságáról a holland esettanulmány bővebben szól. Természetesen minden haltermelési rendszer esetében törekedni kell az energia-felhasználás csökkentésére, például hatékonyabb szivattyúk használatával. Általános cél az egységnyi előállított termékre jutó felhasznált energia mennyiségének csökkentése, ami lehetséges azonos energiafelhasználás esetén a termelés növelésével is. A haltermeléshez használt fajlagos területigény mérése nem minden rendszer esetében értelmezhető. Természetesen intenzív rendszerek esetén örvendetes, ha egységnyi termelt mennyiség minél kevesebb földhasználattal jár. Másik oldalról azonban, extenzív halastavak esetén a tóterület növekedése számtalan pozitív ökológiai hatás (pl. mikroklíma javítása, biodiverzitás, stb.) erősödését vonja maga után. A gazdasági fenntarthatóság erősítése Egy haltermelő tevékenység akkor mondható gazdaságilag fenntarthatónak, ha az jövedelmező, az áruknak biztos piacuk (keresletük) van, továbbá a termelési módszer és az előállított termékek fogyasztói fogadtatása pozitív. Sok esetben az ökológiai fenntarthatóság erősödése segíti a gazdasági fenntarthatóság erősödését is. Például a tápanyag-hasznosítás vagy a vízfelhasználás hatékonyságának növekedése amellett, hogy ökológiailag is előnyös, maga után vonja a takarmánnyal és vízzel kapcsolatos költségek csökkenését. A nemzeti szabályozástól függően a szennyvíz kibocsátás mérséklése is költségcsökkenéssel járhat együtt. A termelt hal regionális piacon való értékesítése a szállítási költségek egy részének megtakarításához vezet. A termék diverzifikáció a piaci zavarok hatását mérsékelheti, hiszen ilyenkor a farmer „több lábon áll”. Erre példa a SustainAqua esettanulmányaiban a polikultúrás termelés, az energianövények, kerti növények termelése vagy az ivadék előállítás (másodlagos termékként). A nyomonkövethetőség, a jó termékminőség az eladási árak emelkedéséhez és a fogyasztói bizalom erősödéséhez vezet, ahogy az igazoltan fenntartható haltermelési gyakorlat is. Természetesen a környezeti fenntarthatósági indikátorok változásának a jövedelmezőségre gyakorolt hatását egyénileg kell értékelni, hiszen az egyes erőforrások (víz, energia, föld) ára és kínálata eltérő Európa különböző részein. Míg például egy nagyvárosi agglomerációban egy szuperintenzív recirkulációs haltermelő üzem nagyon profitábilis lehet (különösen, ha hulladékhővel fűtik), addig Magyarország vidéki részein gazdaságilag fenntarthatóbbnak tűnik egy nagy területen folyó extenzív ponty alapú tógazdálkodás, a víz és a földterület bőséges kínálata miatt. A társadalmi fenntarthatóság erősítése A fenntarthatóság társadalmi dimenziójának vizsgálata nagyon összetett. Magába foglalja a szektor foglalkoztató-képességét, az alkalmazottak munkahelyi körülményeit (higénia, baleset-megelőzés, képzések), de ide tartoznak a teljes társadalmat érintő ügyek, mint az egészségügy, az egészséges táplálkozás, a rekreáció. Fontos elem, hogy az akvakultúra vonzó-e a fiatal generációk számára, vagy az, hogy mennyiben ápolja a szektor a tradíciókat, őrzi meg a kulturális értékeket (például a tógazdálkodás Kelet-Európában). Miután a SustainAqua projekt elsősorban olyan technikai, technológiai megoldásokra fókuszál, amelyek a gazdasági és a környezeti fenntarthatóság erősítéséhez járulhatnak közvetlenül hozzá, az esettanulmányok társadalmi fenntarthatóság szemszögéből való elemzése túllépne a projekt keretein. 13/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Édesvízi haltermelő rendszerek típusai

3.

A fontosabb európai édesvízi haltermelő rendszerek technológiai és termelési jellemzői

Számos, egymástól eltérő elven működő édesvízi haltermelő rendszer üzemel, amelyeket többféleképpen jellemezhetünk és csoportosíthatunk, azonban a fenntarthatóság szempontjából elsősorban a működésük alapján célszerű őket megkülönböztetni. Bár a különböző haltermelő rendszerek működési elvét tekintve közöttük számos átmenet figyelhető meg, de alapvetően az alábbi főbb kategóriákat különböztethetjük meg: •

Halastavak

•

Átfolyóvizes rendszerek

•

Recirkulációs haltermelő rendszerek

•

Ketreces haltermelő rendszerek

3.1. Halastavi gazdálkodás Az emberkéz alkotta tavakban történő halnevelés a legrégibb haltermelési tevékenység Európában, amelynek gyökerei egészen a középkorig nyúlnak vissza. Tavak leggyakrabban azokon a helyeken létesültek, ahol a termőföld nem volt alkalmas növénytermesztésre, de a víz bőségesen rendelkezésre állt. Európában 475 000 tonna halat állítanak elő tavakban, ennek megközelítően a fele pontyféle (ponty, fehér busa, amur és pettyes busa), amely elsősorban Oroszországból, Lengyelországból, Csehországból, Németországból, Ukrajnából és Magyarországról származik. A halastavak jellemzően földmedrű, gátak által határolt építmények, ahol a halak természetszerű környezetben növekednek, a hozzáférhető tápanyagokból napfény segítségével keletkező természetes táplálék felhasználásával. A halhozamok növelése érdekében szükséges, hogy a tavak termelőképességét a hozzáférhető tápanyagok bevitelével fokozzuk (trágyázás), valamint hogy a halak számára közvetlenül is felvehető takarmányt adagoljunk (gabona). A tavi halgazdálkodás a legtöbb országban „extenzív” (kizárólag a természetes hozam hasznosítására alapozott haltermelés), vagy „fél-intenzív” (kiegészítő gabonatakarmányozással növelik a hozamokat) termelési gyakorlatot jelent, ahol a tavakban a haltermelés érdekében betározott vizet hosszabb-rövidebb ideig visszatartják. A termelés során gyógyszereket és vegyszereket rendszerint nem használnak. Így a halastavi gazdálkodás legjelentősebb környezeti hatása a trágyázás következtében esetlegesen fellépő szerves anyag kibocsátás. A halastavakat rendszerint egy nádas parti öv veszi körül, ami fontos természetközeli élőhely. A vidéki turizmusban a halastavak szerepe növekszik, számos haltermelő alakított ki ún. multifunkcionális gazdaságot, ahol haltermelés mellett nyújtanak más szolgáltatásokat is (pl. üdülési szolgáltatás, a biodiverzitás növelése élőhely létesítésével, vízgazdálkodás).

Halastavak Magyarországon (fotó: HAKI)

14/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Édesvízi haltermelő rendszerek típusai

3.2. Átfolyóvizes rendszerek A hagyományos átfolyóvizes haltermelő rendszereken a betáplált víz csak egyszer folyik át, majd azt a befogadó vizekbe engedik. A halnevelő egységeken átfolyó víz biztosítja a halak neveléséhez szükséges oxigént és távolítja el a halnevelés során keletkező szilárd és oldott metabilotokat és az egyéb hulladékokat. Az átfolyóvizes rendszerek alkalmazása a pisztrángtermelésben a legelterjedtebb Európában. A halneveléshez szükséges vizet természetes vízfolyásokból nyerik, majd a halnevelő egységeken átáramoltatott vizet rendszerint kezelik, mielőtt visszaengednék. A halnevelő telepen legalább naponta egyszer kicserélődik a víz. Mikor egynél több halnevelő telep létesül ugyanazon vízfolyásra, a kibocsátott elfolyóvíz minősége iránt fokozott figyelem mutatkozik, hiszen az egyik farm elfolyóvize hamarosan egy másik farm táplálóvizévé válik. A pisztrángnevelés széles körben elterjedt Európában. A szivárványos pisztráng (Oncorhynchus mykiss) a növekedése és a környezeti feltételekkel szembeni igénye miatt az európai pisztrángtermelés megközelítően 95 %-át adja. A folyóvizek mellé települt pisztrángtelepek (amelyek betonmedencéket vagy földmedrű tavakat használnak) az Európai Unió legtöbb országában megtalálhatóak. Néhány helyen tavi ketreces pisztrángnevelést is folytatnak. Európában megközelítően 220 000 tonna pisztrángot termelnek és hoznak forgalomba, amelynek 85 %-a az Európai Unió államaiból származik (Olaszország, Franciaország, Dánia, Németország és Spanyolország). Pisztrángot az Európai Unión kívül egyedül Törökország termel számottevő mennyiségben. A pisztrángtermelés mennyisége hosszú évek alacsony ütemű, de kitartó növekedését követően, 2000 és 2005 közötti időszakban enyhén csökkent (megközelítően -0,6% évente), ugyanakkor az értékesítési árak kedvezően alakulnak az elmúlt időszakokhoz hasonlóan. Egyéb vízkészletek, beleértve a forrásokat és rétegvizeket szintén felhasználhatóak haltermelési célokra. Számos országban használják az ipari eredetű meleg vizeket (pl. erőművek hűtővizét) átfolyóvizes rendszerekben, ezen kívül a termálvizek hőtartalmának hasznosítására alapozva új halfajok nevelésére nyílik lehetőség (afrikai harcsa, angolna, tokfélék, sügér és tilápia).

Hagyományos pisztrángtelep Dániában (fotó: DTU-Aqua)

3.3. Recirkulációs haltermelő rendszerek A recirkulációs haltermelő rendszerek olyan rendszerek, amelyek a halnevelő egységek elfolyóvizét mechanikai és biológiai kezelést követően újra felhasználják, ezáltal csökkentve a haltermelés víz és energia igényét, valamint a tápanyag kibocsátását. Ezen rendszerek alkalmazásának számos előnye van: víz- és energiatakarékosság, folyamatosan ellenőrzött, jó vízminőség, alacsony környezeti terhelés, élelmiszerbiztonság és a hulladék keletkezés és szennyvízkibocsátás más haltermelő rendszerekétől jobb kontrollja. Ugyanakkor a vízvisszaforgatásos rendszerek alkalmazásának hátrányai is vannak: nagy beruházásigény, magas működési költség, a működtetése gondos rendszerirányítást és menedzsmentet kíván (magasan képzett munkaerő alkalmazása), valamint az esetlegesen kitörő betegségeket nehéz 15/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Édesvízi haltermelő rendszerek típusai megfékezni. Az európai haltermelésnek egyenlőre csak kis hányada származik vízvisszaforgatásos rendszerekből. Nagy jelentősége főként Hollandiában és Dániában van. A vízvisszaforgatásos rendszerekben termelt legfontosabb édesvízi halfajok a harcsafélék és az angolna, bár más fajokat is sikerrel nevelnek ilyen rendszerekben. Az EU éves angolnatermelése 11 000 tonna körül mozgott 2001-ig, ezt követően a termelés megközelítően 8 500 tonnára esett vissza és stabilizálódott ezen a szinten. Az összes termelés változása mögött ugyanakkor különböző trendek figyelhető meg; az olasz angolnatermelés (egykor a legnagyobb termelő az EU-ban) a 90-es évek végétől folyamatosan csökken, a dán termelés szintén csökkent 2001 után, miközben a holland angolnatermelés emelkedett. Azonban, az üvegangolna ellátás bizonytalansága miatt, néhány angolnatermelő más halfaj termelésébe fogott, vagy csak egyszerűen kivonult a haltermelésből.

Intenzív tilápianevelő vízvisszaforgatásos rendszer (fotó: WU-AFI)

3.4. Ketreces halnevelés tavakban és folyókban A jól megtervezett és gondosan működtetett ketreces haltermelő rendszerek alkalmazása korlátozott, de fontos termelésbővítési lehetőséget nyújt a belvízi akvakultúra számára. Különböző vízterekben az extenzív vagy intenzív ketreces halnevelés megvalósítható a környezeti erőforrások fenntartható használatával. Például Svédországban jelenleg a szaibling (Salvelinus alpinus) termelés egy viszonylag kis, de jól jövedelmező tevékenység, aminek folyamatos növekedése várható az elkövetkező években. Ezek a halnevelő telepek szabályozott tavak és vízerőművek tározói mentén helyezkednek el az ország északi részében. Ezek a vizek eredetileg is tápanyagszegények, de a vízszabályozást követően a vizek tápanyagtartalma tovább csökkent. A halnevelés ezeken a területeken egyfajta élőhely regenerációs tevékenység, mivel a vizek tápanyagterhelésével a természeteshez közeli állapotot állítják vissza. Mintegy 5 000 tonna éves szaibling termelés szükséges ezekben a tavakban

16/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete

4.

Az európai édesvízi akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete

Közismert, hogy az akvakultúra az egyik legjobban szabályozott szektor az Európai Unióban. Miután a termelésben az egyik legszűkösebb erőforrást, az édesvízkészleteket használja (a tengeri akvakultúra pedig gyakran frekventált parti területeket foglal el), a társadalom figyelmének fókuszában áll. Nem csoda, hogy minden érdekelt testület – EU-s és nemzeti kormányzati szervek, illetve nem kormányzati szervezetek (NGO-k), ágazati szövetségek – szabályozni akarja a haltenyésztési tevékenységet. Ez az igyekezet a szabályok, előírások, dokumentumok, útmutatások olyan kavalkádjához vezet, amit a farmerek nehezen látnak át, még ha szeretnének is az ökológiai követelményekkel összhangban termelni. A SustainAqua projekt esettanulmányaiban olyan innovatív javaslatokat dolgoztunk ki, amelyeket a gazdák könnyen adaptálhatnak egy víztakarékosabb (és egyben jövedelmezőbb) rendszer kialakítása során. Ennek a fejezetnek a célja, hogy összefoglalót nyújtson a farmerek számára azon (EU-s vagy NGO-k által kiadott) dokumentumokról, amelyek az édesvízi akvakultúrát szabályozzák, vagy arra adnak útmutatást. A projekt honlapján (www.sustainaqua.org) bővebb információk találhatók erről a témáról egy tanulmányban. Az uniós tagországokban természetes, hogy az akvakultúra szabályozásában a különböző közösségi előírások játsszák a legfontosabb szerepet. Az Európai Haltermelők Szövetsége (FEAP) egy jól átlátható leírást készített a különböző típusú dokumentumok jelentőségéről (bővebben: www.profetpolicy.info): Zöld könyv: A zöld könyvek az Európai Bizottság által kiadott vitaindító dokumentumok, amelyek célja egyegy terület legfontosabb megoldandó kérdéseinek azonosítása és az érdekeltek (közösségi és tagállami adminisztrációk, civil szervezetek, érdekérvényesítő csoportok) bevonása a probléma megvitatásába egy konzultációs folyamat kezdeményezésével. A konzultáció után alakítja ki a Bizottság az álláspontját és teszi meg előterjesztését a jogszabályalkotásra, amelyet a fehér könyvekben fogalmaznak meg. Fehér könyv: A Bizottság fehér könyvei javaslatokat tartalmaznak közösségi intézkedésre egy adott területen. A fehér könyvek olykor a zöld könyvek kezdeményezéseit folytatják. A zöld könyvek által felvetett kérdések a konzultáció után alapul szolgálhatnak egy fehér könyv kiadásához, amelyben az elvi szinten felvetett problémák konkrét akciós intézkedésekben fogalmazódnak meg. Amennyiben a fehér könyvet elfogadja a Tanács, akkor tartalma az érintett területen közösségi akcióprogram létrehívásához vezethet. COM dokumentumok: A Bizottság által készített, a Tanácshoz benyújtott munkadokumentumok, anyagok, törvényjavaslatok. SEC dokumentumok: Olyan belső (nem nyilvános) dokumentumok, amelyek célja további információ és háttéranyagok (pl. statisztikák) biztosítása a döntéshozatal megkönnyítésére. Határozat (Decision): Meghatározott címzetteknek szóló, általában konkrét ügyekre vonatkozó jogszabály. Irányelv (Directive): Olyan jogszabály, amely az elérendő célokat illetően kötelezi a tagállamokat, de a cél megvalósításának formáját, az eljárások megválasztását és saját jogrendszerébe illesztését a tagállamokra bízza. A nemzeti kormányoknak vagy a parlamenteknek 18 hónapjuk van a nemzeti jogrendszerbe való beillesztésre. Ajánlás (Recommendation): Olyan nem kötelező erejű jogi aktus, amely cselekvési és magatartási elvárásokat fogalmaz meg a tagállamok felé. Az ajánlások megszegéséért a tagállamok nem bírságolhatóak. Rendelet (Regulation): EU "legerősebb", kötelező jogszabályfajtája: minden tagországra ás uniós polgárra általánosan érvényes, anélkül, hogy a nemzeti jogba külön át kellene emelni (közvetlen hatály). A tagállamoknak tilos megváltoztatni. Határozat (Resolution): Olyan nem kötelező erejű jogi aktus, amely célokat fogalmaz meg és politikai nyilatkozatot tartalmaz. A Európa Tanács határozatai fektetik le az alapjait a jövőbeli politikáknak. A Európai Közösségek Bírósága felhasználja ezeket jogértelmezés során. Gyakran „puha törvényként” hivatkoznak a nem kötelező érvényű határozatokra. Egyezmény (Treaty): 1. Hivatalos megegyezés két vagy több állam között békére, szövetségre, kereskedelemre vagy egyén nemzetközi ügyre vonatkozóan. 2. Hivatalos dokumentum, amely magában foglal valamilyen nemzetközi megegyezést Ezek azok a jogi eszközök, amelyek segítségével az Unió közös politikái (amelyek az Európai Unió 1. pillérét alkotják) menedzselhetőek. Több közösségi politika van, ami érinti az édesvízi akvakultúrát, de a két legfontosabb: •

Közös Halászati Politika (Common Fisheries Policy)

•

Környezetvédelemi politika, ezen belül elsősorban a vízügyi politika

17/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete

4.1. A Közös Halászati Politika és kapcsolódó dokumentumai A Közös Halászati Politika (CFP) az Európai Unió jogi kerete a halászati és akvakultúra ágazat igazgatására. Létrehozásának célja a közös halászati erőforrások használatának menedzselése és az Európai Közösséget létrehozó egyezményekben lefektetett általános irányelvek megvalósítása volt. A Közös Halászati Politikának biztosítani kell a halászati erőforrások ökológiailag, gazdaságilag és társadalmilag is fenntartható kiaknázását. E célkitűzések elérése érdekében a Közösségnek olyan megelőző jellegű intézkedéseket kell hozni, amelyek a vízi életközösségek védelmére, a fenntartható halászatra és a halászati tevékenység tengeri ökoszisztémákra gyakorolt káros hatásainak minimalizálására vonatkoznak. A fő cél természetesen az ökoszisztéma alapú szemlélet érvényesítése a halászati gazdálkodásban. A Közös Halászati Politika ezzel párhuzamosan támogatja egy jövedelmező, versenyképes akvakultúra szektor kifejlődését, szemlőtt tartva a fogyasztók érdekeit. Az Európai Unió tevékenysége a következő területekre terjed ki ezen téren: •

Állománymegőrzés és a halászati tevékenység káros környezeti hatásainak korlátozása: A halállomány védelme a tengerből kifogható halmennyiség szabályozásával (teljes kifogható mennyiség és kvóták).

•

Strukturális politika ás halászati flottamenedzsment: A halászati és akvakultúra szektor technikai és szervezeti támogatása a piaci helyzetnek és az ökológiai követelményeknek (erőforrások helyzetének) megfelelően, a halászati tevékenység menedzselése a halpopuláció alakulásának figyelembe vételével.

•

Piaci intézkedések: Egy közös piaci szervezés fenntartása annak érdekében, hogy a haltermékek piacán a keresleti és kínálati viszonyok egyensúlyban legyenek

Külkapcsolati politika nem uniós országokkal: Halászati megállapodások kidolgozása és közös állományvédelmi intézkedések megtárgyalása globális szinten a környezetvédelmileg fenntartható mélytengeri halászat biztosítása érdekében. 2007 óta a Közös Halászati Politika igazgatását, továbbá az EU Integrált Tengerpolitikájának kidolgozását és végrehajtását az akkor megalakult DG MARE Főigazgatóság látja el. Habár a Közös Halászati Politika fókuszában továbbra is a tengeri halászat áll, az elmúlt években az akvakultúra is fontosabb szerepet kap. A fentebb említett közösségi intézkedések között egyre inkább megjelennek az akvakultúrával kapcsolatos ügyek is. A Halászati és Tengerügyi Főigazgatóság (a Közös Halászati Politika akkori végrehajtója) korábban egy COM dokumentumot (COM(2002) 511) készített az európai akvakultúra fenntartható fejlődésére irányuló stratégiáról, amely stratégia módosítására a DG MARE 2007-ben konzultációt kezdeményezett az akvakultúra szektor képviselőinek bevonásával.

•

4.1.1. A Bizottságnak az európai akvakultúra fenntartható fejlődésére vonatkozó stratégiája A Bizottság fenntartható akvakultúrára vonatkozó stratégiájának céljai: •

Munkahelyek biztosítása, főleg hagyományosan halászatból élő, tengerparti területeken

•

Egészséges, biztonságos és minőségi termékek biztosítása a fogyasztók számára, az állatjóléti és állategészségügyi szempontok fokozott figyelembe vétele mellett

• Környezetbarát akvakultúra gyakorlatok kialakítása A stratégia kimondja, hogy fontos feladat az akvakultúra káros környezeti hatásainak mérséklése normarendszerek felállításán keresztül vagy önkéntes megállapodások megkötésével. Másik oldalról pedig fontos az extenzív haltermelési rendszerek pozitív ökológiai hatásainak kihangsúlyozása és erősítése, akár pénzügyi támogatások révén is. Ami az akvakultúra és a környezetvédelem ügye közötti ellentéteket illeti, a stratégia a következőket tartja szükségesnek: •

A telepekről elfolyó szennyvíz és hulladékok káros környezeti hatásainak enyhítése

•

Bizonyos haltermelő rendszerekhez szükséges természetes vízi ivadékok halászatának menedzselése

•

Olyan eszközök fejlesztése, amelyek segítenek leküzdeni a haltermelésből elszökött állomány, a fauna idegen fajok és a GMO-ok okozta problémákat

•

Integrált szennyezés prevenció és kontroll kidolgozása

•

Útmutatók és kritériumok kidolgozása az akvakultúra káros környezeti hatásainak mérésére

•

Az extenzív akvakultúra és a természetes vízi állománypótlás jelentette pozitív ökológiai hatások elismertetése és erősítése

• A védett ragadozó állatok által okozott károk problémájának megoldása A 2002-es stratégia víziója és céljai általánosságban még ma is érvényesek és támogatandók, de számos 18/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete érv merült fel az átdolgozás szükségességére vonatkozóan. A Bizottság ezért indított el 2007-ben egy konzultációs folyamatot, melynek eredményeként korszerűsítenék a stratégiát. Ennek a konzultációs folyamatnak a munka- és háttérdokumentumai alapján arra lehet számítani, hogy az édesvízi akvakultúrát érintő területek közül a következő témák fognak nagyobb szerepet kapni az új stratégiában: 3. Az akvakultúra környezetbarát fejlődése: Az Európai Unió elkötelezett a környezetvédelem ügye mellett, ezért számos rendelkezéssel igyekszik elérni, hogy az akvakultúra növekedése során a környezeti fenntarthatóság szempontjait is figyelembe vegyék. 4. Az akvakutúra értelmezése, mint egy új fajtája az állattenyésztésnek. Az állattenyésztés nem csupán elzárt állatok etetését jelenti, hanem szakértelmet kíván a szaporítás, a takarmányozás, a genetikai szelekció és a tartási körülmények terén is. 5. Technológia fejlesztés és területi tervezés a fokozódó helyhiány megoldására: Az édesvízi és a tengerparti akvakultúra esetében a termelésre is alkalmas szabad területért való versenyzés komoly korlátot jelent a haltermelés bővülésében. 6. A recirkulációs rendszerek kitüntetett szerepe. Egyre inkább konszenzus alakul ki arról, hogy azokon a helyeken, ahol helyhiánnyal küszködnek (lásd az előző pontban) a recirkulációs rendszerek kínálják a legígéretesebb megoldást a problémákra. Ráadásul a víz visszaforgatása és kezelése hozzájárul a káros környezeti hatások csökkentéséhez, továbbá az ilyen rendszerek alkalmasak a tenyésztett fajok számára optimális tartási körülmények beállítására és kontrolljára. A recirkulációs rendszerek azonban magas képzettségű munkaerőt (technikai felügyelet) és erős automatizálást igényelnek. 7. A halastavakban vagy lagúnákban folytatott extenzív akvakultúra szintén komoly kihívásokkal szembesül a turizmus vagy egyéb mezőgazdasági és ipari tevékenységek részéről. Ennek a kidolgozandó új stratégiának a főbb tervezett elemei megtalálhatóak az Európai Halászati Alapról szóló Tanácsi Rendeletben.

4.1.2. A Tanács rendelete az Európai Halászati Alapról 2006-ig a Közös Halászati Politika intézkedéseit a Halászati Orientációs Pénzügyi Eszközből (HOPE -FIFG) finanszírozták. A 2007-2013-as költségvetési és tervezési időszakra egy új pénzügyi eszközt hívtak életre, az Európai Halászati Alapot (EHA - EFF). Mint az EU egyik strukturális alapja, az EHA is az EU közös költségvetéséből lett kialakítva, az EU megfelelő döntéshozó szintjei által a tagállamoknak juttatott keretet egy nemzeti önrésszel kell kiegészíteni (vagyis föltétel a tagállamok társfinanszírozása). Mivel az EU Regionális Politikája lényegesen megváltozott, a Közös Halászati Politikával való harmonizáció érdekében a halászati és akvakultúra szektort támogató alapról szóló szabályozást is módosítani kellett. A Tanács 2006-ban egy rendeletet fogadott el ((EC) No 1198/2006) a Bizottság által elkésztett COM dokumentum alapján (COM(2004) 497 final). A COM dokumentumhoz képest azonban a rendelet számos változtatást tartalmaz a tagállamokkal és az ágazati érintettekkel való konzultációs folyamat eredményeként. Például az eredeti bizottsági javaslat alapján csak az akvakultúrában (a feldolgozó és értékesítési szektort is beleértve) tevékenykedő kis- és mikrovállalkozások lettek volna szubvencionálhatóak, a rendelet értelmében azonban közép- és nagyvállalkozások is jogosultak lehetnek a támogatásra, bár a mikro- és kisvállalkozások továbbra is prioritást élveznek. Ezen felül újfajta kompenzációt kapnak azok a haltermelők, akik védett, NATURA 2000-es területen folytatnak gazdálkodást. Az édesvízi halászat és a termelői szervezetek támogatására szintén lehetőség nyílik ezentúl, ahogy a fiatal halászok is pályázhatnak majd eszközbeszerzésre. Mindezekkel a változtatásokkal együtt az EHA-ról szóló tanácsi rendelet továbbra is tükrözi a Közös Halászati Politika alapelveit és általános céljait. Az Európai Halászati Alap teljes keretösszege az elkövetkező hét évre 3,8 milliárd euró. A finanszírozás rendelkezésre fog állni az iparág valamennyi szektora – tengeri és belvízi halászat, akvakultúravállalkozások, termelői szervezetek, feldolgozási és forgalmazási ágazat – valamint a halászattól függő területek számára is. Az egyes tagállamok jogosultak eldönteni, hogyan osztják el a keretet az egyes prioritási tengelyek között, de a kiírásra kerülő Operatív Program alapjául egy Nemzeti Halászati Stratégia Tervet (NHST) kell készíteniük. A Bizottság a következő útmutatásokat adja az NHST-k elkészítésére vonatkozóan: •

A Nemzeti Stratégiai Tervet a megfelelő partnerekkel folytatott konzultációt követően kell kidolgozni.

•

Az NST-ben előírt információ képezi az összekötő láncszemet az EHA-ból finanszírozott beavatkozás prioritásai és a KHP egyes területei között.

•

Információkat a horizontális megközelítésű stratégiai kérdésekhez is lehet kapcsolni.

•

Az NST-k a tagállami jelentések alapján vita (szakértői bírálat) tárgyát képezik.

19/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete A nemzeti stratégiai terveknek tartalmazniuk kell: •

A halászati és akvakultúra szektor általános leírását

•

Az ágazat és fejlődésének SWOT-analízisét

•

A tagállamok célkitűzéseit és prioritásait a halászat és az akvakultúra fenntartható fejlődésének tükrében, illetve a KHP-ra való tekintettel.

•

A nemzeti stratégia megvalósítása érdekében mozgósítható erőforrások megjelölését.

•

Az NST kidolgozására, megvalósítására és nyomon követésére szolgáló eljárást.

Az akvakultúra szektor szereplőinek nyújtható támogatások Természetesen a stratégiáknak és a tervezett tevékenységeknek összhangban kell lenniük az Európai Halászati Alapról szóló, 1198/2006/EK tanácsi rendelettel. A rendelet öt prioritási tengely mentén csoportosítja a támogatható intézkedéseket: 1. Intézkedések a közösségi halászflotta kiigazítására 2. Akvakultúra, belvízi halászat, a halászati termékek feldolgozása és értékesítése 3. Közös érdekeket célzó intézkedések 4. A halászati övezetek fenntartható fejlesztése 5. Technikai segítségnyújtás Az édesvízi haltermelők számára a 2. és a 3. tengely intézkedései a leginkább relevánsak. 2. prioritási tengely - Akvakultúra, belvízi halászat, a halászati termékek feldolgozása és értékesítése A 2. prioritási tengelyen belül a következő, akvakultúrát is érintő intézkedések támogathatóak: Az akvakultúrúba történő termelő beruházásokra vonatkozó intézkedések: Az Alap támogathatja azokat a beruházásokat, amelyek a termelőeszközök építését, bővítését, felszerelését és korszerűsítését szolgálják, különösen a munkakörülményekkel, a higiéniával, az emberek vagy állatok egészségével és a termékminőséggel kapcsolatos feltételek javítása, a környezetre gyakorolt negatív hatás csökkentése vagy a környezetre gyakorolt pozitív hatás fokozása céljából. A támogatandó beruházásoknak az alábbiak közül egy vagy több célkitűzés megvalósításához kell hozzájárulniuk. a. A tevékenység diverzifikálása új fajok irányában, jó piaci kilátásokkal rendelkező fajok bevonása a termelésbe b. Olyan akvakultúra-módszerek bevezetése, amelyek jelentősen csökkentik a környezetre gyakorolt negatív hatást vagy fokozzák az arra gyakorolt pozitív hatást, összehasonlítva az akvakultúra ágazat általános gyakorlatával c. Olyan hagyományos akvakultúra-tevékenységek támogatása, amelyek fontosak mind a gazdasági és társadalmi szerkezet, mind a környezet megóvása számára d. Támogatás a halgazdaságnak a vadon élő ragadozóktól valóvédelmét szolgáló eszközök beszerzésére e. Az akvakultúra ágazatban dolgozók munka- és biztonsági körülményeinek javítása A vízi környezet védelmével kapcsolatos intézkedések: Az Alap hozzájárulhat a környezet védelmét és javítását, valamint a természet megőrzését segítő akvakultúra termelési módszerek alkalmazásáért nyújtott kompenzációhoz. A következő intézkedéseket öleli föl: a. Olyan akvakultúra-formák támogatása, amelyek magukban foglalják a környezet, a természetes erőforrások, a genetikai sokféleség védelmét és javítását, valamint alkotóelemei a tájképi értéknek. Az ilyen támogatott elkötelezettségek környezeti előnyeit előzetes hatásvizsgálattal kell bemutatni, amelyet a tagállam által kijelölt illetékes szervezetek végeznek. b. A haltermelők önkéntes részvételének támogatása a közösségi környezetvédelmi vezetési és hitelesítési rendszerben (EMAS), amelyet a 2001. március 19-i 761/2001/EK európai parlamenti és tanácsi rendelettel hoztak létre c. Az organikus akvakultúra támogatása, a mezőgazdasági termékek ökológiai termeléséről, valamint a mezőgazdasági termékeken és élelmiszereken erre utaló jelölésekről szóló, 1991. június 24-i 2092/91/EGK európai parlamenti és tanácsi rendelet értelmében; d. A NATURA 2000 területeknek a természetes élőhelyek, valamint a vadon élő állatok és növények védelméről szóló, 1992. május 21-i 92/43/EGK tanácsi irányelvvel összhangban történő kijelöléséből eredő konkrét környezetvédelmi korlátozásokkal összeegyeztethető fenntartható akvakultúra támogatása. Ez az intézkedés azon fenntartható, természeti értékeket hordozó akvakultúra tevékenységek támogatására jött létre, amelyek nem tartoznak az organikus minősítés hatálya alá, annak hátrányai (szigorú feltételek, költségnövekedés) miatt. 20/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete Abból a célból, hogy kompenzációt nyerjenek e cikk alapján, a kompenzáció kedvezményezettjeinek legalább ötéves időtartamra el kell kötelezniük magukat azok mellett a vízi környezeti követelmények mellett, amelyek túlmennek az általánosan bevált akvakultúra-gyakorlat egyszerű alkalmazásán. Közegészségügyi intézkedések: Ennek az intézkedésnek a keretében az Alap elsősorban olyan kagylótenyésztők számára nyújt kompenzációt, akik gazdasági problémával szembesülnek a toxintermelő algák elszaporodása miatt. Állategészségügyi intézkedések: Az Alap hozzájárulhat az akvakultúrában előforduló betegségek ellenőrzésének és felszámolásának finanszírozásához az állategészségügyi kiadásokról szóló, 1990. június 26-i 90/424/EGK tanácsi határozat feltételei szerint. A fent felsoroltakon felül néhány olyan intézkedést is tartalmaz a 2. prioritási tengely, amely ugyan nem érinti közvetlenül az édesvízi haltermelőket, de bemutatásuk e kézikönyvben hasznos lehet. Belvízi halászattal kapcsolatos intézkedések: A támogatásra jogosult intézkedések • A belvízi halászat és a jéghalászat számára a jelenlegi FIFG-ben (Halászati Orientációs Pénzügyi Eszköz) rögzítettekhez hasonló rendelkezések szerint. •

A belvízi halászatot folytató hajók profilváltásához.

•

A halászati tevékenység közösségi jogszabály alapján kilátásba helyezett átmeneti szüneteltetése.

Feldolgozás és értékesítés: A támogatásra jogosult intézkedések: • A munkakörülmények, az egészségügyi és higiéniás feltételek valamint a termékminőség javítása •

A környezetre gyakorolt negatív hatások csökkentése

•

A kevésbé használt fajok, a hulladékok és melléktermékek jobb hasznosítása

•

Új technológiák alkalmazása, vagy innovatív termelési módszerek kifejlesztése

•

A főleg helyi kirakodásból és akvakultúrából származó termékek értékesítése

•

Az egész életen át tartó tanulás

3. tengely – Közös érdekeket célzó intézkedések Az Európai Halászati Alap támogatja az olyan közös érdekeket célzó intézkedéseket, melyeket rendesen a magánszektor nem támogat, és amelyek hozzájárulhatnak a Közös Halászati Politika célkitűzéseinek megvalósításához. Ezen intézkedések kezdeményezői az ágazat magánkézben lévő gazdasági szereplői, a termelők nevében fellépő szervezetek és az irányítóhatóság által elismert szervezetek, amennyiben működésük a közös érdekek előmozdítására irányul. Támogatásra jogosult intézkedések: •

Közös fellépés

•

A vízi állat- és növényvilág védelme és fejlesztése

•

Halászkikötők, védett kikötők és rakodóhelyek

•

Új piacok fejlesztése és promóciós kampányok

•

Olyan kísérleti projekteket, amelyek célja új technikai ismeretek szerzése és terjesztése, és amelyeket gazdasági szereplő, elismert szakmai szövetség vagy bármilyen egyéb, a tagállam által erre a célra kijelölt, hozzáértő szervezet hajt végre, partnerségben egy tudományos vagy szakmai testülettel

•

A halászhajók átalakítása, megfelelően az új működési profiljuknak

Támogatható közös fellépésnek minősülnek például a következő akvakultúrával kapcsolatos intézkedések: •

A munkakörülmények és a munkabiztonság javítása

•

A piacok átláthatóvá tétele

•

A minőség és élelmiszerbiztonság javítása

•

Az akvakultúrás területek fejlesztése, szerkezeti átalakítása

•

Új oktatási módszerek kidolgozása

•

A tudósok és a halászati ágazat szereplői közötti partnerség előmozdítása

•

Az esélyegyenlőség előmozdítása

•

Termelői szervezetek létrehozása, illetve átalakítása, valamint azok terveinek megvalósítása

•

Harmadik országgal kialakítandó partnerség előmozdításával kapcsolatos tanulmányok

21/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete

4.2. Az akvakultúra fejlődését jelentősen befolyásoló környezetvédelmi politikák Az EU környezetvédelmi politikája nem új kezdeményezés. A jelenlegi (2012-ig érvényes) környezetvédelmi akcióprogram a hatodik a sorban, 30 éves tapasztalatra építkezik, amely számos eredményt hozott már: tisztább levegő és víz, a természetvédelmi területek kiterjesztése, fejlettebb hulladékgazdálkodás, a környezetvédelmi megfontolások nagyobb szerepe a döntéshozatalban és a környezetbarát termékek megjelenése. Mindezek ellenére óriási kihívásokkal kell továbbra is szembenézni. Az EU 6. Környezetvédelmi Akcióprogramja négy kiemelt területet jelöl meg: •

Az éghajlatváltozás

•

Természeti és biológiai sokféleség megőrzése

•

Környezet-, és egészségvédelem

• Fenntartható erőforrás-használat és hulladékgazdálkodás A haltermelők szempontjából a természetvédelem és fenntartható erőforrás-használat (pl. víz) ügye a legrelevánsabb.

4.2.1. Természetvédelmi politika: Élőhelyvédelmi és Madárvédelmi Irányelv, Natura 2000 Az EU természetvédelmi politikája két fontos szabályozáson nyugszik – a Madárvédelmi Irányelven és az Élőhelyvédelmi Irányelven – és egy speciális finanszírozási eszköz áll a rendelkezésére – a LIFE Nature pénzügyi alap. Legfontosabb feladata, hogy létrehozzon egy európai ökológiai hálózatot (a különleges élőhelyek megőrzésére), amely a NATURA 2000 nevet kapta, valamint beépítse a természetvédelmi elvárásokat más közösségi politikákba is, mint a mezőgazdasági, a regionális fejlesztési és a közlekedési politikába. A Natura 2000 Hálózat 1992-ben született meg az Élőhelyvédelmi irányelv elfogadásával, ami a Madárvédelmi irányelvvel együtt az európai természetmegőrzési politika sarokköve. Ez része Európának a globális biodiverzitás megőrzésre irányuló lépéseinek a Biodiverzitás Egyezményben foglalt nemzetközi kötelezettségeknek megfelelően. A Natura 2000 Hálózat célja, hogy Európa-szerte megvédje és kezelje a veszélyeztetett fajokat és élőhelyeket, függetlenül a nemzeti vagy politikai határoktól. A Natura 2000 azonban nem egyszerűen a természetvédelmi területek szigorú rendszere, ahol mindenféle emberi tevékenységet módszeresen megtiltanak. Különböző szempontokat foglal magába – elismeri, hogy az ember a természet szerves része. Valójában sok Natura 2000 terület épp a máig fennálló művelés módja miatt értékes és a jövőben is fontos lesz, hogy biztosítsuk ezen tevékenységek (mint például a külterjes gazdálkodás) folytatást. A Natura 2000 területeknek a különböző földtulajdonosok aktív együttműködésével végzett művelése lehetővé teszi, hogy megőrizhessük a veszélyeztetett természetközeli élőhelyeket és fajokat, amelyek léte a megfelelő gazdálkodástól függ. A Közös Agárpolitika (KAP) legújabb reformja a termelés alapú kifizetések egy részét megvonta és helyére egy egyszerű farmtámogatást biztosított, ami a kedvező mezőgazdasági és környezeti feltételek meglététől függ. A Natura 2000 elveit beépítették a Közös Halászati Politikába is, így a haltermelőket a Natura 2000 terület használati követelményeinek teljesülése esetén fogják támogatni. A Natura 2000 hálózata különleges természet-megőrzési területekből (SACs) áll, amelyeket az élőhelymegőrzési irányelv mellékleteiben felsorolt 198 veszélyeztetett élőhely és 800 faj védelmére szántak. De magában foglal különleges madárvédelmi területeket is (SPAs), amelyeknek a madárvédelmi irányelv nyilvánított nemzetközi jelentőséget, a közel 200 veszélyeztetett madárfaj és a vizes élőhelyek miatt. A területeket három lépésben választják ki. 6. Az első lépés egy nemzeti szinten történő tudományos értékelést foglal magában. A tagországok a közösségben elfogadott tudományos szempontok alapján meghatározzák a területükön lévő, a fajok és az élőhelyek megőrzésében fontos területeket. Ezeket a nemzeti listákat ezután hivatalosan benyújtják az Európai Bizottsághoz. 7. A második lépésben a nemzeti listákból kiválasztják a közösségi jelentőségű területeket Európa hét biogeográfiai régiójának megfelelően. A döntést a Bizottság hozza összhangban a Natura 2000 támogatásokkal és a fenntartható fejlődés alapelvével. A célja nem a gazdasági tevékenységek teljes leállítása, hanem azoknak a mutatóknak a meghatározása, amelyek betartásával az európai biodiverzitás fenntartása a tagországokkal és a tudomány képviselőivel együttműködve biztosítható. 8. Harmadik lépés: Amint a területeket a második lépésben kiválasztják, a Natura 2000 hálózat részeivé válnak. A tagországoknak ezután hat év áll a rendelkezésükre, hogy elismerjék ezeket különleges természet-megőrzési területekként (SAC) és, ha szükséges a kedvező megőrzési állapot eléréséhez

22/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete előnyös gazdálkodási intézkedéseket vezessenek be a fajok és élőhelyek fenntartására vagy visszaállításra. Az irányelv megszabja, hogy a Natura 2000 területeken kerülni kell a káros tevékenységeket, amelyek a terület kijelölésében fontos fajokat jelentősen megzavarják vagy az élőhelyeket lerontják. Kimondja, hogy ahol szükséges, kedvező intézkedéseket kell életbe léptetni, az élőhelyek és a fajok fenntartásáért és visszaállításáért, hogy a kedvező megőrzési állapotot biztosítani lehessen. Az, hogy milyen módon biztosítják a területek megőrzését, a tagországok döntésén múlik: •

Törvényi szabályozással (pl. természetvédelmi területek kijelölésével),

•

Szerződésben meghatározva (pl. a földtulajdonosokkal kötött gazdálkodási szerződésekkel) vagy

•

Hivatali úton (a terület műveléséhez szükséges támogatás biztosításával).

4.2.2. A Víz Keretirányelv és az édesvízi akvakultúra 2000. október 23-án megszületett az Európai Parlament és a Tanács 2000/60/EK irányelve a vízpolitika terén a közösségi fellépés kereteinek meghatározásáról, vagy röviden az EU Víz Keretirányelve (vagy még rövidebben a VKI). A Víz Keretirányelv (VKI) kiterjeszti a védelmet minden víztestre, és egyértelmű célként meghatározza, hogy 2015-re az Európai Unió teljes területén jó állapotba kell hozni az összes felszíni és felszín alatti vizet és ezt a jó állapotot fenntarthatóvá kell tenni. Az új átfogó rendszer bevezetése meglehetősen időszerű, mivel Európa vízi erőforrásai egyre nagyobb veszélyeknek vannak kitéve. A Víz Keretirányelv megvalósítása számos szakmai kihívást állít a tagországok, a Bizottság, a tagjelölt országok és az Európai Gazdasági Térség további tagországai (Norvégia, Izland és Lichtenstein), valamint az érintettek és a civilszervezetek elé is. Ráadásul több európai folyó vízgyűjtő medencéje nem csak egy országhoz tartozik, közigazgatási- vagy országhatárokon nyúlik át, ezért a közös megegyezés és megközelítés döntő fontosságú az irányelv sikeres és hatékony megvalósításához. A Tanács legfontosabb célokként a következőket jelölte ki a Víz Keretirányelv megalkotásakor: •

A vízvédelem kiterjesztése valamennyi vízre, beleértve a felszíni és a felszín alatti vizeket is

•

Az összes víz esetében a jó állapot elérése meghatározott határidőre

•

A vízgazdálkodás vízgyűjtő alapú kivitelezése

•

A kibocsátási határértékek és a minőségi szabványok “egységes megközelítése”

•

Az árak megfelelő kialakítása

•

A civilek szorosabb bevonása

• A szabályozások egységesítése A vízgazdálkodás legjobb és egyszerű rendszere a folyók vízgyűjtői – a természetes földrajzi és hidrológiai egységek – szerint és nem a közigazgatási vagy politikai határok alapján működő gazdálkodás. A tagállamok által megvalósított, a Maas, a Scheldt és a Rajna folyók vízgyűjtőivel kapcsolatos kezdeményezések pozitív példái ennek a megközelítésnek, a tagországok határain, vagy például a Rajna esetében az EU határain átnyúló együttműködés és közös célmeghatározás alapján. Miközben számos tagország már áttért a vízgyűjtő alapú megközelítésre, jelenleg még sokhelyen nem ez a gyakorlat. Valamennyi vízgyűjtő területre – némelyik határokon átnyúló terület – egy vízgyűjtő gazdálkodási tervet kell megalkotni majd hatévenként naprakész állapotba hozni, ez fogja biztosítani a korábban említett szükséges együttműködések keretét. Azért, hogy a kihívásokra együtt és összehangolva lehessen válaszolni, mindössze öt hónappal a Víz Keretirányelv életbe lépése után, a tagországok, Norvégia és a Bizottság megalkotta az irányelv Közös Megvalósítási Stratégiáját (CIS). A stratégiát rendszeresen frissítik a tagországok és a 2007-2009. közötti időszakra a Víz Igazgatók a következő legfontosabb célokat határozták meg: “VKI és a mezőgazdaság”, “VKI és a hidromorfológia”, “környezetvédelmi célok, mentességek és a kapcsolódó gazdasági kérdések”, “vízhiány és szárazság” és “biológiai és kémiai monitorozás”. Ezen túlmenően biztosan kitűznek egy, a klímaváltozással kapcsolatos célt is, ami a Víz Keretirányelvnek, a klímaváltozás hatásaihoz való alkalmazkodásban nyújtott lehetőségekkel foglakozik. Ezért ennek a tevékenységnek szorosan együtt kell működnie a CIS egyéb tevékenységeivel és össze kell hangolnia azok klímaváltozással kapcsolatos munkáit. A környezetvédelmi célokat a Víz Keretirányelv 4. cikke – a központi cikk – határozza meg. A cél, hogy a vízi környezet magas szintű védelmén alapuló hosszú távon fenntartható vízgazdálkodás valósuljon meg. A 4.1 cikk meghatározza a minden felszíni és felszín alatti víz esetében elérendő általános célt, azaz a jó állapot megteremtését 2015-ig, és bevezeti a további állapotromlás megelőzését szolgáló elvet. Ezt követi az általános céltól való számos kivétel felsorolása, amelyek kevésbé szigorú célokat követelnek, a határidő 23/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Az európai akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete 2015. utánra tolását, vagy az új projektek kivitelezését, amelyek a vállalások teljesítését szolgálják. Az interkalibrációs gyakorlat a központi eleme az általános környezetvédelmi célkitűzések EU-n belüli összehangolt megvalósulásának. A VKI által meghatározott vízminőség értékelési rendszer öt állapot kategóriát tartalmaz: kiváló, jó, mérsékelt, gyenge és rossz. A VKI általános célkitűzése, hogy az összes felszíni víz elérje a jó állapotot 2015-re. A jó állapot jó ökológiai állapotot és jó kémiai állapotot is jelent. Útmutatók és beszámolók készültek, hogy az érintetteknek segítsenek a VKI alkalmazásában. Az útmutatók általános módszertani megközelítéseket kívánnak nyújtani, ezeket még hozzá kell igazítani az egyes tagállamok egyedi körülményeihez. Ezek és a Közös Megvalósítási Stratégia kidolgozása során megszületett más dokumentumok is megtalálhatóak a VKI CIRCA (Kommunikációs és Információs Erőforrásközpont Ügyintéző) rendszerében (http://ec.europa.eu/environment/water/waterframework/iep/index_en.htm).

24/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Termékminőség és választékbővítés

5.

Termékminőség és választékbővítés – Az akvakultúra gazdaságok termékeinek és melléktermékeinek piaci lehetőségei

A hal piaci értékesítése során a folyamatosan növekvő versenynek való megfelelés kiemelt kritérium, mely a kiváló termékminőséggel érhető el, ami a húsminőségre és a fogyasztói elfogadottságra egyaránt vonatkozik. A fogyasztók egyre inkább érdeklődnek az iránt, hogy milyen körülmények között termelik a halat és milyen takarmány összetevőket használnak a termelés folyamán. Az EU szabályozások és a hatóságok is növekvő figyelmet fordítanak az élelmiszerbiztonságra és a termékek nyomonkövethetőségére az „ikrától a tányérig”. A gazdálkodók kereskedelmi érdekeltsége, a fogyasztói elvárásoknak való megfelelés, valamint az előírt követelmények teljesítése az, ami miatt a legtöbb szupermarket nagyon szigorú szabályokat vezetett be a haltermékek értékesítésével kapcsolatban. Ezen jelentős piaci csatornán történő értékesítés során a termékeknek igen magas minőségi színvonalnak kell megfelelniük. Másrészről a változó gazdasági és társadalmi környezet új piaci lehetőséget teremt az édesvízi akvakultúra termelés során keletkező melléktermékeknek. A halgazdálkodóknak ezért meg kell találniuk a termelés során keletkező melléktermékek még hatékonyabb felhasználásának módját. A nemzetközi akvakultúra piacon az európai haltermelőknek növelni kell a gazdasági fenntarthatóságukat és fejleszteni versenyképességüket a főbb, magas minőségű haltermékpiacok megtartása mellett, az alternatív és gyorsan növekvő piacokra történő csatlakozással, különösen az Ázsiából származó alacsony önköltségű import haltermékekkel szemben. A SustainAqua projekt egyik fő célkitűzése annak vizsgálata volt, hogy a különböző halnevelő rendszerek és takarmányozási módok hogyan befolyásolják a hal minőségét, illetve a különböző akvakultúra melléktermékek értékesítési lehetőségeinek felmérése a piacok bővítése érdekében. A lengyel esettanulmányban három különböző tavi rendszert és takarmányozási módot értékeltek annak fényében, hogy ezek milyen befolyással vannak a ponty minőségére. A svájci és a magyar esettanulmányban a melléktermékek piaci lehetőségeit vizsgálták a fellendülő kozmetikai és energetikai iparban: Svájcban „trópusinövényházban” hidrokulturás növényeket és trópusi gyümölcsöket, míg Magyarországon különböző vizes élőhelyi növényeket vizsgáltak. 5.1.

