Acute Toxicity of NH4Cl to Tambra Fish (Tor Tambroides) Fry

Ammonia is one of the nutrient wastes products which can be toxic to all vertebrates, including fish. Usually, ammonia toxicity is expressed as Total Ammonia Nitrogen (TAN, mgN/L). Tambra fish (Tor tambroides) is freshwater fish with important economic value in some areas in Indonesia. According to overfishing and forest degradation, the fish has become threatened. This research aimed to calculate the LC50 value of ammonia to Tambra fish (Tor tambroides) and estimate NOEC, LOEC, and MATC values of ammonia to Tambra fish (Tor tambroides). This study was conducted using the static test method with two steps. The first stage is a preliminary test, where the preliminary test is observed for 24 hours With five concentrations excluding control. Whereas in the second stage that is carried out, observation for 96 hours with four concentrations excluding control. The Probit test is Performed to obtain LC50 value results, then proceed with ammonia analysis using the Salicylate Test Kit method. The results showed that ammonia had acute toxicity with LC50-96 hour value of NH4Cl against Tambra fish fry (Tor tambroides) in the amount of 354.615 mg/L. Ammonia caused acute toxicity to Tambra fish fry (Tor tambroides).The LC50-96 hour value was 354.615 mg/L in the form of Total Ammonia Nitrogen (TAN) or it was equivalent to un-ionized Ammonia (NH3) of 9.8937 mg/L, while values of the Lowest Observed Effect Concentration (LOEC) and No Observed Effect Concentration (NOEC) of ammonia on Tambra fish (Tor tambroides) were 578.24 mg/L and 280.18 mg/L, respectively.

Fostering bacterial growth in BFT aquaculture tanks by early Nile tilapia stocking

The current study aimed at fostering bacterial growth in BFT aquaculture tanks by early Nile tilapia stocking. Control tanks had no tilapia but received daily applications of dry molasses (NT+) or had tilapia but no C:N ratio adjustment (T-). Experimental tanks had tilapia and received daily application of molasses to adjust the C:N ratio of water to 15:1 (T+). The development of bioflocs in NT+ was insignificant as demonstrated by low levels of settleable solids (SS) and total suspended solids (TSS). Total ammonia nitrogen (TAN) was significantly higher in NT+ than in T+. In the C:N-ratio adjusted tanks, the presence of fish shortened the control of TAN in several days. As nitrite declined in T+, it increased in NT+. The final concentrations of TSS in T+, T- and NT+ were 236 ± 29 mg L-1, 100 ± 32 mg L-1, and 40 ± 22 mg L-1, respectively (p < 0.05). It can be concluded that stable nitrifying and heterotrophic bacterial communities could be attained in BFT aquaculture tanks, before the end of the 4th week of culture, if the bacterial growth is fostered by early Nile tilapia stocking.

Study of Biofilter Planted with Basil for Removal of Ammonia in Aquaponic Water

This experimental investigation of a laboratory scale aquaponic system included testing of a biofilter with basil plant as the biofilter part on aquaculture water quality. Irridescent shark was selected as aquaculture species. The biofilter consist of natural biomaterials such as coconut husk, coco peat, and coarse aggregates. The experiment was carried out for three short water recirculation durations of 2, 3, and 4 h/day. The influent and effluent ammonia NH3, total ammonia nitrogen (TAN), nitrites NO2 and nitrates NO3 levels were measured and analysed. The results showed that the biofilter effectively removed NH3 (65 - 71 %), TAN (34 - 58 %), and NO2 (60 - 67 %) from the aquaculture water. The dissolved oxygen (DO) levels were maintained between 3 - 7.0 mg/l during all the recirculation durations. The significance of water recirculation period was assessed by calculating the differences between the means of water quality parameters with a statistical test named one-way analysis of variance (ANNOVA) with significant level P taken as 5 %, i.e., P ≤ 0.5. The effluent mean NH3 levels 0.030 mg/l, 0.033 mg/l, and 0.022 mg/l exhibited significant difference at 4 h/d periods while effluent TAN levels 0.81, 0.77, and 0.77 showed no difference with varying periods.

Effects of stocking transport duration on age-0 Walleye Sander vitreus

Fish hatcheries are generally not adjacent to stocking locations. Thus, hatchery fish undergo transportation processes for variable durations that can result in changes in water quality, fish physiology (e.g., whole blood glucose and plasma cortisol), and reduced survival. Walleye Sander virteus are commonly stocked throughout North America with variable stocking success, possibly due to altered physiological responses associated with changes in water quality parameters during transportation. We hypothesized increased transport duration would be associated with increases in water temperature, carbon dioxide, and total ammonia nitrogen and decreases in pH and total alkalinity. We also hypothesized that increases in carbon dioxide, water temperature, unionized ammonia, and total ammonia nitrogen would be positively related with Walleye whole blood glucose and plasma cortisol concentrations. Walleye were transported either 0, 0.5, 3, or 5 hours and whole blood glucose and plasma cortisol concentrations and mortality were evaluated for 48 hours post-transport. Total ammonia nitrogen concentrations, carbon dioxide, pH, and water temperature increased with transportation duration while total alkalinity decreased. Plasma cortisol and whole blood glucose concentrations of Walleye transported longer durations took longer to decline relative to those not transported. Water quality parameters were not associated with changes in Walleye whole blood glucose and plasma cortisol concentrations, but they were negatively related with time since transport (P &lt; 0.05). Despite increases in stress, mortality was low (2.5%). Overall, we found evidence to support our hypotheses regarding reduced water quality associated with increasing transport duration. Finally, whole blood glucose and plasma cortisol concentration of Walleye transported were similar to those not transported, suggesting handling procedures before transportation could play a significant role in physiological responses measured after transportation. Further, evaluation of stocking procedures aimed at decreasing handling during the loading process could enhance stocking protocols..Elevated concentrations of whole blood glucose and plasma cortisol following transport could make recently stocked Walleye more susceptible to the effects of other environmental factors such as starvation, predation, and disease, all of which could result in increased mortality rates after stocking.

