Czy akwakultura ma negatywny wpływ na jakość wód?

Akwakultura to intensywnie rozwijająca się branża, polegająca na chowie i hodowli organizmów żyjących w wodzie. Światowa produkcja tego obszaru gospodarki osiągnęła rekordowy poziom w 2020 r. Jej wartość oszacowano wtedy na 281 mld dol. Wiele wskazuje na to, że w związku ze zwiększaniem się skali produkcji, do 2030 r. zostanie ona wyceniona na ponad 300 mld dol. Trend ten budzi zainteresowanie nie tylko specjalistów z branży. Coraz więcej ludzi zastanawia się, czy akwakultura nie wpływa negatywnie na jakość wód. Okazuje się, że odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna.

Produkcja organizmów wodnych – szansa czy przekleństwo sektora spożywczego?

Globalne spożycie organizmów wodnych rośnie nieprzerwanie od ponad sześćdziesięciu lat. Parametr ten od pierwszej połowy lat 60. ubiegłego wieku podwoił swoją wartość. Obecnie średnie roczne spożycie tej grupy produktów wynosi 20 kg na osobę. Co więcej, szacuje się, że tendencja rosnąca będzie utrzymywać się przez kolejne kilkadziesiąt lat. Ma to związek między innymi ze zwiększającym się zainteresowaniem produktami pochodzenia zwierzęcego oraz większą dostępnością do tego typu żywności.

Nawet w przypadku ustabilizowania się średniego poziomu spożycia organizmów wodnych, popyt na produkty akwakultury będzie się zwiększać. Ma to związek z rosnącą populacją ludzkości, która do 2050 r. może wynieść 9,7 mld ludzi. W związku z tym zwiększanie skali produkcji branży spożywczej jest koniecznością. Dzięki akwakulturze możliwe będzie sprostanie nadchodzącym realiom. Jednak rozwój wielkoskalowej produkcji organizmów wodnych musi być realizowany z poszanowaniem środowiska przyrodniczego. W przeciwnym wypadku działalność ta będzie miała znaczący, negatywny wpływ na jakość wód.

Rozwój akwakultury a ochrona środowiska wodnego

Jednym z głównych kierunków rozwoju akwakultury jest intensyfikacja produkcji zwierzęcej, głównie ryb oraz bezkręgowców. Trend ten może mieć znaczący wpływ na jakość wód, zarówno w kontekście lokalnym, jak i globalnym. Akwakultura może przyczyniać się do dewastacji środowiska naturalnego, jeśli producenci nie będą stosować odpowiedzialnych technologii i systemów zarządzania działalnością. Niemniej jednak stale rozwijane są zrównoważone środowiskowo strategie, które mogą być narzędziem służącym do masowej produkcji żywności ekologicznej. Kierunek rozwoju akwakultury w dużej mierze zależy od globalnych standardów regulowanych międzynarodowym prawem oraz zachowań konsumenckich. Dlatego warto wiedzieć, kiedy akwakultura ma negatywny wpływ na jakość wód, a kiedy produkcja organizmów wodnych może zostać uznana za ekologiczną.

Akwakultura akwakulturze nie równa

Działalność, której celem jest produkcja organizmów wodnych, może przybierać różne formy. W zależności od zastosowanej technologii, systemów zarządzania oraz utrzymywanego gatunku zwierząt lub roślin, można wydzielić dwa główne typy akwakultury. Różnią się one pomiędzy sobą w wielu kwestiach, ale najistotniejszą z nich – z perspektywy ochrony środowiska naturalnego – jest wpływ na jakość wód.

• Akwakultura ekstensywna polega na chowie i hodowli organizmów wodnych w niskich zagęszczeniach. Najczęściej w stawach lub w zbiornikach naturalnych. Ryby utrzymywane w tym systemie korzystają wyłącznie z zasobów naturalnych środowiska wodnego lub (w zależności od urodzajności zbiornika) mogą być dokarmiane, np. zbożami i strączkami. Akwakultura ekstensywna jest określana mianem ekologicznej, ponieważ produkcja zwierzęca w tym systemie nie generuje do środowiska naturalnego dużej ilości związków azotowych i fosforowych.
• Akwakultura intensywna polega na wysokowydajnej produkcji organizmów wodnych z wykorzystaniem zaawansowanych technologii oraz zoptymalizowanego systemu żywienia, opierającego się na ekstrudowanych paszach pełnoporcjowych. W tym systemie kluczowe jest utrzymanie dużego zagęszczenia zwierząt. W związku z tym odpady poprodukcyjne zawierają duże stężenie związków azotowych i fosforowych, co ma negatywny wpływ na jakość wód.