Termékminőség – Lengyel esettanulmány

A „halminőség” mint kifejezés, igen összetett tulajdonság, melyet számos tényező befolyásol. Tartalmazza: a külső megjelenést (pl. halhús színe), a tápértéket (ehető részek összetétele – pl. zsírsav, zsír), az érzékszervi tulajdonságokat (íz, zamat, illat, állag), a frissességet és a biztonságot (káros komponensek és nehézfémek felvétele, a haltermelés során alkalmazott vegyszerek és azok metabolitjai, humán kórokozók). A SustainAqua projekt keretében elsődleges cél volt annak megállapítása, hogy a különböző takarmányok és termelési rendszerek hogyan befolyásolják a pontyhús minőségét és ízét. Mindezeket fogyasztói fogadtatás felméréssel, érzékszervi vizsgálatokkal („szakértő panelek” alkalmazásával) és a fehérje, zsír és zsírsav kémiai vizsgálatával támasztották alá. A következő kérdéseket vizsgálták: •

Van-e különbség a hús minőségében és ízében, ha a pontyot polikultúrás vagy monokultúrás termelési technológiát alkalmazva nevelik (különböző táplálék kínálat és felhasználás hatékonysága)?

•

Van-e különbség, a hús minőségében és ízében, ha a ponty takarmányozása során gabonát (kukorica és búza) vagy természetes táplálékot használnak?

A kutatás a lengyelországi haltermelés legfontosabb halfajára, a pontyra (Cyprinus carpio) irányult. következő eseteket vizsgálták: 1. Pontytenyésztés hagyományos monokultúrában – gabona takarmánnyal 2. Pontytenyésztés hagyományos polikultúrában – természetes táplálékkal 3. Pontytenyésztés monokultúrában – természetes táplálékkal

A

Mindezek mellett a pettyes busát (Hypophthalmichthys nobilis) vizsgálták polikultúrás rendszerben, természetes táplálék mellett acélból, hogy bizonyítsák ennek a fajnak is a jó minőségét és ízét, és hogy jobb piaci elfogadottságot érjenek el. Jelenleg számos előítélet van a fogyasztók körében e halfaj rossz ízével kapcsolatban, mely alacsony értékesítési árat eredményez (kb. 1€/kg). Az eredmények azt mutatják, hogy a ponty természetes táplálék mellett sokkal kisebb zsírtartalmú, mint a gabonán felnevelt kontroll halak. Szignifikáns különbség mutatható ki a zsírsav tartalomban és összetételben. A természetes táplálékon nevelt ponty magasabb arányban tartalmaz n-3 és n-6 többszörösen telítetlen zsírsavakat (PUFA), mely az emberi egészségre pozitív befolyással van. A 25/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Termékminőség és választékbővítés természetes takarmányon nevelt ponty részesült előnyben a fogyasztói fogadtatás során is, mely a halhús friss, semleges és nem túl fanyar illatának, a porhanyós húsának és nem iszapos ízének volt köszönhető. Nem volt azonban szignifikáns különbség a monokultúrás és a polikultúrás termelési technológiák között. Következésképpen tehát elmondható, hogy a takarmányozási módszer nagyobb hatással van a halhús minőségére (érzékszervi és kémiai), mint a termelési rendszer. A fő tényező tehát az étrend, mely során ellenőrzött a zsírtartalom, a zsírsav összetétel és az érzékszervi tulajdonságok. A ponty monokultúrában vagy polikultúrában történő tenyésztése pedig nem befolyásolja jelentős mértékben a hal minőségét. Mindezek mellett a pettyes busa (Hypophthalmichthys nobilis) piaci értékesítésével kapcsolatban is pozitív eredményeket mutatkoznak, mind az érzékszervi minősítés/fogyasztói fogadtatás mind a kémiai összetevők terén, ezzel lehetővé téve a pontyhoz hasonló értékek elérését. 5.2.

Vizes élőhelyek növényei a bioenergia ipar számára – Magyar esettanulmány

A biomassza termelésnek jelentős lehetőségei vannak a fellendülő bioenergia szektorban. Az akvakultúra termelés során keletkező lignocellulóz melléktermékek jó lehetőséget kínálnak az üzemanyag, a hő- és az elektromos áram termeléshez. Az akvakultúra termelés során az elfolyóvíz kezelés kombinálása a bioenergia termeléssel innovatív szemléletmód az Európai Unióban. Ez egyszerre két célt és kiemelkedő előnyöket szolgálhat: 1. A halgazdálkodónak egy időben két forrásból származik jövedelme: A gazdálkodó az elfolyóvíz kezeléssel költséget takarít meg, valamint az új terméket értékesíti, ami további jövedelmet jelent. 2. Az EU a közeljövőben megjelenő nagy biomassza kereslettel fog szembesülni, így minden lehetséges alkalmazható területet biomassza termelésre kell használni, beleértve az akvakultúrás területeket is.

Fűzültetvény a telepítés utáni a vizes élőhelyi rendszerben (fotó: AKVAPARK)

Lehetőségek A SustainAqua projektben a nádat (Phragmites australis), a gyékényt (Typha latifolia/ angustifolia), az olasz nádat (Arundo donax) és a fűzt (Salix viminalis) vizsgálták, hogy milyen az összetételük és felhasználhatók-e biomassza alapú energiatermelés céljából. Például apríték vagy pellet formájában fűtésre és elektromos energia fejlesztésére, vagy cellulóz alapú bioetanol, mint bioüzemanyag előállítására (lásd 2. táblázat).

26/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Termékminőség és választékbővítés Víztartalom

Kritikus elem, az elégés során meghatározott fűtőérték mennyiségének megállapításában Energetikai célú növényekben magasabb víztartalom alacsonyabb energia tartalommal jár

Fűtőérték

Hő formájában felszabaduló energia, 1 kg fa elégetése során

Sejtfal poliszacharid

A növényi sejtfal három különböző polimer típust tartalmaz: cellulóz, hemicellulóz és lignin. A cellulóz és a hemicellulóz hosszú cukorláncot tartalmaz, így átalakítható üzemanyaggá, úgy, mint bioetanol Az egyszerű cukortartalom (poliszacharidok) ismerete igen fontos az energiatermeléshez felhasznált növények lehetőségeinek értékeléséhez.

2. táblázat: SustainAqua elemzések a vizes élőhelyi növények bioenergia potenciáljának meghatározására

A sejtfal poliszacharid összetétele alapján ezek a növények alkalmasak cellulóz alapú bioetanol termelésére, különösen az olasz nád (Arundo donax) és a közönséges nád (Phragmites australis) esetében. A fűtőérték ígéretes képet mutat, különösen a gyékény esetében. Nemzetközi tapasztalatok is bizonyítják, hogy a négy tesztelt növény jelentős potenciállal rendelkezik. Figyelembe kell azonban venni, hogy az akvakultúrás gazdálkodás során alkalmazott növények elsődleges célja a haltermelés során keletkező elfolyóvíz kezelése. A cél az, hogy ezt a biomasszát, mint mellékterméket használják bioenergia termelésre. Azonban a növényállománynak elsősorban az elfolyóvíz kezelését kell szolgálnia és nem a bioenergia termelést. Ez néhány korlátozó tényezőt eredményezhet, melyek a költség-hatékony bioenergia termelést befolyásolják: 1. A vizes élőhely nem nyújt optimális növekedési feltételeket a növényi eredetű bioenergia termeléshez. 2. A betakarítási idő fontos az optimális égési hatásfok eléréséhez (a legjobb tavasszal). 3. A betakarítási ciklus 2-3 évenként lenne a legmegfelelőbb (fás szárú növények esetében). Részletes vizsgálatokra van szükség arra vonatkozóan, hogy lehet a leghatékonyabban kombinálni a vízkezelést és az energianövény termelést, hogy mindkét célt elérhessük. Piaci lehetőségek Az energiatermelésre használt biomassza-termelés fejlesztésének feltételei jelenleg nagyon kedvezőek. Az EU céljai között szerepel az európai energiaforrásokon belül a bioenergia arányának növelése, és a következő évtizedben egy jelentős keresleti igény megteremtése. Ez egyedülálló lehetőség a halgazdálkodók számára, hiszen a termelésben keletkező mellékterméket biomasszaként hasznosítva egy értékes bevételi forráshoz jutnak, alapanyagot nyújtva ezzel a fellendülőben levő bioenergia iparnak, melynek sürgető szüksége van a biomasszára. A fűzt (Salix viminalis) már alkalmazták fűtési és villamos energia előállítására alkalmas faapríték termelésére, pl. úgynevezett Rövid Vágásfordulójú Faültetvényeken (SRC: Short Rotation Coppice). Az SRC hasznos információt nyújt az akvakultúrás termelés során alkalmazott wetland növény ültetvények tervezéséhez. A piaci jövedelmezőség érdekében minimum 1 ha-nak kell lennie, hogy betakarításkor a gépek számára hozzáférhető legyen és minimum 8-11 tonna/szárazanyagot kell termelnie éves szinten. A magyar esettanulmányban ismertetett három lágyszárú növénnyel (nád, gyékény, olasz nád) kapcsolatban az ágazat még csak most indította el a fejlesztéseket és a kezdeti lépéseket. A technológiai fejlesztések szerte Európában beindultak a biomassza-bioenergia iparban, mely 3-5 éven belül el is éri célját, azonban ez idő alatt az akvakultúra tevékenységekkel kapcsolatos biomassza termelés feltételeinek optimalizálása szükséges, természetesen nem elhanyagolva a növények elsődleges célját, ami az elfolyóvíz kezelése és a tápanyag visszatartása. 5.3.

Hidrokultúrás növények és trópusi gyümölcsök a kozmetikai ipar számára – Svájci esettanulmány

Nagy lehetőséget jelentenek a kozmetikai iparban a hidrokultúrás növények és a trópusi gyümölcsök, mint megújuló elsődleges termékek. Az ilyen akvakultúra melléktermékek eladásának lehetősége a termék származásán alapszik. A holisztikus szemlélet lehet ezen termékek egyedülálló értékesítési szempontja. Különösen a kis- és középvállalkozások mutatnak nagy érdeklődést a kifejlesztett új termékek iránt, úgy mint a papaya vagy a guava krém. Lehetőségek A SustainAqua projekt keretében a békalencsét (Lemna sp.) – ami egy tekintélyes mennyiségű mellékterméke is lehet a magyar wetland vízkezelési rendszernek vagy a lengyel „kaszkád” rendszernek – a vízi jácintot (Eichhornia crassipes), a guavát (Psidium sp.) és a papayát (Carica papaya) vizsgálták. A trópusi gyümölcsök elemzése az alacsony- és közepes minőségű gyümölcsökre irányult, melyeket nem lehet 27/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Termékminőség és választékbővítés értékesíteni az első osztályú gyümölcstermékek piacán. Mivel az összes válogatott növény teljes kémiai összetételét, illetve az új alkotórészeit nem volt módunkban vizsgálni, a legígéretesebb ismert alkotórészek koncentrációjának mérése volt (lásd 3. táblázat). Pektin

- A békalencse gazdag Lemna-specifikus pektinben (apiogalactoronan/lemnan) - Különleges jellegzetességekkel rendelkezik az átlagos pektinhez képest (almából nyert) - A bőr öregedési és gyulladásos tüneteinek kezelésére alkalmazható

Karotinoid, likopén

- A guava és a papaya is gazdag a bioaktív összetevőkben - A ß-karotin és a likopén pozitív szerepe ismert a humán egészségügyben

- A guava antioxidáns sajátosságú, amit a polifenol összetevőknek tulajdonítanak - A vízi jácint polifenol összetevőkkel rendelkezik, ami megvédi a bőrt a nehézfémek káros hatásaival szemben, és elősegíti a sejtlégzést. - A vízi jácint fitoremediációra is alkalmas lehet, mivel felveszi a szennyvízből a fémeket és a mérgező anyagokat az anyagcsere-folyamatai során 3. táblázat: SustainAqua vizsgálatok a hidrokultúrás növények és a trópusi gyümölcsök ipari felhasználásának meghatározására Polifenolok

A vizsgálatok eredményei a „Trópusi növényház” (Tropenhaus) esettanulmányban azt mutatják, hogy az akvakultúra melléktermékek nem tartalmazták az ismert hatékony összetevőket magasabb koncentrációban, mint más növények. Azonban a kozmetikai iparban felhasznált akvakultúra melléktermékek esetében a hozzáadott érték teljes körű és bio-szemléletű lehet, mint például a „Trópusi növényház” vagy egyéb fenntartható halgazdálkodás. Ilyen egyedi értékesítési szempont előnyös lehet az ipar bizonyos ágazatainak, különösen a kis- és középvállalkozásoknak. Piaci lehetőségek A kozmetikai ipar, különösen a természetes kozmetikumok piacán mutatkozó fejlődés, kecsegtető lehetőséget nyújt az akvakultúra melléktermékek felhasználásának területén: •

20% feletti a természetes kozmetikumok ágazatának fellendülő piaci növekedése A bio-kozmetikumok világkereskedelme fellendülőben van, közel 5 milliárd € volt 2006-ban az ebből származó bevétel. A növekedés fő motorja Európában van, több mint 20%-os növekedéssel, elérve az 1,1 milliárd €-s eladást. Ausztria és Svájc előtt Németországé a vezető szerep ezen a piaci területen, elérve a 650 millió € eladási értéket 2006-ban. A becslések szerint a teljes kozmetikai termék eladásának piaci részesedése a jelenlegi 6%-ról 2012-re 10%-ra fog nőni. Mindezek mellett a francia piacok 40%-os növekedési aránya volt a leggyorsabb 2005-ben.

•

A kiemelkedően innovatív kis- és középvállalkozások túlsúlyban Európában a kínálati oldal a kis- és középvállalkozások által uralt és nagyon megosztott, mivel 400 feletti azon vállalkozások száma, akik természetes kozmetikumokat gyártanak.

•

Az új termékfejlesztések magas aránya a jövő kulcsa A kozmetikai ipart az innováció és a termékfejlesztések magas aránya jellemzi. Az innováció alapvetően szükséges a termék megjelenéséhez, biztonságához és környezeti hatásainak fejlesztéséhez. A vállalkozások elfordulnak a mesterséges kémiai anyagoktól és egyre több természetes alapanyaggal kísérleteznek.

•

Termék pozicionálás: a sikeres marketing a termékdifferenciáláson alapszik Kritikus pont a természetes kozmetikumok piaci pozicionálása. Piaci sikert azok a cégek érhetnek el, akik tökéletesen el tudják határolni termékeiket a versenytársakétól, mind a természetes eredetű, mind a hagyományos termékek között.

28/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány

6.

Az intenzív akvakultúra elfolyóvizének kezelése létesített vizes élőhelyek és halastavak alkalmazásával – Magyar esettanulmány

6.1. Létesített vizes élőhelyek alkalmazása az intenzív haltermelő rendszerek elfolyó vizének kezelésére – egy fenntartható vízkezelési gyakorlat (Afrikai harcsa modul – ACS) 6.1.1. Bevezetés – A kísérleti fejlesztés bemutatása A természetes vizek jó ökológiai állapotának elérése és fenntartása mind az európai mind a nemzeti jogi szabályozás és a civil szervezetek kiemelt célkitűzése, mivel az édesvíz készletek minősége és mennyisége az egészséges emberi élet egyik kulcstényezője. A kibocsátott elfolyóvizek a befogadó természetes ökológiai rendszerek eutrofizációját és állapotának romlását idézik elő. Továbbá a vízterhelési díj is számottevő költséget jelent Magyarországon. Ezek a tényezők arra kényszerítik a termelőket, hogy hatásos és költség-hatékony vízkezelési módszereket találjanak. Az utóbbi évtizedekben újra felfedezték a létesített vizes élőhelyeket, mint hatékony szennyvízkezelő rendszereket. A létesített vizes élőhelyi rendszerekben a szennyezőanyagok eltávolítása természetes folyamatok által, megújuló energiaforrások felhasználásával történik. A kibocsátott lebegőanyagok kiülepednek és oldott tápanyagokká alakulnak, amelyeket a vizes élőhely szervezetei hasznosítanak. A különböző vizes élőhelytípusok összekapcsolásával, mint a stabilizációs tó, halastó és vízinövényes tó, a tápanyag eltávolítás hatékonysága fokozható. Értékes hal- és növényfajok bevonásával ezek a tápanyagok piacképes melléktermékekké alakíthatóak. Halnépesítéssel a kibocsátott tápanyagok egy bizonyos része újrahasznosítható a halhúsban és a szükséges oldott oxigénszint biztosítása megfelelő feltételeket teremt az aerob lebontáshoz. A vízinövényes tóban néhány növényfaj tűrőképessége lehetővé teszi az alkalmazott magasabb vízszintet, és így a növények a tápanyagokból figyelemre méltó mennyiséget hasznosítanak biomassza termelésre, amely alkalmas lehet bioenergia előállítására.

6.1.2. A kísérleti modul felépítése A létesített vizes élőhelyi rendszer (wetland) Szarvason, a Halászati és Öntözési Kutatóintézet (HAKI) kísérleti telepén található. A kísérleti rendszer két alrendszerből áll: egy 1,1 ha (’A’ alrendszer) és egy 0,4 ha területű (’B’ alrendszer) vízkezelő egységből, amelyek egy átfolyóvizes afrikai harcsát nevelő telep elfolyóvizének a kezelésére épültek. A létesített vizes élőhelyi rendszer stabilizációs tavak, halastavak és vízinövényzettel borított tavak összekapcsolásával jött létre. A tavak feltöltésére minden évben tavasszal került sor (2007. május és 2008. február), ehhez a Holt-Körösből ’A’ alrendszer ’B’ alrendszer származó vizet használtunk. Az afrikai harcsa telep elfolyóvizét A_SP B_SP 1387 m egy levegőztetett (lapátkerekes 3072 m levegőztetők alkalmazásával) stabilizációs tóba került B_FP 1380 m bevezetésre, ahova rendszeresen A_FP frissítő vizet is adagoltunk a Körös 3072 m holtágból. A stabilizációs tó vize B_SA B_AR 683 m 683 m gravitációsan a halastó egységbe folyt, ahol a bekerült tápanyagok B_SAi B_TAi A_PH A_TY egy része halbiomassza683 m 683 m 2288m 2728m gyarapodás formájában hasznosult. A halastó egység Átfolyóvizes kifolyó vize a vízinövényes Stabilizációs tó afrikai Halastó tavakba került. A vízinövényes harcsatelep Vízinövényes tó tavakban 4 különböző energia Öntözött terület növényt teszteltünk, ezek: nád (Phragmites australis), gyékény (Typha latifolia és T. angustifolia), 4. ábra: A kísérleti rendszer kialakítása fűz (Salix viminalis), olasznád (Arundo donax) és tamariska (Tamarix tetrandra). A kísérleti rendszer vázlata a 4. ábrán látható. 2

2

2

2

2

2

29/119

2

2

2

2

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány

További két öntözött területet kapcsoltunk a ‘B’ alrendszerhez 2008-ban, ahol a vízszintet a talajszint alatt tartottuk és vizsgáltuk az energiafűz és a tamariska nátrium eltávolító képességét. A következő alapelveket alkalmaztuk: •

Tartózkodási idő: a víz számított tartózkodási ideje 18 nap volt minden vizes élőhelyi egységben.

•

Vízmélység: az átlagos vízmélység a stabilizációs és a halastavakban 1,2 m; a vízinövényes tavakban 0,5 m volt.

•

Halnépesítés: polikultúrában, 900 kg/ha sűrűségben népesítettük a halastavakat: 35% ponty (Cyprinus carpio), 60% fehér busa (Hypophthalmichthys molitrix) és 5% amur (Ctenopharyngodon idella) összetételben, áprilisban és májusban. A népesítési szerkezetet úgy választottuk ki, hogy megvalósuljanak a vízkezelési célok, és minél hatékonyabb legyen a természetes táplálékforrások hasznosítása.

•

Takarmányozás: nem volt takarmányozás a halastavakban.

•

Lehalászás: a halastavakat novemberben halásztuk le, a vizet lecsapoltuk és a tavakat szárazon tartottuk télen (novembertől februárig). Egység

Terület

A_SP

3 072 m

2

A_FP

3 072 m

A_PH

Vízmélység

Fajok

Megjegyzések

1,2 m

békalencse (Lemna sp.)

Rendszeresen eltávolítottuk

2

1,2 m

ponty polikultúra

Népesítés áprilisban Lehalászás novemberben

2 288 m

2

0,5 m

Közönsége nád (Phragmites australis), békalencse

Learatva novemberben

A_TY

2 728 m

2

0,5 m

gyékény (Typha latifolia, T. angustifolia)

Learatva novemberben

B_SP

1 387 m

2

1,2 m

békalencse (Lemna sp.)

Rendszeresen eltávolítottuk

B_FP

1 380 m

2

1,2 m

ponty polikultúra

Népesítés áprilisban Lehalászás novemberben

B_SA

683 m

2

0,5 m

fűz (Salix viminalis), gyékény (Typha sp.)

Telepítve 2006-ban, a fűz nem fejlődött megfelelően, a gyékény betelepült és visszaszorította a füzet

B_AR

683 m

2

0,5 m

olasz nád (Arundo donax), gyékény (Typha sp.)

Telepítve 2006-ban, az olasz nád nem fejlődött megfelelően, a gyékény betelepült és visszaszorította

B_SAi

683 m

2

-

fűz (Salix viminalis)

Telepítve 2007-ben, a halastóból (B_FP) kifolyó vízzel öntöztük

B_TAi

683 m

2

-

tamariska (Tamarix tetrandra)

Telepítve 2007-ben, a halastóból (B_FP) kifolyó vízzel öntöztük

4. táblázat: A kísérleti egységek fő jellemzői

6.1.3. Néhány kiválasztott SustainAqua fenntarthatósági indikátor értékelése Vízfelhasználás és vízkibocsátás A kísérleti rendszerbe vízbevezetés két forrásból történt: •

Az afrikai harcsa telep kezelendő elfolyóvize

Folyóvíz a Körösből a tavak feltöltéséhez, vízpótlás a működési időszak folyamán a stabilizációs tavakba, illetve az oxigén pótlása és az algák betelepülése érdekében A tavakat a működés kezdetekor a közeli Holt-Körösből töltöttük fel. A folyóvíz jelentős részét a feltöltésre 3 3 3 használtuk (13 829 m 2007-ben; 11 173 m 2008-ban); további 10 037 m vizet vezettünk 2007-ben és 3 17 089 m -t 2008-ban a stabilizációs tavakba a működési időszak alatt. A napi vízfogyasztás átlagosan 3 3 65,6 m volt 2007-ben és 69,5 m volt 2008-ban. Az elméleti napi víztérfogatot számítottuk ki, mivel frissvíz bevezetés nem történt rendszeresen csak kedvezőtlen oxigénviszonyok esetén. Kiszámítottuk a vízkezelő 3 rendszer fajlagos vízfelhasználását, és azt kaptuk, hogy 1 m halas elfolyóvíz kezelésére használt frissvíz 3 3 0,159-0,274 m között változott az üzemeltetés alatt és mindösszesen (a feltöltéssel együtt) 0,279-0,453 m volt a fajlagos vízfelhasználás. •

30/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány A vízkibocsátás a vízinövényes tavak kifolyó műtárgyainál történt. A tartózkodási idő alatt a bevezetett víz térfogata csökkent a párolgási veszteséggel, a növények párologtatásával és a szivárgással. Így a kibocsátott vízmennyiség 55-57%-kal volt kisebb, mint a bevezetett összes víztérfogat. Tápanyagok hasznosítása Az összes nitrogén-kibocsátás 162 kg volt a működési időszak alatt 2007-ben, ami 1,05 kg/nap kibocsátásnak felelt meg a teljes rendszerre vetítve. A kifolyó vízben a bevezetett nitrogén kevesebb mint 10%-a volt jelen. Az összes foszforkibocsátás 44,9 kg és a napi foszforkibocsátás 0,29 kg/nap mennyiséget tett ki, a kifolyóvízzel az összes bekerült foszfor 27 %-a távozott. A vízminták széntartalmát a szerves lebegőanyagok mennyiségének 50%-aként kaptuk meg: az összes szén kibocsátás 792 kg volt a működés folyamán, amely 5,14 kg napi kibocsátásnak felelt meg. A kifolyóvízben az összes bekerült szerves szén közel 30 %-a volt mérhető (5. táblázat). N Egység

P

C

Bekerült

Kikerült

Eltávolítás

Bekerült

Kikerült

Eltávolítás

Bekerült

Kikerült

Eltávolítás

kg

kg

%

kg

kg

%

kg

kg

%

A_ST

1 167

722

38,1

117

95,1

18,7

1 930

1 307

32,2

A_FI

722

404

27,2 (44,0)

95,1

69,0

22,3 (27,4)

1 307

1 022

14,8 (21,9)

A_PH

207

77,4

11,1 (62,6)

35,6

20,5

12,9 (42,4)

526

325

10,4 (38,2)

A_TY

196

46,5

12,8 (76,3)

33,4

15,1

15,6 (54,8)

495

279

11,2 (43,6)

A_összes

1 167

124

89,4

117

35,6

69,6

1 930

605

68,7

B_ST

512

235

54,1

50,0

31,9

36,2

813

561

31,0

B_FI

235

114

23,6 (51,5)

31,9

18,8

26,1 (41,0)

561

374

23,0 (33,4)

B_SA

56,4

21,1

6,90 (62,6)

9,30

5,13

8,36 (44,9)

188

108

9,82 (42,5)

B_AR

58,1

17,0

8,03 (70,8)

9,55

4,13

10,8 (56,7)

186

79,4

13,1 (57,3)

B_összes

512

38,1

92,6

50,0

9,26

81,5

813

187

77,0

A+B

1 679

162

90,3

167

44,9

73,1

2 743

792

71,1

5. táblázat: Bekerült, kikerült tápanyagok és a tápanyag eltávolítás az ACS rendszer tóegységeiben, 2007-ben (zárójelben a tóegységre számított eltávolítást adtuk meg) N Egység

P

Bekerült

Kikerült

Eltávolítás

kg

kg

%

Bekerült Kikerült kg

kg

C Eltávolítás

Bekerült Kikerült

%

kg

kg

Eltávolítás %

A_ST

1 352

865

36,0

152

95,9

37,0

2 646

1 304

50,7

A_FI

865

376

36,1 (56,5)

95,9

48,0

31,5 (49,9)

1 304

1 143

6,07 (12,3)

A_PH

184

41,9

10,5 (77,3)

23,7

15,5

5,36 (34,4)

562

161

15,2 (71,4)

A_TY

198

37,1

11,9 (81,2)

23,3

14,7

5,66 (36,9)

522

166

13,4 (68,1)

A_összes

1 352

79,0

94,2

152

30,2

80,1

2 646

327

87,6

B_ST

717

361

49,6

78,9

40,4

48,7

1 351

554

59,0

B_FI

361

184

24,7 (49,0)

40,4

19,3

26,7 (52,2)

554

503

3,78 (9,22)

B_SA

88,3

17,3

9,90 (80,4)

9,21

2,96

7,93 (67,9)

238

68,3

12,5 (71,3)

B_AR

99,0

19,5

11,1 (80,3)

9,78

3,97

7,36 (59,4)

257

80,1

13,1 (68,8)

B_összes

717

36,8

94,9

78,9

6,93

91,2

1 351

148

89,0

A+B

2 069

116

94,4

231

37,1

83,9

3 997

475

88,1

6. táblázat: Bekerült, kikerült tápanyagok és a tápanyag eltávolítás az ACS rendszer tóegységeiben 2008-ban (zárójelben a tóegységre számított eltávolítást adtuk meg)

Az összes nitrogén kibocsátás 116 kg-ot tett ki a működési periódus alatt 2008-ban, amely megfelelt 0,48 kg/nap kibocsátásnak a teljes vízkezelő rendszerre számítva. A kifolyó vízben az összes bekerült nitrogén kevesebb mint 6 %-a volt jelen. Az összes foszfor kibocsátás 37,1 kg volt és a napi kibocsátás átlagosan 0,15 kg volt, a kifolyóvízben a bekerült foszforformák 16 %-át találtuk. Az összes szerves szén kibocsátás 475 kg volt a működés folyamán, amely napi 1,97 kg kibocsátásnak felelt meg. A kifolyó vízben a bekerült szerves szén kevesebb mint 12 %-a volt mérhető (6. táblázat). A tápanyag kibocsátás jelentősen kisebb volt 31/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány 2008-ban, mint 2007-ben, különösen a napi kibocsátás tekintetében, amely közel 50%-kal kevesebb volt 2008-ban, mint az előző évben.

Tápanyag Bekerült Víz Kikerült

2007

Egység

2008

N

P

C

N

P

C

kg

1 679

167

2 743

2 069

231

3 997

%

9,7

27

29

5,6

16

4,3

Lecsapolt víz

%

10

17

20

5,9

9,2

7,5

Hal

%

1,0

1,8

3,5

0,99

1,7

2,3

Növények

%

4,0

9,2

-*

3,7

8,5

-*

*nem vettük figyelembe a légköri szén-dioxid felvétel miatt

7. táblázat: Tápanyag kibocsátás és tápanyag visszatartás a melléktermékekben

A tápanyagok egy része az ACS modulban értékes melléktermékekké: hallá és energianövényekké alakult át. A bekerült tápanyagok hasonló arányban alakultak át mindkét évben hallá és növényi biomasszává: a nitrogén 1,0%-a, a foszfor 1,8%-a és a szerves szén 2,3-3,5%-a került visszatartásra a halban. Az energianövényekbe a bekerült nitrogén 3,7-4,0%-a, a foszfor 8,5-9,2%-a épült be (7. táblázat). Energiahatékonyság Az ACS kísérleti rendszer működése során elektromos energiát használtunk a harcsatelep elfolyóvizének a stabilizációs tóba való szivattyúzásához (3,1 kW teljesítmény) és a tavak keveréséhez és levegőztetéshez (2 db levegőztető 0,75 kW teljesítménnyel). Az elektromos szivattyúk és a levegőztetők energiafogyasztása 16 221 kWh és 16 997 kWh volt 2007-ben, illetve 2008-ban. Amennyiben az elfolyóvíz bevezetést gravitációsan meg lehetne oldani, akkor a szivattyúk energiafogyasztása nem merülne fel. A kezelt halas 3 3 elfolyóvíz 1 m térfogatára számított fajlagos energiafogyasztás 0,257 kWh/m volt 2007-ben és 0,273 3 kWh/m 2008-ban. Hozzávetőlegesen 48 l üzemanyagot, vagyis 487 kWh energiát használtunk a növények levágásához és szállításához. A megtermelt növényi biomassza fűtőértéke 2007-ben 81 728 MJ volt, amely megfelel 22 702 kWh energiamennyiségnek és 2008-ban 359 207 MJ volt a biomasszában mért fűtőérték, mely átszámítva 99 780 kWh-nak felelt meg. A kísérleti rendszer energiamérlegét kiszámítva 6 000 kWh-val több energiát állítottunk elő a rendszerben, mint amennyi az energiafogyasztás volt a működés alatt 2007-ben, és 82 296 kWh-val több energiát termeltünk meg a rendszerben, mint amennyit felhasználtunk 2008-ban (8. táblázat). 2007 Elektromos energiafogyasztás

2008

kWh

MJ

kWh

MJ

16 221

58 396

16 997

61 189

Szivattyúzás

10 714

38 570

9 077

32 677

Levegőztetés

5 508

19 829

7,920

28 512

Üzemanyag fogyasztás

487

1 754

487

1 754

Növényi fűtőérték

22 702

81 728

99 780

359 207

Mérleg

5 994

21 578

82 296

296 263

8. táblázat: Az ACS energiamérlege

Az elfolyóvíz kezelésre használt rendszerben az energianövényeket, mint értékes melléktermékeket termesztettük, mivel fűtőanyagként hasznosítva jelentős megújuló energiaforrást jelentenek. A növényeket a vízinövényes tóban 2007 decemberében arattuk le, az összes biomassza tömege 8 320 kg-ot tett ki. A megtermelt biomassza mennyiségét 40 900 kg-ra becsültük 2008-ban. A gyékénynél találtuk a leggyorsabb növekedési rátát, míg a legalacsonyabb ráta a fűz ültetvényre volt jellemző. Az olasz nádas és a füzes tavakban erőteljes volt a gyékény betelepülése, mely elnyomta az ültetett fajokat. A közönséges nádnak volt a legmagasabb a mért fűtőértéke, átlagosan 11 372 J/g. A fűznél mért fűtőérték 9 699 J/g volt. A gyékény és az olasz nád viszonylag alacsony fűtőértékeket mutatott: 9 214 J/g, illetve 8 611 J/g nagyságban. Az évszakok között ősztől tavaszig a fűtőérték majdnem megduplázódik a nádnál és 45 %-kal nő a gyékény esetében, míg a nedvességtartalom folyamatosan csökken. Ezek az értékek azt jelzik, hogy a legmagasabb fűtőérték elérése érdekében a legalkalmasabb időszak a növények learatására március és április között van, mivel ekkor a legalacsonyabb a növények nedvességtartalma és ennek megfelelően a fűtőértékük magas. 32/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány Munkaerő szükséglet A növények ültetése 64, a napi működtetési tevékenységek 176, a növények aratása 216 és a lehalászás megközelítőleg 32 munkaórát igényelt. Így az összes munkaerő-ráfordítás a vízkezelési periódus alatt 488 3 óra vagy 1 m elfolyóvízre számítva 0,00778 munkaóra volt az ACS rendszerben.

6.1.4. Az alkalmazás előnyei és korlátai Az ACS rendszer jelentős környezeti és gazdasági eredményeket mutatott: •

Tápanyag újrahasznosítás és visszatartás: A vizsgált rendszer alkalmazása az intenzív akvakultúra által kibocsátott nitrogén mennyiségét 1 300 kg/ha, a foszfor mennyiségét 130 kg/ha és a kémiai oxigénigényben kifejezett szerves anyag mennyiségét 7 500 kg/ha mértékben csökkentette az teljes működési időszak alatt februártól novemberig 2008-ban.

•

Haltermelés: A halastavakban átlagosan 1 458 kg/ha halat termeltünk természetes haltáplálékokon

•

Biomassza produkció: 40 900 kg növényi biomassza keletkezett, mint potenciális megújuló energiaforrás. Ilyen tömegű biomassza hasznosítása 11 250 kg CO2 kibocsátást küszöbölne ki, amennyiben fosszilis gáz felhasználását váltja ki.

•

Pozitív energiamérleg: A létesített vizes élőhelyi rendszer működése során több energiát állítottunk elő növényi biomassza formájában, mint amennyit felhasználtunk.

•

A tápanyagok eltávolítása az elfolyóvízből csökkentette a vízterhelési díjat és hozzájárult a környezetvédelmi bírságok elkerüléséhez.

•

Alacsonyabb költségek merülnek fel, mint az iparszerű szennyvízkezelő rendszereknél.

•

A piacképes melléktermékek eladása járulékos bevételforrást jelent.

Azonban a vízkezelő módszer alkalmazásakor néhány korlát is felmerül: •

Az éghajlati viszonyok miatt Közép- és Kelet-Európában télen nem lehetséges a vizes élőhelyek folyamatos működése a nyárival azonos terhelési szint mellett. Alacsony hőmérséklet esetén (15 ºC alatt) az elfolyóvízzel érkező terhelés mérséklése ajánlott a koncentrációk csökkentésével (a lebegőanyagok kiszűrésével) vagy a kezelt térfogat csökkentésével (tárolási megoldással).

•

A nyílt vízfelszín (folyamatos vízpótlással) a vízinövényes tavakban kedvező feltételeket biztosított a nád és a gyékény számára. Azonban a magas vízállás és a viszonylag vékony termőréteg a tavak fenekén nem volt optimális a fűz és az olasz nád számára. Üde (nem vízzel borított) talaj és mély termőréteg kedvezőbb feltételeket teremtene ezeknek a növényfajoknak.

•

A vízkezelőrendszer építése és sikeres működtetése részletes tervezést és folyamatos ellenőrzést igényel, elsősorban az oldott oxigén koncentráció figyelemmel kísérése fontos a halastavakban, mivel a rendszer túlterhelése komoly zavar okozhat a tavak egyensúlyában, amelyek épített ökológiai rendszerekként működnek.

6.1.5. A kísérleti fejlesztés előnyei A környezetvédelmi jogi szabályozás arra kötelezi a haltermelőket, hogy csökkentsék a tápanyag és szennyezőanyag kibocsátásukat, és fenntartható víztisztítási technológiákat alkalmazzanak. A kombinált vizes élőhelyi rendszer megfelelő vízkezelési módszert kínál, amely képes teljesíteni a kibocsátási határértékeket. Az építési és a működtetési költségei alacsonyabbak, mint a mesterséges vízkezelő technológiák esetében. A kísérletek átlagos vízkémiai paramétereiből számolva, ha a teljes elfolyóvíz kezelése megvalósulna, az 9,7 millió Ft-tal csökkentené az afrikai harcsatelep vízterhelési díját. A gyékény és a hal eladásából további 6,5 millió Ft bevétel származna, míg az üzemeltetés teljes költsége 4,6 millió Ft alatt maradna. A halastó egységek alkalmasak kiegészítő haltermelésre, például díszhalak vagy a természetes táplálékot jól hasznosító halfajok számára, mely jövedelmező lehetőséget kínál a kibocsátott tápanyagok újrahasznosítására A természetszerű vízkezelő rendszerek nem megújuló forrásból származó energiaigénye alacsony, ellenben a területigényük nagy. A kísérletek eredményei alapján és éghajlati, valamint gazdaságossági megfontolásokat figyelembe véve egy vizes élőhelyi rendszer 12 ha területtel tudná kezelni egy 300 t/év kapacitású, átfolyóvizes afrikai harcsatelep teljes elfolyóvíz mennyiségét.

33/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány

6.2. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: Egy átfolyóvizes afrikai harcsát nevelő telep elfolyóvizének kezelése létesített vizes élőhelyen 6.2.1. Az intenzív haltermelő telep jellemzése Az esettanulmány eredményeire alapozva készítettük el egy jelenleg is üzemelő, 300 tonna kapacitású afrikai harcsa (Clarias gariepinus) nevelő telep elfolyóvíz kezelési tervét. A harcsatelep átfolyóvizes technológiával üzemel, a halnevelés nyitott, termálvízzel üzemelő medencékben történik. A halnevelő 3 2 medencék összes térfogata 1200 m , a halnevelő telep 3690 m -es területen helyezkedik el. Az átlagosan 1,2 kg takarmányt használnak fel 1 kg halhozam eléréséhez a piaci méret eléréséig. Az átlagos takarmányértékesítésből kiindulva 1 tonna afrikai harcsa előállításakor haltömeg-gyarapodás formájában 24 kg N és 3,9 kg P hasznosul, miközben 52 kg N és 9,8 kg P mennyiséget bocsátanak ki az elfolyóvízzel, ami a természetes befogadóvizeket terheli. Ezen túl, a környezetvédelmi szabályozás új eleme, a vízterhelési díj fizetése a kibocsátott nettó tápanyagmennyiségen alapul, ami arra ösztönzi a vízfelhasználókat, hogy fenntartható, gazdaságos vízkezelési technológia alkalmazásával csökkentsék a fizetendő vízterhelési díj mértékét.

6.2.2. Vízkezelés vizes élőhelyeken A vizes élőhelyi rendszerekben a szennyezőanyag tartalom csökkentése természetes folyamatokon keresztül, megújuló energiaforrások felhasználásával történik. A létesített vizes élőhelyek fenntartható technológiák, mivel: •

hatékonyak a szennyezések eltávolításában;

•

minimális mennyiségű fosszilis energia és kémiai anyag szükséges a működésükhöz;

•

az építési költségek alacsonyabbak, a működési és fenntartási költségek lényegesen alacsonyabbak, mint a mesterséges vízkezelő rendszerek esetében;

•

jól illeszkednek a természeti környezetbe és a figyelemreméltó esztétikai értékük jobb társadalmi elfogadottságot eredményez;

a vizes élőhelyek létesítése segít megőrizni a ritka vizes élőhelyekhez kötött fajokat és hozzájárul a biodiverzitás fenntartásához. Különböző vizes élőhely típusok összekapcsolásával, mint a stabilizációs tó, a halastó és a vízinövényes tó, a tápanyag eltávolítási hatékonyság növelhető, továbbá értékes fajok bevonásával a tápanyagok értékesíthető melléktermékekké alakíthatóak. Nyílt vízfelszínű vagy tavas vizes élőhelyek alkalmazása során a következő tényezőket alapvető fontosságúak:

•

•

jelentős a területigény;

•

az éghajlati viszonyok befolyásolják a kezelési hatékonyságot.

6.2.3. Tervezési paraméterek Az elfolyóvíz jellemzői Az afrikai harcsa telep elfolyóvizére jellemző a magas sótartalom, mely a használt termálvízből származik, és a magas kémiai oxigénigény (KOI). Az összes nitrogén tartalom megközelítőleg 60%-át az összes ammónium nitrogén jelenti, 40 %-át a szerves nitrogén adja, egyéb nitrogénformák csak elhanyagolható mennyiségben fordulnak elő. Az összes foszfor közel 50%-át ortofoszfát foszfor tette ki, míg a szerves lebegőanyagok 90%-át adták az összes lebegőanyagnak. Az átlagos koncentrációk alapján az éves nitrogén kibocsátás 13 tonnának felelt meg, a foszfor kibocsátás 1,3 tonna volt, és a KOI kibocsátás elérte a 87 tonnát évente (9. táblázat). Tápanyag visszatartás A hőmérséklet-függő terhelési kísérlet adatai alapján 2008-ban a rendszer tápanyag-visszatartási képességét 5 ºC hőmérsékleti tartományokra számítottuk ki. A nitrogén eltávolítás mutatta a legnagyobb érzékenységet a hőmérséklet változására, és a kémiai oxigénigény eltávolítása szintén nőtt a hőmérséklet emelkedésével. A foszfor és a szerves lebegőanyagok eltávolítása csak a legmagasabb hőmérséklet tartományban volt jelentősen hatékonyabb (10. táblázat). A rendszer tervezése során a legalacsonyabb eltávolítási hatékonysági értéket kell figyelembe venni, valamint ajánlott párhuzamos tóegységekben gondolkodni, amelyek szükség szerint a kezelésbe bekapcsolhatóak, illetve leválaszthatóak.

34/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány Celfolyóvíz

Paraméter

szórás mg/l

terhelés kg/nap

Összes oldott anyag

714

62,5

857

Kémiai oxigénigény

200

89,0

239

Ammónium nitrogén

18,7

5,84

22,4

Összes szerves nitrogén

11,6

11,8

13,9

Összes nitrogén

29,7

11,4

35,6

Ortofoszfát foszfor

1,37

1,07

1,64

Összes foszfor

2,90

0,92

3,48

Szerves lebegőanyag

114

57,6

137

9. táblázat: A vízkémiai paraméterek átlagos értékei az elfolyóvízben számított napi terhelés (n=38) Vízhőmérsékleti tartomány 10-15 ºC 15-20 ºC 20-25 ºC

N eltávolítás

P eltávolítás

2,96 5,71 7,41

0,36 0,37 0,75

VSS eltávolítás

KOI eltávolítás

kg/ha/nap 19,48 18,68 37,66

18,99 30,92 44,46

10. táblázat: A vizes élőhelyi rendszer eltávolítási kapacitása különböző hőmérséklet tartományokban

A frissítővíz bevezetés lehetőségének a biztosítása fontos szempont a vízkezelésnél, elsősorban a stabilizációs és a halastavak számára. A feltöltő és lecsapoló csatornahálózatot úgy kell megtervezni és megépíteni, hogy a tavak egymástól függetlenül is feltölthetők és lecsapolhatók legyenek. Haltelepítés A halastavakban ponty polikultúra kihelyezését választottuk, annak érdekében, hogy a kibocsátott hulladék tápanyagok egy részét közvetlenül vagy a tavak táplálékhálózatán keresztül újrahasznosítsuk. A ponty, mint üledékben táplálkozó faj, felkeveri az üledéket, így a tápanyagok és a szerves anyagok bekerülnek a vízoszlopba, elősegítve az elsődleges termelést és növelve a természetes táplálékforrást a szűrő halak számára. A fehér busa nagyobb sűrűségben is nevelhető és a fitoplankton, valamint a zooplankton jelentős részét el tudja fogyasztani. Megfigyeltük, hogy a fehér busák az intenzív telep elfolyóvizével bekerült tápmaradványokat is ki tudják szűrni a vízből. Az amurt, mint növényevő fajt, a békalencse visszaszorítása érdekében helyeztük ki. Az eutróf/hipertróf tavakban a békalencsefajok spontán módon elszaporodnak, és kis tavakban a teljes felszínt beboríthatják, ami gátolja az algák elsődleges termelését. Az egynyaras pontyivadék telepítése megelőzheti a zooplankton tömeges elszaporodását. Különböző népesítési sűrűségeket vizsgáltunk a kísérletek folyamán. A legjobb nettó hozamokat mind a ponty, mind a fehér busa esetében 1000 kg/ha telepítési sűrűségnél értük el, 35% ponty:50% fehér busa:15% amur összetételben. Az népesítési átlagtömeg, azaz a telepített hal kora szintén befolyásolja a hozamokat, mivel az egynyaras hal várhatóan intenzívebben nő, mint a nagyobb méretű hal, azonban a kétnyaras ponty képes hatékonyan felkeverni az üledéket.

6.2.4. A működtetés kritikus tényezői Éghajlati viszonyok: A természetes vízkezelő rendszerek megfelelően működnek 15-30 ºC közötti vízhőmérséklet esetén, azaz áprilistól októberig Közép- és Kelet-Európában. Azonban a haltermelés folyamatosan zajlik egész évben. Télen csökkent tápanyag, elsősorban nitrogén eltávolítás jellemző a tavas vízkezelő rendszerekre. Ezért alacsonyabb hőmérsékletnél a terhelhetőség csökken és nagyobb terület szükséges ugyanolyan mértékű tápanyag eltávolításhoz. A lebegőanyagok szűrése szintén csökkentheti a tápanyagterhelést. Hallállomány: A tavi rendszerekben a telepített fajok és a természetesen előforduló szervezetek megfelelő kezelést igényelnek. A halak érzékenyek az alacsony oldott oxigénszintre (<1,5-2,0 mg/l) és a megnövekedett szabad ammónia koncentrációra (>0,3-0,4 mg/l). Ha a felhős, esős időjárás miatt a napsugárzás intenzitása huzamosabb ideig lecsökken, korlátozza a fotoszintetikus oxigéntermelést, így a vízben az oldott O2 koncentrációja csökken. A szükséges O2 szint alatt, pótolni kell a hiányt levegőztetéssel vagy frissítővíz adagolásával. Magasabb ammóniaszint a tavak túlterhelésekor fordulhat elő, elsősorban alacsony vízhőmérsékletnél, és amikor a nitrifikáló baktériumok működése gátolt. A levegőztetés és a friss víz bevezetés szintén elősegíti a szabad ammónia koncentrációjának csökkenését. Rendszeres (kritikus időszakban napi) ellenőrzése az O2 koncentrációnak és az ammóniának megelőzheti a káros vízminőség romlást. 35/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány Plankton gradáció: A vegetációs időszak elején tömeges zooplankton szaporodás fordulhat elő a tavakban. Kiszűrik a lebegőanyagokat és a fitoplanktont, jelentős biomassza produkcióra képesek, de a zooplankton gradáció egyúttal csökkenti a víz oldott O2 koncentrációját. A zooplankton túlszaporodást megelőzhetjük a rendszeres eltávolításukkal, halivadékot kitelepítve vagy szűréssel. A vízkezelő tavakban nem figyeltünk meg cianobaktérium virágzást. Békalencse: Állóvizekben a különböző békalencse fajok gyakran előfordulnak és optimális feltételek mellett, tömegesen elszaporodnak. Beborítják a vízfelszínt és gátolják a fitoplankton aktivitását és növekedését, ami anaerob viszonyokhoz vezet a vízoszlopban. Mivel az aerob folyamatok kedvezőbbek a vízkezelő rendszerekben, a békalencse eltávolítása ajánlott minden tóegységből. A legjobb megoldás a békalencse visszaszorítására a halastavakban az amur telepítése, amely elfogyasztva a békalencsét, halhússá alakítja át. A vízinövényes tavakban a békalencse kézi eltávolítása javasolt, hogy nagyobb legyen a nyílt vízfelszín aránya. Üledék felhalmozódás: Mérsékelt üledék felhalmozódást találtunk az elfolyóvíz bevezetése körül a stabilizációs tóban és hosszabb idő elteltével (15-20 év) az üledék eltávolítása szükségessé válhat.

6.2.5. A javasolt vízkezelő rendszer felépítése A rendelkezésre álló eredmények alapján és egy 300 tonna/év kapacitású halnevelő telep napi terhelésével számítva, egy 12 ha terület vizes élőhelyi rendszer létesítése javasolt. A javasolt méretet és szerkezetet úgy alakítottuk ki, hogy biztosítsa a kezelés hatékonyságát télen is és javítsa a kifolyóvíz minőségét. A párhuzamos tóegységek építése növeli a rendszer rugalmasságát, mivel télen nagyobb terület szükséges, mint nyáron a kibocsátási határértékek eléréséhez (5. ábra). A különböző tótípusok részesedését vizsgálva a tápanyagok eltávolításában, a stabilizációs harcsa tó:halastó:vízinövényes tó egymáshoz viszonyított telep területaránya javaslatunk szerint 3,5:2:1. Így a vízkezelő rendszer: •

3 stabilizációs tóból (egyenként 2,2 ha),

•

1 halastóból (3,7 ha) és

Stabilizációs tó terület:2,2 ha mélység:1,2 m

Stabilizációs tó terület:2,2 ha mélység:1,2 m

Stabilizációs tó terület:2,2 ha mélység:1,2 m

• 1 vízinövényes tóból (1,8 ha) állna. Ponty polikultúra telepítését javasoljuk a halastó egységbe. Az ajánlott népesítési arány 35%:50%:15% ponty (2 nyaras): fehér busa (1 nyaras): amur 1 000 kg/ha sűrűségben, 50-300 g Halastó terület: 3,7 ha átlagtömeggel. Más pontyfajok, pl. díszhalak mélység: 1,2 m szintén kihelyezhetők, hasonló népesítési sűrűségben. A működtetés kezdetén a tavakat folyóvízzel (vagy Vízinövényes tó nem szennyezett felszíni vagy talajvízzel) töltjük fel. terület: 1,8 ha Párhuzamos tavak használata esetén a lecsapolás mélység: 0,5 m és a feltöltés váltakozva is történhet. Feltételezésünk szerint, az egyik stabilizációs tó a meleg hónapok alatt használaton kívül lenne (áprilistól szeptemberig) és ősszel elkezdődhetne a 5. ábra: Egy 300 tonna éves kapacitású afrikai feltöltése a többi tó lecsapolása és feltöltése előtt harcsatelep számára javasolt vízkezelő rendszer vagy azzal párhuzamosan. Az egyes stabilizációs felépítése tavak lecsapolása és feltöltése alatt a vízkezelés folyhat a már feltöltött tóban (tavakban). A halastavak lehalászása október végén vagy november elején történik. A lehalászás után a stabilizációs tavakból folytatódhat a vízátvezetés. A növények learatása kora tavasszal, márciusban javasolt, amikor a föld feletti részek nedvességtartalma a legalacsonyabb. Érdemes alacsonyabb vízszintet tartani a vízinövényes tavakban, amíg a növények levágása zajlik. Feltételezzük, hogy egy év alatt a javasolt vízkezelő rendszer eltávolít: •

hozzávetőleges 1 000-1 100 kg foszfort,

•

7 000-8 000 kg szervetlen nitrogént és

• 70 000-80 000 kg kémiai oxigénigényben kifejezett szerves anyagot az elfolyóvízből. A kísérletek átlagos vízkémiai paramétereiből számolva, ha a teljes elfolyóvíz kezelése megvalósulna, az 9 672 000 millió Ft-tal csökkentené az afrikai harcsa telep vízterhelési díját. További jövedelem származna a haltermelésből a halastóban és a gyékénytermelésből (bioüzemanyag) a vízinövényes tóban. A beruházás 36/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány jelenértéken számolva (5 %-os diszkont rátát alkalmazva) a 8. évben térül meg (2017-ben a modell szerint), a befektetés nettó jelenértéke 34 millió Ft 15 év működéssel számolva. További számítások a 11. táblázatban szerepelnek. A költség-haszon elemzés során feltételeztük, hogy az energia és üzemanyagárak és a gyékény piaci ára évente 6%-kal nő. A bérek inflációja 3%-os a modellben, míg a hal és az ivadék árába 2 %-os növekedést építettünk be.

37/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány 2009 A tavak építési költsége (4,5 millió Ft/ha) + földvásárlás Hal népesítőanyag költsége Üzemanyagköltség (250 liter/év) Elektromos energia költsége (35 040 kWh/év) Munkabér (2 800 óra/év) Gyékényből származó bevétel (0,8 Ft/MJ) Haltermelésből származó bevétel Megtakarítás a vízterhelési díj csökkenése miatt

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

1 128

1 151

1 174

1 197

1 221

1 245

1 270

1 296

1 322

1 348

1 375

1 403

1 431

1 459

1 488

75

80

84

89

95

100

106

113

120

127

134

142

151

160

170

1 261

1 337

1 417

1 502

1 593

1 688

1 789

1 897

2 011

2 131

2 259

2 395

2 538

2 691

2 852

2 100

2 163

2 228

2 295

2 364

2 434

2 508

2 583

2 660

2 740

2 822

2 907

2 994

3 084

3 176

863

915

970

1 028

1 090

1 155

1 224

1 298

1 375

1 458

1 546

1 638

1 737

1 841

1 951

3 356

3 423

3 492

3 561

3 633

3 705

3 779

3 855

3 932

4 011

4 091

4 173

4 256

4 341

4 428

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

9 672

58 400

25

400

Profit

-58 825

9 327

9 280

9 230

9 178

9 122

9 064

9 002

8 937

8 868

8 795

8 718

8 637

8 551

8 460

8 365

Diszkontált profit (r=5%)

-58 825

8 882

8 417

7 973

7 551

7 148

6 764

6 398

6 049

5 716

5 399

5 097

4 809

4 535

4 273

4 024

Nettó jelenérték

-58 825

-49 943

-41 526

-33 552

-26 002

-18 854

-12 090

-5 693

356

6 072

11 471 16 568 21 378 25 912 30 185 34 209

11. táblázat: A javasolt 12 ha területű vízkezelő rendszer költség-haszon elemzése (ezer Ft-ban, 1 EURO=275 HUF)

38/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány

6.3. Az intenzív és extenzív haltermelés kombinációja a tápanyagok és a víz fenntartható használatáért (Intenzív-extenzív modul) 6.3.1. Bevezetés – A kísérleti fejlesztés bemutatása A környezetbarát haltermelő technológiák fejlesztése során kézenfekvő megoldásként vetődik fel, hogy az intenzív akvakultúra által kibocsátott elfolyóvíz kezelését halastavi ökoszisztémában oldjuk meg, illetve az intenzív akvakultúrát integráljuk a halastavi vízkezelő rendszerekkel. A halastavi vízkezelés során az akvakultúrás egységben a fel nem használt tápanyagok egy részének az eltávolítása biológiai folyamatok segítségével zajlik miközben a tápanyagok egy jelentős része halhússá alakul át. A vizsgált technológiai megoldás elve, hogy az intenzív tavak szerves és szervetlen tápanyagban feldúsult elfolyóvizének kezelése egy extenzív halastóban történik. Az extenzív halastó ökoszisztémája részt vesz az intenzív tavakból távozó tápanyagok átalakításában, visszatartásában és hasznosítja azokat egy újabb haltermelési ciklusban. A kombinált haltermelő rendszerek alkalmazása lehetőséget teremt az ökológiailag fenntartható és egyúttal piacképes terméket előállítani képes haltermelési gyakorlat folytatására. Az élőbevonatot (periphyton) hasznosító haltermelési technológia alkalmazásával fokozható a természetes táplálékszervezetek termelése és hasznosítása a haltermelés során. A tápanyagok jobb hasznosítása a haltermelő rendszerekben csökkenti a termelési folyamat során kibocsátott tápanyagok mennyiségét a természetes vizekbe. A haltermelés nagyobb azokban a tavakban, amelyekben az élőbevonat képződésének elősegítésére mesterséges aljzatot helyeztek ki. A kihelyezett felületeken képződő élőbevonat révén az elsődleges termelés és a heterotróf átalakító folyamatok lényegesen nagyobb intenzitással mennek végbe a vízi életközösségben, illetve önmaga is egy új táplálékláncnak képezi az alapját, amelynek eredményeképpen a produkciós többlet egy része halhozam formájában hasznosul. A felületen rögzült élőbevonat fogyasztása a halak számára lényegesen hatékonyabb, mint a lebegő planktonikus táplálékszervezetek szűrése, illetve több halfaj is képes azt hasznosítani. Az élőbevonat vízkezelő tavakban történő alkalmazása ugyancsak megnöveli a tisztítási, tápanyag eltávolítási kapacitást. A „Kombinált intenzív-extenzív rendszer” (IES) fejlesztésének általános célkitűzése, hogy a tavi halgazdálkodók számára egy alkalmazható termelési technológiát alakítson ki, amely lehetőséget biztosít az erőforrások (víz, tápanyagok, takarmány) hatékonyabb használatára, valamint arra, hogy a technológia alkalmazásával bővítsék az általuk termelt halfajok számát értékes halfajok termelésbe vonásával. A kombinált haltermelő rendszer működésének az alapelve, hogy az intenzív és extenzív haltermelési technológiákat összekapcsoljuk, több eltérő, a táplálkozási hálózat különböző pontjain található halfajt nevelünk egy integrált rendszerben, így a haltermelő rendszerbe bekerült tápanyagok több, különböző haltermelési cikluson keresztül hasznosulnak. A különböző termelési egységek összekapcsolásával csökkenthető a haltermelés vízigénye és a környezetbe kibocsátott szerves és szervetlen tápanyagterhelés, miközben egységnyi takarmány felhasználásával több hal állítható elő. A kutatómunka célja volt, hogy kialakítson egy új ragadozóhal haltermelési technológiát a tavi haltermelők részére, amely növeli a tápanyagok (takarmány) hasznosításának hatékonyságát. A rendszer fejlesztésének közvetlen célja volt: 1. a termelékenység növelése 2. a termelt halfajok választékának bővítése 3. a tápanyagok újrahasznosítása a rendszeren belül Ennek érdekében a vizsgálatok az alábbi területre irányultak: •

a tápanyagok újrahasznosítási potenciáljának felmérése a kombinált haltermelő rendszerben

•

különböző ökotechnológiai elemek hatásának vizsgálata (ú.m. élőbevonat alkalmazása, kagyló kihelyezés) a másodlagos haltermelésre és a vízminőségre

•

a kísérleti rendszer tápanyagforgalmának felmérése

6.3.2. A kísérleti modul felépítése 2

Az IES kísérleti modul vizsgálatait három tóban végeztük (terület 310 m , vízmélység 1 m). A tavak a 3 kísérleti rendszer extenzív részeként szolgáltak. Mindhárom extenzív tóba egy-egy 10 m nagyságú ketrecet helyeztünk el, ami a rendszer intenzív részét képezte (6. ábra). A tavakat Körös vízzel árasztottuk fel egy héttel a népesítést megelőzően. A párolgás következtében fellépő vízveszteséget rendszeresen kompenzáltuk. Lapátkerekes levegőztetők (0,5 kW) alkalmazásával tartottuk fent a megfelelő oxigén szintet a tavakban, valamint ezek biztosították a vízáramlást a rendszer intenzív és extenzív része között. A vizsgálatok alatt gyógyszer és vegyszer használatra nem került sor.

39/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány

Táplálócsatorna

Vízkezelő egység 300 m2

Élőbevonat és halnépesítés

1. sz. kísérleti rendszer (IES/1 )

Élőbevonat és hal + kagyló népesítés (2007 )

2 . sz. kísérleti rendszer (IES/2)

: Lapátkerekes levegőztető

Intenzív egység

Csak halnépesítés

Vízkezelő egység 300 m 2

Intenzív egység

Intenzív egység

Vízkezelő egység 300 m2

3. sz. kísérleti rendszer (IES/3)

: A vízforgatás iránya

6. ábra: A kísérleti rendszer vázlata

Minden tóban azonos volt a népesítés és a takarmányozás. Kizárólag a rendszer intenzív részét takarmányoztunk automata etetők alkalmazásával, magas fehérjetartalmú haltáppal (nyersfehérje: 45%, C/N arány: 6). A három kísérleti rendszer csak az extenzív tó kialakításában tért el egymástól: különböző biomanupulációs eljárások (élőbevonat alkalmazása és kagyló kihelyezés) hatását vizsgáltuk a rendszerek halhozamára, tápanyag-hasznosítására és vízminőségére. A kísérleti rendszerek átlagos tápanyag terhelése 2 a két év során eltérő volt: 0,5 és 1,2 g N/m /nap (12. táblázat). A rendszerek tápanyag forrása az intenzív ketrecekbe kijutatott takarmány volt. Különböző élőbevonat sűrűségeket vizsgáltunk a kísérleteinkben; az élőbevonat képződésére szolgáló mesterséges felület nagysága 0, 100 és 200 %-a volt a tavak felületének 2 2 (0, 1 és 2 m élőbevonat felület / m tófelület) (13. táblázat). Nitrogén

Foszfor

Szerves szén

Átlag

Maximum

Átlag

Maximum

Átlag

Maximum

2007

0,51

0,72

0,08

0,12

3,1

4,4

2008

1,2

1,8

0,19

0,28

7,3

10,6

12. táblázat: A napi tápanyagbevitel (takarmány) nagysága IES/1

IES/2

Átlagos takarmánybevitel 2 0,5 g N/m /nap (2007)

Nincs élőbevonat

PA 1 m /m

Átlagos takarmánybevitel 2 1,2 g N/m /nap (2008)

Nincs élőbevonat

PA 1 m /m

IES/3

2

2

2

2

2

2

PA 1 m /m + kagyló kihelyezés 2

PA 2 m /m

2

PA: élőbevonat (periphyton) sűrűség

13. táblázat: Az IES modul kísérleti elrendezése

A kísérleti rendszer működése 2007-ben Az intenzív egységben szürkeharcsát (Silurus glanis L.) neveltünk, táppal takarmányozva (népesítés 100 kg/ketrec). Az extenzív tóba ponty (Cyprinus carpio L.)és nílusi tilápia (Oreochromis niloticus L.) került kihelyezésre (a kihelyezett haltömeg összesen 60 kg, népesítési arány 1:1), amelyet nem takarmányoztuk. A 2 harmadik kísérleti egységben 1 db/m sűrűségben (kihelyezéskori méret: 109±69 g/db) mocsári kagyló (Anodonta cygnea L.) került kihelyezésre. A kagylókat felfüggesztett műanyaghálóból készült zsákokban helyeztük ki a tóba, így a kagylók 10 cm-el a tófenék fölött helyezkedtek el. Minden zsákban 10 db kagyló tettünk, összesen 30 zsák került kihelyezésre az IES/3 egységben. Két rendszerben (IES/2 és IES/3) az 2 extenzív tóba a termelőképesség fokozása érdekében, tavanként 300 m felületű fűzgyökeret helyeztünk ki az élőbevonat megtelepedéséhez, miközben az IES/1 egységbe mesterséges felület kihelyezésére nem került sor. Azonban a fűz gyökérzet felülete a nevelési időszak folyamán fokozatosan csökkent, 2 lehalászáskor már mindössze 70 m felületű fűzgyökérzet volt megtalálható a tavakban. A kísérleti rendszerek 2007-ben május 10-től október 11-ig, 22 héten keresztül működtek.

40/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány A kísérleti rendszer működése 2008-ben A második évben az intenzív egységbe kihelyezett haltömeget az előző kísérleti évhez képest megdupláztuk 3 (20 kg/m ), aminek a következtében a megemelkedő takarmánybevitel miatt a rendszer átlagos 2 tápanyagterhelése 1,2 gN/m /napra emelkedett. A biztonságos működés érdekében ebben az évben az intenzív egységekbe afrikai harcsát (Clarias gariepinus L.) helyeztünk ki, mint modellhalat, mivel az afrikai harcsa képes tolerálni a kedvezőtlenebb tartási körülményeket. Az előző évit meghaladó tápanyagterhelés következtében esetleg kialakuló kedvezőtlenebb vízminőség miatt helyeztük ki ezt a halfajt. A 2007. évi kísérleti beállításhoz képest az IES/3 egységbe nem helyeztünk ki kagylót. Ennek a magyarázata, hogy az előző évben a kagyló elhullás nagyon magas volt, IES/1 IES/2 IES/3 ezért a kagyló, mint a tápanyagokat szűrő, 2007 Intenzív rész 3.173 5.747 2.747 eltávolító szervezet nem funkcionált megfelelően. Extenzív rész 3.619 2.078 4.044 Ráadásul a kagylós tavakban erős parazita fertőzöttség is kialakult az intenzív egységben. Teljes rendszer 6.792 7.825 7.083 Ezért az IES/3 egységbe kagyló helyett a 2008 Intenzív rész 13.221 12.788 12.811 megnövelt élőbevonat hatását vizsgáltuk a Extenzív rész 2.789 5.048 2.718 továbbiakban. Az IES/3 extenzív tavában az eddig Teljes rendszer 16.010 17.837 15.529 kihelyezett felület kétszeresét alkalmaztuk 2 2 2 (600 m , 2m élőbevonat felület/m tófelület). 14. táblázat: A nettó halhozamok az IES rendszerben (kg/ha) További változás, hogy a második évben az eddigi fűzgyökérzet helyett műanyag felületet alkalmaztunk, hogy a kísérlet alatt a kihelyezett felület nagysága állandó legyen. A vizsgálatok május 21-től szeptember 10-ig, 16 héten keresztül folytak 2008-ban. Mindkét évben az összes nettó halhozam (intenzív és extenzív egység együtt) azokban a tavakban volt a 2 2 legmagasabb, ahol az élőbevonat arány 100 %-a volt a tófelületnek (1 m /m ) (14. táblázat).

6.3.3. Néhány kiválasztott SustainAqua fenntarthatósági indikátor értékelése Energiahatékonyság A kísérleti rendszerek üzemelése során elektromos energiára kizárólag a lapátkerekes levegőztetők (0,5 kW) működéséhez volt szükség. Az összes IES/1 IES/2 IES/3 energiafelhasználás túlnyomó részét az 2007 Energiafelhasználás 1857 1857 1857 elektromos energia felhasználás tette ki. Az EF intenzív rész (kWh/kg) 18,8 10,4 21,6 üzemanyag felhasználás mindössze 2-3 %-át EF teljes rendszer 8,76 7,61 8,40 teszi az összes energia szükségletnek. A napi (kWh/kg) energia felhasználás 12,2 és 12,4 kWh volt 2007ben és 2008-ban. A haltermelés 2008 Energiafelhasználás 1384 1384 1384 energiafelhasználása a 15. táblázatban foglaltuk EF intenzív rész (kWh/kg) 3,35 3,47 3,46 össze. A haltermelés fajlagos EF teljes rendszer 2,76 2,48 2,85 energiafelhasználása 2008-ban lényegesen (kWh/kg) kedvezőbb volt mint 2007-ben, mert a második EF: A haltermelés fajlagos energiafelhasználása (kWh/kg nettó évben magasabb hozamokat értünk el. A halhozam) haltermelés fajlagos energiafelhasználását az 15. táblázat: Az IES energiafelhasználása (kWh) extenzív egységben elért halhozamok 35 és 21 %-kal javították 2007-ben és 2008-ban. Vízfelhasználás és elfolyóvíz kibocsátás A tavak feltöltése a közeli Körös folyó vizével történt. A párolgási és szivárgási vízveszteségeket rendszeresen pótoltuk a kísérleti időszak alatt (16. táblázat). A tenyészidőszak alatt nem volt elfolyóvíz kibocsátás. A tavakból vízelengedés kizárólag a lehalászáskor történt, mikor a tavak lecsapolásra kerültek.

2007

IES/1

IES/2

IES/3

Vízfelhasználás

735

518

848

Elfolyóvíz kibocsátás

248

242

225

3.5

2.1

3.8

956

890

850

245

256

260

1.9

1.6

1.8

3

VF (m /kg nettó hozam) 2008 Vízfelhasználás Elfolyóvíz kibocsátás 3

VF (m /kg nettó hozam) VF: A haltermelés halhozam)

vízfelhasználása

(vízfelhasználás/kg

nettó

3

16. táblázat: Az IES vízmérlege (m )

Tápanyagok hasznosítása A bekerült (halnépesítés, befolyóvíz, takarmány) és a távozó tápanyagok (lehalászott hal, lecsapolóvíz) mennyiségét a 17. táblázatban összesítettük. A haltakarmány volt a legjelentősebb tápanyagforrás, ami az összes bekerült nitrogén 80, a foszfor 75 és a szerves szén 85 %-át tette ki. A kombinált rendszer tápanyagvisszatartása a működés második évében – a magasabb tápanyagterhelésnél –, szerves szén esetében 6.300 kg/ha, nitrogén esetében 1.000 kg/ha és foszfor esetében 180 kg/ha volt. A visszatartott tápanyagok 41/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány (retenció) az összes bekerült tápanyagok arányában átlagosan a nitrogén esetében 65 és 57 %-át, a foszfornál 66 és 58 %-át, a szerves szén esetében 75 és 64 %-át tették ki 2007-ben és 2008-ban. A kombinált rendszer fajlagos takarmány eredetű nitrogén feldolgozása 1.400 kg/ha volt. A haltermelés tápanyag-hasznosítása, amit a kijuttatásra került haltakarmány tápanyagtartalmának a százalékában fejeztünk ki, a 18. táblázatban került összefoglalásra. Az intenzív és extenzív haltermelés kombinációja 26 %-kal jobb fehérjehasznosulást eredményezett, ami az élőbevonat alkalmazásával tovább javult, a fehérjehasznosulás ekkor 40 %-kal haladta meg a kombináció nélküli intenzív haltermelés esetében számítottat. A haltermelés tápanyag-hasznosulása azokban a kísérleti beállításokban volt a legmagasabb, ahol az alkalmazott élőbevonat mennyisége 100 %-a volt a tófelületnek. A magasabb élőbevonat arány esetében a haltermelés tápanyag-hasznosulása alacsonyabb volt. Ez azt jelzi, hogy a 100 %-os élőbevonat 2 arány elegendő volt, hogy az 1,8 g N/m /nap tápbevitel mellett jelentkező tápanyagterhelést feldolgozza. Az átlagos takarmányértékesítés (FCR) 2007-ben és 2008-ban az intenzív egységben 3,3 és 1,6 volt. A kombinált haltermeléssel a takarmányértékesítés 51 és 44 %-kal javult (FCR: 1,6 és 0,9), az extenzív tóban képződött kiegészítő haltermelés által. IES/1 2007

2008

IES/2

IES/3

N

P

C

N

P

C

N

P

C

Bekerül (kg/ha)

930

160

5400

930

150

5400

950

160

5500

Távozik (kg/ha)

330

55

1200

350

59

1600

310

55

1300

Retenció (%)

65

65

78

63

67

72

67

65

76

Bekerül (kg/ha)

1790

310

9700

1800

320

9700

1800

310

9700

Távozik (kg/ha)

760

130

3100

840

140

3900

720

130

3200

Retenció (%)

58

60

67

53

55

59

60

60

67

17. táblázat: Az IES részleges tápanyagmérlege PA 0%

2007

2008

PA 100%+kagyló (2007), PA 200% (2008)

PA 100%

N

P

C

N

P

C

N

P

C

Intenzív

8,5

7,8

5,6

17

17

11

6,4

5,6

4,1

Extenzív Összesen

11 20

13 21

7,8 13

6,5 24

6,9 24

4,2 16

13 19

17 24

9,2 13

Intenzív

23

23

16

22

22

15

22

22

15

Extenzív Összesen

6,1 29

3,3 26

4,4 20

10 33

8,9 31

7,3 22

5,9 28

3,3 25

4,2 19

PA: élőbevonat (periphyton) sűrűség

18. táblázat: Tápanyag-hasznosítás a halhozamban a bekerült takarmány %-ban

A kísérleti rendszerből az 1 kg halhús előállítása során 2,6-8,3 g nitrogén, 0,20-0,53 g foszfor és 9-46 g szerves szén került az elfolyóvízzel kibocsátásra (19. táblázat). A vizsgálataink során az élőbevonat alkalmazása és a kijuttatott takarmány mennyisége nem befolyásolta az elfolyóvíz minőségét. Egyedül az elfolyóvíz nitrogéntartalma volt alacsonyabb a 200 % élőbevonat arány mellett. IES/1

IES/2

IES/3

N

P

C

N

P

C

N

P

C

2007

8,3

0,48

9,2

5,1

0,48

30

5,1

0,32

25

2008

4,2

0,20

16

5,8

0,53

46

2,6

0,27

20

19. táblázat: A haltermelés fajlagos tápanyag kibocsátása (g/kg nettó halhozam)

A vízkezelő rendszer működése során az algák tápanyag felvétele és a bakteriális lebontás mellett a heterotróf szervezeteknek és a nitrifikációs folyamatoknak is fontos szerepe van. Ezért az oxigénszint szabályozása, a vízkezelő rendszerben az aerob környezet fenntartása, akár mesterséges levegőztetés alkalmazásával, elengedhetetlen a tápanyagok hatékony feldolgozása érdekében a vízkezelés során. A kísérleti kombinált intenzív-extenzív haltermelő rendszer bebizonyította a hasonló rendszerek alkalmazhatóságát. A kombinált rendszer képes volt az intenzív rendszerből távozó hulladék tápanyagok feldolgozására és hasznosítására. Az extenzív részben, a kiegészítő haltermelés által hasznosított 42/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány tápanyagok aránya – az összes bekerült tápanyag viszonyában – elérte a nitrogén esetében 13 %-ot, a foszfor esetében a 17 %-ot és a szerves szén esetében a 9 %-ot. Az extenzív rész haltermelési potenciálja a kihelyezett mesterséges felületen képződött élőbevonat alkalmazásával fokozható, mivel az élőbevonat többlet természetes táplálékot biztosít a halak számára. A vízfelszín közelében (0-30 cm) képződött élőbevonat minták szárazanyag tartalma lényegesen meghaladta a mélyebb vízrétegekből gyűjtött minták szárazanyag tartalmát. Az élőbevonat minták szárazanyag tartalmában a tavak között nem találtunk eltérést. Ugyanakkor a halak nagyobb mértékű élőbevonat fogyasztása többlet halhozamot eredményezett az extenzív tavakban. Az alkalmazott technológia segítségével csökkenthető az intenzív haltermelés környezetterhelése. Az intenzív egységben keletkező anyagcsere-termékeket az extenzív részben az élőbevonat és a népesített halak révén nemcsak eltávolíthatjuk, hanem hasznosíthatjuk is. A mesterséges alzatok alkalmazása egy alacsony költségű és egyszerű technológiát jelent, melynek során a hatékonyabb tápanyag felhasználás révén nagyobb halprodukció érhető el. A tápanyagforgalmi vizsgálat bizonyította, hogy megfelelő méretű extenzív halastó képes az intenzív haltermelésből származó elfolyóvíz hatékony kezelésére és lehetőséget biztosít az így kezelt víz visszaforgatására. Az intenzív haltermelésből származó folyékony hulladékok kezelését megoldhatja a halastavak, mint természetes vízkezelő rendszerek alkalmazása, amelyek egyúttal jelentős mennyiségű halhozam előállítására is képesek. Munkaerőszükséget és a gazdasági fenntarthatóság 31,3 és 37,3 munkaóra volt szükséges a rendszer üzemeltetéséhez a működés két éve alatt. A haltermelés fajlagos munkaerő felhasználása 0,13-0,15 és 0,07 és 0,08 munkaóra/kg nettó halhozam volt 2007-ben és 2008-ban. Az IES/2 kísérleti beállítás (100 % élőbevonat arány) eredményezte a legnagyobb hozamokat és a legjobb gazdaságossági mutatókat a működtetés mindkét évében.

6.3.4. Az alkalmazás előnyei és korlátai Az eredmények bizonyították, hogy az intenzív és extenzív haltermelés kombinációja sikeresen csökkenti az intenzív haltermelés környezeti terhelését, miközben az extenzív tóban kiegészítő haltermelésre nyújt lehetőséget. Az extenzív egység működésének hatékonysága az élőbevonat termelését elősegítendő, mesterséges alzat kihelyezésével eredményesen növelhető. A kombinált haltermelés, az intenzív és extenzív egységek egyszerű kombinációjával a haltermelés fehérjehasznosítását 26 %-kal képes növelni, miközben az élőbevonat alkalmazásával a fehérjehasznosítás 40 %-kal növelhető. Az élőbevonat, mint felülethez kötődő életközösség a táplálkozási hálózat új elemeként, jelentős természetes táplálék bázist jelent a halak számára, ezáltal növelve a halhozamban akkumulálódott tápanyagok mennyiségét. A kombinált haltermelő rendszerekben a vízminőség megfelelt a haltermelési igényeknek a vizsgálataink alatt. A hagyományos tógazdálkodás átlagos halhozamai 1 tonna/ha körül alakulnak, ezzel szemben a kombinált haltermelő rendszerben az extrapolált fajlagos hozamok elérhetik a 20 t/ha mennyiséget. Eközben a kombinált rendszer tápanyag kibocsátása a hagyományos halastavi gazdálkodáshoz hasonlóan alacsony, a haltermelő rendszer jobb tápanyag gazdálkodásának következtében.

6.3.5. A kísérleti fejlesztés előnyei Az intenzív és extenzív haltermelés összekapcsolásával egyaránt kiaknázhatók a hagyományos tógazdálkodás és az intenzív halnevelés előnyei. Értékes halfajok nevelhetőek az intenzív részben, miközben az extenzív halastóval, mint vízkezelő egységgel való kombináció miatt az integrált haltermelő rendszer tápanyag-kibocsátása alacsony szintű marad, és többlet halhozam is keletkezik. Az extenzív halastóba helyezett ketrecek vagy úszó medencék egyaránt alkalmazhatóak az intenzív halnevelésre. Az intenzív részben értékes ragadozó halfajok nevelhetőek, teljes értékű tápok etetésével, szabályozott környezeti körülmények között. Az el nem fogyasztott takarmány és a halak anyagcsere termékei az extenzív részben hasznosulnak. Az intenzív haltermelés átlagos tápanyag hasznosítása 20-25 % körül alakul, az integrált rendszerben ez a mutató 30-35 %-ra

IES/1

IES/2

IES/3

A haltermelés energiafelhasználása (kWh/kg) Intenzív egység Teljes rendszer

3,4 2,8

3,5 2,5

3,5 2,9

3

A haltermelés vízfelhasználása (m /kg) Vízfelhasználás

1,8

1,6

1,6

Elfolyóvíz kibocsátás 0,5 0,4 0,5 A haltermeléssel kibocsátott tápanyagok (g/kg) N

4,2

5,8

2,6

P

0,20

0,53

0,27

C

16

46

20

A tápanyagok újrahasznosítása a kiegészítő haltermeléssel (bejutott tápanyagok %-ban) N

6,0%

10%

5,8%

P

3,2%

8,6%

3,2%

C

4,3%

7,2%

4,1%

20. táblázat: Az IES fenntarthatósági indikátorai 2008-ban

43/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány emelkedik, miközben csökken a természetes befogadóvizek tápanyagterhelése. A kombinált haltermelő rendszerek alkalmazása lehetőséget teremt a magas hozamú intenzív haltermelés és a környezetkímélő gazdálkodás együttes folytatására, kielégíti az ökológiailag és ökonómiailag egyaránt fenntartható haltermelési gyakorlattal szemben támasztott követelményeket. A legfontosabb fenntarthatósági indikátorokat a 20. táblázatban kerültek összefoglalásra.

6.4. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: egy kombinált rendszer kialakítása 6.4.1. A technológiáról általánosságban Az alkalmazott technológia egyszerű: egy szeparált egységben történik az intenzív halnevelés, amelyet egy extenzív halastóba helyeznek. Ketrec, vagy úszó medence egyaránt alkalmazható az intenzív halnevelésre. Az intenzív egység szoros kölcsönhatásban üzemel az extenzív halastóval. Az extenzív halastó egyfajta biológiai szűrőként funkcionál, miközben az intenzív egység által kibocsátott szerves és szervetlen anyagcsere-melléktermékeket kezeli. Az extenzív halastó halhozama az élőbevonat megtelepedésére szolgáló mesterséges felületek kihelyezésével fokozható. A vizsgálataink alapján megállapítható, hogy az alkalmazott tápanyagterhelések 2 mellett (átlagos takarmánybevitel 1,2 g N/m /nap) a tófelülettel megegyező felület kihelyezése (élőbevonat arány 100%) bizonyult a leghatékonyabbak. A kombinált rendszer működésének a kulcsa az intenzív egység tápanyagterhelése és az extenzív tó tápanyag-eltávolítási kapacitása közötti egyensúly. A helyesen megválasztott méretű extenzív halastó alkalmazásával fenntartható a megfelelő vízminőség és minimalizálható a haltermelés által okozott tápanyagterhelés. A vizsgálatok során alkalmazott lapátkerekes levegőztetők alkalmasak voltak a megfelelő oxigénszint és az intenzív és extenzív rész közötti vízcsere fenntartására. A kombinált tavi rendszer zárt rendszerként üzemelt, a tenyészidőszak alatt elfolyóvíz kibocsátás nem történt, kizárólag az őszi lehalászás alkalmával a lecsapolás során távozott elfolyóvíz a tavakból. A tenyészidőszak alatt a szivárgásból és párolgásból eredő vízveszteséget pótoltuk. A párolgási vízveszteség az intenzíven levegőztetett rendszer esetében magasabb volt, mint a hagyományos halastavak esetében. Az ilyen rendszerek üzemeltetése során a vízpótlás várható mértéke a rendszer térfogatának megközelítően a 150 %-a. Előnyök

Hátrányok

Egyszerű technológia alacsony beruházási és működési költségekkel

Kevésbé kontrollálható termelési feltételek (pl. hőmérséklet ingadozás)

A kiegészítő haltermelés révén jobb tápanyag-hasznosítás és pótlólagos árbevétel

A vízminőség a tóban lejátszódó biológiai folyamatok eredménye

Alacsony tápanyag-kibocsátás a természetes

Rövid nevelési időszak (Magyarországon áprilistól októberig)

A haltermelés alacsony energiaigénye

A halak téli tárolását meg kell oldani

Alacsonyabb fajlagos vízfelhasználás összevetve más tavi haltermelési gyakorlattal Kis területen megvalósuló haltermelés miatt az állomány jobban védhető a ragadozók támadásaitól 21. táblázat: Az IES alkalmazásának előnyei és hátrányai

6.4.2. Tervezési paraméterek 2

A vizsgálatainkban alkalmazott maximális takarmány felhasználás 1,8 gN/m /nap (ez egyenértékű 11,2 g nyersfehérjét tartalmazó takarmánnyal, vagy az intenzív egységben kb. 2 kg haltömeg takarmányigényével). A javasolt halnépesítés az extenzív vízkezelő tóban: pontyra alapozott polikultúra, a mindenevő üledékszintről táplálkozó és szűrő táplálkozású halfajok (pl. fehér busa, tilápia) együttes nevelésével. Ponty monokultúra esetében javasolt az extenzív tóba különböző korosztályú halak kihelyezése. A nettó halhozamok 18 t/ha körül várhatóak, abban az esetben, ha élőbevonatot is alkalmazunk (13 t/ha hozam az intenzív egységből, míg 5 t/ha az extenzív egységből származik). Élőbevonat alkalmazása nélkül a várható összes hozam kb. 16 t/ha (13 t/ha az intenzív, 3 t/ha az extenzív halastóból). A javasolt az extenzív tó felületével megegyező mennyiségű (élőbevonat arány: 100 %) alkalmazása. A vizsgálati eredmények bebizonyították, hogy az extenzív vízkezelő tó működésének hatékonysága az élőbevonat megtelepedésére szolgáló mesterséges felület kihelyezésével fokozható. A kombinált haltermelés, az intenzív és extenzív egységek egyszerű kombinációjával haltermelés fehérjehasznosítását 26 %-kal képes növelni, míg az élőbevonat alkalmazásával a fehérjehasznosítás 40 %-kal növelhető. 44/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány A vizsgált rendszer oxigénigénye magasabb, mint a hagyományos halastavak esetében, ennek az oka, hogy a kombinált rendszerben magasabb a takarmány felhasználás. A társulás légzés átlagos mértéke 2 1,5 gO2/m /óra volt, amit napközben rendszerint fedezett az algák oxigén termelése, azonban éjszaka, vagy borult időjárás esetében oxigénpótlás szükséges. Lapátkerekes levegőztetőt használtunk a megfelelő oxigénszint fenntartásához és a vízforgatáshoz a rendszer egységei között. Számításaink szerint 1 kW 2 teljesítményű lapátkerekes levegőztető alkalmas 1500-2000 m tófelületen a megfelelő oxigénszint fenntartásához az éjszakai órákban. Napközben – különösen a napsütéses órákban a lapátkerekes levegőztető fő funkciója, hogy fenntartsa a megfelelő mértékű vízforgatást a rendszerben. A lapátkerekes levegőztető által keltett vízmozgás keverő hatása ugyancsak fontos eleme a rendszer megfelelő működésének, mert a vízáramlás meggátolja az alga sejtek kiülepedését, ezáltal is növelve az elsődleges termelés mértékét. A vízmozgás javasolt sebessége: 5-10 cm/sec.

6.4.3. Az IES működésének kritikus elemei A kombinált rendszer működésének legfontosabb kritikusabb eleme az extenzív halastó megfelelő tisztítási hatékonysága, amit nagyban befolyásol a tóban lévő fitoplankton biomassza mennyiségének és összetételének az ingadozása. Ez részben csökkenthető a halastó vizének folyamatos keverésével és megfelelő oxigénszint fenntartásával, így biztosítható a halak számára a megfelelő oxigénszint, valamint a nitrifikáló és lebontó folyamatokhoz szükséges oxigén mennyisége. A kritikus oxigénszint, amelyet biztosítani szükséges a halak kielégítő növekedéséhez 4 mg/l. Ugyanakkor az is fontos, hogy a víztömeg keverésével elkerüljük, hogy bárhol a tóban anaerob viszonyok alakuljanak ki. Az összes ammónium nitrogén (TAN) és nitrit nitrogén (NO2-N) koncentrációja ne haladja meg a 0,5 mg/l értéket. A magas ammónium szint jelenléte elégtelen nitrifikációs folyamatokra, vagy a haltermelő rendszer túlterhelésére utal. Magas ammónium szint esetében a kijuttatott takarmánymennyiség csökkentése szükséges és intenzív levegőztetést kell alkalmazni, egészen addig, amíg az ammónium és nitrit mennyisége lecsökken az elfogadható szintre. Annak érdekében, hogy az üledékben a tápanyagok felhalmozódását elkerüljük, a tavak lecsapolásával rendszeresen levegőztetni szükséges azt. Javasolt, hogy a téli időszakban a tavak szárazon tartásával segítsük elő a nitrogén és szerves anyag bomlását. A tavaknak a téli szárazon tartása ugyancsak csökkenti a paraziták előfordulását és az üledékben felhalmozódott nitrogén eltávozását. A takarmányadagok meghatározásakor figyelemmel kell lenni a vízhőmérséklet változásaira is.

6.4.4. Egy 80 t/év termelési kapacitású rendszer kialakítása Egy 80 t/év kibocsátású tavi haltermelő rendszer kialakításának fontosabb paramétereit vesszük számba az alábbiakban. A haltermelő rendszer 80 t éves bruttó hozamából 50 t származik az intenzív egységben nevelt ragadozó hal neveléséből és mintegy 30 t az extenzív tóból lehalászott ponty hozamából. A haltermelés eredményeként az elvárt üzemi nyereség 8 millió Ft (22. táblázat). A kísérleti eredményekből és a gazdaságossági megfontolásokat szem előtt tartva a 80 t/év bruttó kibocsátású tavi haltermelő rendszer kialakításához, mintegy 2,5 ha terület szükséges. A rendszer 2 tóból 2 áll, minkét tóban 4 db egyenként 100 m területű ketrec szolgál az intenzív halnevelésre (népesítési 3 intenzitás 20 kg/m , FCR: 1,5). Az extenzív egységben ponty nevelése történne takarmányozás nélkül (népesítés 6 t/ha), valamint mesterséges felület kerülne kihelyezésre az élőbevonat képződéséhez (10.000 2 m felület/ha). A vízforgatáshoz és levegőztetéshez tavanként 4 db lapátkerekes levegőztetőt alkalmaznánk (teljesítménye 2 kW). A beruházási költség meghatározásához a következő költségeket vettük figyelembe: a rendszer kialakításához 3,5 ha termőföld vásárlása szükséges (1,4 millió Ft), tóépítési munkálatok 2,5 hektáron (14 2 millió Ft), 800 m területű ketrec kiépítése (0,8 millió Ft), mesterséges felület vásárlása és kiépítése (1,2 millió Ft), egyéb szükséges eszközök, berendezések vásárlása (0,6 millió Ft). A beruházás költség-haszon elemzése és a további gazdaságossági számítások a 23. táblázatban találhatóak. A költség-haszon elemzésben konstans árakkal számoltunk. A számításokat 10 %-os diszkont rátával végeztük, ekkor a beruházás nettó jelenértéke a beruházást követő 3. évben válik pozitívvá, 10 éves működést követően pedig 33 millió Ft lesz.

45/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Magyar esettanulmány Intenzív egység

Extenzív tó

Összesen

15

31

Népesítés összesen (t)

16

egységenként

2

2 t/ketrec (100m )

7,5 t/tó (1,25ha)

6,4

6

FCR

1,5

-

1,0

elfogyasztott tak. Lehalászás

51 t

-

51 t

27,5

77,5

1 hektárra (t/ha)

összesen (t)

50

egységenként

2

12,4

6,25 t/ketrec (100m )

15 t/tó (1,25ha)

20

13,75

összesen (t)

34 t

12,5

46,5

1 hektárra (t/ha)

13,6

5

18,6

1 hektárra (t/ha)

31

Nettó hozam

22. táblázat: Népesítési és lehalászási eredmények az elméleti kombinált rendszerben

Összes tóterület: 1.25 ha

Összes tóterület: 1.25 ha

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

100 m2

100 m2

100 m2

100 m2

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

Intenzív haltermelő egység

100 m2

100 m2

100 m2

100 m2

7. ábra: Az elméleti kombinált rendszer vázlata

0. év Beruházás

1. év

2. év

3. év

4. év

5. év

6. év

7. év

8. év

9. év

Maradványérték 10 év útán Takarmány költség

10. év

-19000 5 000 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260 -10260

Ivadék költség

-17600 -17600 -17600 -17600 -17600 -17600 -17600 -17600 -17600 -17600

Munkaerő költség

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

-1 800

Energia költség

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

-1 613

Összes költség

-31273 -31273 -31273 -31273 -31273 -31273 -31273 -31273 -31273 -31273

Összes árbevétel

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

39 400

Cash-flow

-19000 8 127

8 127

8 127

8 127

8 127

8 127

8 127

8 127

8 127

13 127

Diszkontált cash-flow (r=10%)

-19000 7 388

6 717

6 106

5 551

5 046

4 588

4 171

3 791

3 447

5 061

1 211

6 762

11 808

16 396

20 567

24 358

27 805

32 866

Diszkontált cash-flow összege -19000 -11612 -4 895

23. táblázat: Az elméleti kombinált rendszer költség-haszon elemzése (ezer Ft)

46/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

7.

Természetes hozam növelése extenzív halastavakban –Lengyel esettanulmány

7.1. Új fajok és módszerek a tavi haltermelésben: Polikultúra Modul 7.1.1. Az esettanulmány általános leírása A monokultúrás pontytermelés jellemző a tógazdaságok többségére Lengyelországban. A pontyokkal együtt termelt egyéb fajok alacsony piaci értéket képviselnek a korlátozott piaci kereslet miatt. Ennek következtében a korlátozott termékválaszték nem képes kompenzálni a pontykereslet csökkenéséből adódó gazdasági veszteségeket. Ezen kívül, a monokultúrás állományok nem elég hatékonyak a tápanyag hasznosításban. Ezért, a pontyos halgazdaságok jövedelmezőségének növelésére és a környezeti hatások csökkentésére egy új polikultúrás állomány kialakítása vált szükségszerűvé. Az új fajok bevezetése bővíti a haltermelő tógazdaságok termékkínálatát és versenyképessé válnak más haltermelőkkel szemben, azáltal, hogy nagyobb vásárlói igényt elégíthetnek ki. A tavi pontytermelés sajátosságának köszönhetően a legésszerűbb megoldás a növényevő és planktonfogyasztó pontyfélék helyettesítése. A szakirodalom és a gyakorlati tapasztalatok szerint a lapátorrú tok (Polyodon spathula) lehetne az egyik bevezetésre alkalmas faj. A lapátorrú tok egy tokfélékhez tartozó, észak-amerikai faj, lassú folyású, mérsékeltövi vizekben él. A többi tokfélével ellentétben ez a faj élete során kizárólag plankton szervezetekkel táplálkozik és elérheti a két métert. Értékesnek tartják ízletes húsáért és ikrájáért. A 80-as években importálták Lengyelországba, azonban nem vált közkedveltté. A lapátorrú tok szűrő táplálkozásának és gyors növekedési képességének köszönhetően kitűnően helyettesíti a pettyes busát. Az ökonómiai előnyök mellett, a szűrő halfajok jelenléte a tavakban intenzívebbé tesz tápanyagforgalmat és növeli a halbiomassza N és P retencióját, ami egyúttal csökkenti a tápanyagok kibocsátását a környezetbe.

7.1.2. A modul alapelvei A polikultúrás modul fejlett technológiája új lehetőségeket hozhat a jelenlegi ponty-tenyésztő tógazdaságoknak. A javasolt technológiában a lapátorrú tok a ponty polikultúrában helyettesítheti a pettyes busát. A polikultúrás állomány összeállítása mellett leírtuk a várható termelést, a gazdasági eredményeket valamint a lapátorrú tok termelési módszereinek gyakorlati tapasztalatait. A technológia nem igényel többlet beruházást az új halállomány beszerzésén kívül. Népesítés Összehasonlítottuk a hagyományos monokultúrás és polikultúrás népesítést két kísérleti állománnyal, melyet lapátorrú tokkal és szibériai tokkal kiegészítettünk ki. A népesítési szerkezetben minden táplálkozási spektrumú halfajból (tófenékről táplálkozó, szűrő táplálkozású és növényevő) azonos mennyiséget helyeztünk ki (24. táblázat). A kezeléseket (különböző halállományokkal) egy ismétlésben végeztük. A tavakba történő kihelyezés április végén történt, a tenyészidőszak 5 hónapig tartott.

Monokultúra

Compó polikultúrában

Ponty polikultúrában

Tok polikultúrában

-

30 kg/ha 500 g

30 kg/ha 500 g

30 kg/ha 500 g

Fehér busa (Hypophthalmichthys molitrix)

-

60 kg/ha 500 g

60 kg/ha 500 g

60 kg/ha 500 g

Pettyes busa (Aristichthys nobilis)

-

72 kg/ha 100 g

-

-

Lapátorrú tok (Polyodon spathula)

-

-

72 kg/ha 500 g

72 kg/ha 500 g

Compó (Tinca tinca)

-

45 kg/ha 250 g

-

-

Ponty (Cypriunus carpio)

150 kg/ha 250 g

105 kg/ha 250 g

150 kg/ha 250 g

-

Szibériai tok (Acipenser baerii)

-

-

-

150 kg/ha 250 g

Fajok Amur

(Ctenopharyngodon idella)

24. táblázat: A tervezett kísérleti népesítés a polikultúrás modulban (kezdeti biomassza és átlagos egyedi testtömeg)

47/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány Tavak Egy kétéves kísérletsorozatban vizsgáltuk a lapátorrú tok bevezetését pontytermelésre alkalmas földmedrű tavakban. A kísérleteket egy földmedrű tórendszerben végeztük Dél-Lengyelországban (18°45’E, 49°53’N). 2 A tavak egyenként 1 500 m –es nagyságúak és átlagos mélységük 1 m volt, így a becsült térfogat elérte az 3 1 500 m -t. A tavak teljes mértékben lecsapolhatóak voltak és vízellátásuk a Visztula folyóból történt. Trágyázás A tavak alaptrágyázására hetente karbamidot (46% N) és szuperfoszfátot használtunk (20% P). 147 kgN/ha és 25 kgP/ha tápanyag került kijuttatásra a termelési időszakban.

7.1.3. A kiválasztott SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése Haltermelés A ‘Polikultúra’ modulban az összes tesztelt alkalmazás közül a lapátorrú tok és ponty együttes népesítése eredményezte a legnagyobb halhozamokat. A kapott eredményeket a 25. táblázatban mutatjuk be. A lapátorrú tok biomassza gyarapodása körülbelül 30%-kal nagyobb a pontyénál, miközben a ponty növekedése lényegében azonos volt mind a monokultúrában, mind a lapátorrú tokkal kiegészített polikultúrában. A lapátorrú tok a ‘ponty polikultúrában’ és a ‘tok polikultúrában’ jelentős arányt képviselt a teljes halprodukcióban (8. ábra). Az alacsony ponty produkciót a ‘compó polikultúrában’ a nagy mortalitás okozta, ami a KHV (koi herpesz vírus) megjelenésével volt kapcsolatban. Azonban a pettyes busa biomasszája ebben a kezelésben csak 53% - a volt lapátorrú tok biomasszájának. A halbiomassza növekedés értékelését az egyes kezelések esetében a 9. ábrában mutatjuk be. A számításokhoz szükséges lengyelországi átlagos kiskereskedelmi árakat a 26. táblázat mutatja be. Feltételezve az árak pontosságát, a megtermelt lapátorrú tok értéke (egy idény alatti biomassza gyarapodás) megközelítőleg háromszor nagyobb, mint a többi polikultúrában nevelt faj esetében. Monokultúra

Compó polikultúrában

Ponty polikultúrában

Tok polikultúrában

amur

-

85 kg/ha; 95 %

100 kg/ha; 100 %

91 kg/ha; 100 %

fehér busa

-

65 kg/ha; 65 %

99 kg/ha; 70 % g

91 kg/ha; 70 %

pettyes busa

-

280 kg/ha; 83 %

-

-

lapátorrú tok

-

-

567 kg/ha; 65 %

488 kg/ha; 67 %

compó

-

24 kg/ha; 87 %

-

-

ponty

438 kg/ha; 95 %

49 kg/ha; 37 %

426 kg/ha; 65 %

-

-

-

-

102 kg/ha; 89%

Fajok

szibériai tok

25. táblázat: Előállított halbiomassza és megmaradási arány a Polikultúrás modulban

Fajok ponty

Ár (PLN/kg)

Ár (€/kg)

10,04

2,23

compó

13,30

2,95

szibériai tok

26,87

5,97

fehér busa

8,43

1,87

pettyes busa

8,43

1,87

lapátorrú tok*

26,87

5,97

busa 9,00 * egyéb tokfélék árából becsült érték (nincs elérhető adat)

2,00

26. táblázat: A halfajok átlagos kiskereskedelmi árai a polikultúrás modulban (PLN: lengyel zloty)

48/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

Hal biomassza (kg/ha)

1200 1000

amur 800

lapátorrú tok pettyes busa

600

fehér busa 400

szibériai tok compó

200

ponty 0 Ponty monokultúrában

Ponty polikultúrában

Tok polikultúrában

Compó polikultúrában

8.ábra: Átlagos halbiomassza a vizsgált népesítéseknél

4000

amur lapátorrú tok

3000

pettyes busa

(€/ha)

Termelési érték (€/ha)

5000

fehér busa

2000

szibériai tok compó

1000

ponty

0 Ponty monokultúrában

Ponty polikultúrában

Tok polikultúrában

Compó polikultúrában

9. ábra: A halbiomassza becsült értéke a vizsgált időszakban

A lapátorrú tokot a projekt elején extenzív körülmények között volt neveltük kiegészítő takarmányozás nélkül egy pontyos tóban. A halak kizárólag planktont fogyasztottak. A 10. 18. és 30. hónapban mért egyedi testtömegek értékeit a 10. ábra ábrázolja. Elsődleges termelés A legnagyobb átlagos nettó plankton produkciót (0,349 mgO2/l—óra) a ponttyal és lapátorrú tokkal népesített halastavakban mértük. Ez 53%-al nagyobb volt, mint a ponty monokultúrában. A különbséget a plankton összetétel megváltozása okozhatta, ami a lapátorrú tok táplálkozásának köszönhetően módosult. A lapátorrú tok nagyrészt zooplanktonnal táplálkozik. Ezért a jelenléte a halnépesítésben hatással van a plankton minőségi összetételére. A zooplankton fogyasztó magatartás kedvez az autotróf algák elszaporodásának, ennél fogva az elsődleges termelés mértékét is növeli. Ugyanakkor a tokos polikultúrás tóban a fenéküledék elégtelen felkeveredése miatt az elsődleges termelés 24%-al alacsonyabb volt a pontyos polikultúrás tavakéval összehasonlítva (11. ábra).