Charakterystyka odpadów poprodukcyjnych z akwakultury

Odpady powstające w wyniku chowu i hodowli organizmów wodnych przybierają formę zawiesiny lub osadów. Składają się na nie przede wszystkim materia organiczna w postaci odchodów zwierząt, resztek pasz oraz szczątków padłej fauny i flory. Do odpadów poprodukcyjnych akwakultury zaliczane są również pozostałości po substancjach wykorzystywanych podczas produkcji zwierzęcej, takich jak antybiotyki i inne farmaceutyki, oraz środki do dezynfekcji.

Główną cechą opisywanych mieszanek, powstających w wyniku produkcji organizmów wodnych, jest wysoka zawartość azotu i fosforu. To pierwiastki biogenne, które naturalnie występują w środowisku wodnym. Jednak w przypadku zbyt dużego ich stężenia dochodzi do procesów, w wyniku których spada jakość wód w środowisku naturalnym. Ponadto, biorąc pod uwagę stale zwiększającą się skalę produkcji akwakultury, nawet śladowe ilości farmaceutyków w ściekach poprodukcyjnych są poważnym problemem.

Produkcja organizmów wodnych a eutrofizacja wód

Produkty uboczne akwakultury, zawierające wysokie stężenia azotu i fosforu, są potencjalnym zagrożeniem o negatywnym wpływie na jakość wód. Przenikanie nadmiaru tych pierwiastków do środowiska naturalnego prowadzi do wzrostu żyzności wód. W wyniku tego zjawiska dochodzi do masowych zakwitów glonów i sinic, blokujących przenikanie promieni słonecznych do niższych partii zbiorników wodnych.

Kolejnym następstwem przeżyźniania wód jest obumieranie roślin wodnych oraz powstawanie stref beztlenowych. To warunki dobre do rozwoju mikroorganizmów produkujących toksyczne związki, których nadmiar skutkuje niekorzystnymi zmianami parametrów wody. Warto jednak podkreślić, że akwakultura jest tylko jedną z licznych działalności mających wpływ na pojawianie się nadmiaru związków azotu i fosforu w środowisku naturalnym. Z globalnego punktu widzenia największym źródłem tych pierwiastków są ścieki spływające z pól uprawnych.

Czy farmaceutyki stosowane w akwakulturze mają wpływ na jakość wód?

Jednym z rozwiązań, dzięki któremu możliwe stało się zwiększenie wydajności akwakultury, jest stosowanie antybiotyków w celach innych niż lecznicze. W produkcji zwierzęcej niektóre farmaceutyki o właściwościach bakteriobójczych są używane jako stymulatory wzrostu, co znacznie zwiększyło ich zużycie. Na początku XXI w. producenci zwierząt utrzymywanych w celach konsumpcyjnych wykorzystali ponad 105 tys. t antybiotyków. Ponad 90 proc. tego typu praktyk ma miejsce w Chinach, które są światową potęgą w intensywnej produkcji organizmów wodnych.

Antybiotyki stosowane w akwakulturze mogą być szczególnie niebezpieczne ze względu na sposób ich stosowania. Część z nich jest podawana z paszą, która w większości przypadków zostaje natychmiast pobrana przez zwierzęta. Jednak niektóre farmaceutyki dodaje się bezpośrednio do wody, tworząc w ten sposób roztwory, które ostatecznie trafiają do środowiska naturalnego, mając destrukcyjny wpływ na dziko żyjące organizmy wodne. Problemem jest nie tylko negatywne oddziaływanie na jakość wód. Zjawisko to jest potencjalnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego. Mechanizm ten nie dotyczy wyłącznie produkcji organizmów wodnych, ale również chowu i hodowli zwierząt gospodarskich. Europejskie prawo zabrania stosowania antybiotyków jako stymulatorów wzrostu, jednak należy pamiętać, że największy wpływ na globalną sytuację mają kluczowi producenci, czyli przede wszystkim Chiny.