49/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

Elsődleges nettó produkció [mgO 2 /L·h]

10. ábra: A lapátorrú tokok egyedi testtömeg átlaga (±SD) három egymást követő évben

0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 Monokultúra

Ponty polikultúrában

Tok polikultúrában

Compó polikultúrában

11. ábra: Az elsődleges nettó produkció átlagai a vizsgált népesítésekben a kísérleti időszakban

Energia hatékonyság A tavi haltermelés energiaigénye elsősorban a halak szállításával és mozgatásával kapcsolatban jelentkezik. Az energiaigény nagyon farm specifikus és erősen függ a gazdaság nagyságától, a tavak kialakításától és a technikai felszereltségétől. Ezek a tényezők sokkal inkább befolyásolják az energiaigényt, mint az alkalmazott termelési technológia. Ezért nem számítottuk ki az energia hatékonyságot a vizsgált tavi haltermelő rendszerekre. Vízfelhasználás Az extenzív pontytermelés nagy mennyiségű vizet igényel, főként a tavaszi időszakban a tavak feltöltésekor. A vízfelhasználás l/kg termékben kifejezve tízszerese-százszorosa is lehet az intenzív haltermelésének. Azonban a tavi rendszerekben felhasznált víz nem kizárólag a haltermeléssel áll kapcsolatban. A nagy kiterjedésű víztestek nagyon fontos elemei a környezetnek, mivel hozzájárulnak a víz visszatartáshoz a helyi lecsapoló rendszerben és a vízkörforgásban. A polikultúrás modulban az összes tó ugyanabban a tórendszerben, egymással összeköttetésben, azonos klimatikus viszonyoknak volt kitéve. Ugyanazt a vízrendszert használtunk minden egyes alkalmazásban. Ezért az alábbi kalkulációkat a teljes tórendszerre végeztük, nem az egyes tavakra. A megfigyelt különbségeket az egyes kezelések között csak az eltérő halprodukció eredményezte. Vízfelhasználás: l/kg termékre 3 A legoptimálisabb állomány a polikultúrás modulban 8,4 m vizet igényelt 1 kg haltömeg előállításához. Ez 50/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány jelentős javulás a hagyományos monokultúrával szemben, ahol a kilogrammonkénti vízigény ennek duplája is lehet (27. táblázat). 3

m /kg Ponty monokultúrában Ponty polikultúrában

26,5 8,4

Tok polikultúrában

15,4

Compó polikultúrában

19,9

27. táblázat: Vízfelhasználás egységnyi előállított tömegre kifejezve

Elfolyóvíz kibocsátás: l/kg termékre Általában a tórendszerekből kibocsátott víz megegyezik a lehalászott tavak térfogatával. Mindamellett a termelési időszak alatti esőzésekkel a párolgás és a szivárgás okozta veszteségek pótlódnak. Az esőzések utáni kifolyás hozzáadódik a teljes kibocsátott víz mennyiségéhez. Ebben az esetben a tóból távozó víz a tápanyagtartalom tekintetében sokkal jobban hasonlít a tóvízhez, mint az esővízhez. Az elfolyóvíz kiszámításához a csapadék mennyiségét és a vizsgált rendszer térfogatát vettük figyelembe. A népesítéstől függően az értékek 13,81 és 3 43,65 m /kg között változtak (28. táblázat).

A tápanyag hasznosítás hatékonysága A tápanyagoknak 4 jelentősebb forrása volt a vizsgálati egységekben: •

Trágya (karbamid és szuperfoszfát) – a rendszerbe bekerült N ás P jelentős részét adta.

•

Befolyó víz – a tavak feltöltéséhez természetes vízfolyásokból származó vizet használtunk, amely tápanyagokat tartalmaz, az így bekerült tápanyagok mennyisége kevés, azonban nem elhanyagolható. A számításokhoz a tavak térfogatát vettük figyelembe.

3

m /kg Ponty monokultúrában

43,65

Ponty polikultúrában

13,8

Tok polikultúrában

25,4

Compó polikultúrában

32,8

28. táblázat: A kibocsátott víz térfogata egységnyi előállított termékre vonatkoztatva

•

A tófenéken lerakódó üledék – nagy mennyiségű tápanyag akkumulálódik a fenéküledékben, amely biológiailag hozzáférhető. Ez adja a N, de főként a P forrás nagy részét, mivel a foszfor műtrágyák nagy része a kihelyezés után megkötődik az üledékben. Azonban nem találtunk jelentős változást az üledék P és N tartalmában a polikultúrás egységben a termelést megelőző és azt követő időszakban. Az üledék tápanyagtartalmának növekedése +0,84% volt a N és +0,45% volt a P esetében. Az üledék foszfortartalmának növekedése 1,57 kgP volt hektáronként, miközben a hozzáadott műtrágya mennyisége 26,9 kgP/ha, az üledék a nitrogéntartalmának gyarapodása 19,35 kgN/ha volt, 159 kgN/ha hozzáadott műtrágya esetében. Így az üledéket nem vettük figyelembe a számításnál.

•

A csapadék és egyéb befolyások – külső, a tápanyagok nem követhető forrásai. A polikultúrás modulban a tavakba bekerülő csapadék mennyisége jelentős. Azonban a csapadék N és P tartalma nem került meghatározásra, ezért a számításokban sem szerepelnek.

A nitrogén fixáció – néhány cianobaktérium és baktérium képes a molekuláris nitrogént szerves vegyületté alakítani, amivel növeli az ökoszisztéma számára a biológiailag felvehető nitrogén mennyiségét. Bár ennek a folyamatnak a jelentősége nagyobb lehet a melegebb vizekben, az általunk vizsgált klimatikus viszonyoknál a nitrogén megkötés a trágyázáshoz viszonyítva nem jelentős, ezért a nitrogén fixációt nem vettük figyelembe a számításoknál. A tápanyag hasznosítási hatékonyság számításaihoz a trágyázással és a tófeltöltéssel kijuttatott tápanyagokat vettük alapul, mint egyedüli N és P forrást. A legjobb tápanyag visszatartási hatékonyság N esetében 20,9%, míg a P esetében 10,8% volt a ‘Polikultúrás’ népesítésben (29. táblázat). A denitrifikáció következtében fellépő nitrogén vesztességet és a N2 fixációt figyelmen kívül hagytuk. •

NITROGÉN VISSZATARTÁS BEVITEL kg/ha % Ponty monokultúrában Ponty polikultúrában Tok polikultúrában Compó polikultúrában

159,1 159,1 159,1 159,1

10,6 33,3 18,1 14,0

29. táblázat: Nitrogén és foszfor visszatartás a halbiomasszában

51/119

6,6 20,9 11,4 8,8

BEVITEL 30,9 30,9 30,9 30,9

FOSZFOR VISSZATARTÁS kg/ha % 1,1 3,3 1,8 1,4

3,4 10,8 5,9 4,6

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány A karbamid volt az egyetlen külső szénforrás a tórendszerben. A rendszerbe a trágyával bekerült szén, valamint a csapadékkal és egyéb vízbefolyásokkal esetlegesen bekerülő szerves szén vagy CO2 mennyisége elhanyagolhatóan alacsony volt, ezért nem vettük figyelembe. Feltételezésünk szerint a tórendszerben jelenlévő a szerves szén az elsődleges termelésből származott. A légkörből a vízbe kerülő CO2 volt a fő forrása a tóban keletkező szerves biomasszának. A szerves szén útja a tavi ökoszisztémában nagyon összetett és egy termelési időszakon belül is változó. A szerves szén mennyisége a víztestben a KOI értéke alapján számolható ki. Kibocsátott tápanyagok Egy megfelelően fenntartott tórendszerben nincs vízkibocsátás, valamint a tápanyagveszteség nem kedvező a termelési ciklus alatt. Ez vonatkozik az extenzív tavakra is, amelyeket a polikultúrás modulban alkalmaztunk. A teljes termelési ciklus során a tápanyagok csak szivárgással távoznak. A tápanyagok nagy része a lehalászáskor, a lecsapolás során távozik. A rendszerből távozó tápanyagok mennyiségét az adott tápanyagnak a tóvízben mért lehalászás előtti koncentrációja és a tavak térfogata Eltávozó tápanyagok alapján becsültük. kgN/kg hal kgP/kg hal A vízfelhasználás hatékonyságához 0,39 0,079 hasonlóan, az egységnyi haltermelésre eső Ponty monokultúrában tápanyag-kibocsátás tekintetében a Ponty polikultúrában 0,1 0,023 különbségek az egyes népesítések között, 0,22 0,045 főként az eltérő halhozamok miatt Tok polikultúrában 0,29 0,059 jelentkeztek. A tápanyagok koncentrációja Compó polikultúrában a távozó vízben jóval kevésbé volt felelős a különbségekért. Ebben az esetben, csak a 30. táblázat: Tápanyagveszteség az elfolyóvízben 1 kg megtermelt nitrogén és a foszfor értékeket becsültük halra vonatkoztatva meg (30. táblázat). Az egységnyi munkaerőre eső termelékenység Alapvetően a javasolt technológia (a lapátorrú tok bevezetése) nem változtat a haltermelés módszerein és felszereltségén. Tulajdonképpen, a polikultúrás modul kísérleti tavainak lehalászása során szerzett tapasztalatok szerint a lehalászáshoz javasolt a munkaerő növelése, főként a válogatáshoz. A polikultúrás állomány lehalászásához körülbelül 10%-kal több idő vagy munkaerő szükséges a monokultúrás tavakéhoz képest. A munkaerő mennyisége erősen függ az adottságoktól és a felszereltségtől, valamint az alkalmazottak számától és tapasztalatától. A lehalászandó tó nagysága vagy a tavak száma is fontos szerepet játszik.

7.1.4. Az alkalmazás előnyei és korlátai A polikultúrás modul főbb eredményei és a kísérletekből levonható következtetések: •

Az amerikai lapátorrú tok sikeres betelepítése, bevezetése egy pontyos tavi polikultúrában

•

A lapátorrú tok a pettyes busa hosszú távú helyettesítőjeként, az extenzív tavi pontytermelés számára lehetőséget teremt a halbiomassza növelésére

•

A lapátorrú tok magas piaci értéke növelheti a halgazdaságok jövedelmezőségét, kiváló minőségű termék előállításával

A szűrő táplálkozású halfajok jelenléte növeli a tápanyagforgalom intenzitását a tavakban, nagyobb a N és P retenciója a halbiomasszában, ezáltal csökken a tápanyagok felhalmozódása környezetben A lapátorrú tok termelésének korlátai:

•

•

A népesítőanyag magas költsége, ami 8 € körül mozog az egynyaras (~100 g) halak esetében (a szaporítás nehézségei miatt).

•

A termelési módszerekkel kapcsolatos korlátok: o A fiatal lapátorrú tokok könnyű zsákmányok a madarak számára, ezért a tavakat ajánlott hálóval fedni o Nagy sűrűségben és lehalászáskor körültekintő kezelést igényelnek, mivel nagyon érzékenyek o Az osztályozás és a válogatás alatt több férőhelyet és kiegészítő vízátfolyást igényelnek a fulladás megelőzésére

•

Az EU szabályozás korlátozza az idegen fajok bevezetését az akvakultúrában: ennek következtében a lapátorrú tok termelése a különböző EU tagországokban nehézségekbe ütközhet. Mindamellett az akvakultúra termékek növekvő kereslete az EU-ban erősítheti az olyan technológiák fejlesztését, 52/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány amelyek engedik az idegen fajok (köztük a lapátorrú tok) környezetre biztonságos termelését. Piaci kérdések: o A lapátorrú tok nem ismert faj az EU halpiacán o A nem ismert kereslet bizonytalan kiskereskedői árakat eredményezhet o Nagyon kevés az elérhető információ a termékfeldolgozásról és a termékminőségről A fent felsorolt témák további kutatásokat igényelnek. •

7.1.5. A kísérleti fejlesztés előnyei A lapátorrú tok bevezetése, a növényevő és planktonfogyasztó pontyfélék helyettesítésére és a jövedelmezőség növelésére is alkalmas a tavi haltermelő gazdaságokban. A lapátorrú tok, gyors növekedésének, értékes húsának és ikrájának köszönhetően úgy tűnik, kiválóan helyettesítheti a pettyes busát. Nagyobb biomassza gyarapodást biztosít magasabb piaci ár mellett, mint a többi szűrő táplálkozású faj. Az új fajok bevezetése bővíti a haltermelő tógazdaságok termékkínálatát, és versenyképessé válnak más haltermelőkkel szemben, azáltal, hogy egy nagyobb vásárlói igényt elégíthetnek ki.

7.2. Gyakorlati javaslatok és megállapítások a lapátorrú tok tavi polikultúrás népesítéséhez 7.2.1. A lapátorrú tok növekedése Megfigyeltük a lapátorrú tok növekedési képességét pontynevelő tavakban. A testtömeget és a mortalitást 24 hónapon keresztül követtük nyomon mindkét tenyészévben egészen lehalászásig. A halak kihelyezéskori átlagos testtömege a ~10 hónapos korban megközelítőleg 90 g volt, az első tenyészévben 2700 g-osra növekedtek. Mintákat vettünk a halakból a 2008-as teleltetés előtt a béltartalom megállapításához. A pontytól eltérően a lapátorrú tok belei plankton eredetű táplálékot tartalmaztak. Ez azt jelenti, hogy a pontyhoz képest hosszabb a táplálkozási időszaka. Ennek köszönhetően a lapátorrú tok a ponttyal ellentétben nem veszített a testtömegéből a teleltetés alatt.

7.2.2. A lapátorrú tok mortalitása A két éves időszak alatt, a lapátorrú tok halmozott átlagos mortalitása megközelítette az 50%-ot, ami hasonló a pontynál megfigyeltekkel. Azonban a lapátorrú tok telepítési értéke nagyobb a pontyéhoz viszonyítva, ezért komolyabb hatása van a haltermelő gazdaságok ökonómiai teljesítményére. Ezért, ez lehet az egyik fő korlátja a lapátorrú tok bevezetésének a tavi termelésben. A lehalászáskor, a termelési időszak és a teleltetés egy része alatt végzett megfigyelések alapján néhány gyakorlati javaslatot fogalmaztunk meg a lapátorrú tok elhullásának csökkentésére termelési körülmények között: •

A halászok a ponty kezeléséhez vannak hozzászokva, amely sokkal ellenállóbb hal, mint a lapátorrú tok. Ezért, rendkívül óvatosnak kell lenniük, amikor az új fajt „kézbe veszik”. Ezt figyelembe kell venni a háló kezelésekor, a válogatásnál és osztályozásnál egyaránt. A személyzetnek fogékonynak kell lennie az új fajok sajátságaira.

•

Különleges figyelmet kell szentelni a lehalászáskor a háló húzásakor és a tanyák kialakítására. A lapátorrú tok orra beakadhat a lehalászásnál használt húzóhálóba. A mozgásképtelen halak megfulladhatnak. Ajánlott olyan hálót használni, aminek a lyukmérete nem teszi lehetővé az orr beakadását.

•

A hosszú ideig tartó zsúfoltság más fajokkal együtt a húzóhálóban a lapátorrú tok fulladásához vezethet. Ez különösen fontos, ha szünet van az egymást követő szállítások között.

•

A lehalászás után a halakat friss vízben kell tartani, hogy megtisztuljon az üledéktől eltömődött kopoltyú. A megfigyelések szerint a lapátorrú tok hosszabb idő alatt heveri ki a lehalászást, mint a ponty vagy pettyes busa. Emellett, több helyre van szüksége, hogy úszhasson, mivel nem mozgatja a kopoltyúfedőjét a kopoltyún való vízátfolyás biztosítására. Így, speciális figyelmet igényel a kopoltyútisztítási folyamat.

•

A megnyúlt alakú rostruma miatt nem rakható a legtöbb kézi hálóba, mivel kárt tehet a rostrumában és a kopoltyújában. Ajánlott olyan hálót használni, ami megfelelő méretű és megóvja a testi vagy kopoltyúsérülésektől.

•

A fiatal lapátorrú tok könnyű zsákmány a hallal táplálkozó madaraknak. Ezért a 300-500 g-os lapátorrúakkal népesített tavakat védeni szükséges a tó fölé kifeszített hálóval vagy szalaggal.

53/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

7.2.3. A polikultúrás népesítés hatása a tápanyagforgalomra A szűrő táplálkozású halak jelenléte fokozza a tavi ökoszisztéma elsődleges termelését. A nagyobb tavi produktivitás következtében és az egymást át nem fedő táplálkozási spektrumú fajok népesítése majdnem háromszor annyi hozamot eredményezett a polikultúrás rendszer, mint a monokultúra. Megfigyelhető volt a különböző népesítési összetétel hatása a vízkémiai és fizikai paraméterekre a planktonszervezetek termelésével összefüggésben, például az átlátszóság és klorofill koncentráció esetében. Ugyanakkor az oldott oxigén átlagos koncentrációja a monokultúrás tavakban alacsonyabb volt és jobban változott, mint a többi népesítés esetében. A szűrő táplálkozású fajok jelenléte csökkenti a zooplankton abundanciáját, és így az autotróf algák túllegelésének kockázatát, melyek az oxigéntermelésért és egyúttal az elsődleges termelésért felelősek. A ponty táplálkozási viselkedése az üledék hatékony reszuszpenzióját okozza, így a tápanyagok az üledékből bekerülnek a vízbe. Mivel nem volt más tenyésztett állomány a rendszerben, egyedül a halbiomassza-gyarapodás felelős az egyes népesítések között megfigyelt különbségekért. A fel nem használt biogén összetevők túlnyomó többségben a tófenéken ülepednek ki. Aztán a tó lehalászásakor felkeverednek, és a lecsapolt vízzel (mechanikai reszuszpenzió) kikerülnek a tóból, ami végül hozzájárul a természetes vizek eutrofizációjához. A polikultúrás népesítés jobb tápanyag hasznosítása nem szünteti meg, de drasztikusan csökkenti ezt a jelenséget.

7.2.4. Gazdasági megfontolások A lapátorrú tok bevezetése a hagyományos tavi termelésbe, amely a pontytermelésen alapul, egy lehetséges megoldás a halgazdaságok jövedelmezőségének fejlesztésére. Mivel a technológiai paraméterei a lapátorrú tok húsának hasonlóak a többi tokféléhez, feltételezhető, hogy a vásárlók hasonlóan értékelik, és várhatóan az ára emelkedni fog. Emellett, a lapátorrú tok, amennyiben az ivarérésig tartják, nagyon drága és értékes ikrát (kaviárt) biztosít. A tesztelt - lapátorrú tok, ponty, fehér busa és amur összetételű - polikultúrában kiegészítő takarmányozás nélkül és kizárólag trágya hozzáadásával, a gabonával takarmányozott (búza és kukorica) ponty monokultúra biomassza gyarapodásához hasonló eredményeket értünk el. A takarmányozási költségek elhagyásával és az előállított halak értékének növelésével, szignifikánsan nagyobb bevétel érhető el, mint a hagyományos monokultúrában. A megnövekedett munkaerőigényt, mely főként lehalászáskor jelentkezik, szintén figyelembe kell venni egy polikultúrás telep gazdasági méretezésénél. Több munkaórára van szükség a lehalászáskori gondosabb válogatáshoz. Kiegészítő berendezések és felszereltség szükséges a halászathoz, mozgatáshoz, szállításhoz és tározáshoz a lapátorrú tok számára.

7.2.5. Javasolt népesítés A kísérleti megfigyelések eredményei alapján a lapátorrú tokkal kiegészített népesítés ajánlható. Az alábbiakban találhatóak javaslataink egy fél-intenzív, ponty nevelésére alkalmas, földmedrű tó népesítéséhez, ahol nincs kiegészítő takarmányozás és a trágyázás a mezőgazdaságban alkalmazott trágyákkal történik. •

A használt fajok különböző korosztályai alkalmazhatóak, viszont néhány alapvető követelményt teljesíteni szükséges.

•

A fenéküledék hatékony reszuszpenziója, ami biztosítja a tápanyagok vízoszlopba kerülését, megfelelő mennyiségű alzatról táplálkozó halbiomasszát és egyedi testtömeget igényel. Így, csak a kétnyaras és háromnyaras ponty népesítése ajánlott.

•

A népesítési sűrűséget a tervezett trágyázási intenzitás és a tó termőképessége alapján ajánlott számítani. A becsült ponty biomassza 450 kg/ha egy 40 kgP/ha és 240 kgN/ha dózissal trágyázott tóban egy termelési időszakban.

54/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány •

A népesítési sűrűséget és az egyedi testtömeget a lehalászáskor tervezett egyedi testtömegnek megfelelően kell meghatározni. Hasonló szabályokat alkalmazzunk, mint egyéb pontyfélénél, a korosztályoknak megfelelően.

A lapátorrú tok biomassza gyarapodása 600 kg/ha körüli és az egyedi testtömeg 1750 g várható a második és 3500 g a harmadik termelési ciklusban. A lapátorrú tok népesítési sűrűségét a 31. táblázatban a kísérletben megfigyelt növekedési teljesítmény alapján adtuk meg. Az értékek nem a termelési körülmények között maximálisan elérhető növekedési képességet mutatják A fenti a javaslatokon alapuló halnépesítési terv egy példáját mutatja be a 31. táblázat. •

Fajok

Becsült biomassza gyarapodás

Várt végső egyedi testtömeg

Kezdő tömeg

Népesítési sűrűség

[kg/ha]

[kg/egyed]

[kg/egyed]

[egyed/ha]

400

0,3

0,05

1 600

400

1,2

0,2

400

Ponty Lapátorrú tok Fehér busa Amur 31. táblázat: tervezéséhez

600

1

0,1

667

600

2

1

600

600

3

2

600

70

1,5

0,5

70

70

0,5

0,1

175

100

1,5

0,5

100

100

0,5

0,1

250

Példa

a

halállomány

népesítési

sűrűségének

7.2.6. A lapátorrú tok bevezetésének fő korlátai A lapátorrú tok bevezetésének számos előnye mellett, néhány korlátozó tényezője is van: •

Jelenleg Lengyelországban a lapátorrú tokot nem szaporítják kereskedelmi méretekben. A népesítéshez szükséges állomány importból szerezhető be, megtermékenyített pete vagy ivadék formájában. Ez a fő oka a népesítés magas költségének. Az árak 8 € körül változnak 100 g-os hal esetében. Mindemellett, a szaporítási eljárás fejlesztésére már jelentkezett néhány lengyel halgazdálkodó. Amint a lapátorrú tok szaporítása kereskedelmi méretekben is megvalósul, az ára jelentősen csökkeni fog. Az EU-n belül, sikeres szaporításról számoltak be Csehországban és Romániában.

•

A termelési módszerek korlátai: az új fajok bevezetése új módszereket igényel, főként a halak kezelésében és a dolgozók képzésében. A főbb javaslatokat a későbbi fejezetekben részletezzük.

•

A lapátorrú tok egy idegen faj Európában. Az EU törvényhozása korlátozza az új fajok bevezetését az akvakultúrában. Ezért, a lapátorrú tok termelése az EU különböző tagállamaiban nehézségekbe ütközhet. Emellett, az EU direktívák nyújtanak bizonyos szabadságot a tagországoknak az elfogadásra. Fontos tény, hogy más Lengyelországban termelt fajok és más EU tagországokban termelt fajok is faunaidegennek számítanak a direktíva szerint. A polikultúrás modulban használt fajok között egyedül a compó számít őshonos fajnak. Mindamellett az akvakultúra termékek növekvő kereslete az EU-ban ösztönözheti az olyan technológiák fejlesztését, amelyek megengedik az idegen fajok (köztük a lapátorrú tok) környezetre biztonságos termelését.

•

Felvetődött néhány piaccal kapcsolatos kérdés. A lapátorrú tok nem ismert faj az EU halpiacán. Ez főként Lengyelországra vonatkozik, de nem kizárólagosan. A hosszú rosztrum miatt a lapátorrú tok érdekes lehet az emberek nagy része számára, de nem feltétlenül praktikus a konyhai előkészítésnél. Az élő vagy csak tisztított halak eladása nem tűnik megfelelő választásnak a halak piaci bevezetéséhez. A lapátorrú tok általános megítélése csökkenheti a keresletét és az értékét. Emellett csekély, de állandó kereslet várható az egész halakra.

•

A lapátorrú tok kiskereskedelmi ára erősen függ a népesítési költségektől és a vásárlói megítéléstől. Bár az ára várhatóan közel áll majd a többi tokféle áraihoz, mert a húsminősége is hasonló.

•

A lapátorrú tokok többsége, mint feldolgozott hal ajánlható, viszont bizonyos technikai nehézségek várhatóak a szokatlan alakja miatt. Nincs vagy nagyon kevés az elérhető információ a lapátorrú tok feldolgozásáról és a végső termék minőségéről. Nincs tudományos ismeret a polcon tarthatóságáról és vásárlói preferenciákról.

•

A vásárlók növekvő tudatossága a haljólétre vonatkozóan komoly kérdést jelent. Az egyes fajoknak eltérő környezeti igényei vannak. Emellett a kísérlet alatt a lapátorrú tok nagyon jó növekedést mutatott, de a halastó nem az eredeti élőhelyük. Potenciális veszélyt jelent, hogy a pontytermelő tavak környezeti feltételei szuboptimálisak a lapátorrú tok számára. Ugyanígy problémát jelent a lapátorrú tokok szállítása és kezelése. Ezek a témák további kutatásokat igényelnek.

55/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

7.3. A mezőgazdasági eredetű hulladék tápanyagok használata a tavi haltermelésben: Kaszkád modul Lengyelországban 7.3.1. Az esettanulmány általános leírása A mezőgazdaság fejlődő specializálódása monokultúrás állattartást eredményezett Közép-Európában, mely nem foglalkozik a felhasználatlan tápanyagok hasznosításával. Így, a kibocsátott vagy helyben használt trágya gondot jelenthet a törvényi és a technikai korlátozások miatt. Ennek megfelelően, az alacsony költségű, fenntartható, környezetbarát és könnyen megvalósítható módszerek, amelyek hasznosítják a trágyát, rendkívül hasznosak. A halastó egy ökoszisztéma, ami nagyon változatos környezeti elemekből áll, sok biokémiai folyamatnak kedvez, s ezt a halak táplálkozási tevékenysége is elősegíti. Ez lehetővé teszi a szerves anyag olyan összetevőkké alakítását, amelyek bekerülve a tavi táplálék hálózatba növelik az elsődleges termelést és végső fokon a halbiomasszát is. Az energia és a tápanyagok forrása lehet egy állattartó telepről származó hígtrágya. Egy állattartó telep összekapcsolása halastavakkal vagy valamelyik elemével, egy lépés a magasan fejlett és kívánt integrált mezőgazdaság felé. A gazdaságon belül előállított erőforrások felhasználása ugyanabban a gazdaságban fontos eleme a fenntarthatóságának. Javasolt megoldás főként olyan kisebb állattartó telepek számára ajánlható, melyek organikusak vagy szeretnék a fenntarthatóságukat növelni. Egy a halastavakból épült átfolyóvizes rendszer, mely friss vízzel ellátott, nagy mennyiségű nitrogént, foszfort és szerves anyagot képes hasznosítani. A rendszer ezeknek a vegyületeknek jelentős részét visszatartja vagy gázokká alakulnak át. A teljes kibocsátott tápanyag mennyiség a termelési ciklus folyamán kevesebb, mint a bekerült mennyiség. Az ökológiai előnyök mellett a halprodukció további bevételi forrást jelenthet.

A Zooplankton egység

ZOOPLANKTON EGYSÉG

POLIKULTÚRÁS EGYSÉG „C”

XXXXX HÁLÓ XXXXX XXXXX HÁLÓ XXXXX SZŰRŐ EGYSÉG „B”

„TISZTÍTÓ” EGYSÉG „D”

VÍZ

A rendszer részei

VÍZ

A modul négy tórészből épül fel, melyek sorban vannak összekötve és friss vízzel ellátottak, amely részt vesz tápanyagok szállításában. A tápanyagok és az energia kizárólagos forrása a hígtrágya és a víz. Ezek a vegyületek a típusuktól függően (ásványi vagy szerves) alkalmasak a biomassza növelésére a kaszkád rendszer megfelelő részeiben. A tórendszer egyes részei hasznosítják a tápanyagokat a különböző ökológiai folyamatokon keresztül. Az átfolyóvizes rendszert egy pontynevelő halastóra építettük. A kísérlet két megegyező földmedrű tóból épül fel, melyek sorban vannak kötve egy csővezetékkel (35 m hosszú, Øbelső 15 cm) és a teljes terület 0,3 ha. Az egyes tavak további két részre vannak osztva egy hálóval (3x3 cm), ami négy egységet eredményez (lásd 12. ábra). Az egyes egységek különböző feladatot látnak el az épített kaszkád rendszerben (lásd 32. táblázat).

TRÁGYA

7.3.2. A modul alapelvei

12.ábra A kialakított kaszkád rendszer Leírás

• • • •

Az egység trágyával ellátott A szerves anyag a trágyából származik, amely a fő energiaforrás a zooplankton és bakterioplankton fejlődéséhez Nincs halnépesítés 33% -a a teljes rendszer területének

•

Szűrő táplálkozású halakkal van benépesítve, amelyek az A egységben termelődött planktont hasznosítják 17% -a a teljes kaszkád területének

C Polikultúrás egység

• • •

Polikultúrás népesítés: ponty, pettyes busa, fehér busa és amur A tápanyagok és a halak az A egységben fejlődő planktonok hasznosításához 25% -a a teljes területnek

D Ülepítő egység

• •

A C egység lebegőanyagának ülepítésére szolgál 25% -a a teljes kaszkád rendszernek

B Szűrő egység

•

32. táblázat: A kaszkád rendszer megfelelő egységeinek szerepe

56/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány A tavak friss vízzel való ellátottságának átlagos 3 átfolyási rátája 4,23 l/s/ha (15,3 m /h/ha) volt. A rendszer hetenként kétszer szarvasmarha hígtrágyát kapott. A trágyát a Zooplankton egységbe adagoltuk folyamatos vízellátás mellett. A rendszer működési időszak alatt 25 3 3 m /ha hígtrágyát kapott (7,5 m kaszkádonként), amely megfelel 571 kg/ha-szárazanyagnak. A kapott tápanyagok mennyisége a kaszkádokban a termelési ciklus alatt a 33. táblázatban található.

Összetevő

Forrás Trágya [kg/ha]

Víz [kg/ha]

Összes [kg/ha]

C

402,5

144,3

546,8

N

39,7

78,2

117,8

P

16,3

1,1

17,4

33. táblázat: A kaszkád rendszer trágyával és vízzel kijuttatott tápanyag terhelése

A kísérletekben használt trágya fő jellemzői A tápanyagok és az energia hatékony biomasszává alakításához könnyen biodegradálható szervesanyagforrás szükséges. Különböző típusú állati trágyák vannak használatban a halastavakban évszázadok óta, mint tápanyagforrások a haltermelés számára, aminek számos oka van: (1) viszonylag olcsó, (2) könnyen beszerezhető, és (3) megfelelő a különböző polikultúrákban. Továbbá a szántóföldön való elhelyezést mostanában Paraméter Egység Érték korlátozzák a nemzeti szabályozások. Száraz anyag (DM) [%] 8,0 A legtöbb halastó Lengyelországban a vidéki területeken, a sűrűn elhelyezkedő mezőgazdasági állattartó telepek közelében Összes nitrogén (N) [%DM] 0,48 van, ahol a folyékony hígtrágya a fő mezőgazdasági hulladék, Összes foszfor (P) [%DM] 0,15 amely gondot okozhat, kivéve ha hasznosításra kerül. A sertés és szarvasmarha hígtrágya tavi haltermelésben való Kálium (K) [%DM] 0,26 felhasználása energia és tápanyagforrásként a zooplankton 3 BOI5 [gO2/dm ] 5,0 számára megfelelőnek tűnik. Az összes, a kaszkád 3 KOI [gO2/dm ] 14,0 kísérletekhez kiválasztott trágya összetételét megadtuk a 34. táblázatban. Viszont, a hígtrágya összetétele és minősége 34. táblázat A szarvasmarha/sertés (~50/50) változhat egy termelési cikluson belül is a fajoktól, a koruktól és keverék hígtrágya összetétele nagyságuktól függően, valamint a tápláléktól, a vízfogyasztástól és a környezeti tényezőktől. Így a felhasznált trágya analízisét szükséges sűrűn megismételni az alkalmazás során.

7.3.3. A kiválasztott SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése A Kaszkád modult két egymást követő évben vizsgáltuk. Emellett, az előzetes adatok elemzése megmutatta a 2007-ben épített rendszer gyengeségeit, így a rendszert 2008-ban átalakítottuk. Mindkét időszakban a két párhuzamos kaszkád rendszer üzemelt, hogy megfelelő minőségű adatokhoz juthassunk. A termelési ciklust 5 periódusra bontottuk (mindegyik 4 hét) május 12-től kezdődően. A trágyát csak az első 4 periódus alatt juttattuk ki. A fényviszonyok és a hőmérséklet csökkenése az utolsó periódusban nem engedte a további szerves anyag bevitelét, ami az oxigén csökkenéséhez vezethetett volna. Vízfelhasználás A vízbevetés célja a tápanyagok szállítása volt a kaszkád egységek között, a haltermeléshez nem volt 3 szükséges. A haltermelés vízbevitel igényét már előzőleg kiszámoltuk, ami megközelítette a 66,9 m /kg-ot. Elfolyó víz: l/kg termék Az elfolyóvíz számításánál ugyanaz az alapelv érvényesül, mint amit a fentiekben használtunk. A különbség a beviteli és az elfolyóvíz eredmények között az elszivárgó víz, az evapotranspiráció és a csapadék. A 3 kibocsátott víz mennyisége 44,07 m /kg halra vonatkozóan. Energia hatékonyság A kísérleti rendszerben nem használtunk energiát a kaszkádok fenntartásához. Az egyetlen energiát igénylő folyamat a halak szállítása volt a termelési ciklus elején és végén. Ezen kívül a gazdaság berendezéseinek fenntartása igényelt energiát. A bevezetett energia teljes mértékben eloszlott és nem kerül be közvetlenül a termelésbe. Abban az esetben, ha a rendszert nem tudjuk gravitációs úton ellátni vízzel, szivattyú szükséges a víz keringetéséhez a kaszkádok között. Ez esetben a víz visszaforgatásához szükséges energiamennyiség miatt jelentős költségek jelentkezhetnek a rendszer működtetéséhez. Haltermelés A rendszer úgy van megtervezve, hogy elsősorban a hulladék tápanyagokat hasznosítsa. A haltermelés a 57/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

Hal biomassza növekedés [kg/ha]

kaszkád rendszerben egy kiegészítő, de fontos tevékenység. A rendszer képes jelentős halbiomassza előállítására. Bár számos változó van a teljes nettó halhozam 380 kg/ha-ra becsülhető. A hozam megoszlása (egy termelési ciklus biomassza növekedése) a halfajokra vonatkozóan a 13. ábrán látható. 400 350 300

szibériai tok

250

lapátorrú tok ponty

200

pettyes busa

150

fehér busa amur

100 50 0

Termelt halak 13. ábra: A kutatási modulban kapott halbiomassza növekedés

Tápanyaghasznosítási hatékonyság: kg visszatartott tápanyag (N, P, KOI) termék/kg tápanyag ráfordítás [%] A kaszkád rendszer fő célja a tápanyagok visszatartása volt. A nitrogén, a foszfor és a szerves szén két fő tápanyag forrását vettük figyelembe a számításokhoz: •

Friss víz bevitel – a rendszer folyamatosan el van látva vízzel a folyóból. A kísérlet ideje alatt (20 hét) a vízellátással együtt jelentős mennyiségű tápanyag is került a rendszerbe. Összesen 424 kgC/ha (szerves C), 39,7 kgN/ha és 16,3 kgP/ha került a tavakba 20 hét alatt a vízpótlással.

•

Trágya adagolás – hetente kétszer trágyáztak, ami a nitrogén fő forrása volt. Összesen 78,1 kgN/ha és 1,1 kgP/ha került a kaszkád rendszerbe a kijuttatott trágyával.

Nitrogén fixáció – mint a polikultúrás modul esetében, ezt a N forrást nem vettük figyelembe a számításoknál. A kaszkád modul alapvető funkciójának köszönhetően, a tápanyagok visszatartása a halbiomasszában és az egész kaszkád rendszert tekintve jelentős volt. A tápanyagok visszatartását csak a nitrogén és a foszfor esetében vettük figyelembe a halbiomasszában. Bár a trágya jelentős mennyiségű szerves szenet vitt a rendszerbe, nem ismert, hogy mennyi volt a halhozam-gyarapodás az ezen fejlődött zooplankton és bakterioplankton fogyasztásának köszönhetően. A hal biomasszába beépült szerves anyag főként az elsődleges termelésből származik. A nitrogén és a foszfor mennyiségét a lehalászott halakban összehasonlítottuk a teljes bevitt mennyiséggel. Kizárólag a nitrogén és a foszfor retencióját számoltuk ki a halbiomasszában. (35. táblázat). •

Bekerült tápanyagok mennyisége (kg/ha—időszak) víz trágya összesen

Visszatartott tápanyagok mennyisége kg/ha %

Nitrogén

39,7

78,1

117,8

10,4

8,8

Foszfor

16,3

1,1

17,4

1,0

5,8

35. táblázat: A halak tápanyag hasznosítási hatékonysága a kaszkád rendszerben

A teljes termelési periódus alatt jelentős volt a kaszkád rendszer által visszatartott tápanyagok mennyisége. A rendszerbe bekerült tápanyagokhoz képest kevesebb tápanyag került ki a rendszerből. A rendszerbe bekerült és távozott szervesszén-, nitrogén- és foszfor-terheléseket a működési időszak négyhetes periódusaira (I-től IV-ig) bontva mutatjuk be (összesen 16 hét):

58/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

14. ábra: Szervesszén-terhelés a kaszkád rendszerben

15. ábra: Nitrogénterhelés a kaszkád rendszerben

16. ábra: Foszforterhelés a kaszkád rendszerben

59/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány A tápanyag visszatartást a rendszerbe bekerült összes tápanyagok (vízellátással és a trágyázással) és kikerült tápanyagok (a működési időszak alatt az elfolyóvíz tápanyag-koncentrációja) mennyiségének különbségéből becsültük (36. táblázat).

paraméterek

terhelés

visszatartás

[kg/ha]

kg/ha

%

C

571,61

291,44

50,99

N

117,85

88,72

75,28

P 17,33 8,64 49,86 Kibocsátott tápanyagok A kaszkád rendszerbe folyamatosan történt a 36. táblázat: A vízzel és a trágyázással a kaszkád vízbevezetés, így magas volt az összes rendszerbe bekerült és a visszatartott C, N, és P mennyiségek tápanyagterhelés. Így a jelentős mértékű nitrogén visszatartás ellenére is az 1 kg halhozamra eső tápanyagterhelés a nitrogén esetében 0,125 kg, a foszfor esetében pedig a 0,018 kg volt.

Tápanyagok hasznosítása haltáplálékként (%): a másodlagos termékekben visszatartott tápanyagok és a bekerült tápanyagok aránya Ebben a kutatási feladatban növények járulékos termesztését próbáltuk ki. Azonban a vizsgálat technikai okok miatt meghiúsult. A kísérletekre használt tó tulajdonságai a nem kívánt növényfajok fejlődésének kedveztek. Habár a hasznosítható növények termesztését, amelyeket in situ használhatóak, lehetségesnek találtunk. Az Azolla (vízi páfrány) termelése a növényevő halak takarmányaként, mint alternatív nitrogénforrás is figyelembe vehető. A munkaegységre eső termelés növelése A kaszkád rendszer bevezetése többlet munkaigényt tesz szükségessé a rendszer fenntartásához (az aratást is ideszámítva). A rendszer nem javítja a termelékenységet (az egy munkaórára jutó termelés mennyiségét).

7.3.4. Az alkalmazás előnyei és korlátai A kaszkád rendszerrel kapcsolatos kutatás eredményeként megszületett egy környezetbarát technológia, amelyben a mezőgazdaság egyéb ágazataiból (szarvasmarha- és sertéstenyésztésből) származó szerves hulladékokat hasznosíthatjuk. A rendszer alkalmazásának jelentősebb korlátai: •

Vízigény – A rendszer működtetése jelentős vízmennyiséget igényel a tápanyagoknak a rendszer elemein keresztül történő szállításhoz. A természetes vizekből a vízkivételt és a kibocsátást néhány országban korlátozhatják, különösen akkor, ha csak a tápanyag kibocsátást (bruttó tápanyagkibocsátás) veszik figyelembe, a tápanyagbevitel és a kibocsátás különbsége (nettó tápanyagkibocsátás) helyett.

•

A megtervezett rendszer megfelelő működtetése körülbelül 7 hónapra, a tavasztól őszig terjedő időszakra korlátozódik, amikor a vízhőmérséklet és a napsugárzás is elegendő a hidrobiológiai folyamatok megfelelő szintű fenntartásához.

7.3.5. A kísérleti fejlesztés előnyei •

A tavi kaszkád rendszer az integrált állattenyésztő telepek multifunkcionális egységeként működhet.

•

A rendszer lehetőséget biztosít a szennyvízkezelés költségeinek csökkentésére egy szabályozott tavi ökoszisztéma segítségével.

•

A javasolt technológia csökkenti a gazdaságok negatív környezeti hatását.

•

A megtervezett rendszerben extenzív módon, a szennyező tápanyagok felhasználásával lehet halat termelni.

•

A természetes hozamon nevelt halaknak jobb lehet a minősége és ezt a fogyasztók is jobban elismerhetik (lásd az 5. fejezetet).

•

A kaszkád rendszer használati előnyein túl a tavi rendszer kiépítése és fenntartása gazdagítja a természetes környezetet különböző szinteken: biodiverzitás, talajvízszint kiegyenlítés vagy többlet vízvisszatartás. A tavak révén a gazdálkodó a környezeti értékekkel kapcsolatos EU-s vagy nemzeti támogatásokra szerezhet jogosultságot. A kaszkád rendszer tavait horgászatra is lehet hasznosítani, így a gazdaság számára kiegészítő jövedelmet biztosíthatnak.

60/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány

7.4. Esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: a kaszkád rendszer tervezése 7.4.1. Célcsoport és technológiai feltételek Ez a megoldás elsősorban a kisebb méretű, biogazdálkodást folytató állattenyésztő telepeknek és/vagy az olyan gazdaságoknak ajánlott, amelyek növelni akarják a termelés fenntarthatóságát, és lehetőségük van az együttműködésre tavi haltermelést folytató gazdasággal. Kifejezetten az olyan szarvasmarha- és/vagy sertéstenyésztő gazdaságok számára, amelyek keletkező trágyát összegyűjtik és érlelik is. Azoknak a gazdaságoknak, amelyek ezt a technológiát alkalmazni kívánják rendelkezniük kell tavakkal vagy egy tórendszer kiépítésének és a vízellátás lehetőségével. A rendszer területigénye nagy, 1 ha tófelületre van szükség 150 kg szerves szén feldolgozásához. Ezzel együtt a rendszer vízellátását úgy kell beállítani, hogy a víz tartózkodási ideje körülbelül 45 nap legyen.

7.4.2. Tervezési paraméterek •

A vizsgált rendszert úgy terveztük meg, hogy egyesítse a tavi haltermelés előnyeit az állattenyésztő gazdaságok trágyahasznosítási szükségletével.

•

A rendszer négy sorba kapcsolt tóból áll, amelyek folyamatos vízbevezetést igényelnek, amely szállítja a tápanyagokat a rendszer elemei között.

•

A tápanyagok és szerves anyag forrása a hígtrágya és a bevezetett víz volt. Ezeknek a tápanyagforrásoknak köszönhetően – függően a tulajdonságaiktól (ásványi vagy szerves vegyületek), – jön létre a biomassza gyarapodás a kaszkád rendszer különböző részeiben.

•

A tórendszer minden egyes részében más-más folyamatok a meghatározóak, minden egységben a tápanyagok különböző táplálkozási szinteken hasznosulnak.

• Ha a plankton termelés a kaszkád bizonyos részeiben nő, akkor nő a halak tömege is. A kaszkád rendszer optimális működéséhez négy különböző területű és funkciójú rész szükséges. Az egyes részek esetében a megadott viszonylagos méretekhez képest csak kisebb eltérések javasoltak. Nincs általános korlátozó tényező az egyes részek méretével kapcsolatban, habár a nyújtott elrendezés előnyös a vízrendszeren belüli áramlásának biztosításához. A rendszert két vagy három tó alkothatja, azonban az első tóban célszerű a zooplankton és a szűrő egységet A. együtt elhelyezni, ezt a két egységet csak egy hálóval kell elválasztani, amely biztosítja a zooplankton átjutását. A kaszkád rendszer ajánlott elrendezését a 17. ábra szemlélteti. A rendszer további részeit nem szükséges közvetlenül egymás után elhelyezni. A B és C szakasz, illetve a C és D szakasz összekapcsolására csővezetékeket is használhatunk. Az egyes szakaszok különböző forrásokat hasznosítanak, és különböző szerepet töltenek be a kaszkád rendszerben. B. 17. ábra: A kaszkád rendszer lehetséges elrendezései: A- két tóból álló rendszer; B- három tóból álló rendszer

61/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány A szakasz – Zooplankton egység: Közvetlenül ebbe a részbe vezetik be a vizet és a trágyát. A víz tartózkodási ideje (HRT) ebben az egységben két hét. Ez az időtartam elegendő a zooplankton fejlődéséhez. A zooplankton és a bakterioplankton közvetlenül a trágyázással a tóba kerülő szerves anyagokkal táplálkozik. A trágyából származó biogén anyagok, a bevezetett víz vagy a tófenéki üledék fenntartja az elsődleges termelést, a nagy mennyiségű zooplankton azonban gátolja a fitoplankton fejlődését. Emiatt a nettó elsődleges termelés minimális vagy negatív. Ez a legfőbb korlátozó tényező a trágya használata során. A víz mólban kifejezett oldott oxigéntartalmának, a trágyával bejuttatott szerves szén mennyiségéhez képest legalább a kétszeresének kell lennie, hogy az aerob feltételeket fenn lehessen tartani a tóban. A zooplankton egységben haltelepítés nem történne, azonban kisebb (néhány tucat kg/ha mennyiségben) fenéken táplálkozó halak nevelése megengedett. Mivel a halak nem keverhetik fel újra az üledéket, ezért pontyféléket nem szerencsés telepíteni, szemben a fiatal tokokkal (<50 kg/ha, 1-3 éves korcsoport). Az amur 100 kg/ha-nál kisebb mennyisében telepítve a vízinövények növekedésének szabályozására alkalmas. B szakasz – Szűrő egység: Ez az egység elsősorban szűrő táplálkozású halfajokkal telepített. Az „A” részben fejlődött plankton a vízáramlással ebbe az egységbe kerül, így a planktonfogyasztó halak hasznosíthatják. Lapátorrú tok és/vagy szűrő táplálkozású pontyfélék telepítése javasolt. 150 kg/ha tömegű lapátorrú tok vagy pettyes busa és 150 kg/ha sűrűségben telepített fehér busa képes megfelelően hasznosítani az ebbe a részbe kerülő plankton biomasszát (az ajánlott egyedi súly: 0,5–3 kg). Ezt az egységet az „A” résztől csak egy hálóval kell elválasztani, ami lehetővé teszi, hogy a plankton átjuthasson ebbe a részbe. Csővezetékek használatával csökken az átjutás esélye.

A rendszer részei

A rendszer leírása

A Zooplankton egység

•

Trágyázott egység

•

A szerves anyagot a trágyázás biztosítja, ami a zooplankton és a bakterioplankton fejlődésének fő energiaforrása

B Szűrő egység C Polikultúrás egység

D Ülepítő egység

•

Nincsen halasítás

•

A teljes rendszer területének 33%-a

•

Szűrő táplálkozású halakkal telepített, amelyek az „A” egységben képződött planktont hasznosítják

•

A teljes rendszer területének 17%-a

•

Polikultúrás népesítésű (ponty, pettyes busa, fehér busa és amur)

•

Az „A” egységben képződött plankton és tápanyagok hasznosítása

•

A teljes rendszer területének 25%-a

•

Úgy működik, mint egy ülepítő tartály, ahol a „C” részből érkező lebegőanyagok kiülepedése megtörténhet

•

Az egész rendszer területének 25%-a

36. táblázat: A kaszkád rendszer elemeinek leírása

C szakasz – Polikultúrás egység: A rendszernek ez a része felelős a megelőző egységekből érkező biogén vegyületek hasznosításáért, melyek a kizárólagos külső nitrogén- és foszforforrást jelentik. A ponty, mint domináns faj serkenti a tápanyagáramlás sebességét és az elsődleges termelést. Ezért az egység méretét úgy kell meghatározni, hogy a víz tartózkodási ideje közel 12 nap legyen. Ez az egység felelős a kaszkád rendszerben megtermelt biomassza legnagyobb részéért. A telepített halak a kialakuló természetes táplálékok széles körét hasznosítják táplálkozásuk során. Ajánlott a tavat pontyfélékkel népesíteni, habár a pettyes busa helyett a lapátorrú tok telepítése javasolt (38. táblázat). Fajok ponty (kétnyaras) pettyes busa VAGY lapátorrú tok* fehér busa amur

Egyedi telepítési tömeg [g]

Telepítési sűrűség [kg/ha]

200 - 300 g

300

500 - 1 000 g

150

500 - 1 000 g

150

750 - 1 500 g

100

* A pettyes busa kiváltására ajánlott

38. táblázat Ajánlott haltelepítés a C szakaszban

62/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Lengyel esettanulmány D szakasz – Ülepítő egység: A rendszer utolsó egysége úgy funkcionál, mint egy ülepítő tartály. A „B” egységbe telepített halak az üledék nagy részét felkavarják, így növelik a víz zavarosságát és a lebegőanyag koncentrációt. A jelentős lebegőanyag tartalmú vizet nem volna helyes a környezetbe engedni, mivel a nagy mennyiségű tápanyagot és szerves szenet is tartalmaz. A kaszkád rendszer ülepítő egysége a hosszú tartózkodási idő és a halasítás hiánya miatt, megfelelő feltételeket biztosít a lebegőanyagok kiülepedéséhez. Ez a vízfelület használható kiegészítő növénytermesztésre és szabadidős tevékenységekre is. A halak hiánya és a víz nagy átlátszósága kedvez a vízben lévő oldott tápanyagokat hasznosító vízinövények növekedésének. A célzott növénytermesztéshez megfelelő eszközöket és technológiákat kell kidolgozni.

7.4.3. Működési feltételek A kaszkád rendszer felépítését két fő tényező befolyásolja: a víz áramlása és a trágya adagolása. Meg kell találni a megfelelő összhangot a trágyaelhelyezési igény, a rendelkezésre álló vízmennyiség és a földterület nagysága között. A gazdasági számítások elkészítésénél azonban figyelembe kell venni a rendszer fenntarthatóságának környezeti értékeit és előnyeit is. Vízellátás A hatékony vízellátás néhány esetben a legfőbb korlátozó tényező lehet. Ekkor a rendszer teljes nagyságát, így a trágyakezelési kapacitást is a vízellátás szabja meg. Egy méteres átlagos vízmélységet feltételezve a rendszer teljes méretét, (így területét is) At, a tartózkodási idő, RT (15 nap = 360 óra) és a lehetséges 3 3 2 vízellátás, q [m /h] szorzata határozza meg At=RT—q [m =~m ]. Trágya adagolása Ha nem a vízellátás a korlátozó tényező, akkor a rendszert a trágyával bejuttatott szerves anyag mennyiségének megfelelően kell méretezni. A vízellátás és a szerves szén mennyisége között szoros összefüggés van. Mivel a Zooplankton egységben (A) a zooplankton fejlődés miatt az elsődleges termelés nagyon korlátozott vagy negatív, ezért a legrosszabb esetben a bejuttatott víz lehet az egyetlen oxigénforrás. A trágyából származó szerves szén minden grammjához átlagosan 2,7 g oxigénre van 3 szükség. Feltételezve, hogy a befolyó víz ~7 g/m oxigént tartalmaz, csak 2,5 g szerves szenet lehet köbméterenként a rendszerbe juttatni, hogy az aerob feltételeket fenn lehessen tartani az „A” egységben. Ezért a kaszkád rendszer megtervezéséhez meg kell határozni a trágya szerves szén tartalmát. Ha a trágya 3 3 3 5 kg/m mennyiségben tartalmaz szerves szenet (átlagosan), akkor közel 2000 m víz szükséges 1 m hígtrágya kezeléséhez. Ez az érték azonban változhat a fényviszonyoktól és a hőmérséklettől függően. A nyár közepén kevesebb víz (~20%) is elegendő lehet (vagy ~20%-kal több trágyát kezelhetünk), de amint csökken a napfény erőssége a megadott értéket nem lehet túllépni. A szén, a nitrogén és a foszfor koncentrációja egy bizonyos tartományon belül mozog a trágyában. A vizsgálataink eddig nem mutatottak ki semmilyen káros hatást a nitrogénnel és a foszforral kapcsolatban. Így a trágya nitrogén és foszfor tartalma csak kivételes esetben meghatározó tényező egy rendszer tervezésében.

7.4.4. Várt eredmények A trágyázást régóta alkalmazzák tápanyagpótlásra a pontynevelő halastavakban, azonban a termelésben betöltött szerepe csökkent és helyette a könnyebben alkalmazható műtrágyákat használták. Emellett a termelés intenzifikálása csökkentette a tavakban az elsődleges táplálékszervezetek szerepét, és előtérbe helyezte a takarmányozást. A termelés extenzifikálására törekvő legújabb irányzat azonban újra a szerves hulladékok és a zárt termelési ciklusok alkalmazását hangsúlyozza. Az alkalmazott kutatás eredménye egy környezetbarát technológia kifejlesztése volt, amivel hasznosítani lehet a mezőgazdaság egyéb ágazataiból (szarvasmarha és sertéstelepekről) származó szerves anyagokat. A négy részegységből álló kaszkád 3 rendszer nagyon jól bevált hektáronként (a teljes rendszerre vonatkoztatva) 25 m szarvasmarha trágya kezelésére. Azonban a rendszer fő korlátozó tényezője a vízigény. A rendszerben jelentős mennyiségű vízre van szükség, ami biztosítja a tápanyagok áramlását. Úgy tűnik, hogy a vízellátás egy olyan korlátozó tényező, amely erősen meghatározza a rendszer méretét és kapacitását. Főleg, az olyan országokban, ahol a víz kivétele és kibocsátása a természetes vizekbe korlátozott. A rendszer körülbelül hét hónapon keresztül, tavasztól őszig üzemeltethető megfelelően, amikor a vízhőmérséklet és a napsugárzás elég magas, hogy a hidrobiológiai folyamatokat megfelelő szinten tartsa.

63/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

8.

A pisztrángtenyésztés során alkalmazható új módszerek az elfolyóvíz csökkentésére – Dán esettanulmány

8.1. Bevezetés – Az esettanulmány általános bemutatása A szivárványos pisztráng (Onchorhynchus mykiss) tenyésztése több mint száz éves múltra tekint vissza Dániában, ahol ez a legjelentősebb faj az akvakultúrában. Az egy évre eső termelés édesvízben 33.000 tonna körüli, míg a tengeri körülbelül 7.000 tonna, ami a dán halászati termelésnek hozzávetőleg 20%-a. Ennek ellenére az akvakultúra a dán halászati ágazat termelési értékének körülbelül 25%-át adja. A szivárványos pisztráng tenyésztése Dániában közel 250 édesvizű telepen folyik. Ebből hozzávetőlegesen 200 telep használ hagyományos, átfolyóvizes rendszereket, ahol a vízpótlást évtizedeken keresztül gátakkal oldották meg, az energiaigényes berendezések (szivattyúk, stb.) viszonylag szűk alkalmazása mellett. A víz gravitációs úton halad keresztül a telepeken, majd a befogadóba történő visszavezetés előtt egy ülepítő medencébe kerül (a formált anyagok kiülepítésére). Az 1980-as évekig Dániában a szivárványos pisztráng tenyésztése során jellemzően semmilyen elfolyóvíz kezelés nem történt. A környezeti hatásokat, köztük a pisztrángtelepek tápanyag-kibocsátását és a természetes fauna mederbeni mozgását megakadályozó gátak hatását övező, egyre fokozottabb általános aggodalom hatására 1989-ben új környezetvédelmi törvényt léptettek életbe Dániában. Ennek megfelelően a pisztrángtenyésztők szigorú kvótákat kaptak a felhasznált takarmány mennyiségére, valamint az alkalmazott takarmány minőségének is meg kell felelnie bizonyos feltételeknek. Valamennyi pisztrángtenyésztő telepen kötelezően ki kellett alakítani a szerves formált anyagok és tápanyagok eltávolítására szolgáló ülepítő medencéket, a vizet csak ezután engedhették vissza. A tenyésztőknek ezen túl egy vízmintavételi programot is követniük kellett azért, hogy a hozzávetőleges tápanyagkibocsátásukat dokumentálhassák. A hagyományos telepek egy része, hogy megfeleljen ennek a szabályozásnak, fejlesztette a technikai feltételeket és különböző fokú víztisztást, víz újrahasznosítást, levegőzetést, oxigénpótlást, stb. vezetett be. Ezen kívül lényeges előrehaladás történt a hatékony, magas tápanyaghasznosulású takarmányok, a takarmányozási technológia, a vízkezelés, az alacsonyabb vízfelhasználás és az üzemszervezés fejlesztésének terén. Ennek megfelelően jelentősen nőtt az egységnyi takarmánnyal előállított haltömeg, valamint jelentősen csökkent a kibocsátott szennyezőanyagok mennyisége. Ennek ellenére a környezetvédelmi törvény bevezetését egy új törvény követte, amely meghatározta a vízfolyásokból nyerhető vízmennyiség maximumát. A szabályoknak megfelelően a vízfolyások vízhozamának legalább a felét kell az eredeti mederben továbbengedni. Így ez a törvény arra kényszeríti a termelőket, hogy a termelés folytatásának érdekében csökkentsék a vízfolyásoktól való függőségüket, tehát csökkenteni kell a telepre kívülről érkező víz felhasználását és a vizet meg kell tisztítani és újrahasznosítani. A szigorú takarmány felhasználási kvóták, a környezetvédelmi törvények, a vízfolyásokból kinyerhető vízmennyiségre vonatkozó szabályok és a befogadókba kerülő víz minőségére vonatkozó, az EU Víz Keretirányelvben meghatározott szabványok következtében a dán pisztrángtenyésztés jövőjének tisztázása rendkívül sürgetővé vált. Ezért körülbelül kilenc éve az akvakultúrához kapcsolódó szervezetek, a környezetvédelmi hatóságok és a civil szervezetek (NGO’s) közös ötlete volt a “Minta haltenyésztő gazdaságok” kialakítása. A mintagazdaságok célja, hogy recirkulációs technológia segítségével csökkentsék a vízfelhasználást és növeljék a tápanyagok hasznosulását. A 39. táblázatban összefoglaltunk néhányat a mintagazdaságokat jellemző legfontosabb paraméterek közül. Az értékek évi 100 tonna takarmány felhasználásán alapulnak.

Jellemző

Pisztrángtenyésztő mintagazdaság

Tóalzat Víz keringtetés (min. %) Vízhasználat (max. l/s) Iszapkezelés Lebegőanyagok szűrése Bioszűrő

Beton 95 15 Igen Igen Igen

Lagúnás szűrés növényekkel

Igen

39. táblázat: A dán mintagazdaságok jellemzői

64/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

Egy pisztrángtenyésztő mintagazdaság (Ejstrupholm Dambrug): a háttérben a bal oldalon látható a lagúnás növényszűrő, amelyet korábbi földmedrű tavak, valamint bevezető és elvezető csatornák alkotnak (Fényképezte: DTU-Aqua)

A pisztrángtenyésztő mintagazdaságok stratégiája jelentős környezeti előnyöket és lehetőségeket foglal magában: •

A mintagazdaságok függetlenítették magukat a vízfolyásoktól, mivel a szükséges vízmennyiséget a telep alatti talajvízből és/vagy egy közeli kútból nyerik, miközben a vizet recirkulációs rendszerben keringtetik (akár 97%-os recirkulációs hatékonysággal).

•

A vízfelhasználást 1 tonna takarmányra számítva közel 0,15 l/s, illetve 1 kg előállított halra megadva 3 900 liter térfogatra csökkentették, ami a hagyományos átfolyóvizes pisztrágtelepek értékeinek az 1/13 része.

•

A természetes vízfolyások teljesen átjárhatóak a vadon élő állatok számára.

•

A könnyen lebontható anyagok (BOI), a szerves anyagok (KOI), a foszfor, az ammónia-N és az összesnitrogén jelentős részét távolítják el a telepen belüli vízkezeléssel és a lagúnás növényi szűréssel.

•

A lagúnás szűrő előnye, hogy kerti tavakban használt növények termesztésére is lehetőséget nyújt, mint például a vízitorma (Nasturtium aquaticum), ezáltal hasznosítva az integrált akvakultúrában rejlő lehetőségeket.

•

Kiszámítható gazdálkodási feltételek (vízminőség, stb.).

• A pisztrángtermelés növelésének lehetősége a környezeti hatások növekedése nélkül. Azonban a mintagazdaságok technológiájának bevezetése széleskörű ismereteket és tapasztalatot kíván az alábbi területeken: •

a tenyésztett fajok biológiai igényeinek ismerete,

•

széleskörű ismeretek a telep eszközeinek, létesítményeinek felépítéséről és működéséről (pl. mechanikai szűrés, bioszűrők, levegőztetők, szivattyúk, stb.),

•

széleskörű ismeretek a recirkulációs rendszerek haltenyésztési felhasználásával kapcsolatban,

•

szakmai tapasztalatok a recirkulációs technológia haltenyésztési és üresjárati üzemeltetésében,

•

megfelelő vízminőség,

•

kiváló minőségű haltakarmányok és takarmányozási technológiák alkalmazása.

Környezetvédelmi, valamint kereskedelmi szempontból a mintagazdaságok sikeresek. Néhány termelő rövidebb termelési időszakról, és ezzel együtt a tápanyag-kibocsátás nagyobb csökkenéséről számolt be, miközben a közeli vízfolyásban az állatok szabad mozgása zavartalan volt. Azonban a rendszerek, különösen a nitrogén-kibocsátás további csökkentése miatt, további fejlesztéseket igényelnek. Ezért a SustainAqua dán esettanulmányában a pisztrángtenyésztő mintagazdaságok különböző lehetőségeit és részegységeit vizsgáltuk meg a rendszerek további tökéletesítése érdekében: 65/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány 1. 2. 3. 4.

Takarmányok és takarmányozási módszerek – A mintagazdaságok környezeti hatásai A mintagazdaságok energia felhasználása Vízinövények termesztése a mintagazdaságok lagúnás részeiben Alternatív halfajok tenyésztése a mintagazdaságok lagúnás részeiben

8.2. Takarmányok és takarmányozási módszerek – A mintagazdaságok környezeti hatásai A takarmány befolyásolja leginkább a halak növekedését, a környezeti hatást, valamint a termelési költségeket. Ahhoz, hogy megbecsüljük egy mintagazdaság környezeti hatását döntő fontosságú, hogy pontosan meghatározzuk a takarmánynak a víz minőségére gyakorolt hatását, az úgynevezett “takarmányhatást”, még mielőtt a víz keresztülhaladna a telep vízkezelésre használt víztisztító berendezésein. A mintagazdaságokban alkalmazott különböző víztisztító eszközök különböző hatékonysággal működnek, ami elsősorban a szennyező anyagok mennyiségének és összetételének függvényében változik. Ezért egy mindent figyelembe vevő, átfogó számítási modellnek alkalmasnak kell lennie arra, hogy az egyes rendszerek környezeti hatását a vízfolyásokba jutó tápanyagok – nitrogén, foszfor és szerves anyagok – vonatkozásában előre jelezze. A modellnek számításba kell vennie a lényeges termelési mutatókat (takarmány jellege, takarmány mennyiség, halhozam, stb.), működési mutatókat (hőmérséklet, oxigén tartalom, stb.) és a rendszer felépítését (rendszer összetevők, átfolyási sebesség és a rendszer méretei) is.

8.2.1. A kísérleti fejlesztés bemutatása Laboratóriumi kísérletekben meghatározhatóak a szennyezőanyagok fizikai (oldott, lebegő, formált) és kémiai (N, P, BOI5, KOI) tulajdonságai. A vizsgálatok eredményei alapján egy laboratóriumi elemzésen alapuló modellt (az átfogó számítási modell egy részeként) lehet megalkotni, amely előrejelezheti a legjelentősebb, kereskedelmi forgalomban lévő, az intenzív akvakultúrás rendszerekben alkalmazott takarmányfélék közvetlen szennyező hatását. Az átfogó számítási modell pontosságának egyik fontos eleme a laboratóriumi modell.

18. ábra: A legjelentősebb, kereskedelmi forgalomban lévő, az intenzív akvakultúrában alkalmazott takarmányfélékből származó szennyezőanyagok fizikai és kémiai tulajdonságainak valamint közvetlen szennyező hatásának előrejelzése

8.2.2. A modell alapelve A számítási modell alapvetően azokra az adatokra épül, amelyeket egy adatgyűjtési és mérési program keretében gyűjtöttünk nyolc dániai mintagazdaságban 2005 és 2007 között. Ezek a mintagazdaságok mind rendelkeztek bioszűrővel, iszapfogóval és létesített vizes élőhellyel, míg néhányuk mikroszűrőt is 66/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány alkalmazott. A vízfelhasználási adatokat, a pisztrángtelepek számos részén mért tápanyag koncentrációkat, a felhasznált takarmány mennyiségét, a takarmány összetevőket, a biomassza növekedését, stb. az összes telepről begyűjtöttük és a legfontosabb eredményeket beépítettük az átfogó számítási modellbe. A modellbe beépítettük a hagyományos pisztrángtelepeket jellemző adatokat is (By- og Landskabsstyrelsen, 2007). Bár ezek a gazdaságok általában nem rendelkeznek azokkal a feltételekkel, amelyek a mintagazdaságokat jellemzik, azonban a dán törvényeknek megfelelően (Bekendtgørelse om Ferskvandsdambrug) ezeken a pisztrángtelepeken is kötelező egy ülepítő medencét beépíteni közvetlenül a termelő egység(ek) után. A mintagazdaságokból, illetve a kevesebb technológiai fejlesztést alkalmazó hagyományos gazdaságokból származó adatok beépítésével a számítási modell lehetőséget biztosít arra, hogy megbecsüljük a különböző technológiai fejlettségű telepek kibocsátási értékeit. Miután az adatokat beillesztettük, ellenőriztük a modell megbízhatóságát és úgy korrigáltuk, hogy a kapott értékek a lehető legjobban megfeleljenek a ténylegesen mérhető kibocsátási értékeknek. Célunk az volt, hogy a modell a lehető legpontosabb legyen. A laboratóriumi kísérletekre 18 átfolyóvizes, hőre lágyuló műanyagból készült, 189 literes tartályban került sor. A tartályokat módosított Guelph (gelf) rendszerben építettük ki, ahol a tartályok alsó, kúp alakú harmadát egy rács választotta el a fennmaradó résztől. Ez a kialakítás lehetőséget biztosított arra, hogy az ép ürülékdarabok gyorsan leülepedjenek, és összegyűjthetőek legyenek a hűtött és részben különválasztott ülepítő oszlopokban. A közel 50 g-os szivárványos pisztrángok helyi halas gazdaságokból származtak, a kísérleteket a DTU Aqua kísérleti állomásán végeztük (Hirthals, Dánia). A takarmányfogyasztást a kísérlet teljes időtartama alatt feljegyeztük, a halak ürülékét az ülepítő oszlopokban gyűjtöttük össze. Az oszlopokat naponta, a halak etetése előtt ürítettük, majd az ürülékmintákat -20°C-on tároltuk a fehérje, lipid, N-mentes kivonat (NMK), hamu, nyersrost és foszfortartalom meghatározásáig. A kísérletekben alkalmazott három különböző takarmány átlagos összetételét a 40. táblázatban ismertetjük. A mintavételek célja az volt, hogy meghatározzuk a formált, illetve az oldott és lebegőanyagok N és P tartalmát. A halakban felhalmozódott N és P meghatározásához a kísérlet elején és végén mértük a halak N és P tartalmát. Egy újabb kísérletet állítottunk be azért, hogy meghatározhassuk az oldott, valamint a formált szennyezőanyagok BOI5 és KOI értékeit. A tápanyagok és ásványi anyagok emészthetőségi együtthatóját (ADC) a következő egyenlet segítségével számoltuk ki:

Fehérje:

46,3 %

Lipidek:

27,5 %

NMK:

12,6 %

Hamu:

6,9 %

Nyersrost:

1,4 %

Szárazanyag:

94,6 %

Foszfor:

0,98 %

Energia tartalom:

23,8 kJ g takarmány

.

40. táblázat: A takarmányok átlagos összetétele

ADCi = [(elfogyasztott i − kiválaszott i ) elfogyasztott i ]× 100 ,

(1. egyenlet)

ahol az i a fehérje, lipid, NMK, P, hamu vagy szárazanyag százalékos aránya. Feltételezve, hogy a fiatal halak tömege a viszonylag rövid, kísérleti időszakban exponenciálisan nőtt, a tartályok biomasszájának változása alapján meghatároztuk a specifikus növekedési rátát (SGR, %):

SGR = Ln(W (t i ) W (t 0 ) ) / (t i − t 0 ) × 100 ,

(2. egyenlet)

ahol W(ti) és W(t0) a biomassza tömege a kísérlet befejező (ti) és kezdő (t0) időpontjában, (ti - t0) pedig a kísérlet időtartama napokban megadva. A takarmányértékesítési hányadost (FCR, g/g) a tartályokban lévő biomassza változása, az alkalmazott takarmány tömege és a kísérlet 9 napja során meghatározott és nem hasznosult takarmány mennyisége alapján számoltuk a következő egyenlet szerint:

67/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

FCR = elfogyasztott takarmány (ti − t 0 ) biomassza változás (ti − t 0 )

(3. egyenlet)

Az adatokat statisztikai elemzését (egytényezős ANOVA) a Sigma Stat for Windows Version 3.10 számítógépes programmal végeztük. Az értékek páronkénti összehasonlításához a Holm-Sidak tesztet alkalmaztuk, az egyes takarmányozási kezelések között szignifikáns különbségeket találtunk. Valamennyi elemzés során a P < 0,05 értékeket tekintettük statisztikailag is igazolható különbségnek.

8.2.3. SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése Tápanyag kibocsátás A mért emészthetőség (ADC) átlagos értékei a következők voltak: fehérjék 93,5%; lipidek 91,2%; nitrogénmentes kivonható anyagok (NMK) 66,9%; hamu 51,9% és foszfor 4,2%. Az SGR átlagosan 1,97%, míg az átlagos FCR 0,76 volt. A nitrogén és foszfor 49,1% és 57,6%-át építették be a halak (41. táblázat). Takarmány összetevő

BioMar Ecolife 20

Fehérje

93,9 ± 0,4

Lipid

91,4 ± 0,6

a

ab

Aller Aqua 576 BM XS

Dana Feed Dan-Ex2844

F2,6

P

92,8 ± 0,2

b

93,7 ± 0,3

a

10,81

0,010

88,4 ± 1,8

a

93,7 ± 1,0

b

14,22

0,005

67,0 ± 1,0

a

0,36

0,711

c

62,69

<0,0001

NMK

66,6 ± 1,1

a

67,2 ± 0,9

a

Hamu

46,7 ± 1,8

a

57,2 ± 0,4

b

51,7 ± 0,8

Foszfor

60,9 ± 0,7

a

71,0 ± 0,9

b

60,6 ± 0,7

a

177,83

<0,0001

Szárazanyag

84,7 ± 0,6

a

84,4 ± 0,5

a

85,6 ± 0,6

a

4,09

0,076

Szárazanyag (számított)

85,7 ± 0,5

85,2 ± 0,5

86,3 ± 0,6

-

-

1)

Az egyes oszlopokon belül, az eltérő betűvel jelzett értékek között szignifikáns különbségeket kaptunk (ANOVA, Tukey HSD, P < 0,05). A szárazanyag emészthetőségi értékének kiszámításához a fehérjék, a lipidek, az NMK és a hamu esetében mért értékek összegét vettük alapul.

2)

41. táblázat: A tápokban lévő fehérjék, lipidek, NMK, hamu, foszfor és szárazanyag tényleges emészthetőségi együtthatói (ADC) (%, átlag ± szórás, n = 3), valamint a szárazanyag számított emészthetőségi értékei

A BOI5 és KOI értékek számításai azt mutatták, hogy átlagosan a BOI5 55%-át az oldott szennyeződések és 45%-át a formált anyagok okozzák. A KOI esetében átlagosan 71%-ban felelősek a formált anyagok, míg 29%-ban az oldott szennyeződések. Az oldott BOI5/KOI aránya 0,51 volt. Az összes nitrogén jelentős részét (88%) az oldott szennyeződések tartalmazták, miközben átlagosan 12%ban volt jelen formált alakban. A foszfort majdnem teljes egészében (átlagosan 98%) a formált szennyeződések alkották, így csak nagyon kis részben (átlagosan 2%) találtuk meg oldott formában.

8.2.4. Az alkalmazás előnyei és hátrányai A laboratóriumi vizsgálatok fontos eredményeket szolgáltattak az átfogó számítási modell pontosításhoz. A mintagazdaságokból, illetve a kevesebb technológiai fejlesztést alkalmazó hagyományos gazdaságokból származó adatok beépítésével a számítási modell lehetőséget biztosít arra, hogy megbecsüljük a különböző technológiai fejlettségű telepek kibocsátási értékeit. Azonban a következő előfeltételeknek érvényesülniük kell ahhoz, hogy elfogadható eredményeket kapjunk a modell alkalmazásával: 1. Csak a szivárványos pisztráng (Oncorhynchus mykiss Walbaum) esetében használható. 2. Jó minőségű takarmányt kell használni, azaz olyat, ami a halak megfelelő növekedéséhez és jó egészségi állapotához elegendő vitamint és ásványi anyagot tartalmaz és a benne lévő fehérjék és lipidek emészthetősége magasabb, mint 85%. 3. Ha recirkulációs rendszert alkalmazunk, akkor a vizet legalább 18,5 órán át a termelő egység(ek)ben, illetve 20 órán át a létesített vizes élőhelyen kell tartani. 4. Ha a gazdaság rendelkezik mechanikai (dob- vagy ahhoz hasonló szűrők) és/vagy biológiai szűrőkkel, akkor a lehető leghatékonyabb vízkezelés érdekében megfelelő méretű szűrőket kell alkalmazni. 5. A napi takarmányadagnak nem szabad túllépnie a 800 kg-ot. Az átfogó számítási modell megfelelő eszköz a pisztrángtenyésztő gazdaságok által kibocsátott 68/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány kulcsfontosságú tápanyagok becsléséhez, feltéve, hogy az itt jelzett előfeltételek teljesülnek. Azt azonban mindenképpen hangsúlyozni kell, hogy ez a számítási modell csak arra szolgál, hogy előre jelezze a pisztrángtelepek várható tápanyag-kibocsátását, azaz a modell a kibocsátás dokumentálására nem alkalmas.

8.3. A pisztrángtenyésztő mintagazdaságok energia szükséglete A mintagazdaságok működése a víz gazdaságon belüli mozgatásától (recirkuláció), valamint a víz levegőztetésétől/oxigenálásától függ, köszönhetően a kívülről érkező kevés vízmennyiségnek. Emellett a káros gázokat, mint amilyen a CO2 és a N2, is el kell távolítani a termelésre szolgáló vízből. A mintagazdaságok legfontosabb eredménye a recirkulációs technológia bevezetése, azaz a víz keringtetése és tisztítása, amivel a vízfelhasználást és a környezeti hatásokat a lehető legalacsonyabbra lehet csökkenteni. Ez energiaigényes technológia és így, az energiaszükséglet az egyik fontos mutató, amit figyelembe kell venni, amikor a termelés fenntarthatóságát vizsgáljuk.

8.3.1. A kísérleti fejlesztés bemutatása A víz mozgatása a mintagazdaságokon belül, valamint a levegő/oxigén bejuttatása a rendszerbe energiaigényes folyamat. Ezért fontos, hogy meghatározzuk a termelési rendszer oxigén szükségletét, és ennek megfelelően állítsuk be a beoldott mennyiséget és az energiafelhasználást. A levegő/oxigén szükséglet az etetés és a takarmányok emésztése közben a legmagasabb, azaz az anyagcsere-folyamatok alatt. Ezen felül az oxigén szükséglet függ a halak méretétől és az állomány sűrűségétől is.

8.3.2. A modell működési elve Jelenleg levegőzetésre a következők technológiákat alkalmazzák: •

Medencés levegőztetés

•

Alacsony nyomású légbefúvás

•

Felszíni levegőztetés

•

Csörgedeztető szűrés

•

Légnyomásos vízemelés

A hatékony oxigenálás/gáztalanítás érdekében nem szabad megfeledkezni arról, hogy: •

A gázok oldhatósága és a víz telítési pontja a nyomás növekedésével együtt nő, azaz a nagyobb nyomásnak kitett alsó vízrétegek több oxigént / szén-dioxidot is tartalmazhatnak, mint a felszínen.

•

Minél nagyobb felületen érintkezik a gáz a vízzel, annál gyorsabban oldódik be, így például a különböző lyukméretű légbefúvók által létrehozott légbuborékok hatással vannak az ellennyomás mértékére is.

Medencés levegőztetés A medencés levegőzetést egy egyszerű porlasztóval is ki lehet alakítani úgy, hogy a berendezést a termelő egységen belül, az alzattól 50 cm-re, a medence hosszának és mélységének megfelelően helyezzük el, hogy a víz körforgása biztosított legyen. Alacsony nyomású légbefúvás Egy alacsony nyomású légbefúvó egy acélkeretre erősítve számos porlasztó csövet tartalmazhat. A légbefúvó viszonylag alacsony ellennyomás mellett működhet nem túl nagy vízmélységben, azaz körülbelül 80 cm mélyen. Az oxigéndúsítás jó hatékonyságú alacsonyabb oxigéntelítettség mellett is. A módszer alkalmas a káros gázok eltávolítására is a kis mélységbe történő befúvásnak köszönhetően. Felszíni levegőztetés A felszíni levegőztetőket gyakran használják a hagyományos gazdaságokban. Ezek a vizet a levegőbe emelik, majd bekeverik a tavak vizébe, így nagy felületen érintkezhetnek a cseppek a levegővel. A felszíni levegőztetők hatékonyan alkalmazhatóak a halak életben tartására alacsony oxigén szint esetén, valamint gáztalanításra. Csörgedeztető szűrés A csörgedeztető szűrőkben a vizet a szűrő tetején lévő elosztó rácson pumpálják át. A víz a szűrő töltetén (pl. Bio-Blocks) folyik keresztül, ez nagy felületen teszi lehetővé a levegőztetést (O2) és a gáztalanítást (N2/CO2). A vízemelésnek (általában legalább 1 méteres magasságba) miatt a csörgedeztető szűrés 69/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány energiaigényes folyamat (szivattyúzás). Légnyomásos szivattyú (mamut szivattyú) A vízkormányzás és a levegőztetés legelterjedtebb módja a mintagazdaságokon belül a légnyomásos szivattyúk alkalmazása. A légnyomásos szivattyúk feladata kettős, ellátják a szivattyúzás és a levegőztetés feladatát is. Egy légnyomásos vízemelő egy aknából áll, amit egy válaszfallal látnak el (19. ábra). Az egyik oldalra (a 19. ábrán a bal oldal) több légbefúvót szerelnek (nagy nyomású levegő befúvása kompresszorokkal). A légnyomásos szivattyú hajtóereje a két oldal (víz és levegő/víz) között kialakuló fajsúlykülönbség. A légnyomásos szivattyúk kialakítása meghatározza a légáramlás szabályozhatóságát (leállás elkerülése) és ezzel együtt a legnagyobb vízemelési magasságot is. Két méteres vízmélység esetén a legmegfelelőbb vízemelési magasság körülbelül 10 cm.

19. ábra: A légnyomásos szivattyú vázlata (Lokalenergi, 2008).

8.3.3. SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése Energia felhasználás Az oxigén bejuttatása a termelési rendszerbe energiaigényes folyamat, ezért fontos, hogy meghatározzuk a rendszer oxigén szükségletét és ennek megfelelően állítsuk be a beoldott mennyiséget és az energiafelhasználást. A levegő/oxigén szükséglet az etetés és a takarmányok emésztése közben a legmagasabb, azaz az anyagcsere-folyamatok alatt. Ezen felül az oxigén szükséglet függ a halak méretétől és az állomány sűrűségétől is. Ahhoz, hogy a bejuttatott levegő a lehető legjobban hasznosuljon, figyelembe kell venni a légáramlás, a levegőztetés alapelvei, a légbefúvó megválasztása és a vízmélység közötti összefüggéseket, hogy a következők teljesülhessenek: •

nagy érintkezési felület alakuljon ki a légbuborékok és a víz között,

•

a légbuborékok a lehető leghosszabb ideig haladjanak a vízoszlopban mielőtt elérnék a felszínt,

•

a lehető legkisebb ellennyomás/nyomásveszteség alakuljon ki.

A légnyomásos szivattyúk lehető leghatékonyabb működéséhez a legfontosabb tényező a levegő és a víz áramlási sebességének megfelelő összhangja. A víz áramlásához képest túl nagy légbefúvás esetén csökkenhet a légnyomásos vízemelő hatékonysága, akár le is állhat. A kísérletek tanulsága szerint közvetlen kapcsolat van az energiafelhasználás és a levegőztetés hatékonysága között. Ennek ellenére a légnyomásos szivattyúknak a légbefúvó rendszer által biztosított nyomástól függő energiafelhasználása további vizsgálatokat tesz szükségessé, hogy az energiafelhasználást optimalizálni lehessen. A szivattyúk átlagos energiaigényét 1 kg előállított halra vetítve 1,7 kWh-ban határoztuk meg. A levegőztetés során a kompresszor működése energiát igényel és az eközben bekövetkező hőmérsékletemelkedés energiaveszteségre utal, azaz további energiaköltségekre. A kísérletünk alatt a mérések szerint a mamut szivattyú légsűrítésre fordított energiafelhasználása 5 802 W, míg a hőveszteséggel együtt a teljes energiafogyasztása 10 199 W volt. Hogy összehasonlíthassuk ezt az energiaigényt, egy átlagos örvényszivattyú energiaigénye a víz 0,4 méteres magasságba emeléséhez ηösszes = 0,4 teljes hatékonysággal számolva a következő képlet alapján adható meg: Q x dp / ηösszes, 3 3 ahol Q = 1 300 m /h = 0,362 m /s; dp = 0,25 mVs = 2 500 Pa, azaz = 0,362 x 2 500 / 0,4 = 2 260 W. A számítások azt mutatják, hogy csőpropeller-szivattyúval a víz mozgatásához szükséges energia csak negyed része a légnyomásos vízemelő energiaigényének. Azonban a csőpropeller-szivattyú használat esetén a levegőztetést más módszerrel kell megoldani, ami ugyancsak energiát igényel. 70/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

8.3.4. Az alkalmazás előnyei és hátrányai Összefoglalva a három pisztrángtenyésztő mintagazdaságban mért energiafelhasználással kapcsolatos vizsgálatok eredményeit, a következő következtetéseket vonhatjuk le: •

A légnyomásos vízemelő megfelelő működtetése a víz és a levegő áramlási sebességének összehangolásán múlik, azaz a légbefúvás mértékét a víz áramlásához kell igazítani.

•

A légbefúváshoz szükséges energia mennyisége és a légnyomásos vízemelővel történt levegőztetés után mért oxigén koncentráció között egyenes arányosság volt.

•

A telepen belüli víztovábbítás energiaköltsége csőpropeller-szivattyú használatával 1/4-e volt a mamutszivattyúénak.

•

Annak ellenére, hogy a vízmozgatás a csőpropeller-szivattyúval olcsóbb volt, mint a légnyomásos vízemelővel, még számításba kell venni a levegőzetés (pl. medencés levegőztetés) energiaköltségét is.

•

Alacsony légáramlás esetén, a költségeket figyelembe véve nagyobb a levegőztetés hatékonysága.

•

A kívánt oxigénszintnek megfelelő mennyiségben apró légbuborékokat kell a vízbe juttatni, azaz a befúvási sebesség valamint a levegő és a víz közötti hosszú érintkezési idő fontos feltétele a költséghatékony levegőzetésnek.

•

Minél nagyobb a légbefúvás mértéke a vízoszlopban, annál nagyobbnak kell lennie a légáramlásnak, hogy az időegységre adott oxigénszintet biztosíthassuk.

•

A levegőzetés energiaköltsége szignifikánsan függ a levegőztetés módszerétől, azaz a légbefúvó felépítésétől.

•

Az energiaveszteséget, amely a kompresszorok működése közben keletkező hő formájában jelenik meg, figyelembe kell venni.

•

A költséghatékony levegőztetéshez ellenőrizni kell és a gazdaság aktuális szükségleteihez kell igazítani a mértékét (napi ingadozás, évszak, stb.).

•

A légnyomásos vízemelők helyettesítésére használt csőpropeller-szivattyúk esetében a szivattyúk beruházási költségeit is figyelembe kell venni, ahogy az egyéb feltételeket is, hogy a működés biztosítva legyen.

•

Látszólag tehát egyszerűbb a vízmozgatás energiaköltségeit csökkenteni, mint a levegőztetését.

8.4. Vízinövények termesztése a mintagazdaságok vizes élőhelyein A pisztrángtenyésztő mintagazdaságokhoz kapcsolódó korábbi földmedrű tavak gyakran összeköttetésben maradtak a csatornákkal és így, vadon élő növényekkel benépesült tavas-mocsaras területek (vizes élőhelyek) alakultak ki. A gazdaságok víztisztító berendezéseiben (iszapfogók, biológiai szűrők) történő vízkezelés után a víz lassan keresztüláramlik a vizes élőhelyeken, és így a növények a megmaradó tápanyagokat is eltávolhatják (lagúnás szűrő), ez jelenti a végső elfolyóvízkezelést mielőtt a vizet visszaengednék a természetes vízfolyásokba. A vizes élőhelyek a nitrát, a BOI és a szerves anyag, valamint a foszfor lebontásában töltenek be jelentős szerepet. Az ammónia nitráttá alakítására azonban kevésbé alkalmasak. A szerves anyagok lebomlása miatt az alsóbb rétegekben anaerob körülmények alakulhatnak ki, ami kedvez a denitrifikációnak, azaz a nitrát nitrogéngázzá alakulásának. Így az oxigénmentes környezet növelheti a szerves anyagok és a nitrát eltávolítását a vizes élőhelyeken.

8.4.1. A kísérleti fejlesztés bemutatása A vizes élőhelyeken történő víztisztítási folyamatokban nagyon fontos a növényzet szerepe, amit Ejstrupholmban vizsgáltunk meg. Az ottani mintagazdaságban a domináns növényfajok, amelyek a lagúnák területének akár 80%-át is beborították, a harmatkása (Glyceria sp.), az apró békalencse (Lemna minor), az átokhínár (Elodea canadensis), a fonalas algák és a mocsárhúr (Callitriche sp.) voltak. A növények mind a tápanyag eltávolításban, mind a tápanyag átalakításban/feldolgozásban fontosak. Így a növények felületet biztosítanak a mikroorganizmusok számára (biofilm) és részt vesznek az ammónia átalakításában, valamint az oldott nitrogén és foszfor felvételében is. Végül pedig befolyásolják a víz áramlását és így elősegítik a lebegőanyagok ülepedését. Azon kívül, hogy a lagúnák csökkentik a pisztrángtenyésztés környezeti hatását, alkalmasak lehetnek értékes növények termesztésére is, ez pedig kiegészítő jövedelmet biztosíthat a haltenyésztés mellett. A haltermelés melléktermékeként termesztett különböző, kereskedelmi forgalomban is értékesíthető növények piaci lehetőségeit már megvizsgáltuk.

71/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

8.4.2. Az egység működési elve A vizsgált növények, évelő vízinövények voltak, ezek eltekintve a magas tápanyagmegkötő képességüktől, figyelemreméltó piaci értéket is képviselnek. Kilenc fajt vizsgáltunk, a vízitormát (Nasturtium officinale), a vidrafűvet (Menyanthes trifoliata), a mocsári gólyahírt (Caltha palustris) és négy fajt az Iridacaea, egyet a Butomaceae és egyet a Nymphaecea családból. A vizsgálatokra a dán Ejstrupholmban lévő mintagazdaság vizes élőhelyi szűrőjének különböző részein került sor. A kiválasztott részeket eltérő vízáramlás, tápanyagterhelési és vízminőségi mutatók jellemezték. Mivel a parton és a tavakban is kiszorította a termesztett vízinövényeket a sűrű természetes növényzet, ezért különleges szerkezeteket, úszó polisztirén kereteket használtunk a növények termesztésére.

Az úszó kert módszerét felhasználhatjuk a mintagazdaságok használaton kívüli tavaiban (Fényképezte: DTU-Aqua)

8.4.3. Az alkalmazás előnyei és hátrányai A létesített vizes élőhelyek (lagúnák) jó lehetőséget biztosítanak a halgazdaságok szennyezőanyag kibocsátásának a csökkentésére. Az összes nitrogén eltávolítás egy nap alatt több mint 1 g volt négyzetméterenként. A víz tartózkodási ideje fontos tényezője a hatékony tápanyag-eltávolításnak. A tanulmányunk azt mutatta azonban, hogy a már fennálló vizes élőhelyek természetes vegetációja megnehezíti a vizsgált növények megtelepedését a tavakba, a csatornákba és a partokon is. Így kezdetben sok gyomlálást igényel a növények telepítése. Az Iris nemzetségbe tartozó mocsári növények elég ellenállóak, évelők és elég könnyen termeszthetőek, de kezdetben még ezeket is kiszorították a sokkal gyorsabban növő fajok a töltésekről és partról. Ezen felül a növények jelentős részét (rizómákat) a vízipatkányok is elfogyasztották. A vízitorma (Nasturtium officinale), a keserű vidrafű (Menyanthes trifoliate) és a mocsári gólyahír (Caltha palustris) fajokat, amelyek gyorsan terjednek, a lagúna középső részében, egy földmedrű tóban termesztettük. Néhány ezek közül megmaradt és növekedett. A növekedési sebesség azonban elmaradt a várttól, ami a földmedrű tóban kialakult anaerob körülményekkel lehet összefüggésben. Jóllehet az egyik faj egyedeit teljesen megették a vízipatkányok. A tanulmányozott növényfajok könnyen terjednek természetes úton rizómával vagy könnyen szaporíhatóak a rizómák/hajtások osztásával. A vegetatív szaporodás mellett az Iris fajok magokat is képeznek. Azonban a magról nevelt növények eltérő genetikai jellemzőkkel rendelkezhetnek, a tőosztással vagy gyökérsarjjal szaporított növényekhez képest, ami hátrányos következményekkel járhat az értékesítés során, a fenotípusos (megjelenésbeli) különbségek következtében (hibridek, virágszín, stb.). Az úszó kert ötlete viszonylag sikeres volt és az úszó kereteket akár több száz négyzetmétert lefedő egységekben is lehet építeni. Azonban a dán pisztrángtenyésztő gazdaságokban jellemzően sok, de viszonylag kicsi és keskeny, termelésből kivont földmedrű tó van. Emiatt ezeken a területeken a vízfelületet a 72/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány természetes növényzet teljesen beborítja, ami előnyös lehet a tápanyag visszatartásban, de az úszó kertek nagyobb egységekben történő bevezetését megnehezíti. Az értékesítésre szánt vízinövények termesztésének optimalizálására az ejstrupholmi mintagazdaságban előnyösnek tűnt, hogy a tavak egy részét átalakítsuk. Ez azt jelentette, hogy nagyobb területeken hoztunk létre sekély, a természetes növényzettől megtisztított részeket és ezután az egyes növényfajok igényeinek megfelelően vagy az úszó kerteket alkalmaztuk, vagy közvetlenül a tavakban való termesztést. Néhány szempontot a növényes tavak létesítésével kapcsolatban is figyelembe kell venni a leendő, új gazdaságok építésénél. Figyelembe kell venni a tavak kombinált használatát is, mind az úszó növényekkel, mind a sokkal sűrűbb emerz növényzettel, mint a közönséges náddal (Phragmites australis) vagy egyéb raktározó növényekkel kapcsolatban. Ezek a növények elősegíthetik a tavakban az oxigénszegény környezet kialakulását. Jelenleg Ejstrupholmban a lagúnák jelentős részén teljesen anaerob körülmények jellemzőek, ami többféle értékesítésre szánt vízinövény növekedését gátolhatja. Ezenkívül azt is figyelembe kell venni, hogy az úszó kertek nagyobb egységei megakadályozhatják az oxigén áramlását és a gyökérzónában anaerob körülmények alakulhatnak ki. Kedvező növekedési tulajdonságokat tapasztaltunk számos vízinövény, különösen az Iridacaea nemzetség fajainak esetében, azonban a bevételi lehetőségek mérlegelésénél figyelembe kell venni a kezdeti (gyomlálás) és az aratáskor jelentkező munkaigényes időszakot is.

8.5. Alternatív halfajok tenyésztése a mintagazdaságok vizes élőhelyein A gazdaságok víztisztító berendezéseiben (iszapfogók, biológiai szűrők) történő vízkezelés után a víz lassan keresztüláramlik a vizes élőhelyeken, és így a növények a megmaradó tápanyagokat is eltávolhatják (lagúnás szűrő), ez jelenti a végső elfolyóvízkezelést, mielőtt a vizet visszaengednék a természetes vízfolyásokba.

8.5.1. A kísérleti fejlesztés bemutatása Azon túl, hogy a lagúnák csökkentik a haltenyésztés környezeti hatását, alkalmasak lehetnek arra is, hogy emellett értékes halfajok fiatal egyedeit neveljék bennük, ez pedig kiegészítő jövedelmet biztosíthat a pisztrángtenyésztés mellett. A cél, hogy a termelés optimalizálásával úgy növeljük a gazdaság jövedelmezőségét, hogy közben a fő pisztrángtenyésztő tevékenység és a rendszer általános működése ne sérüljön. Célkitűzés továbbá, hogy a termelés külső forrásoktól mentesen (pl. takarmány), kizárólag a lagúnák által biztosított feltételekkel működjön.

8.5.2. A modul működési elve A halivadékok extenzív nevelésének a lagúnák természetes zooplankton termelésén kell alapulnia. Ezért legelőször azt vizsgáltuk meg, hogy a lagúna különböző részein elegendő-e a zooplankton mennyisége ahhoz, hogy élelmet biztosítson például a sügér és süllő lárvák számára. A zooplankton mintavételek alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a lagúnák kevésbé alkalmasak halnevelésére, azonban a különböző halfajok ivadékainak nevelésének pl. hálós ketrecekben (a lagúna megfelelő részeiben) kecsegtető módszere lehet az eladásra szánt (halastó, horgásztó, akvárium, stb.) halak előállításának. A hálós ketrec alkalmazhatóságának vizsgálatára az ejstrupholmi mintagazdaság lagúnájában, valamint két horgásztóban állítottunk be kísérleteket, ahol a vízminőség és a zooplankton mennyisége sokkal kedvezőbb volt a lárvák nevelésére. A kísérletekhez sügér és süllő lárvákat használtunk.

8.5.3. SustainAqua fenntarthatósági helykihasználás hatékonysága

indikátorok

értékelése:

tápanyag-,

víz-

és

a

A tavaszi zooplankton mintavételek azt mutatták, hogy a plankton mennyisége nagyon változó volt és általában a halak túléléséhez és növekedéséhez szükséges szint alatt maradt. Emellett a vízminőség is változó volt, előfordultak időszakok, amikor az oxigénszint alacsony volt, valamint mérgező kén-hidrogén képződött. Éppen ezért a lagúnákat kevésbé találtuk alkalmasnak a halak lárváinak nevelésére. A ketreces kísérletekben a ketreceket sügér és süllő lárvákkal népesítettük be. Az eredmények azt mutatták, hogy az ejstrupholmi mintagazdaság lagúnái nem alkalmasak a juvenilis alakok nevelésére az alacsony oxigénszint és a nagy mennyiségű fonalas alga jelenléte miatt. A ketrecek vizének levegőztetése alkalmatlan volt arra, hogy az oxigénszintet elfogadható szintre emeljük. A horgásztavakban végzett kísérletek azonban bebizonyították, hogy a halak lárvái mindenféle emberi 73/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány beavatkozás nélkül felnevelhetőek a hálós ketrecekben a keltetéstől a 2-3 cm-es méret eléréséig (egy hónap).

8.6. Összefoglalás A dán pisztrángtenyésztő mintagazdaságokkal kapcsolatos esettanulmány a következő fontos információkat és eszközöket szolgáltatta: •

a tápanyag- és szervesanyag-veszteség csökkentése, azaz a környezeti hatás mérséklése,

•

az energiaköltségek optimalizálása,

•

vízinövények fenntartható termesztése és kiegészítő, alternatív halfajok ivadékainak fenntartható nevelése a mintagazdaságok vizes élőhelyeiben.

A kísérleti eredmények alkalmazásának az előnyei és korlátai az alábbiak: •

Az ejstrupholmi mintagazdaság lagúnái nem voltak alkalmasak ivadéknevelésére az alacsony oxigénszint és a nagymennyiségű fonalas alga jelenléte miatt. Azonban a horgásztavakban végzett párhuzamos kísérletek bebizonyították, hogy a halak lárvái mindenféle emberi beavatkozás nélkül felnevelhetőek a hálós ketrecekben a keltetéstől a 2-3 cm-es méret eléréséig.

•

A légnyomásos vízemelő megfelelő működtetése erősen függ a víz és a levegő áramlási sebességének összehangolásától, azaz a légbefúvás mértékét a víz áramlásához kell igazítani.

•

A levegőzetés energiaköltsége szignifikánsan függ a levegőztetés módszerétől, azaz a légbefúvó felépítésétől.

•

Figyelembe kell venni az energiaveszteséget, amely a kompresszorok működése közben keletkező hő formájában jelenik meg.

•

A költséghatékony levegőztetéshez ellenőrizni kell, és a gazdaság aktuális szükségleteihez kell igazítani annak mértékét (napi ingadozás, évszak, stb.).

• Növekszik a CO2 kibocsátás. A pisztrángtenyésztő mintagazdaságok működési elvét, amely a recirkulációs technológiára épül, általánosan lehetne alkalmazni az európai akvakultúrában.

8.7. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: Egy évi 500 tonna pisztrángot előállító mintagazdaság (Az ejstrupholmi pisztrángtenyésztő mintagazdaság) 8.7.1. A mintagazdaság leírása Az ejstrupholmi mintagazdaság Dániában, a Holtum Å folyó mellett fekszik Jütland középső részén. A gazdaságban két egyforma, 8 részre osztott termelőegységet építettek fel. A 20. ábra a mintagazdaság vázlatát mutatja be. A víz recirkuláltatását és a levegőztetést légnyomásos vízemelőkkel (mamutszivattyú) végzik. A vízemelők feladata kettős, mind a vízmozgatást, mind a levegőztetést ellátják. A légnyomásos vízemelő egy aknából áll, amit egy válaszfallal látnak el. Az egyik oldalára több légbefúvót szerelnek (nagynyomású levegő befúvása kompresszorokkal). A légnyomásos szivattyú hajtóereje a két oldal (víz és levegő/víz) között kialakuló fajsúlykülönbség. A légbefúvás és a levegőztetés kombinációja néhány centiméterre emeli fel a vizet és így, biztosítja a víz körforgását. A termelésből származó formált anyagokat a termelőegységek alján kiépített iszaptölcsérekben gyűjtik össze, majd az iszapot az ülepítő medencékbe szivattyúzzák. A visszaforgatott víz keresztülhalad egy biológiai szűrőn, ahol az ammónia átalakul nitritté, majd nitráttá. A termelőegységek elfolyóvize és az ülepítőkben megtisztított víz a vizes élőhelyekbe kerül. Ezek olyan korábban használt földmedrű tavak, amelyek összeköttetésben maradtak a régi csatornákkal és így vadonélő növényekkel benépesült tavas-mocsaras területek alakultak ki bennük. A gazdaság víztisztító berendezéseiben (iszapfogók, biológiai szűrők) történő vízkezelés után a víz lassan keresztüláramlik a tavak területén és így a növények a megmaradó tápanyagokat is eltávolhatják, ez jelenti a végső elfolyóvízkezelést, mielőtt a vizet visszaengednék a természetes vízfolyásba.