Od lat liczne grupy naukowców pracują nad doskonaleniem alternatyw umożliwiających intensyfikację produkcji akwakultury bez stosowania antybiotyków. To między innymi prozdrowotne dodatki paszowe w postaci symbiotyków i innych substancji poprawiających funkcjonowanie układu odpornościowego zwierząt wodnych oraz praca hodowlana ukierunkowana na utrwalanie cech przystosowujących zwierzęta do życia w dużych zagęszczeniach.

Rozwój akwakultury przybiera dobry kierunek

Akwakultura, jak każda inna gałąź przemysłu związanego z produkcją żywności, ma wpływ na środowisko naturalne w różnoraki sposób. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat obserwuje się intensywną eskalację technologii, dzięki którym branża ta zmierza w kierunku zrównoważonego rozwoju. W kontekście neutralizacji produktów ubocznych z akwakultury przydatna okazuje się być bioremediacja. Ta technologia umożliwia przekształcenie osadów o wysokiej zawartości azotu i fosforu w mniej szkodliwe dla środowiska formy. W tym celu wykorzystuje się naturalne zdolności wyselekcjonowanych mikroorganizmów.

Strategia ta od lat z powodzeniem jest stosowana w oczyszczalniach ścieków komunalnych. Wiele wskazuje na to, że równie dobrze sprawdzi się w neutralizacji produktów ubocznych pochodzących z akwakultury intensywnej. Doskonalenie systemu zarządzania potencjalnie szkodliwymi odpadami wydaje się być rozwiązaniem, dzięki któremu akwakultura przestanie mieć negatywny wpływ na jakość wód. W związku z przedstawionymi faktami, w przyszłości chów i hodowla organizmów wodnych mogą być jednym z głównych źródeł wysokiej jakości żywności ekologicznej.

---

W artykule korzystałam m.in. z prac:

• Boyd C.E., D’Abramo L.R., Glencross B.D., Huyben D.C., Juarez L.M., Lockwood G.S., … & Valenti W.C. (2020). Achieving sustainable aquaculture: Historical and current perspectives and future needs and challenges. Journal of the World Aquaculture Society, 51(3), 578-633.
• Jasmin M.Y., Syukri F., Kamarudin M.S., Karim M. (2020). Potential of bioremediation in treating aquaculture sludge. Aquaculture, 519, 734905.
• Stentiford G.D., Bateman I.J., Hinchliffe S.J., Bass D. 1., Hartnell R., Santos E.M., … & Tyler C.R. (2020). Sustainable aquaculture through the One Health lens. Nature Food, 1(8), 468-474.
• The state of world fisheries and aquaculture (2022). Food and Agriculture Organization of the United Nations.
• Santos L., Soares B., Rosa J., Freitas A., Leston S., Barbosa J., Ramos F. (2016). Detection and quantification of 41 antibiotic residues in Gilthead Sea Bream (Sparus aurata) from aquaculture origin, using a multiclass and multi-residue UHPLC-MS/MS method. Food Analytical Methods, 9, 2749-2753.
• Song C., Zhang C., Kamira B., Qiu L., Fan L., Wu W., … & Chen J. (2017). Occurrence and human dietary assessment of fluoroquinolones antibiotics in cultured fish around Tai Lake, China. Environmental toxicology and chemistry, 36(11), 2899-2905.
• Li W., Shi Y., Gao L., Liu J., Cai Y. (2012). Occurrence of antibiotics in water, sediments, aquatic plants, and animals from Baiyangdian Lake in North China. Chemosphere, 89(11), 1307-1315.
• Hossain A., Nakamichi S., Habibullah-Al-Mamun M., Tani K., Masunaga S., Matsuda H. (2017). Occurrence, distribution, ecological and resistance risks of antibiotics in surface water of finfish and shellfish aquaculture in Bangladesh. Chemosphere, 188, 329-336.
• He X.T., Wang Q., Nie X.P., Yang Y.T., Cheng Z. (2014). Residues and health risk assessment of sulfonamides in sediment and fish from typical marine aquaculture regions of Guangdong Province, China. Huan Jing ke Xue= Huanjing Kexue, 35(7), 2728-2735.
• Newaj‐Fyzul A., Austin B. (2015). Probiotics, immunostimulants, plant products and oral vaccines, and their role as feed supplements in the control of bacterial fish diseases. Journal of fish diseases, 38(11), 937-955.
• Defoirdt T., Sorgeloos P., Bossier P. (2011). Alternatives to antibiotics for the control of bacterial disease in aquaculture. Current opinion in microbiology, 14(3), 251-258.