74/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

20. ábra: Az ejstrupholmi mintagazdaság felépítésének vázlata. A nyilak a víz áramlásának irányát jelzik.

8.7.2. A gazdaság elfolyóvizének jellemzése A 42. táblázatban az ejstrupholmi mintagazdaság termelési egységeiből kikerülő tápanyagok mennyisége, a nettó kibocsátást és a víztisztítás hatékonyságát hasonlítjuk össze a dán pisztrángtenyésztő gazdaságok átlagos fajlagos kibocsátási értékeivel (g tápanyag / kg megtermelt hal).

Kibocsátás

Nettó kibocsátás

Tisztítási hatékonyság %

Átlagos kibocsátás Dániában

Ejstrupholm a dániai átlag %ában

33,7

15,8

53

31,2

51

Összes foszfor

4,3

0,39

91

2,9

13

BOI5

78,7

3,2

96

93,6

3

KOI

224,9

-

Tápanyagok Összes nitrogén

-

42. táblázat: A kibocsátott tápanyagok, a nettó kibocsátás (g tápanyag, 1 kg megtermelt halra vetítve) és a tisztítási hatékonyság az ejstrupholmi mintagazdaságban, összehasonlítva a dán pisztrángtenyésztő gazdaságok átlagos kibocsátási értékeivel.

Az eredmények a tápanyagok jelentős mennyiségű eltávolítását bizonyítják a mintagazdaság üzemi vizéből. Különösen a foszfor és a szerves anyag kibocsátási értékei csökkentek jelentősen a dán pisztrángtenyésztő gazdaságok átlagos kibocsátási értékeihez viszonyítva. Az ammóniumot, a foszfort és a szerves anyagot az iszapfogók és a biológiai szűrők, míg a vizes élőhelyek a szerves anyagot, a foszfort (különösen az oldott) és az összes nitrogént (különösen a nitrátot) távolították el. A BOI5 és KOI értékeire vonatkozó számítások szerint a biológiai oxigénigényt átlagosan 55%-ban az oldott és lebegőanyagok, 45%-ban a formált anyagok okozták. A KOI esetében átlagosan 71%-ban felelősek a formált anyagok, míg 29%-ban az oldott szennyeződések. Az oldott frakció BOI5/KOI aránya 0,51 volt. Az összes nitrogén jelentős részét (88%) az oldott szennyeződések tartalmazták, miközben a nitrogénformák átlagosan 12%-a volt jelen formált alakban. A foszfort majdnem teljes egészében (átlagosan 98%-ban) a formált szennyeződések tartalmazták, így csak nagyon kis részben (átlagosan 2%) találtuk meg oldott formában.

75/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Dán esettanulmány

8.7.3. A gazdaság vízmérlege A termeléshez szükséges vizet a telep alatti gyűjtőkből és/vagy a közeli kutakból nyerik. A vízfelvétel közel 45 liter/perc volt, és a víz körülbelül 35 órán át tartózkodott a rendszerben. A szivattyúzás és a levegőztetés (oxigén) energiaigénye körülbelül 1,7 kWh volt egy kilogramm megtermelt halra vetítve.

8.7.4. A hagyományos és a minta pisztrángtenyésztő gazdaságok előnyei és hátrányai A hagyományos gazdálkodáshoz képest a mintagazdaságok a következő előnyökkel és hátrányokkal rendelkeznek: Előnyök

Hátrányok

A vízfelhasználás 50 000 literről 3 900 literre csökkent egy kilogramm megtermelt halra vonatkoztatva Vízfolyásoktól független működés Állandó termelési feltételek Kevésbé ingadozik a vízminőség

Megnövekedett szükségletek: elektromosság, oxigén, szivattyúk, stb.

A víztisztító berendezések megnövelt hatékonysága

Megnövekedett CO2 kibocsátás Ammónia felhalmozódás veszélye A rendszer működtetése nagyobb figyelmet kíván Az egy kilogramm megtermelt halra eső energiafelhasználás magasabb

Csökkentett környezeti hatások A kútvíz hőmérséklete kevésbé függ az évszaktól A gazdálkodás és a termelés hatékonyabb ellenőrzése Csökkent a rendszeren kívülről származó fertőzések veszélye Kevesebb gyógyszerre és gyógykezelésre van szükség Javuló munkakörnyezet Egy mintagazdaság beruházási költsége megközelítően 3-3,5 Euró egy kilogramm takarmányra vetítve, ami egy 500 tonna halat előállító gazdaság esetében – mint amilyen az ejstrupholmi is – kb. 1,6 millió Euró.

76/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

9.

Tilápia nevelése zárt recirkulációs rendszerben (Recirculating Aquaculture Systems – RAS) – Holland esettanulmány

9.1. Kísérleti modul – Zagy denitrifikáló reaktor /Manure Denitrifying Reactor/ (MDR) A haltermelés Hollandiában elsősorban zárt recirkulációs rendszerekben folyik. A recirkulációs rendszerekben folytatott haltermelés fenntarthatóságának javítása érdekében a farmerek az alábbi területeken próbálnak további erőfeszítéseket tenni: 6. Az energia és vízfelhasználás csökkentése. 7. A kibocsátott elfolyóvíz mennyiségének csökkentése (részben a kiülepített zagy elszállításának, részben az elfolyóvíz kezelésének költsége – elfolyóvíz Hollandiában csak közcsatorna rendszerbe vezethető, itt ennek a költségéről van szó – ford. megj.). 8. A haltermelés tápanyag transzformációs hatékonyságának növelése, magas minőségű haltápok etetése és az optimális környezeti feltételek megteremtése által. 9. A környezetterhelési díj mérséklése, amely a kibocsátatott KOI, Kjeldahl-N és összes foszfor mennyiségén alapszik. A fenti célok megvalósítása érdekében a haltermelő rendszerek további fejlesztésére van szükség, hogy csökkentsék a formált nitrogén, KOI és szerves anyag kibocsátást. A jelen esettanulmányban egy recirkulációs haltermelő rendszerbe illesztett ún. felső kifolyású zagy denitrifikáló reaktort (up flow sludge bed denitrification reactor – USB-MDR) vizsgáltak. A vizsgálatok célja a vízfelhasználás, a fűtésre és a vízkezelésre fordított energiafelhasználás csökkentése volt. A holland esettanulmány kutatási célkitűzései a következő voltak, melyek során vizsgálták: •

a felfelé irányuló vízáramlás sebességének hatása a reaktor működésére;

•

a felhasznált takarmány C:N arányának hatása a nitrát eltávolíthatóságára és a vízminőségre;

•

a növényi fehérjealapú tápok etetésének hatását a nitrát eltávolításra és a rendszer vízminőségére;

•

az üzemi méretű reaktor működési hatékonyságát;

•

az ún. Geotube® alkalmazásának hatását az eltávolított zagy mennyiségére;

•

az USB-MDR alkalmazásának hatását a nevelt halak egészségi állapotára és „jólétére” egy félüzemi méretű rendszerben;

valamint az USB-MDR alkalmazását egy konvencionális recirkulációs rendszerben az ízrontó anyagok megjelenésének elkerülése érdekében. Végezetül, a kutatási eredmények alapján két, 100 tonna/év kapacitású rendszer működési tervét hasonlították össze a fenntarthatósági indikátorok alapján: egy konvencionális, valamint egy USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszert. •

9.1.1. Az esettanulmány általános jellemzése A haltermelő rendszer tervezése a termelni kívánt halfaj kiválasztásával indul. A választott halfaj nagyban meghatározza a rendszerben tartott halbiomassza alakulását, a tartási környezettel és a vízminőséggel szembeni igényeket, valamint a keletkező hulladékok és a kiválasztott metabolitok mennyiségét. A haltermelés elkerülhetetlenül hulladékok keletkezésével jár. A keletkező hulladékok a haltermelő rendszer vizébe kerülnek kiválasztásra, ami a vízminőséget közvetlenül befolyásolja. Ezért állandó vízcserére van szükség annak érdekében, hogy ezen hulladékokat eltávolíthassuk a haltartó egységből. Az átfolyóvizes rendszerek esetében a vízátfolyás mértéke a haltartó tartályokon megegyezik a rendszer vízcseréjének mértékével (21. ábra). Recirkulációs rendszerben a haltartó egységről elfolyó vizet kezelik és újra felhasználják (21. ábra). A lebegőanyagokat kiülepítik, vagy szűréssel távolítják el, a víz oxigéntartalmát levegőztetéssel vagy oxigén hozzáadásával növelik, eltávolítják a szén-dioxidot, valamint az ammóniát jelentős részben nitráttá (NO3) alakítják nitrifikációval az aerob biológiai szűrőkben. Minden egyes vízkezelő egység alkalmazása csökkenti a haltermelő rendszer vízcseréjének mértékét, egészen addig, amíg egy újabb metabolit koncentrációja el nem éri a haltermelés szempontjából a kritikus értéket. A hagyományos recirkulációs rendszerekben a vízcsere mértékét a nitrát koncentrációja határozza meg (22. ábra). A recirkulációs rendszerek legújabb generációja a nitrátot anaerob (oxigénmentes) környezetben, denitrifikáció útján nitrogén gázzá (N2) alakítja. Ezekben a denitrifikáló reaktorokban a szerves anyag (lehetőleg, az amely magából a rendszerből származik, ilyen a kiszűrt takarmány maradék és az ürülék) oxidációjához a nitrát molekula oxigénjeit használják fel. Ennél fogva, ezekben az új generációs rendszerekben nemcsak a víz és a nitrogén (sokkal kevesebb nitrátot kell a vízcserével eltávolítani), hanem a szerves anyag kibocsátás is alacsonyabb. 77/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

haltartó medence vízkezelő egység 1

haltartó medence vízkezelő egység 2

Recirkulációs rendszer

Átfolyóvizes rendszer

21. ábra: Átfolyóvizes rendszerben a haltartó medencén átfolyt víz mennyisége megegyezik a rendszer vízcseréjével. Recirkulációs rendszerben a haltartó egységről elfolyó vizet kezelik, és újra felhasználják (visszaforgatják). Ilyen típusú rendszerben többféle vízkezelő egység alkalmazása szükséges, amelyet gyakran különböző vízkörön helyeznek el.

A recirkulációs rendszerek minden egyes része esetében – a halnevelő egységekben és a vízkezelő részben egyaránt –, két alapvető kérdés merül fel: 1) mekkora az átáramló víz mennyisége és 2) milyen nagyságúra kell méretezni a kérdéses egységet (térfogat és forma). A halnevelő tartályok esetében az átáramoltatott víz mennyiségének elég nagynak kell lennie, hogy eltávolítsa a keletkező hulladék anyagokat, valamint, hogy a haltermeléshez megfelelő vízminőséget tartson fent. Ezen túl minden vízkezelő egység esetében, a vízáramlásnak elég nagynak kell lennie, hogy megfelelő mennyiségű tápanyaggal (metabolittal és szerves hulladékkal) lássa el azokat. Különböző vízkezelő egységek különböző mértékű vízátfolyást igényelnek, ezért azok gyakran a rendszeren belül külön vízkörön üzemelnek (21. ábra). A haltartó egység mérete függ a nevelt halfaj esetében alkalmazható maximális népesítési sűrűségtől. A vízkezelő egységek térfogatát és formáját a működési funkció határozza meg. A lebegőanyagok eltávolíthatóságát jelentősen befolyásolja a szemcseméret megoszlása. A biológia szűrők esetében a 3 kialakítani szükséges méretet annak fajlagos kapacitása határozza meg, amely g hulladék/m /nap eltávolítási rátával fejezhető ki. A fentiekből következően egy recirkulációs rendszer kialakítását nagyban meghatározza a naponta keletkező hulladék mennyisége. Mivel minden keletkező hulladék a felhasznált takarmányból származik – hulladék a takarmány minden összetevője, ami nem épül be halhúsba –, ezért a rendszer tervezéséhez ismerni szükséges a naponta felhasznált takarmány mennyiségét. Mivel a rendszerben lévő halmennyiség a népesítés és lehalászat ritmusától függően változik, ezért a felhasznált takarmány mennyisége is ingadozik. A haltermelő rendszer méretezését ezért a maximálisan feletetendő takarmány mennyiségéhez kell igazítani, amit a termelési terv határoz meg. Végezetül, a hulladék termelés pedig a tápbevitel maximális mértékéből és a tápanyag modellből határozható meg. A tápanyag modellben a takarmány összetételéből, emészthetőségéből, a haltest összetételéből és a halbiomassza légzési ativitásából számítható a formált (ürülék) és az oldott (a kopoltyún keresztül kiválasztott és a vizelet) hulladékok mennyisége.

9.1.2. Zagy denitrifikáló reaktor működésének az elve A felső kifolyású zagy denitrifikáló reaktor (up flow sludge bed denitrification reactor – USB-MDR) egy henger alakú, anoxikus (nincs hozzáférhető oxigén) reaktor, ahova a kiszűrt, oldott és formált tápanyagokat tartalmazó, ürüléket, baktérium pelyheket és szervetlen alkotóelemeket tartalmazó zagy kerül. A zagy a reaktor alján, középen lép be és abban feláramló vízmozgást kelt. A reaktor kialakításánál fogva a feláramló víz sebessége kisebb, mint a zagyot alkotó formált részecskék nagyobb részének a kiülepedési sebessége. Ennek következtében egy kiülepedett részecskéket tartalmazó zagyágy alakul ki a reaktor alsó részében. A zagyágyban a szervesanyag-tartalmú ürülékrészecskéket a denitrifikáló baktériumok bontják és ennek eredményeképpen: (1) baktérium biomassza jön létre, (2) a nitrát nitrogéngázzá redukálódik miközben széndioxid keletkezik, (3) nő az alkalinitás és (4) hő keletkezik. A zagyágyban található formált részecskék a denitrifikáló baktériumok számára is a növekedésükhöz szükséges közeget biztosítanak. A kiülepített víz a reaktor tetején kialakított V alakú túlfolyó nyíláson át távozik. Az USB-MDR-t tartalmazó recirkulációs rendszert összehasonlítva a hagyományos recirkulációs rendszerekkel, az új típusú rendszer lehetővé teszi, hogy csökkentsük a nitrátszint tartásához szükséges vízcsere mértékét, ezáltal csökken a rendszer nitrátnitrogén kibocsátása, valamint a rendszer működéséhez felhasznált energiamennyiség, mivel az alacsony vízcsere miatt nincs szükség fűtésre, a szükséges hőmennyiséget pedig fedezi az USB-MDR-ban képződő 78/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány baktériumok által termelt hő. További előny, hogy a dobszűrőről elfolyó víz koncentráltabb – mert USB-MDR előzőleg már kiülepítette a lebegőanyagokat, amely a dobszűrőre vezethető –, ezáltal csökken az esetleges szükséges utókezelő technológiai elem mérete. Végezetül, az elfolyóvízzel kibocsátott tápanyagok mennyisége lényegesen kevesebb (TAN, nitrát, szerves nitrogén, KOI) így csökken a fizetendő környezetterhelési díj, valamint az alkalinitás növekedése lehetővé teszi, hogy pH semleges környezetben működjön a haltermelő rendszer. Az USB-MDR egységgel kiegészített rendszer hátránya, hogy nagyobb a rendszer beruházás költsége, nagyobb felkészültség szükséges a rendszer üzemeltetéséhez, és ennél a kialakításnál a víz összes oldott anyag tartalma (TDS) magasabb.

9.1.3. SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése A jelen kísérleti modulra vonatkozó SustainAqua fenntarthatósági indikátorok közül a 43. táblázatban azokat tüntettük fel, amelyek az egységnyi haltömeg előállításához felhasznált erőforrásokat, a tápanyag kibocsátást, valamint a tápanyagok felhasználásának hatékonyságát mutatják be.

Hagyományos

USB-MDR

Erőforrás használat Ivadék (#/kg) Takarmány (kg/kg) Elektromos energia (kWh/kg) Fűtés (kWh/kg) Víz (L/kg) Oxigén (kg/kg) Bikarbonát (g/kg) Munkaerő (h/MT)

Hagyományos

USB-MDR

Tápanyag kibocsátás 1,2 1,22

1,2 1,22

Nitrogén Formált (g/kg)

8,5

2,6

1,8

2,2

Oldott (g/kg)

37,4

5,8

3,4 238 1,18 252 12,5

0,0 38 1,26 a 107 13,1

4,5 3,8

7,2 1,3

189 40

84 9

Nitrogén (input %-ban) Foszfor (input %-ban) KOI (input %-ban)

32 43 32

32 43 32

227 48 1,58 62

95 11 1,10 28

TOD (input %-ban)

32

32

1060

2000

Tápanyag-hasznosítás

Foszfor Formált (g/kg) Oldott (g/kg) KOI Formált (g/kg) Oldott (g/kg) TOD Formált (g/kg) Oldott (g/kg) CO2 (kg/kg) TDS (g/kg) Vezetőképesség (µS/cm)

a) A gyakorlatban, abban az esetben a bikarbonát szükséglet elhanyagolható mikor denitrifikációs folyamatok is végbemennek

43. táblázat: A SustainAqua fenntarthatósági indikátorok az MDR kísérleti modul esetében

9.1.4. Az alkalmazás előnyei és korlátai A zagy denitrifikáló reaktor /Manure Denitrifying Reactor/ (MDR) a hagyományos recirkulációs rendszerekkel való összehasonlításban az alkalmazás alábbi lehetőségei és korlátai vehetőek számba: Alkalmazás előnyei •

Víz, energia és bikarbonát igény jelentősen alacsonyabb, mint a hagyományos recirkulációs rendszerek esetében.

•

Az energiafelhasználás jelentősen alacsonyabb, mint a hagyományos recirkulációs rendszereknél, mivel: (a) a hatékony nitrátszint szabályozás miatt kisebb a vízcsere, ezért kevesebb energia fordítandó a fűtésre, (b) a baktérium biomassza denitrifikáló egység jelentős mennyiségű hőt termel, miközben a hulladék tápanyagokat használja fel.

A hagyományos recirkulációs rendszerekkel összehasonlítva a kibocsátott tápanyagok mennyisége lényegesen alacsonyabb (a lebontás miatt) és az elfolyóvíz koncentráltabb, mivel a vízkezelés folyamán az USB-MDR egységben előzetes kiülepítés történik. További lehetőség, hogy az MDR zagyát tovább ® lehet koncentrálni Geotubes alkalmazásával. Lehetőségek •

•

Amikor nincs lehetőség a nitrátszint szabályozására az USB-MDR alkalmazásával, a felhasznált takarmány C/N arányának módosításával (magasabb C/N arány beállításával, így ennek megfelelően változik az ürülék C/N aránya is) hatékonyan szabályozható a nitrát felhalmozódás a denitrifikáció által. Ezáltal a víz, az energia és a bikarbonát felhasználás csökkenthető. 79/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Növényi fehérjék használata a takarmányokban széles körűvé válhat a jövőben, növelve a haltermelés fenntarthatóságát. A jelen kutatás rámutatott arra, hogy nincs számottevő hatása a növényi fehérjék alkalmazásának az USB-MDR működésére. Azonban, az ortofoszfát tartalom szignifikánsan magasabb volt a haltermelő rendszer vizében, ha növényi eredetű fehérjét tartalmazó tápokat használtak, mint amikor hagyományos halliszt alapú tápokat etettek. Hátrányok

•

•

Nílusi tilápia nevelésekor 150 g-os méretig semmilyen haljóléti, növekedésgátló hatása nem volt a közel teljesen zárt rendszerű tartásnak (vízcsere mértéke 30 l/kg takarmány/nap volt MDR alkalmazásával). Ezzel szemben csökkent növekedési ütem volt megfigyelhető nagyobb tilápiák nevelésekor (300 g fölött), egy olyan recirkulációs rendszerben esetében, ahol USB-MDR alkalmaztak az előzőekkel megegyező vízcsere mellett. A fenti növekedésgátló hatás nem volt megfigyelhető hagyományos recirkulációs rendszerek esetében (információ: ZonAquafarming BV).

•

A rendszer kiépítésének beruházási igénye magasabb, valamint nagyobb szakmai felkészültség szükséges az USB-MDR egységgel ellátott rendszer üzemeltetéséhez.

9.1.5. A kísérleti fejlesztés előnyei A felső kifolyású zagy denitrifikáló reaktor (USB-MDR) alkalmazásának előnyei és hátrányai az alábbiakban foglaljuk össze, és összehasonlítjuk egy hagyományos recirkulációs rendszerrel. Az összehasonlítás alapjául egy 100 tonna éves kibocsátású hagyományos (a számítások a ZonAquafarming BV cégtől származnak) és USB-MDR-t alkalmazó (a számítások az WU AFI kísérleti adatain alapulnak) recirkulációs rendszer elvi megvalósíthatósági tanulmánya szolgált. ® Az USB-MDR és a Geotube elemeket tartalmazó és azt nélkülöző recirkulációs rendszer működésének valószínűsített előnyei és hátrányai az alábbiak: Előnyök Erőforrás felhasználás:

- a 10,7 kWh/kg megtermelt halra eső energiaköltség csökkenése - a 202 L/kg kg megtermelt halra jutó vízfelhasználás csökkentése - a 241 g/kg halra eső bikarbonát felhasználás csökkentése

Tápanyag felhasználás:

- tápanyagok újrahasznosítása a baktériumprodukció által, ami 0,5 kWh/kg hal energiatermelést jelentett

Tápanyag kibocsátás:

- csökkenése 83% N, 61% KOI, 63% TOD, 33% CO2

1)

58% TDS esetében Zagymennyiség:

®

- 7,3 kg/kg takarmány zagymennyiség csökkenés Geotube használatával

Hátrányok - magasabb beruházási költség (± Euró 45 000,--) - nagyobb felkészültség szükséges a rendszer üzemeltetéséhez 1)

A szén-dioxid kibocsátás csökkenése a fűtőanyag megtakarítás miatt.

A recirkulációs rendszerekben az USB-MDR alkalmazása általánosában 10 %-os termelési költség csökkenést jelentene a hagyományos recirkekhez képest a holland haltermelés-gazdaságossági feltételek mellett.

80/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

9.2. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: az USB-MDR alkalmazása egy 100 tonna/év kibocsátású recirkulációs rendszerben 9.2.1. Bevezetés A jelen esettanulmányban a denitrifikációért felelős USB-MDR egység alkalmazásának hatása a fenntarthatósági indikátorokra, egy 100 tonna/év termelési volumenű recirkulációs rendszer példáján keresztül kerül bemutatásra. Az alábbiakban hagyományos, USB-MDR nélküli és egy USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszer kerül összehasonlításra. A rendszerek közötti összehasonlítás alapját a ZonAquafarming B.V. által kidolgozott intenzív recirkulációs rendszerben történő tilápianevelési technológia adja, ez a technológia kerül kiegészítésre az USB-MDR egységgel (22. ábra).

halnevelő medence

O2

O2

halnevelő medence

levegőztetés

moving bed szűrő

levegőztetés

moving bed szűrő

dobszűrő

dobszűrő

USBMDR

Hagyományos

USB-MDR

22. ábra: Mind a hagyományos, mind az USB-MDR-t alkalmazó rendszer a ZonAquafarming B.V. által kidolgozott technológián alapszik

A továbbiakban az USB-MDR tervezéséhez és működtetéséhez szükséges ismeretek kerülnek összefoglalásra. A recirkulációs rendszer kialakításához szükséges lépések sorozatát a 44. táblázat tartalmazza. Ezeket a lépéseket tárgyaljuk az alábbiakban. Halfaj

Tilápia

“Hulladék” termelés Halösszetétel

Növekedési ütemterv Népesítési tömeg

70

g/hal

Takarmány összetétel

Értékesítési tömeg

845

g/hal

Emészthetőség

Nevelés ideje

24

hét

Halak oxigénfogyasztása Vízáram/vízcsere

Takarmánybevitel Takarmányértékesítés

1,34

Maximális halsűrűség

140

kg/m

Vízcsere a halnevelő medencében

0,5

%

Vízcsere a rendszerben

Tervezett hozam

100

tonna/év

Nevelési fázisok száma

2

Népesítés/lehalászás

3

hetente

N, P és KOI áramok

Tápetetés maximuma

349

kg/nap

Fenntarthatósági indikátorok

Elhullás Termelési terv

Vízminőség határértékek 3

Vízkezelő egység átbocsátása Vízkezelő rendszerek Eredmények

44. táblázat: Recirkulációs rendszer tervezésének lépései

9.2.2. Megvalósítás Halfaj A tervezés megkezdéséhez legelőször a termelni kívánt halfajt kell kiválasztani, ami a jelen esetben a nílusi tilápia (Oreochromis niloticus). Ez a választás leggyakrabban a halfaj értékesítési árán alapul. A gazdaságossági fenntarthatóság szempontjából, az értékesítési ár és a termelési költség közötti különbség – 3 amit az intenzív rendszerek esetében a rendszer fajlagos termelékenysége (kg/m /év) nagyban befolyásol – 81/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány a legjelentősebb.

800

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

SGR (%/nap) SGR (%/d)

Testtömeg (g)(g) Body weight

Növekedési ütemterv A halfaj kiválasztása és a piaci pozíció felmérésén túl a nevelési terv (népesítési és lehalászási tömeg) is nagyban meghatározó. A halak növekedési görbéje az idő előrehaladtával eléri a piaci súlyt, a piaci súly eléréséhez szükséges idő pedig a napi takarmányadagtól és a takarmányértékesítéstől függ. Mindkettőt meghatározza a nevelt hal tömege. Az elhullást ugyancsak befolyásolja a nevelt hal átlagtömege. Az elhullást a népesítés megtervezésekor is figyelembe kell venni. Végezetül, a halfaj ugyancsak meghatározza a szükséges termelési környezetet, ilyen a maximális halsűrűség a medencékben és a vízminőség (a vízminőségre a későbbiekben kitérünk a Vízáramok c. fejezetben). A jelen esettanulmányban a népesítési átlagtömeg 70 g, a lehalászási átlagsúly pedig 845 g, a növekedési ütem és a takarmányadag a ZonAquafarming B.V. cég által forgalmazott tilápia növekedési paramétereit vette alapul (23. ára). Meg kell jegyezni, hogy ZonAquafarming B.V. cég által forgalmazott tilápia változata számos nemzedék szelektív tenyésztésének eredménye. A legtöbb kereskedelemben kapható tilápia változat növekedése lassabb és az intenzív nevelési feltételek közepette rendszerint nem haladja meg a 600-700 g-os átlagsúlyt. Esetünkben a tilápia 24 hét alatt éri el a piaci méretet, 99,5 %-os megmaradás mellett. A további számítások az 1. szövegdobozban a Termelési terv című fejezetben található.

600 400 200 0 0

3

6

9

12

15

18

21

24

SGR = 46 bw-0.61

0

200

400

600

Bodyweight (g) (g) Testtömeg

1.4 1.2 1.0

FC = 0.57 bw0.14

0.8 0.6 0.4 0

200

400

600

800

Max. népesítési (kg/m33)) Maximumsűrűség density (kg/m

Takarmányértékesítés (kg/kg) Feed conversion (-)

Time (weeks)

1.6

800

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Dens = 35 ln(bw) - 80

0

200

400

600

Testtömeg Body weight (g) (g)

800

Testtömeg (g) Body weight (g)

0.20 0.15 0.10

Mort = 1.75 bw-0.8

0.05 0.00 0

200

400

600

800

Összesített megmaradás Cumulative survival (%) (%)

Elhullás Mortality(%/hét) (%/week)

0.25

Testtömeg Body weight(g) (g)

100 99 98 97 96 0

3

6

9

12

15

18

21

24

Time (weeks) Testtömeg (g)

23. ábra: A ZonAquafarming B.V. cég által forgalmazott tilápia termelési mutatói (bw: testtömeg, FC: takarmányértékesítés, Dens: halsűrűség, Mort: elhullás).

82/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

Termelési terv Miután kiválasztottuk a nevelni kívánt halfajt és meghatároztuk a növekedési ütemtervet, rátérhetünk a termelési terv kidolgozására. A termelési terv tartalmazza a megtermelni kívánt haltömeg mennyiségét (ez esetben 100 t/év), a nevelési fázisok számát (esetünkben a fázisok száma 2; az 1. fázis 12. héten zárul, ekkor a csoportot felezik és két külön medencében nevelik tovább), a népesítési és lehalászási ütemtervet (minden 3. héten történik népesítés és a piaci méret értékesítése). A 100 t/év kapacitás, azt jelenti, hogy évente 100 t piaci méretű halat értékesítenek, amihez évente 8,3 t ivadékhal népesítése szükséges, vagyis az üzem tényleges nettó termelése 91,7 tonna. A termelési tervből meghatározható a telepen egyidejűleg nevelt csoportok száma, valamint a csoportokat alkotó halak tömege és darabszáma, amiből kiszámolható az összes napi takarmány-felhasználás (kg takarmány/nap). A ZonAquafarming B.V. termelési tervének megvalósításához 12 halnevelő medence alkalmazása szükséges (24 hét nevelési idő, 2 nevelési fázis). A medencék elrendezése hármas blokkokban történik. Az egy blokkban található medencék a halak átúsztatását segítő, zárható nyílásokkal vannak egymással összekötve. Így válogatáskor a nyílások a segítségével a medencében található halakat két másik medencébe lehet csoportosítani. Minden harmadik héten a három medence egyikét (de nem a hármas egység középső medencéjét) 6.862 db 70 grammos tilápiával népesítik. 12 hét elteltével, mikor a halak elérték a kb. 370 g-os súlyt, a fentiek szerint két csoportra osztják őket. Ekkor a hármas egység harmadik medencéjébe egy újabb csapat 70 g-os hallat helyeznek ki. 24 hét elteltével két medencéből a piaci méretű halat lehalásszák, majd a harmadik medencéből a halakat két csoportra osztják, míg a fennmaradó medencébe egy újra 70 g-os halakat helyeznek ki. A 45. táblázatban látható ez a termelési terv, ugyancsak itt található az üzem népesítési terve, a medencék és a teljes rendszer kialakítása és mérete, valamint az üzemeltetés munkaerő szükséglete. 1. szövegdoboz: A termelési terv kiszámítása A lehalászott halak száma: 100.000 (kg/év)/0,845 (kg/hal) = 118.343 db/év vagy 118.343*(3/52) = 6.828 db/csoport 3/52 az egy év alatti népesítések és lehalászások száma. A kihelyezett halak száma: 118.343/0,995 (összesített elhullás) = 118.343 db/év vagy 118.946*(3/52) = 6.862 db/csoport. -0.8 Az elhullás az 1. héten: 1.75*70 = 0.058% a medencénkénti elhullás 1 hetet követően: 6,862*(1-0.00058) = 6,858. A medencék méretét a medencékben lévő haltömeg maximumából számoljuk az 1. és a 2. nevelési fázis végén. A medencék mérete 12 hetes nevelést követően haltömeg alapján számolva: 2.516 (kg/medence) / (35*ln(368)-80) = 3 3 3 19.8 m . Gyakorlati megfontolások miatt a medencék tényleges mérete 20,5 m , a teljes üzemet tekintve 246 m . A haltömeg mennyisége medencénként az első heti nevelést követően: 6.858*0,087 (kg/hal) = 597 kg. A fajlagos 3 haltömeg a medencékben ekkor 597/20,5 = 29 kg/m . -0.61 A halak növekedése az első hetet követően: 87*(46*87 )/100 = 2,6 g/hal/nap. A medencében a napi halnövekedés: 0,026*6,858 = 18kg /nap. 0.14 A takarmányértékesítés: 0,57*87 = 1,07, így a medence napi takarmánybevitele: 18*1,07 = 19 kg/nap.

A haltermelő üzem működésének megkezdését követően a rendszerben lévő haltömeg folyamatosan emelkedik, részben a halak növekedése, részben az új csoportok népesítése következtében. Ezzel egyidőben a takarmánybevitel, az egy nap alatt kiadagolt takarmány mennyisége (kg/nap) ugyancsak növekszik (46. táblázat). A legtöbb takarmányt a nevelés 24. hetében adagoljuk ki, amikor az első csoport tömege eléri a piaci súlyt. Ezt követően a kijuttatott takarmány mennyisége ún. fűrészfogas mintázatot követ (24. ábra). A haltermelő rendszer méretezésekor a naponta maximálisan kijutatott takarmány mennyiségét vesszük figyelembe, ami jelen esetben 349 kg/nap.

83/119

Kijuttatott takarmány (kg/nap) Feed load (kg/d)

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

10

20

30

40

50

A népesítéstől eltelt hetek Weeks from startup 24. ábra: A kijutatott takarmány mennyisége a 24. héten éri el a maximumát, amikor az első csoportok elérik a piaci méretet. Ekkor (lásd 3. táblázat) 8 csoport található a farmon. Mikor az első csoportot lehalásszák és egy új kishalakból álló csoportot helyeznek ki a lehalászott medencékbe, a kijutatott összes takarmány mennyiség csökken, majd a halak gyarapodásával újra növekedni kezd. Ez ismétlődik újra és újra, így az üzemben kijuttatott takarmány mennyiségének ábrázolásakor egy ún. fűrészfogas mintázatot láthatunk.

84/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Halas medencék medencék száma (3-as blokkokban) összes medence térfogat egy medence térfogata

12 238 19,8

db m3 m3

medence mélysége medence falvastagsága vízmélység a medencében

1,6 0,2 1,3

m m m

egy medence alapterülete hosszúság:szélesség arány medence hossza 0,1 m-es falvastagsággal medence szélessége 0,1 m-es falvastagsággal

15 4 7,90 2,00

m2 m m

összes medence felület (hasznos) összes medence felület a falakkal együtt

190 239

m2 m2

A RENDSZER MÉRETEI ÉS A TILÁPIA NÖVEKEDÉSI ÜTEME 20,5 térfogat m3/med. medencék idő tömeg sűrűség népesítés népesítés hét g/hal kg/m3 kg/med. db/med. 1 87 29 597 6858 2 106 35 727 6855 3 126 42 863 6852 4 147 49 1007 6849 5 169 56 1157 6847 6 193 64 1321 6845 7 218 73 1492 6843 8 245 82 1677 6842 9 273 91 1868 6840 10 303 101 2073 6839 11 335 112 2291 6838 12 368 122 2516 6836 13 403 67 1377 3418 14 439 73 1500 3417 15 476 79 1626 3417 16 514 85 1756 3417 17 553 92 1889 3416 18 592 98 2022 3416 19 633 105 2162 3415 20 674 112 2302 3415 21 716 119 2445 3415 22 759 126 2591 3414 23 802 133 2738 3414 24 845 140 2884 3414

12 gyarapodás g/hal 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 3,9 4,1 4,3 4,4 4,6 4,8 4,9 5,1 5,2 5,4 5,5 5,7 5,8 6,0 6,1 6,2 6,4

lehalászott halak száma

6.828

db/csoport

118,343

db/év

népesített halak száma

6.862

db/csoport

118,946

db/év

általános népesítés lehalászat

3 3 6

h/nap h/csoport h/csoport

összesen

1251

h/év

246

m3

rendszer össztérfogata

384

m3

munkaerőigény

medencék össztérfogata

db termelés kg/t/nap 18 19 21 22 23 25 26 27 28 29 30 31 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22

FCR 1,07 1,10 1,12 1,15 1,17 1,19 1,21 1,23 1,25 1,27 1,29 1,30 1,32 1,34 1,35 1,37 1,38 1,39 1,41 1,42 1,43 1,44 1,45 1,46

tak. adag kg /nap 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32

3 MEDENCÉBŐL ÁLLÓ BLOKKNÁL A HALAK MEGOSZTÁSA 2 MEDENCE KÖZÖTT 1 medence 2 medence 3 medence db/medence db/medence db/medence 6858 3418 3418 6855 3417 3417 6852 3417 3417 6849 3417 3417 6847 3416 3416 6845 3416 3416 6843 3415 3415 6842 3415 3415 6840 3415 3415 6839 3414 3414 6838 3414 3414 6836 3414 3414 3418 3418 6858 3417 3417 6855 3417 3417 6852 3417 3417 6849 3416 3416 6847 3416 3416 6845 3415 3415 6843 3415 3415 6842 3415 3415 6840 3414 3414 6839 3414 3414 6838 3414 3414 6836

45. táblázat: A ZonAquafarming B.V. cég tilápia nevelési terve. A munkaerő szükséglet és a térfogat egy hagyományos recirkkel számolva.

85/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

átlag minimum maximum hét 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

333 318 349 kg takarmány 19 21 24 44 48 53 76 81 88 113 120 129 155 165 175 204 215 228 258 271 285 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318 332 349 318

kg/nap kg/nap kg/nap 1 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25

NÉPESÍTÉS: Új csoport kihelyezése 1 medencébe minden 3. héten LEHALÁSZAT: Piaci méretű hal 2 medencéből minden 3. héten

2

21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25

3

4

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19

5

21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21

6

7

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30

8

21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30

9

10

11

12

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27

21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 21 23 23 25 25 26 27

19 21 24 25 27 30 31 33 35 37 39 40 21 23 23 25 25 26 27 28 29 30 31 32 19 21 24 25 27 30 31

46. táblázat: A takarmányadagok alakulása az üzem indulásától kezdve. A takarmányadag maximumát a 24. héten éri el (pirossal kiemelve).

86/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Hulladék kibocsátás A haltermelési folyamat szükségszerűen hulladék tápanyagok kibocsátásával is jár, ilyen a halak ürüléke, az ammónium (NH4) és szén-dioxid (CO2) kiválasztás, mindez jelentős oxigénTakarmány fogyasztással is jár. Ezeknek a szerves és szervetlen hulladékoknak a kiválasztása abba a közegbe történik, ahol a halak is élnek. Mindez jelentős vízminőség romlást okoz. Ezért, hogy a halnevelő közegből eltávolítsuk ezeket a hulladékokat Ürülék folyamatos vízáramoltatás szükséges. Annak érdekében, hogy kiszámíthassuk a szükséges vízáramlás mértékét (részletesebben a Vízáramok fejezetben) ismerni kell az egységnyi idő alatt Kiválasztás kibocsátott hulladékok mennyiségét. Erre a jelen tanulmányban a nitrogén (N), a foszfor (P) formákra és Légzés a kémiai oxigénigényre (KOI) elkészített tápanyagmérleg modell (25. ábra) szolgál. A KOI egy általánosan elfogadott mérőszám, amely azt az oxigénmennyiséget számszerűsíti, ami 1 kg szerves anyag (hal, takarmány, szerves hulladékok vagy baktérium biomassza) eloxidálásához (bontásához) szükséges. A Növekedés szervesanyag-frakció fehérjéket, zsírokat és szénhidrátokat tartalmaz. A fehérjék a szervesnitrogén-tartalmuk miatt nem oxidálódnak teljesen. A KOI kiszámítható a szerves anyag összetételéből: fehérje*1,38+zsír*2,78+szénhidrát*1,21. 25. ábra: Tápanyag mérleg modell a Megjegyzés: A szerves nitrogén ugyancsak oxidálható, mivel az takarmányból származó hulladék ammónium (NH4-N) nitráttá (NO3-N) alakítható. Ehhez szükséges kiszámításához (N, P és KOI) 4,57 gO2/gN. Az ammónium oxidálásához szükséges oxigén szükséglet és a KOI összege adja a teljes oxigénigényt (TOD: total oxygen demand). A takarmány hasznosítása során a halak ugyancsak oxidálják a takarmány szerves anyagainak jelentős részét. A halak oxigénfogyasztása (légzés) közvetlenül kifejezhető KOI-ban (1. egyenlet). A hal tömege

fehérje

zsír

hamu

P

energia

KOI

népesítéskor

lehalászáskor

%

%

%

%

kJ/g

g/kg

70

845

38

11

11,1

1,2

18,4

1192

emészhető emészthető emészthető N P KOI % % % 0,90

0,60

0,85

47. táblázat: A takarmány N, P és KOI tartalmának az emészthetősége.

Annak érdekében, hogy kiszámíthassuk az 1 kg takarmány etetésekor keletkező hulladékok mennyiségét szükséges a takarmány összetételének és emészthetőségének (47. táblázat), valamint a haltest összetételének az ismerete (26. ábra). A N és P kiválasztás kiszámítható az emészthető anyag felvétel (takarmány – ürülék) és a növekedés különbségéből. A halak oxigénfogyasztása az alábbiak alapján számítható: KOIlégzés = (MEm + [1-kg] * ED) / OCE 0.8 = tilapia létfenntartó energiaszükséglete 65 kJ/kg /nap MEm ED = energia felhalmozódás (a növekedés energiaszükséglete, kJ/hal/nap) = az energia felhalmozódás marginális hatékonysága tilápiánál 0.7 kg OCE = oxikalórikus együttható, 14.2 kJ/g O2

(1. egyenlet)

A fentiek alapján számított a 100 t/év kapacitású tilápia termelő üzem működésekor a vízkezelő berendezések által eltávolítandó szerves és szervetlen hulladék mennyisége a 48. táblázatban található. Ámbár a halaknak nincs közvetlen KOI kiválasztása, ennek ellenére kis mennyiségű KOI hiány mutatkozik a tápanyagmérlegben. Ennek magyarázata az lehet, hogy az el nem fogyasztott takarmány és az ürülék egy része oldott formába kerül, ami egyfajta „KOI kiválasztásnak” tekinthető a tápanyagmérleg szemszögéből.

87/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

protein = 13.5 bw

0.03

600

16 COD = 275 bw

14 12

0.1

500 fat = 3.1 bw

0.19

400

10

KOI COD(g/kg) (g/kg)

protein, ashenergia (%) energy (kJ/g) Fehérje, zsír, hamufat, (%), (kJ/kg)

18

300

8 energy = 4.5 bw 0.09

6

200

4 ash = 4.2 bw

2

-0.006

100 0

0 0

200

400

600

800

Testtömeg (g) (g) Body weight 26. ábra: A testtömeg változás hatása a teljes test összetételére a ZonAquaculture B.V. cég által forgalmazott tilápia esetében. (ábra magyarázata: protein: feférje; COD: KOI; fat: zsír; energy: energia; ash: hamu)

2. szövegdoboz: A hulladék mennyiségek kiszámítása a maximális takarmányadag esetében 0.03

-0.006

8 csoport testösszetétele: Nhal = 0,16 * 13,5 * 126 * 10 = 25,0 gN/kg, Phal = 0,17 * 4,2 * 126 * 10 = 6,9 gP/kg, 0.1 0.09 KOIhal = 275 * 126 = 446 gKOI/kg és Ehal = 4,5 * 126 = 7,0 MJ/kg. Megjegyzés: A halfehérje 16% N-t tartalmaz, a haltest hamutartalmának 17%-a P. A takarmány összetétele és emészthetősége a 47. táblázatban található. A takarmány fehérje ugyancsak 16% N tartalmaz. A takarmány N, P és KOI tartalma kiszámítható úgymint: Ntakarmány = 24 (kg takarmány) * 0,0608 (kgN/kg takarmány) ≈ 1,43 kgN/nap. Az ürülék N, P és KOI tartalma kiszámítható az emészthetőségből úgymint: Nürülék = (1 – 0,9) * 1,43 = 0,14 kgN/nap. A halak növekedése által akkumulált N, P és KOI kiszámítható úgymint: Nnövekedés = 21 (kg növekedés) * 0,025 (kg Nhal/kg) ≈ 0,52 kgN/nap. A N és P kiválasztás kiszámítható úgymint: Ntakarmány – Nnövekedés – Nürülék = 1,43 – 0,52 – 0,14 = 0,76 kgN/nap. A halak légzésének KOI tartalmának kiszámításához először az energia felhalmozódást kell kiszámolni: ED = 21 0.8 (kg növekedés)* 7,0 (MJ/kg) = 147 MJ/nap. A halak KOI légzése: [(65/1000 * 0,126 * 6.852) + (1 – 0,7) * 147 ]/14,2 ≈ 9,6 kgKOI/nap. A KOI kiválasztás kiszámítása: KOItakarmány – KOInövekedés – KOIürülék – KOIlégzés = 28,1 – 9,4 – 4,2 – 9,6 = 4,9 kgKOI/nap.

88/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

Medence

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Csoport

1a

1b

5

2a

2b

6

3a

3b

7

4a

4b

8

Hét Testtömeg Darabszám Takarmány FCR Növekedés

24 845 3414 32 1,46 22

24 845 3414 32 1,46 22

12 368 6836 40 1,30 31

21 716 3415 29 1,43 20

21 716 3415 29 1,43 20

9 273 6840 35 1,25 28

18 592 3416 26 1,39 19

18 592 3416 26 1,39 19

6 193 6845 30 1,19 25

15 476 3417 23 1,35 17

15 476 3417 23 1,35 17

3 126 6852 24 1,12 21

Nhal Phal KOIhal Ehal

26,4 6,9 540 8,3

26,4 6,9 540 8,3

25,8 6,9 496 7,7

26,3 6,9 531 8,1

26,3 6,9 531 8,1

25,6 6,9 482 7,5

26,2 6,9 521 8,0

26,2 6,9 521 8,0

25,3 6,9 465 7,2

26,0 6,9 509 7,8

26,0 6,9 509 7,8

25,0 6,9 446 7,0

Ntakarmány Ptakarmány KOItakarmány

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

60,8 12,0 1192

EmészthetőségN EmészthetőségP EmészthetőségKOI

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

0,90 0,60 0,85

Nemészt_tak Nnövekedés Nürülék Nkiválasztás

1,96 0,58 0,20 1,18

1,96 0,58 0,20 1,18

2,46 0,80 0,25 1,41

1,74 0,53 0,17 1,04

1,74 0,53 0,17 1,04

2,13 0,72 0,21 1,20

1,61 0,50 0,16 0,95

1,61 0,50 0,16 0,95

1,81 0,63 0,18 1,00

1,40 0,44 0,14 0,82

1,40 0,44 0,14 0,82

Pemészt_tak Pnövekedés Pürülék Pkiválasztás

0,39 0,15 0,15 0,08

0,39 0,15 0,15 0,08

0,48 0,21 0,19 0,08

0,34 0,14 0,14 0,07

0,34 0,14 0,14 0,07

0,42 0,19 0,17 0,06

0,32 0,13 0,13 0,06

0,32 0,13 0,13 0,06

0,36 0,17 0,14 0,04

0,28 0,12 0,11 0,05

KOIemészt_tak KOInövekedés KOIürülék KOIlégzés KOIkiválasztás

38,4 11,9 5,8 18,1

38,4 11,9 5,8 18,1

48,2 15,4 7,2 19,9

34,1 10,6 5,1 16,0

34,1 10,6 5,1 16,0

41,7 13,5 6,3 16,2

31,6 9,9 4,7 14,0

31,6 9,9 4,7 14,0

35,5 11,6 5,3 12,9

27,4 8,7 4,1 11,9

48. táblázat: A hulladék mennyisége a maximális takarmányadag esetében

89/119

Összesen

24,5

max tömeg (t)

349 1,34 261

kg/nap kg/nap

1,43 0,52 0,14 0,76

21,2 6,8 2,1 12,3

kg/nap kg/nap kg/nap kg/nap

32 6 35

bevitel %-a g/kg tak g/kg tak

0,28 0,12 0,11 0,05

0,28 0,15 0,11 0,02

4,2 1,8 1,7 0,7

kg/nap kg/nap kg/nap kg/nap

43 5 2

bevitel %-a g/kg tak g/kg tak

27,4 8,7 4,1 11,9

28,1 9,4 4,2 9,6

416 132 62 179 43

kg/nap kg/nap kg/nap kg/nap kg/nap

32 179 512 124

bevitel %-a g/kg tak g/kg tak g/kg tak

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Vízáramok A halnevelő medencékben szükséges a folyamatos vízáramoltatás, a keletkező hulladékok eltávolítása és az oxigénszint fenntartása miatt, olyan mértékben, hogy a vízminőség a halak számára elfogadható legyen. A vízkezelő rendszerhez ugyancsak a vízáramoltatás juttatja el a kezelendő hulladékokat. A vízáramoltatás mértékének meghatározása az alábbiak alapján történik: Átfolyás = abs [ k * P / ∆C] átfolyás = k = P = ∆C =

(2. egyenlet) 3

vízátfolyás az adott egységen (m /idő) korrekciós faktor a hulladékok képződésének napi ingadozásához (k ≥ 1) hulladékok keletkezése (vagy oxigénfogyasztás) (g/idő) a különbség a Climit (a limitáló (=kifolyás) koncentrációja kérdéses metabolitnak) 3 és Cbefolyás (az adott metabolit koncentrációja a befolyó vízben), mindkettő g/m -ben kifejezve.

Mivel némely biológiai folyamat eredményeként, a halnevelő és a vízkezelő egységben mérhető vízminőségi paraméterek koncentráció különbsége negatív értékű lehet, ezért a modellszámításokhoz azok abszolút értékeit vettük figyelembe. Ez a megközelítés azonban csak a tökéletesen elkevert anyagok esetében működik, nem alkalmazható a lebegőanyagoknál, ami a különböző méretű részecskék összessége, egészen a nagyméretű – néhány mm nagyságú – takarmány vagy ürülék darabkáktól kezdve a mikrométer nagyságú részecskékig. További nehézséget jelent, ha a medencében a vízátfolyás nagyon alacsony mértékű, például az alacsony vízcseréjű, hosszú szögletes alakú medencék esetében. A tilápia nevelés kritikus vízminőségi paraméterei és a paraméterek ’k’ korrekciós faktorai a 49. táblázatban találhatóak. Ezek alapján határoztuk meg az esettanulmány tervezési paramétereit és a nitrifikációt és denitrifikációt befolyásoló vízminőségi paramétereket is (lásd a Vízkezelő rendszerek című fejezetet).

Vízminőségi paraméterek Hőmérséklet

Hal

k - érték

választott

24-28

27

27

27

7

7

5,5-7,5

7

NH3-N

0,01-0,1

0,01

TAN

1,5

választott

1-2

1,4

NO2-N

0,05-1

1

NO3-N

100-200

165

1-2

1

O2 CO2 KOI oldott lebegőanyag

Denitrifikáció

tartomány

pH

tartomány

Nitrifikáció

4-6

4,5

1-1,2

1,2

15-20

15

1-1,2

1,2

100-300

200

1-2

1

10 4.5

25

49. táblázat: Vízminőségi tartományok és a ‘k’ korrekciós faktor a hulladék kibocsátás napi ingadozásának korrekciójához.

Mint az a Hulladék kibocsátás című fejezetben már ismertetésre került, a halnevelő egység szerves és szervetlen hulladék kibocsátását és a rendszer elemei közötti vízforgatás mértékét leggyakrabban a felhasznált takarmányra vetítik. A haltermelő rendszer különböző egységei közötti vízáramoltatás (vízforgatás) nagysága nagyban függ annak típusától (átfolyóvizes, levegőztetett átfolyóvizes vagy vízvisszaforgatásos rendszer) (50. táblázat). Mint ahogy a táblázatban látható az átfolyóvizes rendszerek vízfelhasználása nagy, mivel a rendszer vízpótlásának mértéke megegyezik a haltermelő medencéken átfolyó víz mennyiségével. Vízkezelő rendszer beillesztésével a teljes rendszer vízpótlásának mértéke csökkenthető, mivel a vízkezelő rendszer biztosítja a haltermelő egységen átfolyó víz jelentős mennyiségét, az általa megtisztított víz visszaforgatásával. Van olyan vízkezelési eljárás amely nem a vízkezelő rendszerben történik, ilyen az oxigénszint fenntartását szolgáló kezelések (cseppfolyós oxigén beoldása rendszerint közvetlenül a medencékbe való betáplálás előtt, vagy például a levegőztetés, amely a halnevelő medencékben történik), ezekhez külön vízáramoltatás nem szükséges. Az oxigeniáció és a levegőztetés esetében a halnevelő medencén átfolyó víz mennyisége csökkenthető, ennek eredményeként a rendszerben a vízforgatás mértéke ugyancsak alacsonyabb lehet. Oxigénpótlással a haltermelő rendszeren 90/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány átfolyó víz mennyisége az eredeti mennyiség 15 %-ára csökkenthető az átfolyóvizes rendszerek esetében. A recirkulációs rendszereknél ettől lényegesen nagyobb vízmegtakarítás érhető el. Amíg a hagyományos recirkulációs rendszerek esetében a vízpótlás mértéke 1 %-os, addig az USB-MDR alkalmazásával a vízpótlás 0,15 %-ra csökkenthető, az átfolyóvizes rendszerekhez viszonyítva.

Szükséges vízcsere mértéke a halnevelő medencékben a TAN eltávolításhoz az O2 pótláshoz a CO2 eltávolításhoz a lebegőanyag eltávolításhoz

Hagyományos recirkulációs rendszer

Levegőztetett átfolyóvizes rendszer

Átfolyóvizes rendszer

Recirkulációs rendszer USBMDR-al

32 204 94 ?

32 59 37 ?

61 59 70 ?

74 59 74 ?

Választott (a fentiek maximuma)

204

59

70

74

Vízpótlás a teljes rendszerben Vízcsere a halnevelő medencékben a NO3-N eltávolításhoz

204

59 0,187

0,029

Vízcsere a lebegőanyag eltávolításhoz Szükséges vízcsere a halnevelő medencékben

n/a

n/a

70

74

Vízcsere a nitrifikációhoz Szükséges vízcsere a halnevelő medencékben

n/a

n/a

70

74

Vízcsere a denitrifikációhoz NO3-N

n/a

n/a

n/a

0,210

n/a = nem alkalmazott 3

50. táblázat: A haltermelő rendszer különböző elemein átáramló vízmennyiség (m /kg takarmány).

3. szövegdoboz: alkalmazásakor.

A

vízátfolyás

kiszámítása

recirkulációs

halnevelő

rendszeren

USB-MDR

Vízcsere a halnevelő medencékben TAN eltávolításhoz átfolyóvizes és levegőztetett átfolyóvizes rendszereknél ∆C = Climit (feltételezve, hogy nincs 3 TAN a befolyóvízben), annélfogva Átfolyás = abs[1,5 * 35 / 1,5] = 35 m /kg takarmány. A recirkulációs rendszerekben a halnevelő medencék vízcseréje a TAN eltávolításához megegyezik a biológiai szűrőn (nitrifikáció) 3 3 átáramló víz mennyiségével (7. szövegdoboz), 61 m /kg takarmány a hagyományos és 74 m /kg takarmány az USB-MDR alkalmazó recirkulációs rendszer esetében. 3 O2 pótlásához, P = -512 gO2/kg takarmány és ∆C = -10.5 g/m (4. szövegdoboz), így 3 Átfolyás = abs[1,2 * -512 /-10,5] ≈ 59 m /kg takarmány. 3 CO2 eltávolításhoz, P = 633 gCO2/kg takarmány (RQhal = 0,9) és ∆C = 10,3 g/m (5. szövegdoboz), így 3 Átfolyás = abs[1,2 * 633 / 10,3] = 74 m /kg takarmány. Vízpótlás a teljes rendszerben NO3-N eltávolításhoz, P maradék a spontán és az USB-MDR denitrifikációját követően = 4,8 gN/kg takarmány (= 3 3 1,7kg N/349 kg takarmány) és ∆C = 165 – 0 = 165 g/m , így Átfolyás = abs[1 * 4,8 / 165] = 0,029 m /kg takarmány. Vízcsere a denitrifikációhoz NO3-N eltávolításhoz, P maradék a spontán denitrifikációt követően = (15.800/349) * 0,85 = 38,5gN/kg takarmány 3 (10. szövegdoboz) amiből 85% denitrifikálódott, és ∆C = 10 – 165 = -155 g/m , így Átfolyás = abs[1 * (38,5 * 0,85) 3 /-155] ≈ 0,210 m /kg takarmány.

91/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Vízkezelő rendszerek A Vízáramok fejezetben bemutatásra került, hogy a vízkezelő rendszerek alkalmazásával csökkenthető a rendszer vízpótlásának a mértéke. A haltermelő rendszerben alkalmazandó vízkezelési eljárást az adott esetben az elsődlegesen limitáló vízminőségi összetevő fogja meghatározni. A 50. táblázatban látható példán keresztül egy átfolyóvizes rendszer oxigénpótlásával a vízcsere mértéke 204 helyett, 3 94 m /takarmány kg-ra csökkenthető, ugyanis az oxigénszint (-kimerülés) az elsődlegesen limitáló tényező. Ezt követő korlátozó tényező a CO2 szint, majd következik a többi vízminőséget befolyásoló paraméter. Az alábbiakban a vízkezelő rendszerek ismertetésére kerül sor az elsődlegesen limitáló vízminőségi paraméterek sorrendjében. A legtöbb vízkezelő rendszer esetében csak a működésük alapelvei kerülnek bemutatásra. A legmélyebben a denitrifikáció folyamatát ismertetjük, különösen az USB-MDR alkalmazásának tükrében. Ugyancsak röviden bemutatásra kerül két technológiai megoldás, amely nem csökkenti a haltermelő rendszer vízpótlásának mértékét, de a haltermelési folyamat fenntarthatóságát növeli (hőcsere és iszapkezelés). Oxigenáció Oxigént juttathatunk a halnevelő közegbe levegőztetéssel (víz és a levegő közötti gázcsere útján) és oxigenációval (cseppfolyós oxigén beoldásával). Levegőztetéssel a víz oxigéntartalma csak a telítettségig növelhető, míg a cseppfolyós oxigén beoldásával a medencéket ellátó víz oxigéntartalma meghaladhatja a telítettségi értéket. Ez azonban nem jelenti azt, hogy oxigénbeoldás esetében a halnevelő medencében a víz oxigénnel túltelített lenne, mivel a megfelelő vízkeverés esetében a medence vizének oxigéntartalma megegyezik a medence kifolyójának oxigéntartalmával (lásd Vízáramok fejezet). A jelen esettanulmányban cseppfolyós oxigén került beoldásra a halnevelő medence befolyójánál ún. low head oxigenátorok alkalmazásával (gáz-folyadék arány (G/L ratio) 0,05 volt). Befolyásoló tényezők Érintkezési felület, gázcseréhez rendelkezésre álló idő, gáz-folyadék arány (G/L ratio) 4. szövegdoboz: Oxigenáció 3

Az ún. low head oxigenátorokkal a halnevelő medencéket tápláló víz oxigéntartalma elérheti a 200 %-ot = 15 /m . 3 3 A medencékben megkívánt oxigénszint (= kifolyó víz oxigéntartalma) 4,5 g/m , ∆C = -10,5 g/m . Megjegyzés: a cseppfolyós oxigénbeoldás gyakorlati alkalmazása során az összes oxigén szükségletet (halak és baktériumtömeg egyaránt) ki kell elégíteni, annak figyelembevételével, hogy a cseppfolyós oxigénbeoldás hatásfoka 80 % körüli (oxigén-felhasználás = 1,25 * oxigénigény).

Szén-dioxid eltávolítás A szén-dioxid eltávolítása kilevegőztetéssel történik. Ez történhet levegőztetők, vagy csepegtetőtestes bioszűrő (trickling filter) alkalmazásával. A jelen esettanulmányban légbuborékos levegőztetést használtak részben a halnevelő medencékben, részben az ún. mozgóágyas (moving bed) nitrifikáló egységben. Befolyásoló tényezők Érintkezési felület, gázcseréhez rendelkezésre álló idő, gáz-folyadék arány (G/L ratio) 5. szövegdoboz: CO2 eltávolítás A halnevelő medencék levegőztetése növeli az effektív CO2 eltávolítást ∆C = Climit – Cin, vagy ha a Climit állandó (15 3 g/m ) az effektív Cin csökken. A kilevegőztetés hatásfoka (SE): effektív ∆C = ∆C / (1 – SE). A recirkulációs rendszerek esetében a tényleges Cin nem ismert, azonban a halak CO2 termeléséből (3. szövegdoboz), és abból a 3 gyakorlati tapasztalatból kiindulva, hogy a 70 m /takarmány kg vízcsere elegendő a hagyományos recirkulációs 3 rendszereknél 0,4 elvi kilevegőztetési hatásfokkal (SE) számoltak, ami alapján az effektív Cin = 4,2 g/m (∆C = 10,8 3 g/m ). USB-MDR alkalmazásával a több CO2 keletkezik a biológiai szűrőkben így az effektív Cin a halnevelő 3 3 medencékben Cin = 4,7 g/m (∆C = 10,3 g/m ).

Lebegőanyag eltávolítás A lebegőanyag eltávolítása a haltermelő rendszerekben gravitációs eljárásokkal (kiülepítés, kiúsztatás, hidrociklon alkalmazása) vagy szűréssel történik. A lebegőanyag részecskék méretének összetétele határozza meg az alkalmazható a szűrési eljárást: a kiülepíthető részecskék esetében gravitációs, más esetben direkt szűrés jöhet szóba. A jelen esettanulmányban dobszűrőt használtak (szűrőméret 80 µm).

92/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány Befolyásoló tényezők Részecskék méretösszetétele 6. szövegdoboz: Dobszűrő 3

A dobszűrő kiválasztását a vízátfolyás mértéke, hőmérséklet, a várt lebegőanyag terhelés (g/m ) és a szűrőbetét mérete befolyásolta, ezek alapján egy különleges változat került beépítésre (http://www.hydrotech.se/en/solutions/drumfilters).

Nitrifikáció A TAN eltávolítása a haltermelő rendszer vizéből rendszerint nitrifikáció útján történik. A nitrifikáció egyfajta biokémiai oxidációs folyamat, amelynek során a baktériumok az ammóniát (NH3) nitráttá (NO3) alakítják át. Ez a folyamat két lépcsőben megy végbe, a két részfolyamatban különböző baktériumtörzsek közreműködésével. Az átalakulás köztiterméke nitrit (NO2). A folyamat az alábbi reakcióegyenlettel írható le: 1g NH3-N + 4,25g O2 + 5,88g NaHCO3
0,26g COD + 0,98g NO3-N + 2,72g CO2

(3. egyenlet)

Az egyenletből látható, hogy a nitrifikációs folyamat során oxigén fogy és csökken az alkalinitás, miközben NO3, baktérium biomassza és CO2 keletkezik. Minden gramm TAN nitráttá való oxidációjához 4,25 g O2 és kb. 1 ekvivalens alkalinitás szükséges (a puffer kapacitás fenntartásához), és közben 0,26 g KOI keletkezik. Recirkulációs rendszerekben a nitrifikáló baktériumok rendszerint valamilyen műanyag felületen képződnek. 2 Ezért a reakciósebességet is a felület arányában fejezzük ki (g/m /nap). Mivel a reakció a műanyag felületen képződött baktériumhártyán megy végbe, ezért a nitrifikációhoz szükséges, hogy oda megfelelő mennyiségű TAN és O2 jusson el. 2

Nitrifikáció mértéke (g/m /nap) = a * √[TAN] + b

(4. egyenlet)

2 Nitrifikáció Nitrification(g/m rate /nap) r (g/m2 /d)

Az ‘a’ és a ‘b’ értékei a nitrifikáló reaktor (bioszűrő) típusától 0.9 függenek. Jelen esetben ún. 0.8 mozgóágyas (moving bed filter) O2 = 7.5 mg/L szűrőt alkalmaznak: a = 0,65 és 0.7 b= -0,1. A bioszűrő működéséhez O2 = 5 mg/L 0.6 rendelkezésre álló O2 és TAN 0.5 aránya 3,6; amely az esetünkben a O2 = 3 mg/L nitrifikáció limitáló faktora lehet (27. 0.4 ábra). Az ábrán látható, hogy 0.3 Actual O2 alacsony TAN koncentráció mellett 0.2 a reakció sebességét a Nitrifikáció Average hozzáférhető TAN mennyisége átlagos 0.1 nitrification értéke befolyásolja, ami magasabb TAN rate 0.0 koncentráció esetében már nem 0 1 2 3 4 igaz, ekkor a nitrifikáció maximális mértékét már az O2 koncentrációja TAN (mg/L) befolyásolja. Megjegyzés: Mikor TAN Climit a [O2]/3,6 közelébe ér, 27 ábra: Nitrifikáció mértékét (g TAN/m2/nap)az O és TAN koncentrációja 2 akkor az átlagos napi TAN befolyásolja. A nitrifikáció átlagos mértéke a 100 t/év termelésű tilápia telep koncentráció még alacsonyabb, esetében szintén látható. mint [O2]/3,6, így a nitrifikáció mértéke is alacsonyabb lesz. Korrekció: [TAN]átlag = Climit / k (’k’ érték a 2 egyenletben található a Vízáramok fejezet). A szükséges átfolyó víz mennyiségének meghatározása a nitrifikáló egységen: 3

Átfolyás (m /idő) = P / ∆C

(5. egyenlet)

A nitrifikáló egység méretezése a TAN és O2 átlagos koncentrációja alapján történik. Ezek határozzák meg nitrifikáció mértékét és a megfelelő kapacitáshoz szükséges nitrifikáló felületet, valamint a nitrifikáló egységen átfolyó vízáram nagyságát. A nitrifikáló bioszűrő töltetének (nitrifikáló felület) fajlagos felületét 93/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány 2

3

m /m -ben fejezzük ki, és ezek alapján számítjuk ki a bioszűrő szükséges méretét. Befolyásoló tényezők TAN és O2 koncentrációi a nitrifikáló reaktorban. 7. szövegdoboz: Mozgóágyas (moving bed) nitrifikáló szűrő 3

3

TAN esetében a Climit = 1,5 g/m , O2 esetében = 4,5 g/m , [O2] / [TAN] arány megközelíti 3,6 értéket, így az átlagos 3 [TAN] a nitrifikáló reaktorban: [TAN]átl = 1,5 / 1,4 ≈ 1,1 g/m , a nitrifikáció mértéke: r = 0,65 * √[1,1] – 0,1 ≈ 0,58 2 gN/m /nap. 2 3 A mozgóágyas szűrő töltetének (speciális nagy felületű műanyag gyűrűk) fajlagos felülete 800 m /m . a maximális takarmánybevitelből számított 12,6 kg N eloxidálásához (a hagyományos recirkulációs rendszer számítását lásd a 3 9. szövegdobozban) szükséges töltet mennyisége: 12.600 / 0,58 / 800 = 28 m . A mozgóágyas szűrő esetében 0,43 es faktorral korrigálják még ezt az értéket, tehát az összes térfogat: 27 / 0,4 = 71 m . A bioszűrő térfogatának 95 3 %-át teszi ki a víz: vagyis a bioszűrő található vízmennyiség: 0,95 * 75 = 67 m . 3 A mozgóágyas szűrőn a vízátfolyás szükséges mértéke: Átfolyás = 12.600 / 0,59 ≈ 21.360 m /nap vagy 21.360 / 3 349 = 61 m /kg takarmány. USB-MDR alkalmazásával a recirkulációs rendszerben több N-t kell oxidálni (15,8 kgN/nap, 10. szövegdoboz), így 3 3 3 ez esetben 34 m töltetre van szükség (85 m összes térfogat, 81 m víztérfogat), a szükséges vízátfolyás mértéke 3 a mozgóágyas szűrőn 74 m /kg takarmány.

Denitrifikáció A haltermelő rendszer vizéből a nitrát (NO3) eltávolítása denitrifikáció útján megy végbe. A denitrifikáció biológiai redukciós folyamat, amelynek során bakteriális tevékenység hatására NO3-ból N2 keletkezik. A denitrifikáló baktériumok fakultatív anaerob heterotrófok. A denitrifikáció több lépésben megy végbe, a folyamat köztitermékei NO2, NO és N2O. Általános reakcióegyenlete: 1g NO3-N + 4,4g COD
1,54g COD + 1g N2 + 0,085g NH4-N + 5,49g NaHCO3 + 0,88g CO2

6. egyenlet

A reakcióegyenletből látható, hogy folyamat KOI-t igényel, mint szerves szén forrást, miközben N2, alkalinitás és keverő stirrer baktérium biomassza keletkezik. Minden gramm NO3-N “oxidálni” képes 2,86 g KOI-t, miközben 0,91 ekvivalens alkalinitás és 1,54 g KOI keletkezik (0,35 g KOI/g KOI). Így a KOI igény 2,86 / (1 – 0,35) = 4,4 g KOI / g N. Azonban, ha ennél kevesebb a hozzáférhető KOI mennyisége, akkor a denitrifikáció folyamata is lassabb lesz (29. ábra). water out Víz kifolyó Megjegyzés: Még ha egyáltalán nincs hozzáférhető KOI a reaktorban, még akkor is lesz némi belső („éhezési”) NO3-N eltávolítás. A denitrifikáló baktériumok által felvett KOI lehet sludge out Zagy kifolyó belső (ürülék vagy takarmánymaradék) vagy külső (metanol) eredetű. A denitrifikáló baktériumok egyaránt képesek növekedni műanyag felületeken, mint biofilm, vagy szuszpendált közegben, mint egyfajta baktérium „leves” (zagy). A jelen esettanulmányban egy kevert ún. felső kifolyású zagy reaktort Víz befolyó water in (Upflow Sludge Bed reactor – USB) alkalmaztak. A reaktort folyamatosan keverték, hogy elősegítsék a nitrogén gáz távozását a „zagyágyból” (a reaktor alján kiülepedett szerves 28. ábra: Felső kifolyású zagy denitrifikáló anyag). A denitrifikáció táplálásához belső eredetű KOI-t reaktort (Upflow Sludge Bed – Manure használtak, ú.n. zagyot, vagy trágyát (manure), ennél fogva a Denitrifying Reactor (USB-MDR)). reaktor neve: USB-Manure Denitrifying Reactor (USB-MDR, vagy zagy denitrifikáló reaktor) (28. ábra). A zagy szükséges mennyiségét a denitrifikáló reaktor működéséhez, a zagy specifikus NO3-N eltávolítási 3 kapacitás határozza meg (gN/m /nap). Ez a specifikus eltávolítási kapacitás a reaktorba befolyó hulladékok KOI/NO3-N arányától (30. ábra) függ. Jelentős mennyiségű baktérium jelenlétekor a zagy sűrűsége 3 (gVSS/m ) ugyancsak meghatározó, befolyásolja a felfelé áramlás sebességét a reaktorban (m/h) (29. ábra). A reaktor méretét meghatározza a zagy térfogat/összes térfogat aránya. A reaktor átmérője és magassága 94/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

30

Zagy eltávolítás mértéke (gN/kg VSS/nap) Sludge removal rate (gN/kg VSS/d)

3

Zagy sűrűsége (gVSS/m )

Sludge density (g VSS/m3 )

kiszámítható az összes térfogatból és a feláramlás sebességéből.

25 20 15 10 y = -22.6 x + 26.8 R² = 0.662

5 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

Feláramlás sebessége (m/óra)

50 40 30 20 10 0 0

Upflow rate (m/h)

1

2

3

4

5

6

7

KIO / NO3-N arány

COD / NO 3-N ratio

29. ábra: A zagy sűrűsége befolyásolja az alkalmazható 30. ábra: A zagy specifikus eltávolítási kapacitás a reaktorba befolyó hulladékok KOI/NO3-N aránytól függ. Az feláramlás sebességét az USB-MDR-ban. intenzív tilápia farm hulladékában a KOI mennyisége alapján a maximális eltávolítási hatásfok 45 gN/kgVSS. A belső eredetű eltávolítási hatásfok 16 gN/kgVSS. Egyszerűsítve, a zagy eltávolítás mértéke csökken, a KOI/N arány csökkenésével.

Befolyásoló tényezők KOI/NO3-N arány a reaktorba befolyójában, feláramlás sebessége. 8. szövegdoboz: Felső kifolyású zagy denitrifikáló reaktort (USB-MDR) A KOI/ NO3-N arány az USB-MDR befolyójában 5,1 (10. szövegdoboz), ami 4,4 feletti érték (6. egyenlet), ennél fogva a zagy eltávolítás mértéke a maximális 45 gN/kg VSS/nap (29. ábra). A jelen esettanulmányban a feláramlási sebesség 0,38 m/h volt, míg a zagy sűrűsége -22,6 * 0,38 + 26,8 = 18 kg 3 3 VSS/ m (10. ábra), a fajlagos zagy eltávolítási kapacitás: 0,045 * 18 ≈ 0,82 kg N/m /nap. A spontán denitrifikációval csökkentett NO3-N mennyisége 11,3 kg, a denitrifikációhoz szükséges zagy mennyisége 3 3 11,3 / 0,82 = 13,9 m . Az USB-MDR össztérfogata: 2 * 13,9 = 27,7 m , amiből kiszámítva víz tartózkodási idejét (HRT) = 27,7 / 349/24 * 0,210) = 9h. A zagy tartózkodási idő (SRT) a zagy mennyiségéből számítható: 3 3 (13,9 m * 18 kg VSS/ m = 150 kg) és a naponta keletkező zagy mennyiségéből (14,9 / 1,42 = 10,5 kg; 10. szövegdoboz), így az SRT = 150 / 10,5 = 24 nap. Az USB-MDR szükséges átmérője kiszámítható az USB-MDR-on átfolyó víz mennyiségéből (3. szövegdoboz) és a feláramlás sebességéből. A reaktor flexibilitása érdekében úgy döntöttek, hogy 3 db USB-MDR-t építenek be; 2 ezeknek az átmérője: 2 * √[(349 / 24 * 0,210 / 3) / π] = 1,8 m, a magassága: (27,7 / 3) / [(1,8 / 2) * π] ≈ 3,4 m.

Hőcsere a szellőztetés során Az intenzív tilápia nevelő üzemben szellőztetéssel tartják elfogadható szinten a levegő CO2 koncentrációját. A szellőztetés során jelentős mennyiségű hőt veszítünk, ennek nagysága 40 kW/h a hagyományos 3 recirkulációs rendszerek esetében, ami megfelel 44.000 m földgáz mennyiségének évente. Ha a 3 szellőztetéskor hőcserélő alkalmazunk megtakarítható kb. 11 kW/h (12.000 m földgáz/év), miközben a párolgásból eredő vízveszteség is lecsökken 1 kg takarmány-felhasználásra vetítve 2,7 literről 0,5 literre. Zagykezelés Annak érdekében, hogy elkerüljük a nagy mennyiségű híg zagy kibocsátást (a dobszűrő visszamosó vizének szárazanyag tartalma kevesebb, mint 0,1%) és csökkentsük a zagy tárolásának költségét, a keletkező zagy sűrítése, tömörítése szükséges. Erre különböző, már előzőleg ismertetésre került lebegőanyag eltávolítási módok léteznek, mint a kiülepítés (emésztő tartály), pelyhesítés vagy különböző szűrési eljárások. Egy másik eljárás az ún. geotube alkalmazása, ami egy nagy szilárdságú fonott polipropilén geotextil zsák, amit gyakran használnak a zagy víztartalmának csökkentésére. A jelen esettanulmányban a hagyományos recirkulációs rendszer dobszűrőjének visszamosó vize pelyhesítéssel (flotation) kezelik, amelynek végén a besűrített zagy szárazanyag-tartalma 2%-os. Az USB95/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány MDR-ról kikerülő zagyot geotube-al tömörítik, aminek eredményeként a zagy szárazanyag-tartalma 9%-ra nő.

9.2.3. A hagyományos és az MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszer eredményeinek értékelése Hagyományos recirkulációs rendszer eredményei A haltermelési folyamat során keletkező szerves és szervetlen tápanyagok áramlása figyelhető meg a 31. ábrán egy hagyományos recirkulációs rendszer esetében maximális takarmánybevitel mellett. A ZonAquaculture cég hagyományos rendszerében mért vízminőségi paraméterekből arra következtethetünk, hogy az oldott nitrogénformák 98 %-a, míg a KOI 50 %-a oxidálódott. Ezen túl, feltételezhetően az oxidálódott N 10 %-a spontán denitrifikáció útján távozott a rendszerből.

31. ábra: A N, P és KOI áramlás diagramja a hagyományos recirkulációs rendszerben.

96/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány 9. szövegdoboz: N és KOI áramok számítása hagyományos recirkulációs rendszerben

2,1 kg Nürülék-et távolított el a dobszűrő 0,65 hatékonysággal, aminek eredményeként 1,38 kg Nformált és 0,74 kg Noldott anyag keletkezett. Együtt a 12,3 kg Nkiválasztás-sal, összesen 13,1 kg Noldott van a rendszerben, amit oxidálni szükséges. A nitrifikációval KOI termelés: 0,26 g KOI/g N, aminek ugyancsak 65 %-át tartja vissza a dobszűrő: 0,65 * 12,6 * 0,26 0,077 = 0,16 kg N újra Nformált lesz. Újabb 1 kg Nformált származik a spontán denitrifikációval és a KOI oxidációjával keletkező baktériumbiomasszából (lásd alább). A Noxidált 10 %-a (1,3 kg) spontán denitrifikáción ment 3 keresztül, így 10,7 kg NO3-N marad. Annak érdekében, hogy tartható legyen az NO3-N koncentrációja 165 g/m 3 szinten, a rendszer vízpótlásának mértéke: 10.700 / 165 = 65 m /nap, vagy 65.000 / 349 ≈ 186 L/kg takarmány legyen.

62 kg KOIürülék-et távolít el a dobszűrő 0,65 hatékonysággal, aminek eredményeként 41 kg KOIformált és 22 kg KOIoldott anyag keletkezett. Ez együtt a 43 kg KOIkiválasztás-sal összesen 72 kg KOIoldott anyag, aminek az 50 %-a (36 kg) oxidált. A heterotróf baktériumok KOI termelése: 0,30 g KOI / g KOI aminek ugyancsak 65 %-át tartja vissza a dobszűrő: 0,65 * 36 * 0,3 / (1 – 0,30) = 10 kg KOI újra KOIformált lesz. Újabb 1 kg KOIformált származik a nitrifikációból (lásd fentebb) és a spontán denitrifikációból, aminek eredményként az összes KOI hulladék kibocsátás. 54 kg. A 3 3 zagy KOI tartalma 21,3 kg/m (20 kg/m szárazanyag, hamu 25 %), ez azt eredményezi, hogy a zagy kibocsátás: 3 54 / 21,3 = 2,5 m /nap, vagy 2.500 / 349 = 7,3 L/kg takarmány. 3 3 A rendszer napi vízpótlásának mértéke 65 m /nap, a rendszer a KOIoldott koncentrációja: 12.000 / 65 ≈ 177 g/m .

97/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszer eredményei A haltermelési folyamat során keletkező szerves és szervetlen tápanyagok áramlása figyelhető meg a 32. ábrán egy USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszer esetében maximális takarmánybevitel mellett. A ZonAquaculture cég denitrifikáló egységgel ellátott rendszerében mért vízminőségi paraméterekből arra következtethetünk, hogy a KOI 56 %-a oxidálódott. Ezen túl spontán denitrifikációval becsülhetően a N 15 %-a oxidálódott, miközben a fennmaradó 85 % a denitrifikáló egységben alakult át nitrogéngázzá. A rendszer vízpótlása egészen addig csökkenthető, amíg a denitrifikáló egység számára elegendő NO3 és KOI áll rendelkezésre. Azonban, a vízpótlás csökkentésével ismert és eddig ismeretlen anyagok akkumulálódhatnak a rendszerben, a vízpótlás további csökkenésével ezen anyagok felhalmozódása exponenciálisan nőni fog.

32. ábra: A N, P és KOI áramlás diagramja az USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszerben.

98/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány 10. szövegdoboz: A denitrifikáció hatása a N, P és KOI áramokra az USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszerben

USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszerben 2,7 kg-al több N kerül újra oldott formába az USB-MDR-ban (lásd alább), emiatt az oxidálandó összes Noldott mennyisége 15,8 kg-ra emelkedik. A spontán denitrifikációt követően (15 %, 2,4 kg), illetve figyelembe véve, hogy 2,1 kg N baktérium biomasszába épült be, a fennmaradó NO3-N (11,4 kg) 85 %-a denitrifikálódik, így 1,7 kg NO3-N marad oldott formában. Annak érdekében, hogy tartható legyen az NO3-N 3 3 koncentrációja 165 g/m szinten, a rendszer vízpótlásának mértéke: 1.700 / 165 = 10 m /nap, vagy 10.000 / 349 = 30 L/kg takarmány legyen. Megjegyzés: azért csak 85 %-os denitrifikácoó mértéke, hogy a rendszer vízpótlását fenn lehessen tartani kb. 30 L/kg takarmány szinten, amire a gyakorlati tapasztalatok alapján szükség van.

USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszerben ugyancsak több KOIformált van (58 kg). A KOI/NO3-N arány az USB-MDR befolyójában: 58 / 11,4 = 5,1 gKOI/gN. Megjegyzés: a KOIformált rész az USB-MDR befolyójában 70 % (41kg / 58kg) „friss” (ürülék) és 30% „visszaforgatott” (baktérium biomassza) szerves hulladékot tartalmaz. A 9,7 kg NO3-N denitrifikálódik az USB-MDR-ban, oxidálódik 28 kg KOI (9,7 * 2,86), miközben képződik [2,86/(1-0,35)-2,86] * 9,7 = 14,9 kg KOItermelés, amelynek a 65 %-át eltávolítja a dobszűrő. A 15 kg KOIformált együtt összesen 25 kg KOIformált hulladék kerül kibocsátásra a rendszerből. A geotube-al ennek mintegy 95 %-át sikerül 3 3 felfogni. A zagy KOI tartalma 95,9 kg/m (90 kg/m szárazanyag, 25 % hamutartalommal), ez azt eredményezi, 3 hogy a zagy kibocsátás: (25 * 0,95) / 95,9 = 0,25 m /nap, vagy 250 / 349 ≈ 0,7 L/kg takarmány. A ZoneAquaculture cég denitrifikációs egységgel kiegészített recirkulációs rendszerében, a gyakorlatban 3 3 megfigyelt vízminőségi paraméterek: KOI kb. 200g/m , a foszfát-foszfor koncentráció kb. 35 g/m . Ez arra enged következtetni, hogy 56 %-a a KOIoldott-nak oxidálódott, ugyanakkor arra is, hogy Ptermelés által jelentős mennyiségű foszfor ülepszik ki a rendszeren belül (P USBzagy = 0,21 gP/gKOI), ezt azonban a gyakorlati tapasztalatok nem támasztották alá.

r

99/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

9.2.4. Fenntarthatósági paraméterek A SustainAqua projekt fenntarthatósági indikátorait egyaránt értékeltük a hagyományos és az USB-MDR-t alkalmazó recirkulációs rendszerre: az 1 kg előállított haltermékre vetített erőforrás felhasználás, a tápanyagok felhasználásának hatékonysága az input %-ban kifejezve, valamint az 1 kg haltermékre eső hulladék kibocsátás megtalálhatóak az 51. táblázatban. Megállapítható, hogy az USB-MDR alkalmazásával a recirkulációs rendszerekben lényegesen csökkenthető a fűtés, a víz és bikarbonát felhasználás. Ámbár az USB-MDR használatakor az energia, az oxigén és a munkaerő felhasználás (és a beruházási költségek) valamivel magasabbak, de az 1 kg haltermék előállítására eső költség 10 %-kal alacsonyabb, mint a hagyományos recirkulációs rendszer esetében. A hulladék kibocsátás ugyancsak alacsonyabb lehet 81 %kal a N, 59 %-kal a P, 61 %-kal a TOD, 30 %-kal a CO2 és 58 %-kal a TDS esetében, ha beépítjük az USBMDR egységet a recirkulációs haltermelő rendszerekbe. Hagyományos

USB-MDR

Erőforrás használat Ivadék (db/kg) Takarmány (kg/kg) Elektromos energia (kWh/kg) Fűtés (kWh/kg) Víz (L/kg) Oxigén (kg/kg) Bikarbonát (g/kg) Munkaerő (h/t)

Conventional

USB-MDR

Hulladék kibocsátás 1,2 1,22

1,2 1,22

Nitrogén Formált (g/kg)

8,4

2,6

1,8

2,2

Oldott (g/kg)

37,4

5,8

10,2 238 1,18 252 12,5

0,0 38 1,26 a 107 13,1

4,5 3,8

7,2 1,3

189 41

84 9

Nitrogén (input %-ban) Foszfor (input %-ban) KOI (input %-ban)

32 43 32

32 43 32

227 50 1,58 62

95 11 1,10 28

TOD (input %-ban)

32

32

1060

2000

Tápanyag hasznosítás

Foszfor Formált (g/kg) Oldott (g/kg) KOI Formált (g/kg) Oldott (g/kg) TOD Formált (g/kg) Oldott (g/kg) CO2 (kg/kg) TDS (g/kg) Vezetőképesség (µS/cm)

a) A gyakorlatban a bikarbonát szükséglet elhanyagolható, ha denitrifikációs folyamatok is végbemennek

51. táblázat: A fenntarthatósági paraméterek: az 1 kg előállított haltermékre vetített erőforrás felhasználás, a tápanyagok felhasználásának hatékonysága az input %-ban kifejezve, valamint az 1 kg haltermékre eső hulladék kibocsátás.

100/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány

9.3. Kísérleti modul – Élőbevonat reaktor (Periphyton Turf Scrubber – PTS) 9.3.1. Az esettanulmány általános jellemzése Az élőbevonat reaktort (PTS) egy heterogén bevonatlakó mikroorganizmus együttes alkotja, amely többek között mikroalgákból és baktériumból áll, és alámerült felületeken, fototróf környezetben spontán alakul ki. A rögzült mikroorganizmusok viszonylag nagy növekedési sebességgel és gyors regenerációs képességgel rendelkeznek. A bevonatban bentikus kovaalgák és cianobaktériumok különböző változatai, valamint fonalas zöldalgák dominálnak, ezen kívül számos baktérium, protozoa és makrogerinctelen is előfordul. Az élőbevonat kiváló táplálékforrást jelent számos halfaj számára a természetes vizekben. Minél nagyobb a víz tápanyagtartalma, annál nagyobb a bevonat tápértéke. Miközben az élőbevonat növekszik, egyaránt megköti az oldott és formált, valamint a szerves és szervetlen anyagokat. A vízminőségre ugyancsak jó hatással van. A folyamatos levegőztetés következtében, amit az élőbevonat számára a reaktoron átmenő hullámok biztosítanak a bevonat oxigéndús környezetben fejlődik, elősegítve ezzel a nitrifikációt. Röviden, a PTS előnye, hogy az élőbevonat termelődésével haltáplálékot képes előállítani, ezenkívül vízminőség javító hatással is rendelkezik. A PTS alkalmazása egy recirkulációs haltermelő rendszerben előremutató kezdeményezés. A jelen programban a PTS recirkulációs rendszerben való alkalmazhatóságának és kialakításának a lehetőségeit vizsgáltuk. A PTS üzemi méretű alkalmazása a recirkulációs rendszerekben nem várható, mivel kialakításához nagy, mesterségesen megvilágított felület szükséges, miközben a képződött bevonat biomasszát a rendszeresen le kell termelni, ami jelentős energia- és munkaerő-költséget jelent. A tapasztalatok alapján az élőbevonat képes csökkenteni a koliform baktériumok számát, valamint elősegíti a recirkulációs rendszer vizében a jó mikrobiológiai állapot fenntartását. A PTS utóbb említett előnyét hasznosíthatjuk, ha a recirkulációs rendszerben egy kisméretű PTS üzemeltetünk, amely megakadályozza a baktériumok túlszaporodását, miközben az eddig is alkalmazott mechanikai és a biológiai szűrő berendezések biztosítják a megfelelő vízminőséget. Jelenleg a PTS egy intenzív recirkulációs rendszerben való alkalmazhatóságának, tervezési paramétereinek kidolgozása folyik. A munka célja, hogy egy kisméretű PTS egység alkalmazható legyen egy recirkulációs rendszerben, vagy egy szabadtéri haltermelő rendszer esetében egy nagyméretű élőbevonatos egységet illeszthessenek be.

9.3.2. Az élőbevonat reaktor (PTS) működésének elve A kísérletekben négy különálló, kísérleti méretű recirkulációs rendszert használtak. Mindegyik rendszer egy 70 liter térfogatú halnevelő tartályból, és egy ugyancsak 70 literes lamellás ülepítő tartályból állt. Az ülepítő tartályból egy búvárszivattyú (Eheim 1250219, 28W, 230V/50Hz, vízszállítási kapacitás 20 l/perc) emelte a vizet a csepegtetőtestes biológiai szűrőre (tricling filter), amely a megfelelő vízminőséget biztosította (a NO2 koncentráció csökkentése érdekében). A vízforgatás mértéke 6 l/perc volt. A vízhőmérséklet 25±2 °C volt, amit elektromos akváriumfűtővel biztosítottak (Heizer 300, 300W, 230V). A PTS modulban lévő vízmennyiség 40 liter volt. A halnevelő medencét olyan módon helyezték el, hogy a PTS medencéjében a víz hullámzását és a vízcserét biztosító lebillenő vályú által keltett rezgések ne érjék el a halnevelő részt. A levegőztetéshez habköveket használtak. A rendszerekben lévő víz mennyisége egyenként 185 liter volt. 2 Mindegyik rendszerhez kapcsolódott egy élőbevonat reaktor (PTS), amelynek a felszíne 1,96 m , a vízmélysége 1 cm volt. Minden egyes PTS medencében egy 3 mm-es lyukakkal ellátott rozsdamentes acél lemez biztosította az élőbevonat képződéséhez szükséges felületet. Az egyenletes vízmozgást a medence teljes felületén egy percenként 4 alkalommal (vízátfolyás 6 l/perc) lebillenő vályú biztosította, ami a teljes medencén végighaladó hullámmozgást keltett. A halnevelő medencékből kifolyó víz közvetlenül a PTS medencéjébe folyt, majd innen az ülepítőbe (itt történt a temperálás is), ahonnan szivattyú emelte a csepegtetőtestes szűrőhöz, mielőtt visszakerült a halnevelő medencékbe. Nílusi tilápiát (Oreochromis niloticus) neveltek minden egységben, a halnevelő medencékben található halak -0.8 -1 összes tömege 2 és 5 kg között változott, a naponta feletetett takarmány mennyisége 8-11 g kg nap volt. Az etetett takarmány fehérjetartalma 43-47 % között változott. A halak tömege népesítéskor 30-70 g/db volt.

9.3.3. Az alkalmazás előnyei és korlátai A PTS terhelhetőségét és a C/N arány változás hatásait vizsgáltuk alacsony megvilágítási intenzitás mellett. Az előzetes vizsgálatokban már összehasonlítottuk a magas és alacsony megvilágítás hatását a PTS működésére. A fény intenzitása jelentősen befolyásolta a vízminőséget, de csak kis mértékben hatott a képződő élőbevonat mennyiségére. A tavakban, ahol az élőbevonat rendszerint karókon vagy a sekély vizek esetében a tófenéken képződik, a bevonatban valószínűleg csak kevés ürülék csapdázódik, ennél fogva az ürülék jelentős része kiülepszik a 101/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány tófenéken. A tófenék környezetének oxigéntartalma alacsonyabb, mint a PTS esetében. A tófenéken a nagyarányú szervesanyag-felhalmozódás következtében oxigénmentes környezet alakulhat ki. A C/N arány növelésével (10-ről 20-ra) a szerves anyag lebomlása gyorsabban végbemegy, így az üledékben kevesebb szerves anyag halmozódik fel. Ezért az élőbevonatos rendszerek esetében a magas C/N arány javasolt. 1 kilogramm takarmány etetésekor (91 % szárazanyag tartalom) 70 g hamumentes szárazanyag-tartalmú élőbevonatot termeltek le alacsony megvilágítási intenzitás mellett. A bevonat szárazanyagának 52 %-a volt fehérje, jelezvén azt, hogy az élőbevonat magas értékű haltáplálék. Az élőbevonat takarmányhasznosulása 1,34 volt a hamumentes szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva. Figyelembe véve az élőbevonat képződésének a mértékét, olyan tóban ahol az élőbevonat képződését biztosító felület megegyezik a 2 2 tófelület nagyságával (1 m bevonat / 1 m tófelület) 5.000 kg/ha/év tilápia hozam érhető el (figyelembe véve, 2 hogy az élőbevonat képződése 2,5 g/m /nap, a hasznosulása 75 %-os). Minden egyes kísérleti beállítás esetében a PTS és a csepegtetőtestes szűrő együttes működése megfelelő vízminőséget biztosított a tilápianeveléshez. A nitrifikáció mindkét vízkezelő egységben, az élőbevonat reaktorban (PTS) és a csepegtetőtestes bioszűrőben egyaránt végbement. Minden vizsgálat alkalmával a vízpótlás mértéke elegendő volt, hogy a NO3-N koncentráció 150 mg/l alatt maradjon a rendszerben. A takarmánnyal bekerült N 20-30%-a távozott a rendszerből az elfolyóvízzel. A haltermelő rendszerbe bekerült N mennyiségének mindössze a 3-9 %-a hasznosult az élőbevonat biomasszájában, a foszfor esetében ez az arány 2-12 % között változott.

9.3.4. A kísérleti fejlesztés előnyei A haltermelő rendszerben a szerves anyagok kiülepedésével jelentős mennyiségű tápanyag kerül ki a termelési ciklusból. Megközelítően a keletkezett zagy 50-50 %-a halmozódott fel a PTS-ben és ülepítőben. Amikor a kiülepedett zagyot eltérő időszakokban távolították el (csak egyszer a kísérlet végén, illetve hetenként) a kiülepedett zagy aránya ennek ellenére hasonló maradt. A kiülepedett zaggyal a PTS-ből eltávolították a vizsgálatok során a bekerült nitrogén 5-10 %-át, a foszfor 8-17 %-át. Az eltávolított zagy és a letermelt élőbevonat együttes mennyisége a bekerült N és P 15-30 %-át tette ki, ez a letermelt/eltávolított biomassza további feldolgozásra is alkalmas. Az, hogy ezt a szervesanyag-tömeget további feldolgozásra eltávolítjuk a PTS-el kombinált rendszerből, előnyt jelent a tavi rendszerekkel szemben, ahol ez az anyagmennyiség elbomlik a tóban, anélkül, hogy azt hasznosítanánk.

9.4. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: PTS modul alkalmazása egy 5 tonna/év kibocsátású modell gazdaságban A PTS leírásban az élőbevonat termelődése és a vízminőségre gyakorolt hatásának értékelése a fajlagos felület alapján történt. Az élőbevonat hatását az extenzív tó termelőképességére t a Wageningeni Egyetem kutatócsoportja vizsgálta részletesen. A PTS esettanulmány vizsgálatából kapott eredmények alapján került kidolgozásra az alábbiakban bemutatásra kerülő tavi, élőbevonatos tóval kombinált, vízvisszaforgatásos haltermelő rendszer.

9.4.1. A termelő egység leírása 2 Az intenzív ponty termelő tó és a hozzá Intenzív medence / 333 m kapcsolódó vízkezelő rendszer működési halastó 2 paraméterei az 52. táblázatban láthatóak. A Ülepítő tó 300 m 3 2 maximális halsűrűség az intenzív tóban 15 kg/m . Élőbevonatos tó 1000 m 3 Az intenzív tó mérete 333 m , az átlagos 2 Kihelyezett felület 2000 m vízmélysége 80-100 cm. A levegőztetésre, 15 l/sec vízforgatásra és a vízmozgatására Vízforgatás Intenzív: ponty mamutszivattyúk szolgálnak (amelyek sűrített Haltermelés levegővel üzemelnek). A mamutszivattyúk által Élőbevonatos tó: tilápia/ponty keltett vízemelés nagysága elegendő a rendszer 52. táblázat: Termelési paraméterek elemei közötti vízforgatáshoz. A halastóból/medencéből a kezelendő víz egy ülepítő 3 aknával ellátott ülepítő tóba folyik. Az ülepítő aknát hetente ürítik (térfogata kb. 10 m ). Az összegyűjtött zagyot a továbbiakban trágyaként lehet hasznosítani. Az ülepítő tóból túlfolyókon keresztül gravitációsan jut a víz az élőbevonatos tóba, ahol a kihelyezett mesterséges felület nagysága a tó felületének a kétszerese. 2 Az élőbevonatos tóban a halsűrűség maximuma 0,5 kg/m . 3 A nevelési időszak 6 hónapig tart. A ponty népesítési sűrűsége 1,4 kg/m (28 db, 50 g-os hal). A 180 nap alatt a halak elérik az 500-550 g súlyt. A lehalászott haltömeg 5 t. A pontyok takarmányozása 40 %-os fehérjetartalmú táppal történik, a napi takarmány felhasználás a tenyészidőszak elején 10,1 kg, a végén 67,8 kg. 1,5 hónappal a pontyok kihelyezését követően 25 g nagyságú csak hímivarú egyedekből álló (all-

102/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Holland esettanulmány 2

male) tilápiát helyeznek ki az élőbevonatos tóba, 2 db hal/m sűrűségben. 4,5 hónap elteltével a tilápiák elérik a 300 g/db tömeget takarmányozás nélkül. Tápanyagmérleg A tavak eltávolított N és P vegyületekben gazdag üledék trágyaként szolgálhat a szántóföldi növénytermesztés számára. Összesen 6.200 kg, 40 % fehérjetartalmú táp került kijuttatásra a haltermelő rendszerbe. A kijuttatott táp N tartalmának a 17 %-a, a P tartalmának a 23 %-a maradt vissza zagy formájában. Az algák és az élőbevonat megkötik a N és P vegyületeket, az élőbevonatos tóban. Mivel a tilápia hatékonyan legeli az élőbevonatot és szűri az algákat, ezért az élőbevonat és az alga közösség termelőképessége magas szinten tartható a tóban (53. táblázat). Vízhasználat A zagy kivételével, elfolyóvíz nem távozik a farmról. A párolgás jelent számottevő vízveszteséget, amit rendszeresen pótolni szükséges. Amennyiben az újonnan épített tavakat fóliával bélelik, úgy a szivárgás miatti vízveszteség elhanyagolható. A 2 tavak összes felülete közel 2.000 m , a várt párolgás miatti 3 vízveszteség 3.000 m .

9.4.2. Az intenzív tó/élőbevonat rendszer alkalmazásának előnyei és korlátai

Össz. takarmány (40% fehérje, 1.2% P) Összfehérje a takarmányban N a zagyban N az élőbevonatban N az algákban Össz. P a takarmányban P a zagyban P az élőbevonatban P az algákban N hasznosulás a pontyban P hasznosulás a pontyban N hasznosulás a tilápiában P hasznosulás a tilápiában N maradék/megmagyarázatlan P maradék/megmagyarázatlan

kg 6 200 397 77 40 24 74 17,5 3,6 3,3 136 40 16 4,8 104 5,7

% 26 8

53. táblázat: N és P forgalom az intenzív ponty/tilápia termelő egységben

Előnyök: •

A haltermelő rendszer tápanyag-hasznosítása kiemelkedően jó, a bekerülő N 38%-a, a bekerülő P 60%-a a halhozamban hasznosul. Ráadásul a N és P meghatározó része a zagyban halmozódik fel, amely később trágyaként hasznosítható.

•

A rendszer bioszűrő felülete jelentős nagyságú (tófelület + mesterséges alzat (karók)), mely kiegyenlített vízminőséget biztosít. A halnevelő egységben naponta négyszer történik vízcsere, miközben az élőbevonatos tóban a víz tartózkodási ideje 1,6 nap. Ez a tartózkodási idő jelentős fitoplankton termelődéséhez rövid lenne, ezáltal az algavirágzás elkerülhető, miközben a rögzült biofilm (élőbevonat) fejlődéséhez ez a tartózkodási idő megfelelő.

•

Nagyon alacsony környezeti terhelés.

•

A kórokozókkal vagy parazitákkal való fertőzés alacsony kockázata.

•

Alacsony gyógyszer és vegyszer szükséglet.

•

Éves produkciós ciklus, amit az év legmelegebb hónapjaiban a tilápia nevelés is kiegészít.

•

Az ülepítőben felhalmozódó zagyot trágyaként lehet hasznosítani közeli zöldségtermelő területeken.

•

Elhanyagolható a magas ammónia szint miatt fellépő mérgezés kockázata.

•

A termelés nagysága 5-10-szerese a hagyományos extenzív tavi haltermeléshez képest. Ennél fogva azonos termelési szinthez kevesebb terület is elegendő. Így nagyobb terület áll más tevékenységek rendelkezésére, vagy a felszabaduló területet a természet újra birtokba veheti.

Hátrányok: •

Nagy haltermelési volumen szükséges a megfelelő árbevétel eléréséhez, ennek pedig magas a beruházás igénye.

•

Folyamatos levegőztetésre van szükség, amelynek jelentős az energiaköltsége.

•

Tartalék energiaforrás szükséges áramkimaradás esetére.

•

Minden tavasszal megbízható ivadékellátásra van szükség.

•

Az 5 tonna termelési kapacitású egység nagyon kicsi, ezért a technológia üzemi méretű tesztelésére is szükséges.

103/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

10. Integrált trópusi hal-növény „polikultúra” (a „Tropenhaus” modell) – Svájci esettanulmány 10.1. Bevezetés – a svájci trópusi üvegház működési elve A “trópusi üvegház” fejlesztésének ötlete azért született, hogy egy Hollandiát és Olaszországot összekötő földgázvezeték kompresszorállomásának hulladékhőjét gazdaságosan hasznosíthassák. Az állomás Svájc Luzern kantonjában épült, ahol az egy év alatt keletkező hulladékhő közel 100 gigawatt óra. A hulladékhő és a szerves nyersanyagok felhasználásával friss, organikus (bio) papayát, guavát, banánt, csillaggyümölcsöt és tilápiát termelnek, a trópusi üvegház így mintapéldája az ökológiai tervezésnek és fenntarthatóságnak. A projekt főbb céljai: •

a hulladék nyersanyagként való hasznosítása

•

az ökoszisztéma mintájára felépülő rendszer tervezése

•

magas szintű diverzitás (változatosság) kialakítása

•

a különböző rendszerek teljes integrálása

•

megújuló és CO2-semleges energiaforrások használata

33. ábra: A kompresszorállomás, mint a hulladékhő forrása a Ruswil-i trópusi üvegház számára

A dél-ázsiai polikultúrák mintájára, 1999-ben indult a hal és trópusi gyümölcs kísérleti, integrált termelése 2 egy 1500 m -es üvegházban. Azóta folyamatos az alkalmazott fejlesztő- és kutatómunka a termelés minőségi és mennyiségi optimalizálása érdekében. A trópusi üvegház központi eleme a fenntartható módon üzemelő tilápiatermelő egység. A tilápia termeléséből származó tápanyaggazdag elfolyóvizet öntözésre és tápanyagforrásként is hasznosítják a trópusi gyümölcsök termesztéséhez. A Ruswil-i trópusi üvegház projekt 10 éve alatt szerzett tapasztalatok egyértelműen bizonyítják, hogy a fenntartható módon nevelt, kiváló minőségű halak és trópusi gyümölcsök termelése gazdaságilag is életképes rendszer, ha az energiaellátás elsődleges forrása hulladékhő. A szüretelés és a lehalászás időpontjainak optimalizálása, valamint a trópusi üvegház és a fogyasztók (magánszemélyek, éttermek, szupermarketek, stb.) közötti rövid szállításnak köszönhetően a termékek minősége (ízletessége) sokkal jobb, mint a trópusokról származó halak és gyümölcsök esetében. A projekt kezdeti, bíztató eredményeire alapozva két nagyobb rendszert dolgoztak ki a közelmúltban, amelyeknek a teljes beruházási értéke körülbelül 40 millió euró. E sorok írásakor még mindkét rendszer építés alatt állt, a tervek szerint 2009 közepén kezdik meg a működésüket. A trópusi üvegház alapötlete és a SustainAqua projekt szemlélete meggyőzte a Coop, a két legnagyobb svájci kiskereskedelmi lánc egyikének vezetőit is, akik aktívan támogatják a trópusi üvegház termékeinek 34. ábra: A Ruswil-i trópusi üvegház működési elve terjesztését. Így a piaci lehetőségek növekedése segíthet a termelőknek, hogy a fenntartható 104/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány haltermelés mellett döntsenek. Az elkövetkező években az új trópusi üvegház kiváló példája lesz a fenntartható akvakultúra elvének, valamint a SustainAqua projekt eredményeit is bemutatja a szélesebb közönség számára. Ezáltal, mint a fenntarthatóság egy rendkívül látványos modellje, alkalmas arra is, hogy a fenntarthatóság eszméjét elterjessze a haltenyésztők, a fogyasztók és a kereskedők között is. A trópusi üvegház rendszerének kivitelezéséhez szükséges előfeltételek: •

hulladékhő, amely az ipar, a biogázalapú hőerőművek, a geotermikus állomások, stb. működése közben 2 keletkezik (1,5 – 2 MW / 10 000 m )

•

trópusi gyümölcsök és halak értékesítési lehetősége

•

talaj: különleges feltételeket nem kell teljesíteni, de a hideg talajvíz kerülendő

•

talajfelszín: sík vagy enyhén lejtős

•

napsugárzás: jó kitettség a napsugárzásnak

A SustainAqua projekt keretében a „Tropenhaus” trópusi üvegház modellrendszert vizsgáltuk és fejlesztettük tovább. Kutatásainkat a következő témákra terjesztettük ki: •

a tilápia termelés és a ráktenyésztés integrálása

•

a halak takarmányozása a trópusi házban előállított növények melléktermékeiből

• az akvapóniás szűrők alkalmazhatóságának vizsgálatára Először a ráktenyésztéssel és a haltakarmányokkal kapcsolatos eredményeinket ismertetjük, amelyekkel kapcsolatban még nem fejeződtek be a vizsgálatok, majd az akvapóniás szűrőt mutatjuk be részletesen.

10.2. A ráktenyésztés és a trópusi növényekből származó takarmányok beillesztése a tilápia tenyésztés technológiájába 10.2.1. A fejlesztés általános bemutatása Rákok A trópusi növények (többek között a papaya, a guava, a banán és a csillaggyümölcs) a trópusi üvegházban intenzíven növekednek, így nagy mennyiségű olyan növényi szerves anyag keletkezik, amit eddig nem voltunk képesek elég hatékonyan felhasználni. A rákok nagyon jó hasznosítói a különböző növényi részeknek és az akvakultúrás hulladékoknak, mint amilyen az üledék, a halak ürüléke és az elpusztult halak tetemei. A következő előnyöket nyújtja a ráktenyésztés beillesztése a már működő tilápia termelésbe: •

a termelés diverzifikációja,

•

a tápanyag-felhasználás hatékonyságának növelése,

•

a víz intenzívebb kihasználása,

•

a rendszer gazdasági hatékonyságának javítása.

Az ászkarákok rendjéhez tartozó közönséges víziászka (Asellus aquaticus) jól tűri a rossz vízminőséget és az oxigénhiányt is. A recirkulációs rendszerbe kapcsolt és a halnevelő egység elfolyóvizével ellátott tartályokban viszonylag egyszerűen nevelhetőek és így természetes, bioaktív vegyületekben gazdag táplálékforrást biztosíthatnak a tenyésztett halak számára. Az intenzív akvakultúrából kikerülő hulladék anyagok, mint a lebegőanyagok és az oldott tápanyagok, egyebek mellett, a halaknak kiegészítő takarmányként szolgálhatnak. A természetes táplálékként hasznosuló rákok esszenciális aminosavakat, zsírsavakat és egyéb tápanyagokat biztosítanak a halak számára. A szivárványos pisztráng kisebb mértékű természetes táplálékkal kiegészített, de mesterséges takarmányozásra épülő tavi nevelésével foglalkozó tanulmányok bizonyítják, hogy a halhús minősége és a halak vitalitása statisztikailag is bizonyítható módon nőtt az intenzív, átfolyóvizes rendszerben a kizárólag pelletált takarmányon nevelt halakhoz képest. Haltakarmány a trópusi üvegházban termelt biomasszából Az üvegház klímája nem kedvez a növényi eredetű szerves hulladékok komposztálásának; ezért a növényi hulladékok kezelése és komposztálása további költségeket jelentene. A növényi hulladékoknak haltakarmányként való hasznosítása javíthatja a tápanyagkörfogást az üvegházon belül és csökkentheti a felhasznált kereskedelmi haltáp mennyiségét.

105/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

10.2.2. Az rendszer alapelve Ráktenyésztő egység Az ászkarákokat (Asellus aquaticus) sekélyvizű tartályokban tartottuk fonalas algákkal együtt. A halas tartályok és a szűrők között keringő víz egy kis részét a ráktenyésztő medencébe vezettük, ahonnan az elfolyóvíz visszakerült a vízkörbe. Az ászkarákok táplálékát a vízben felhalmozódott iszaprészecskék (halak ürüléke, haltakarmány, stb.), a rákokkal együtt nevelt fonalas algák és a lehullott papaya adták. Haltakarmány a trópusi üvegházban előállított 35. ábra: A ráktenyésztés beillesztése a trópusi biomasszából üvegházban működő rendszerbe A trópusi növények különböző melléktermékeit felaprítottuk vagy komposztáltuk. A takarmányozási kísérletek során a kereskedelmi forgalomban lévő pelletált takarmányok egy részét ezekre cseréltük ki a halak és a rákok takarmányozásakor.

10.2.3. A kísérletek értékelése A rákok takarmányozása Az ászkarákok állománya jól és stabilan fejlődött. A különböző eredetű táplálékok összehasonlítása azt mutatta, hogy a ráknevelés beillesztése a recirkulációs rendszerekbe további előnyökkel is járhat. Az ászkarákok növekedése akkor volt kiemelkedően a legjobb, amikor a rákok fonalas algákat (Cladophora) fogyasztottak. Az algák további előnye, hogy a rákokkal együtt alkalmasak a halak közvetlen takarmányozására is. Továbbá a Cladophora sűrű fonalas hálózata hatákonyan segíti a lebegőanyagok (szerves részecskék) kiszűrését a vízből. A megkötött szerves anyag kitűnő táplálékforrást biztosít a rákoknak (sőt a tilápia számára is megfelelő táplálékot biztosíthat, ha a rákokkal együtt közvetlenül a halak takarmányozására használják a felszaporodó Cladophora-t). Kevésbé, de még mindig hatékony ráktenyésztést tesz lehetővé, ha a szűrőkben lerakódó zagyot használjuk. A zagy alkalmazásának előnye, hogy a zaggyal egyes, a recirkulációs haltermelő rendszerből származó hulladék szintén eltávolítható és hasznosítható kis mennyiségben. Hasonló eredményeket kaptunk a Ludwigia és Eichhornia akváriumi és dísznövényekkel is. Az Asellus tenyésztésen, a lebegőanyag (különösen az Eichhornia által) és tápanyag megkötésen túl további előny, hogy ezek a növények önmagukban is értékesíthető termékek. Haltakarmány a trópusi üvegházban előállított biomasszából A 36. ábrán foglaltuk össze a takarmányozási kísérlet eredményeit. Figyelemre méltó eredményeket értünk el, amikor a Skretting tápot komposzttal, EM-mel dúsított (effektív mikroorganizmusok) komposzttal, Bokashival (speciális mikroorganizmusok és különleges komposzt keveréke), tarógyökérrel (Colocasia) vagy papayával helyettesítettük. Mindezek ellenére ezt a biomassza alapú takarmányozást csak a Skretting táp melletti, kiegészítő takarmányként javasoljuk.

36. ábra: Növényi melléktermékek haltakarmányként való alkalmazhatósága

10.2.4. Az alkalmazás feltételei és korlátai További kutatások szükségesek a ráktenyésztés beillesztésére a trópusi üvegházban működő rendszerbe és a haltakarmány kiegészítése növényi melléktermékekkel végzett kísérletekkel kapcsolatban. Ráktenyésztés A trópusi üvegházban folytatott kísérletek, és a szubsztrátokkal kapcsolatos vizsgálatok alapján az Asellus aquaticus tenyésztésére alkalmasak a trópusi üvegházhoz hasonló melegvizű akvakultúrás rendszerek. A 106/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány rákok így természetes, bioaktív vegyületekben gazdag táplálékként egészíthetik ki a tenyésztett halak takarmányozását. Az Asellus állományt etethetjük a halak elfolyóvizében található üledékkel is, de a különböző növényi eredetű szerves hulladékokkal is. Ha szubsztrátként fonalas algát használunk, akkor a rákokkal együtt a szubsztrátot is felhasználhatjuk a halak etetésére. A Cladophora sűrű hálózata hatékonyan szűrheti ki a lebegőanyagokat (szerves részecskéket) is a vízből. A megkötött szerves részecskék kitűnő táplálékforrást biztosítanak az ászkarákok számára, ráadásul a tilápia takarmányozására is alkalmasak lehetnek, ha az algák felszaporodó tömegét a rákokkal együtt használjuk közvetlenül a halak etetésére. Haltakarmány a trópusi üvegházban előállított biomasszából A trópusi üvegházban termelt növényi biomassza felhasználása a halak takarmányozására bíztató lehetősége a haltáplálék bővítésének. Habár a hagyományos tápokat nem helyettesítheti, bioaktív anyagokban gazdag, kiegészítő táplálékként mégis alkalmazható lehet. Mivel a tilápák teljes táplálékigényét nem a hagyományos takarmányozással elégítjük ki, ezért a kiegészítő, élő táplálékszervezeteket nem a száraz tápok rovására adjuk, hanem a halak takarmányozásának teljessé tételét szolgálhatják.

10.3. Melegvizes akvapóniás szűrő a “trópusi” polikultúrában 10.3.1. A fejlesztés általános bemutatása A trópusi üvegház minden egyes akvakultúrás egysége a következő elemekből épül fel: •

egy haltenyésztő tartályból,

•

egy tavas szűrőből, vízkezelést látja el, és

amely

a

• egy vízkeringtető szivattyúból. Az egyik egységbe egy új akvapóniás szűrőt építettünk be. Az akvapóniás szűrő olyan lyukacsos műanyag ládákból áll, amelyeket agyaggolyókkal töltöttünk fel és trópusi növényekkel ültettünk be. A halas tartályok elfolyóvizét a ládák tetejére engedtük, így az keresztülszivárog az agyaggolyókon. A ládák oldalán található réseken keresztül a szűrő levegőzethető és így el lehet kerülni az anaerob körülmények kialakulását. A növények gyökerei, amelyek a szűrő alját behálózzák, növelik a szűrő hatékonyságát és a mikroorganizmusoknak is életteret biztosítanak. Akvapóniás szűrőrendszer trópusi gyümölcsökkel (Fénykép: IEES)

10.3.2. Az egység működési elve Az akvapóniás szűrővel ellátott rendszert egy másik, a korábbi tavas szűrővel kiegészített egységgel hasonlítottuk össze. Mindkét rendszerbe egy fóliával bélelt, kör alakú, halnevelő acéltartályt és padlófűtést 3 építettünk. Az 5,5 méteres átmérőjű tartályokat 10 m vízzel töltöttük fel. A víz hőmérséklete 25°C volt. A teljes vízmennyiség kétszer folyt át egy óra alatt a szűrőrendszeren. Nappal a hőmérséklet 23°C, éjjel 18°C volt. A halas tartályok elfolyóvizét az üvegház öntözésére használtuk. A tartályok vizét az üvegház tetejéről összegyűjtött esővízzel pótoltuk. Az akvapóniás szűrő 40 darab, alul és oldalt lyukas ládából áll. Minden ládát 60 liter, 13 és 20 mm közötti 3 átmérőjű agyaggolyóval töltöttünk meg. A szűrő teljes térfogata így 2,4 m . A halas tartály elfolyóvizét egy csővel vezettük a ládákra. Fejlesztések az akvapóniás szűrő alkalmazása során: •

vízkezelés: ha töltetként anyaggolyókat alkalmazunk, akkor a teljes vízmennyiség kezelhető

•

növénytermesztés: a vízinövények helyettesítése gyümölcsökkel és zöldségekkel

• építés: a rendszer felépítése a talajszinten is lehetséges A rendszert a 37. ábra szemlélteti.

107/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

37. ábra: Az akvapóniás szűrőrendszer és a tavas szűrés összehasonlításának folyamatábrája

10.3.3. A SustainAqua fenntarthatósági indikátorok értékelése Az innovatív akvapóniás szűrő a tavas szűrés eredményeinek összehasonlítása a SustainAqua fenntarthatósági indikátorok figyelembevételével az 54. táblázatban található. Egyértelműen kimutatható, hogy az akvapóniás fejlesztés a jobb tápanyag-hasznosítást és kevesebb tápanyag-kibocsátást, valamint a termelőképesség növekedése által kisebb fajlagos munkabérköltséget eredményezett. Eredmények

Energiahatékonyság

Akvapóniás szűrőrendszer

Tavas szűrőrendszer

Energiafogyasztás / megtermelt tilápia mennyisége [kWh/kg]

Energiafogyasztás / megtermelt tilápia mennyisége [kWh/kg]

Összesen

214,43

Összesen

157,41

Hő

214,38

Hő

157,36

Villamos energia

0,05

Villamos energia

0,05

Felhasznált (bevezetett) víz

Bevezetett víz mennyisége / megtermelt tilápia 3 mennyisége [m /kg]

1,4

Bevezetett víz mennyisége / megtermelt tilápia 3 mennyisége [m /kg]

1,4

Vízkibocsátás (elfolyóvíz)

Elfolyóvíz mennyisége / megtermelt tilápia 3 mennyisége [m /kg]

1,4

Elfolyóvíz mennyisége / megtermelt tilápia 3 mennyisége [m /kg]

1,3

Tápanyagok hasznosítási hatékonysága

Tápanyag-kibocsátás

Tápanyag újrahasznosítás melléktermékek előállításával

Egységnyi munkaidőre eső termelésbővítés

N mennyisége a tilápiában / bekerült N mennyisége [kg/kg] P mennyisége a tilápiában / bekerült P mennyisége [kg/kg] N terhelés a vízkibocsátás során / N felvétel (halcsont) [kg/kg] P terhelés a vízkibocsátás során / P felvétel (halcsont) [kg/kg] N mennyisége a melléktermékekben / N felvétel (halcsont) [kg/kg] P mennyisége a melléktermékekben / P felvétel (halcsont) [kg/kg] Rendszer építéséhez szükséges idő / termékek [h/kg]

0,28

0,32

0,21

0,17

0,01

0,01

0,04

N mennyisége a tilápiában / bekerült N mennyisége [kg/kg] P mennyisége a tilápiában / bekerült P mennyisége [kg/kg] N terhelés a vízkibocsátás során / N felvétel (halcsont) [kg/kg] P terhelés a vízkibocsátás során / P felvétel (halcsont) [kg/kg] N mennyisége a melléktermékekben / N felvétel (halcsont) [kg/kg] P mennyisége a melléktermékekben / P felvétel (halcsont) [kg/kg] Rendszer építéséhez szükséges idő / termékek [h/kg]

0,24

0,27

0,22

0,29

0,00

0,00

0,27

54. táblázat: Az akvapóniás szűrőrendszer összehasonlítása a tavas szűréssel a SustainAqua fenntarthatósági indikátorok figyelembevételével.

108/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány Az ammónia, nitrit, nitrát, O2 és a KOI (kémiai oxigénigény) változásai Az ammónia koncentrációja mindkét halas medencében hasonló volt és viszonylag alacsony is maradt hosszú időn keresztül. Augusztus végére az ammónia koncentrációja hirtelen megemelkedett mindkét medencében, habár abban a halas medencében, ahol a tavas szűrést alkalmaztuk a koncentráció magasabb volt. A nitrit koncentrációja többnyire alacsony volt. Mégis, volt néhány kiemelkedő érték a tavas szűrővel összekapcsolt halas medencében, miközben a másik medencében sokkal egyenletesebb értékeket mértünk. A nitrát koncentráció változása hozzávetőlegesen hasonló nagyságú volt mindkét medencében. Az oxigén koncentrációja 1,5 és 7,2 mg/L között változott a tavas szűrőrendszerrel kezelt medence vizében és 5,9 és 7,9 mg/L között az akvapóniás szűrővel kiegészített halas medencében. A KOI mennyisége hasonló volt mindkét medencében, kivéve egy április közepén mért értéket az akvapóniás kezelésű medencében.

38. ábra: A nitrit koncentrációk változásainak összehasonlítása

10.3.4. Az alkalmazás feltételei és korlátai A trópusi üvegházhoz hasonló rendszerekben, ahol az akvakultúrát növénytermesztéssel kombinálják, az akvapóniás szűrő költséghatékony módja lehet a vízkezelésnek. Az akvapóniás szűrő az üvegház növénytermesztő részébe illeszthető úgy, hogy a benne termelt növények hozama megegyezik az üvegházban nevelt egyéb növények hozamával. Összehasonlítva egy tavas szűrővel, a kezelő rendszer fenntartása kevesebb munkát igényel (főként azért, mert nem kell eltávolítani az üledéket) és a növények termesztéséhez sem szükséges több erőfeszítés, mint a hagyományos növénytermesztés során. Az akvapóniás szűrés nagyobb biológiai hatékonyságot is mutat, mint a tavas szűrés, különösen a halak számára toxikus anyagok tekintetében, mint amilyen az ammónium és a nitrát. Az akvapóniás szűrő egyik hátránya a halas tartályok felett függeszthető tavas szűrőkhöz képest az, hogy ha azt nem lehet beilleszteni az üvegház növénytermesztő részébe, akkor nő a helyszükséglet. További hátrány a nélkülözhetetlen vízelosztás minden egyes szűrőládához, amit egy összetett elosztórendszer biztosít.

10.3.5. A megvalósítás előnyei Számos előnye van az általunk tesztelt akvapóniás szűrőnek a tavas szűréshez képest: •

hozzáadott érték a növényi termékekből származó magasabb bevételből

•

a tápanyagok koncentrációja kevésbé ingadozik a halas medencékben

•

drága átalakítások nélkül is könnyű hozzákapcsolni egy már működő rendszerhez

•

kevésbé munkaigényes a szűrő fenntartása

Az új akvapóniás szűrő az ökológiai-mérnöki tervezés modellje, amelyben az „ökológiai gondolkodás a társadalmat szolgálja” és a „hulladékokat nyersanyagként vesszük számításba”. A kézi vagy gépi üledékeltávolítás drága módszerét tisztán természetes folyamatokkal helyettesítjük. A haltermelő medencék elfolyóvizét kiváló minőségű másodlagos termékek (trópusi gyümölcsök és 109/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány zöldségek) előállítására használjuk, ami így növeli az integrált termelési rendszer gazdasági hatékonyságát. Ezt bizonyítja az új, kibővített trópusi üvegház projekt üzleti terve, amely már tartalmazza az új akvapóniás szűrő alkalmazására épülő gyümölcstermesztést is.

10.4. Az esettanulmánytól az üzemi megvalósításig: “Melegvizes akvapóniás szűrőrendszer terve a Wolhusen-i trópusi üvegházban” 10.4.1. Bevezetés: “a Wolhusen-i trópusi üvegház” A Ruswil-i trópusi üvegházban folytatott tízéves kutatások alapján tervezték a Wolhusen-i trópusi üvegházat, ahol ipari hulladékhőt használnak egy zárt trópusi polikultúrás rendszer üzemeltetéséhez. A 2009-ben épülő 2 Wolhusen-i trópusi üvegház területe 5 400 m , amely termelő egységként szolgál. Ezenkívül egy turisztikai létesítményt is építenek, amelyet a tervek szerint évente közel 55 000 ember tekint majd meg. A trópusi polikultúra magában foglal egy trópusi kertet, ahol papayát, banánt és más egyéb trópusi gyümölcsöket termesztenek, és egy akvapóniás szűrővel ellátott haltermelő rendszert, amelyben tilápiát termelnek. A polikultúra energiaellátását hulladékhő és napenergia biztosítja, a tápanyagok forrása pedig a halak takarmánya. Az esővizet az üvegház tetejéről gyűjtik össze. A halas elfolyóvíz a haltakarmányból visszamaradt anyagokban gazdag, ezt öntözésre használják, és ez biztosítja a növények tápanyag utánpótlását is. A rendszer trópusi gyümölcsöt, halat és növényi biomasszát termel. 2 A látványház 2 100 m területű, amelyben egy trópusi kert, egy tilápia tenyésztő rész, étterem és olyan létesítmények vannak, ahol a látogatók megtekinthetik a trópusi dísznövényeket és azokat a növényeket is, amelyek a termelő üvegházban nőnek. A svájci alpokalja központjában, egy hegyvidéki területen 680 m-es tengerszint feletti magasságban van a Wolhusen-i trópusi üvegház. A régiót a mezőgazdasági termelés jellemzi, az üvegházat is mezőgazdasági területek veszik körül. A klíma leginkább a mérsékelt éghajlat jellemzőit mutatja. Az napsütéses órák száma évente körülbelül 1 300-1 400. A régióban az évi átlagos csapadék mennyisége megközelítőleg 1 200 mm. Az üvegházat egy olyan ipari hulladékhő forráshoz kapcsolták, ami közel 60°C-os melegvizet biztosít, ezt a hőt használják az üvegház és a halas medencék fűtésére is. Az üvegház üzemi hőmérséklete nappal 23°C, éjjel 18°C. A halas medencék vize 26°C-os. 2 A növénytermesztésre szolgáló terület nagysága körülbelül 4 000 m , a megtermelt trópusi gyümölcs (főleg papaya és banán) mennyisége évente közel 60 tonna vagy akár ennél is több lehet.

39. ábra: A Wolhusen-i trópusi üvegház terve az akvakultúra egységgel

10.4.2. Az akvakultúra egység leírása A haltermelés hat akvakultúrás egységben történik, minden egyes részben két halas medence és két-két 2 akvapóniás szűrőrendszer van. Egy egység területe körülbelül 180 m , beleértve az akvapóniás szűrők 2 32 m -es területigényét is.

110/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

Akvakultúra egység az építés közben (Fénykép: IEES)

40. ábra: Az akvakultúra egység vázlata

Az egységek két-két halas medencéje, a vízkiegyenlítés miatt, egy csővel van összekapcsolva. Az üvegház öntözéséhez a vizet az egyik halas medencéből vezetik oda, ahol az esővizet gyűjtik össze. Az öntözésre felhasznált víz mennyiségét egy számítógép szabályozza, míg a halas medencék vízpótlására egy vízszintszabályozó szolgál. A halas medencék kör alakú acél tartályok, amelyeket műanyag fóliával szigeteltek. A tartályok átmérője 5,5 méter, a magassága 1,6 méter, a vízmélység 1,3 méter, a 3 térfogata pedig 30 m . A halak telepítési sűrűsége 20 3 kg/m , évente 920 kg halat halásznak le tartályonként. A halas medence kialakítása (Fénykép: IEES)

10.4.3. Az esettanulmány alapján fejlesztett akvapóniás szűrő Az akvapóniás szűrőt műanyag ládák alkotják, amelyeket agyaggolyókkal töltenek meg. A ládák oldalai és alja lyukacsos, ami megkönnyíti a levegő és a víz áramlását. A trópusi gyümölcsöket ezekbe a ládákba ültetik. A legfőbb termékek a papaya és a banán, ahogy az üvegház más részeiben is, de ezenkívül chili paprikát, citromfüvet, taro gyökeret és galangalt is nevelnek. A szűrőkön termelt növények hozama legalább annyi, mint az üvegház más részeiben. 3 Egy halas medence szűrőrendszere 56 szűrőládából áll. A szűrőre folyamatosan, 1 m /perc, illetve ládánként közel 18 liter/perc mennyiségű vizet vezetnek. A műanyag ládák nagysága 60 x 40 x 32 cm, a rések az oldalán és az alján 5 mm szélesek. A ládákat egyenként 60 liternyi agyaggolyóval töltötték fel, amelyek nagysága 8-16 mm között változik. A vizet a halas medencéből egy elosztóhoz szivattyúzzák, ahonnan csövekben vezetik az egyes szűrőládákhoz.

111/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

Szűrő egységek a vízbevezető csővel és chili paprikával (baloldali kép), a szűrő egyik ládájában fejlődő banán (jobboldali kép) (fényképek: IEES)

41. ábra: Az akvakultúra egység folyamatábrája a Wolhusen-i trópusi üvegházban

Az akvakultúra egységet egy lejtőn építették fel, így a szűrő a halas medence felett kaphatott helyet és a tisztított víz közvetlenül visszafolyhat a halas medencébe.

42. ábra: Az akvakultúra egység keresztmetszeti vázlata

112/119

SUSTAINAQUA KÉZIKÖNYV Svájci esettanulmány

10.4.4. A beruházás költségei A következő táblázat egy korábban bemutatott akvakultúrás egység építésének költségeit mutatja. Egy ilyen egység építésének a költsége anyagköltségre és az építés munkaköltségére oszlik. Az üzembehelyezést képzett szakmunkásokra kell bízni, akiket segédmunkások támogatnak. A mérnöki tervezés és a medencék elhelyezéséhez szükséges földmunkák költségeit a számítás nem tartalmazza. Az anyagköltségeket euróban (€) adtuk meg és nem tartalmazzák az általános forgalmi adót, de tartalmazzák a különböző importvámokat.

Halas medence hőszigeteléssel, kiegészítők Akvapóniás szűrő Szűrőszivattyú, és csövek Fűtés; átalakító, szivattyú, összekötő elemek

€ 12'048 3'611 7'138 3'891

Összesen:

26'687

%

óra

%

45% 14% 27% 15%

71 83 59 32

29% 34% 24% 13%

100%

245

100%

55. táblázat: Egy akvakultúrás egység költségei

10.4.5. Az akvapóniás szűrő előnyei és hátrányai Az olyan rendszerekben, mint a bemutatott trópusi üvegház, hol az akvakultúrát növénytermesztéssel kombinálják, az akvapóniás szűrő költséghatékony módja a vízkezelésnek. Az akvapóniás szűrő az üvegház növénytermesztő részébe telepíthető úgy, hogy közben a növények hozama ugyanannyi marad, mint az üvegház más részeiben. Az akvapóniás szűrő működését összehasonlítva egy tavas szűrővel, megállapítható, hogy a kezelő rendszer fenntartása kevesebb munkát igényel (főként azért, mert nem kell eltávolítani az üledéket) és a növények termesztéséhez sem szükséges több erőfeszítés, mint a hagyományos növénytermesztés során. Az akvapóniás szűrés nagyobb biológiai hatékonyságot is mutat, mint a tavas szűrés, különösen a halak számára toxikus anyagok tekintetében, mint amilyen az ammónium és a nitrát. Az akvapóniás szűrő egyik hátránya a halas tartályok felett függeszthető tavas szűrőkhöz képest (ahogy a trópusi üvegházban is készült) az, hogy amennyiben nem lehet beilleszteni az üvegház növénytermesztő részébe, akkor nő a helyszükséglet, valamint, hogy bonyolult, minden egyes ládát ellátó vízelosztó rendszer kiépítése szükséges.

Az új akvapóniás szűrő hét hónapos használat után (Fénykép: IEES)

113/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

Felhasznált irodalom és további hivatkozások További információk SustainAqua programról Internet: www.sustainaqua.org – a projekt weboldala wiki.sustainaqua.org – Wikipedia alapú online segédeszköz a program eredményeinek bemutatásához

Fenntartható akvakultúra Internet: www.euraquaculture.info - CONSENSUS portál a fenntartható akvakultúra elméleti megközelítéséről EIFAC/EC Working Party on Market Perspectives for European Freshwater Aquaculture, Brussels, Belgium, 14 – 16 May 2001: 84-94 BEVERIDGE, M.C.M.; PHILLIPS, M.J. & MACINTOSH, D.J. 1997. Aquaculture and the environment: the supply of and demand for environmental goods and services by Asian aquaculture and the implications for sustainability. In: Aquaculature Research 28, 797-807 CEC [COMMISSION OF THE EUROPEAN COMMUNITIES] 2005. Proposal for a Council Regulation on organic production and labelling of organic products. COM(2005)671 final. - Brussels CEU [COUNCIL OF THE EUROPEAN UNION] 2006. Proposal for Council Regulations on organic production and labelling of organic products, amending Regulation (EC) no 2092/91, 10782/06. Brussels FAO [FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS] 1988. Aspects of FAOs policies, programmes, budget and activities aimed at contributing to sustainable development. Document to the ninety-fourth Session of the FAO Council, Rome, 15-25 November 1988. Rome, FAO,CL94/6. FAO [FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS] 1995. Code of conduct for responsible fisheries. - Rome FEAP [FEDERATION OF EUROPEAN AQUACULTURE PRODUCERS] 2000. Code of conduct for European Aquaculture. - Boncelles, Belgium FOCARDI, S.; CORSI, I.; FRANCHI, E. 2005. Safety issues and sustainable development of European aquaculture: new tools for environmentally sound aquaculture. In: Aquaculture International 13, 3-17 FRANKIC, ANAMARIJA & HERSHNER, CARL 2003. Sustainable aquaculture: developing the promise of aquaculture. In: Aquaculture International 11: 517-530 HALBERG, NIELS; VAN DER WERF, HAYO M.G.; BASSET-MENS, CLAUDINE; DALGAARD, RANDI; DE BOER, IMKE J.M. 2005. Environmental assessment tools for the evaluation and improvement of European livestock production systems. In: Livestock Production Science 96, 33-50 SECOND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SUSTAINABLE AQUACULTURE IN OSLO 1997. Holmenkollen guidelines for sustainable aquaculture. - Oslo WURTS, W. A. 2000. Sustainable Aquaculture in the Twenty-First Century. In: Reviews in Fisheries Science 8 (2), 141-150 BELL, S. & STEPHEN MORSE 1999. Sustainability indicators: measuring the immeasurable? Earthscan, ISBN 185383498X, 9781853834981, 175 pp. http://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=FZvLx3x9tYsC&oi=fnd&pg=PR7&dq=%22Bell%22+%22S ustainability+indicators:+measuring+the+immeasurable%3F%22+&ots=Fr5MxY7Ocv&sig=f6OR5Acs Gy7eA_QkriVyYBjo5vA FAO/ICLARM/IIRR 2003. Integrated agriculture-aquaculture. A primer. FAO Fisheries Technical Paper, n 407. 149 p. ( in English) http://www.fao.org/DOCREP/005/Y1187E/Y1187E00.HTM MEA 2005. Ecosystems and Human Well-being. A Framework for Assessment. http://www.millenniumassessment.org/en/Framework.aspx

114/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

Javasolt olvasnivalók a létesített vizes élőhelyekről és a kombinált intenzív-extenzív haltermelő rendszerekről AZIM, M.E., VERDEGEM, M.C.J., VAN DAM, A.A., BEVERIDGE, M.C.M. 2005. Periphyton: ecology, exploitation and management. CABI Publishing, Camebridge, MA 02139, USA. COSTA-PIERCE, B.A. 1998. Preliminary investigation of an integrated aquaculture-wetland ecosystem using tertiary-treated municipal wastewater in Los Angeles County, California. Ecological Engineering, 10: 341-354. GOPAL, B. 2003. Perspectives on wetland science, application and policy. Hydrobiologia, 490: 1-10. GÁL, D., PEKÁR, F., KEREPECZKI, É., VÁRADI, L. 2007. Experiments on the operation of a combined aquaculture-algae system. Aquaculture International, 15: 173-180. GÁL D., KEREPECZKI É., SZABÓ P., PEKÁR F. 2008. A survey on the environmental impact of pond aquaculture in Hungary. European Aquaculture Society, Special Publication No. 37, 230-231. KADLEC, R.H., KNIGHT, R.L. 1996. Treatment wetlands. Lewis Publishers, Boca Raton, USA. KEREPECZKI É., GÁL D., SZABÓ P., PEKÁR F. 2003. Preliminary investigations on the nutrient removal efficiency of a wetland-type ecosystem. Hydrobiologia, 506-509: 665-670. KEREPECZKI, E., PEKAR, F. 2005. Nitrogen dynamics in an integrated pond-wetland ecosystem. Verh. Internat. Verein. Limnol., 29: 877-879.

Javasolt olvasnivalók a halastavi polikultúráról és a kaszkád rendszerekről SZUMIEC, M.A., AUGUSTYN, D. 2002. Dynamics of the surface water circulation between a river and fishponds in a sub-mountain area. IN: Rizzoli A.E. & Jakeman A.J. (Eds), Integrated assessment and decision support. Proceedings of the First biennal meeting of the International Environmental Modelling and Software Society, Lugano (Switzerland), 1: 358-362 BOYD, C. 1995. Bottom soils, sediment and pond aquaculture. Chapman & Hall, New York, p. 348 EL SAMRA, M., OLÁH 1979. Significance of nitrogen fixation in fish ponds. Aquaculture, 18: 367-372 RAHMAN, M. M. 2006. Food web interactions and nutrient dynamics in polyculture ponds PHD. Thesis. Wageningen University, 168 p. http://library.wur.nl/wda/dissertations/dis3980.pdf WHO 2006. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater . Volume 3 Wastewater and excreta use in aquaculture. World Health Organization, ISBN 9241546840, 9789241546843, p. 158. MARA, DUNCAN & SANDY CAIRNCROSS 2003. Guidelines for the Safe Use of Excreta and Wastewater in Agriculture and Aquaculture, Executive summary -UNEP- WHO Publications, p.32. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/who/waste1.pdf http://bases.bireme.br/cgibin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=REPIDISCA&l ang=p&nextAction=lnk&exprSearch=11401&indexSearch=ID YEO, S. E., BINKOWSKI F.P & MORRIS, J.P. 2004. Aquaculture Effluents and Waste By-Products. Characteristics, Potential Recovery, and Beneficial Reuse. NCRAC Publications Office North Central Regional Aquaculture Center. Iowa State University. http://www.aqua.wisc.edu/publications/PDFs/AquacultureEffluents.pdf

Javasolt olvasnivalók a pisztrángtermelő modell rendszerekről Internet: https://www.retsinformation.dk/Forms/R0710.aspx?id=12998 - Bekendtgørelse om Ferskvandsdambrug, BEK nr. 1325 af 20/11/2006. https://www.retsinformation.dk/Forms/R0710.aspx?id=13002 - Bekendtgørelse om Modeldambrug, BEK nr 1327 af 20/11/2006. http://www.blst.dk/ - Data from By- og Landskabsstyrelsen 2007 BUREAU, D.P. AND CHO, C.Y. 1999. Phosphorus utilization by rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): estimation of dissolved phosphorus waste output. Aquaculture 179: 127-140. CHO, C.Y., SLINGER, S.J., AND BAYLEY, H.S. 1982. Bioenergetics of salmonid fishes: energy intake, expenditure and productivity. Comp. Biochem. Physiol. 73B: 25–41.

115/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

DALSGAARD, J., EKMANN, K.S., PEDERSEN, P.B., AND VERLHAC, V. 2008. Effect of supplemented fungal phytase on performence and phosphorus availability by phosphorus-depleted juvenile rainhbow trout (Oncorhynchus mykiss), and on the magnitude and composition of phosphorus waste output. Aquaculture , doi:10.1016. 2008 JOKUMSEN, A. 2002. Udredning vedr. vandforbrug ved produktion af regnbueørreder i danske dambrug. DFU-rapport nr. 106-02. Report in Danish. LOKALENERGI 2008:1: Energioptimalt design af dambrug. PEDERSEN, P.B.; GRØNBORG, O.; SVENDSEN, L.M. 2003. Modeldambrug. Specifikationer og godkendelseskrav. Arbejdsrapport fra DMU, nr. 183, 2003. Report in Danish. SUGIURA, S.H., DONG F.M., AND HARDY, R.W. 2000. Primary responses of rainbow trout to dietary phosphorus concentration. Aquacult. Nutr. 6: 235-245. SVENDSEN, L.M., SORTKJÆR, O., OVESEN, N.B., SKRIVER, J., LARSEN, S.E., BOUTTRUP, S., PEDERSEN, P. B., RASMUSSEN, R.S., DALSGAARD, A.J.T., AND SUHR, K. 2008. Modeldambrug under forsøgsordningen. Faglig slutrapport for måle- og dokumentationsprojekt for modeldambrug "(in Danish)". DTU Aqua rapport nr.193-08 . DTU Aqua, Technical University of Denmark. SVENDSEN, L.M., SORTKJÆR, O., OVESEN, N.B., SKRIVER, J., LARSEN, S.E., PEDERSEN, P. B., RASMUSSEN, R.S. AND DALSGAARD, A.J.T. 2008. Ejstrupholm Dambrug - et modeldambrug under forsøgsordningen. Statusrapport for 2. måleår af moniteringsprojektet med væsentlige resultater fra første måleår (”In Danish”). DTU Aqua rapport nr.188-08 . DTU Aqua, Technical University of Denmark.

Javasolt olvasnivalók az új típusú vízvisszaforgatásos haltermelő rendszerekről Javasolt olvasnivalók a tilápia nevelésről recirkulációs rendszerben BOVENDEUR, J., EDING, E.H., HENKEN, A.M. 1987. Design and performance of a water recirculation system for high-density culture of the African catfish, Clarius gariepinus (Burchell 1822). Aquaculture 63: 329–353 EDING, E.H., WEERD, J.H. VAN, 1999. Grundlagen, Aufbau und Management von Kreislaufanlagen. In: M.Bohl (Ed.), Zucht und Produktion von Süsswasserfischen, DLG –Verlag, Frankfurt, München, 2nd edn., pp. 436-491. EDING, E.H., KAMSTRA, A., VERRETH, J.A.J., HUISMAN, E.A., KLAPWIJK, A., 2006. Design and operation of nitrifying trickling filters in recirculating aquaculture: a review. Aquaculture Engineering 34: 234–260. HEINSBROEK, L.T.N. AND KAMSTRA, A. 1990. Design and performance of water recirculation systems for eel culture. Aquacult. Engineering 9(3): 87–207. SCHNEIDER, O., SERETI, V., EDING, E.H., and J.A.J. VERRETH 2005. Analysis of nutrient flows in integrated intensive aquaculture systems. Aquacultural Engineering 32. 379–401. TIMMONS, M.B. AND J.M. EBELING 2007. Recirculating Aquaculture, Cayuga Aqua Ventures, Ithaca, New York Javasolt olvasnivalók a PTS tavi technológiáról ASADUZZAMAN, M., WAHAB, M.A., VERDEGEM, M.C.J., HUQUE, S., SALAM, M.A., AZIM, M.E. 2008. C/N ratio control and substrate addition for periphyton development jointly enhance freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii production in ponds. Aquaculture 280: 117-123. AZIM, M.E., VERDEGEM, M.C.J., VAN DAM, A.A., BEVERIDGE, M.C.M. 2005. Periphyton : ecology, exploitation and management. CABI Publishing, Camebridge, MA 02139, USA. RAHMAN, M.M., YAKUPITIYAGE, A. 2006. Use of fishpond sediment for sustainable aquaculture-agriculture farming. International Journal of Sustainable Development and Planning 1. 192-202.

Javasolt olvasnivalók a „Tropenhaus” programról ADLER , PAUL R. 1998.- Phytorremediation of aquaculture effluents. Aquaponics Journal, IV4, 10-15. http://www.cepis.org.pe/bvsair/e/repindex/repi84/vleh/fulltext/acrobat/phytoaqu.pdf ADLER , PAUL R., STEVEN T. SUMMERFELT , D. MICHAEL GLENN , FUMIOMI TAKEDA 2002. Mechanistic approach to phytoremediation of water. Ecological Engineering 20: 251-264.

116/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

http://www.ars.usda.gov/SP2UserFiles/Place/19310000/FTakeda/2003EcolEng 20251-264.pdf DEZSERY, A.,1999. Growing Notes--Australian Aquaponics--Whole Fresh Fish and a Side Salad Please! The Growing Edge Magazine, 11(2): http://www.growingedge.com/magazine/back_issues/view_article.php3?AID=110217 DIVER S. 2006. Aquaponics-Integration of Hydroponics with Aquaculture. http://attra.ncat.org/new_pubs/attrapub/PDF/aquaponic.pdf?id=NewYork HUGHEY, T. W. 2005. Barrel- Ponics. Aquaponics in a Barrel. http://www.aces.edu/dept/fisheries/education/documents/barrel-ponics.pdf JACKSON, L., MYERS J. 2002. Alternative Use of Produced Water in Aquaculture and Hydroponic Systems at Naval Petroleum Reserve No. 3. http://www.gwpc.org/GWPC_Meetings/Information/PW2002/Papers/Lorri_Jackson_PWC2002.pdf JONES S. 2002. Evolution of aquaponics . Aquaponics Journal , n 24 ( 1st Quarter, 2002). In : http://www.aquaponicsjournal.com/articleEvolution.htm LENNARD W. 2004. Aquaponics, the theory behind the integration. In GAIN (Gippsland Aquaculture Industry Network) http://www.growfish.com.au/content.asp?contentid=1060 WILSON, G. 2002. Saltwater aquaponics. The Growing Edge, Volume 13, Number 4, March/April 2002, page 26. http://www.growingedge.com/magazine/back_issues/view_article.php3?AID=130426

117/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

A kézikönyv szerzői Szerkesztők Váradi László (Halászati és Öntözési Kutatóintézet - HAKI) Bardócz Tamás (Akvapark)

A kézikönyv fejezeteinek szerzői: 1.

SustainAqua – A projekt bemutatása Alexandra Oberdieck - ttz Bremerhaven

2.

A fenntarthatóság fogalma az akvakultúrában Christian Hildmann - Martin-Luther-University Halle Wittenberg Alexandra Oberdieck - ttz Bremerhaven

3.

A technológiai és termelési jellemzői a fontosabb belvízi haltermelő rendszereknek Európában Bardócz Tamás - Akvapark

4.

Az európai édesvízi akvakultúra szabályozási és igazgatási kerete Bardócz Tamás - Akvapark Váradi László (Halászati és Öntözési Kutatóintézet - HAKI

5.

Product quality and diversification – Market opportunities for aquaculture farmers for their fish products and by-products Alexandra Oberdieck - ttz Bremerhaven

6.

Az intenzív akvakultúra elfolyóvizének kezelése létesített vizes élőhelyek és halastavak alkalmazásával – Magyar esettanulmány Gál Dénes, Kerepeczki Éva, Kosáros Tünde, Hegedűs Réka, Pekár Ferenc, Váradi László – Halászati és Öntözési Kutatóintézet (HAKI)

7.

A pisztrángtenyésztés során alkalmazható új módszerek az elfolyóvíz csökkentésére – Dán esettanulmány Alfred Jokumsen, Per B. Pedersen, Anne Johanne T. Dalsgaard, Ivar Lund, Helge Paulsen, Richard S. Rasmussen, Grethe Hyldig - Technical University of Denmark, National Institute of Aquatic Resources (DTU Aqua) Lisbeth J. Plessner, Kaare Michelsen, Christian Laursen - Danish Aquaculture Organisation (ODA)

8.

Természetes produkció növelése extenzív halastavakban –Lengyelországi esettanulmány Maciej Pilarczyk, Joanna Ponicka, Magdalena Stanna - Polish Academy of Sciences, Institute of Ichthyobiology and Aquaculture (GOLYSZ)

9.

A trópusi üvegház, mint integrált hal-növény termelési rendszer – Svájci esettanulmány Johannes Heeb, Philippe Wyss - International Ecological Engineering Society (IEES) Zdenek Adamek - Research Institute of Fish Culture and Hydrobiology, University of South Bohemia (USB)

10.

Tilápia nevelése zárt recirkulációs rendszerben – Holland esettanulmány Ep Eding, Marc Verdegem, Catarina Martins, Geertje Schlamann, Leon Heinsbroek, Johan Verreth Aquaculture and Fisheries Group, Wageningen University (WU-AFI) Frans Aartsen, Victor Bierbooms - Viskwekerij Royaal B.V./ ZonAquafarming B.V. (ROYAAL)

A kézikönyv magyar fordítása Gál Dénes, Gyalog Gergő, Kosáros Tünde, Kerepeczki Éva, Jancsó Mihály, Hegedűs Réka és Békefi Emese munkája. A szakmai lektorálást Gál Dénes és Kerepeczki Éva végezte.

118/119

SUSTAINAQUA HANDBOOK

Köszönetnyilvánítás Ez a kézikönyv az Európai Unió 6. Keretprogramja által finanszírozott, SustainAqua nemzetközi kutatási együttműködés eredményként jött létre. A SustainAqua program keretében végzett kutatási és képzési feladatokat egy huszonhárom résztvevőből álló konzorcium végezte: ttz Bremerhaven (ttz), Németország; International organisation for the development of fisheries in Eastern and Central Europe (EUROFISH), Dánia; Akvapark Szövetség (AKVAPARK), Magyarország; Verband der Deutschen Binnenfischerei e.V. (VDBi), Németország; Vattenbrukarnas Riksförbund (VRF), Svédország; Stowarzyszenie Producentów Ryb Lososiowatych (PTBA), Lengyelország; Organización de Productores Piscicultores (OPP), Spanyolország; Österreichischer Fischereiverband (ÖFV), Ausztria; Su Ürünleri Tanitim Dernegi (BTG), Törökország; Danish Aquaculture Organisation (ODA), Dánia; International Ecological Engineering Society (IEES), Svájc; AquaBioTech Ltd. (ABT), Málta; Aranyponty Halászati Zrt. (ARANY), Magyarország; Aquakultur Kahle (KAHLE), Németország; Hodowla Ryb "SALMO" (SALMO), Lengyelország; Liman Enegre Balikçilik

Sanayii ve Ticaret Ltd.STI. (LIMAN), Törökország; Viskwekerij Royaal B.V. (ROYAAL), Hollandia; University of South Bohemia in Ceske Budejovice (USB), Csehország; Wageningen University Aquaculture and Fisheries Group (WU-AFI), Hollandia; Polska Akademia Nauk, Zakład Ichtiobiologii i Gospodarki Rybackiej (GOLYSZ), Lengyelország; Martin-Luther-University Halle Wittenberg (MLU), Németország; Halászati és Öntözési Kutatóintézet (HAKI), Magyarország; Technical University of Denmark - National Institute of Aquatic Resources (DTU-AQUA), Dánia Ennek a kézikönyvnek az elkészítéséhez sok ember közös erőfeszítésére volt szükség, akik túl sokan vannak ahhoz, hogy itt a nevüket egyenként felsoroljuk. Azonban közülük néhányan kivételesen sokat tettek azért, hogy ez a kézikönyv megszülethessen: Bardócz Tamás (AKVAPARK), Alexandra Oberdieck (ttz), Gál Dénes (HAKI), Alfred Jokumsen (DTU-AQUA), Maciej Pilarczyk (GOLYSZ), Ep Eding & Marc Verdegem (WUAFI), Johannes Heeb & Philippe Wyss (IEES) Köszönjük odaadó munkájukat!

SustainAqua konzorcium (fotó: ttz Bremerhaven)

A borítólap és formai kivitel az EUROFISH munkája. ©SustainAqua, 2009. június, Minden jog fenntartva. A kiadvány szabadon terjeszthető. További információ: www.sustainaqua.org Amennyiben hivatkozni szeretne a kézikönyvben foglaltakra, kérjük az alábbiak szerint tegye: SustainAqua – “Integrated approach for a sustainable and healthy freshwater aquaculture” (2009). SustainAqua handbook – A handbook for sustainable aquaculture

119/119