Penilaian Sumber Pencemar Non Logam di Waduk Asin Pusong Kota Lhokseumawe Berdasarkan Analisis Multivariat

Human anthropogenic activities have resulted in an important transformation in the aquatic environment for decades, so the study of the assessment of non-metallic pollutant sources in the salty reservoir Pusong in Lhokseumawe City was conducted in October 2020 which was reviewed based on multivariate analysis. The study aims to find out the source of non-metallic pollutants in the salt reservoir waters of Pusong Kota Lhokseumawe with the collection of primary data conducted by observation at five observation stations, where water samples are taken using van dorn water sampler at a depth of ± 0 – 1 m with three repetitions per station. The results showed that non-metallic contaminants of total ammonia nitrogen, nitrate, and phosphate had exceeded the established quality standards (>5.00 mg/L, >0.30 mg/L, >0.008 mg/L and >0.015 mg/L), then based on PCA analysis, eigenvalues of each variable indicate the formation of two new components namely Component 1 consisting of non-metallic nitrate contaminants and total nitrogen ammonia (3.05), while Component 2 consists of non-metallic contaminants total coliform and BOD5 (1.93) with a data diversity of 82.99%. Besides, non-metallic contaminants of total nitrogen ammonia, as well as phosphates, have a significant relationship to temperature parameters, while non-metal nitrate contaminants have significant links to pH parameters, turbidity, and salinity. Furthermore, the complexity of the study area between observation stations based on CA analysis was divided into two groups, the first group consisted of Stations 2, 4, and 5 with non-metallic contaminants source nitrate, BOD5 as well as total coliform, while the second group consisted of Stations 1 and 3 with non-metallic contaminants of total ammonia nitrogen, phosphate, and surfactants. Kegiatan antropogenik manusia telah menghasilkan transformasi penting dalam lingkungan akuatik selama beberapa dekade, sehingga kajian penilaian sumber pencemar non logam di waduk asin Pusong Kota Lhokseumawe dilakukan pada bulan Oktober 2020 yang ditinjau berdasarkan analisis multivariat. Kajian bertujuan untuk mengetahui sumber pencemar non logam di perairan waduk asin Pusong Kota Lhokseumawe dengan pengumpulan data primernya dilakukan secara observasi di lima stasiun pengamatan, dimana sampel air diambil menggunakan van dorn water sampler pada kedalaman ± 0–1 m dengan tiga kali pengulangan setiap stasiunnya. Hasil kajian memperlihatkan bahwa sumber pencemar non logam total amonia nitrogen, nitrat maupun fosfat sudah melebihi baku mutu yang telah ditetapkan (>5.00 mg/L, >0.30 mg/L, >0.008 mg/L dan >0.015 mg/L), kemudian berdasarkan analisis PCA, nilai eigen dari masing-masing variabel mengindikasikan adanya pembentukan dua komponen baru yaitu Component 1 terdiri dari sumber pencemar non logam nitrat dan total amonia nitrogen (3.05), sedangkan Component 2 terdiri dari sumber pencemar non logam total coliform dan BOD5 (1.93) dengan keragaman datanya sebesar 82.99%. Selain itu, sumber pencemar non logam total amonia nitrogen maupun fosfat memiliki hubungan yang signifikan terhadap parameter suhu, sedangkan sumber pencemar non logam nitrat memiliki hubungan yang signifikan terhadap parameter pH, kekeruhan dan salinitas. Selanjutnya, kompleksitas wilayah studi antar stasiun pengamatan berdasarkan analisis CA terbagi atas dua kelompok, kelompok pertama terdiri dari Stasiun 2, 4 dan 5 dengan sumber pencemar non logam nitrat, BOD5 serta total coliform, sedangkan kelompok kedua terdiri dari Stasiun 1 dan 3 dengan sumber pencemar non logam total amonia nitrogen, fosfat serta surfaktan.

Παραγωγή βιοαερίου από αγροβιομηχανικά απόβλητα κάτω από διαφορετικές συγκεντρώσεις αμμωνίας

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η δημιουργία εξειδικευμένου μικροβιακού εμβολίου κατάλληλου για βιοενίσχυση σε αντιδραστήρες βιοαερίου με τοξικότητα αμμωνίας, μέσω της επιλογής των πιο ανεκτικών αναερόβιων μικτών κοινοτήτων. Σε αναερόβιους αντιδραστήρες διαλείποντος έργου (batch reactors), χρησιμοποιήθηκαν δυο διαφορετικές τεχνικές για την καλλιέργεια ανεκτικών σε υψηλά επίπεδα αμμωνίας μικροβιακών κοινοτήτων. Στην πρώτη τεχνική πραγματοποιήθηκε άμεση έκθεση των μικτών αναερόβιων μικροβιακών πληθυσμών σε διαφορετικές συγκεντρώσεις αμμωνίας. Στη δεύτερη τεχνική, της καλλιέργειας εμπλουτισμού, οι αναερόβιοι πληθυσμοί εκτέθηκαν σταδιακά σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις αμμωνίας. Επιπλέον, εξετάστηκε η επίδραση της φάσης ανάπτυξης των μεθανογόνων του εμβολίου κατά τη διάρκεια της δημιουργίας της καλλιέργειας εμπλουτισμού. Η θερμοκρασία λειτουργίας των αντιδραστήρων ήταν στους 37℃. Οι πρώτες ύλες προήλθαν από τις ροές των αποβλήτων της μονάδας βιοαερίου (Βιοαέριο Λαγκαδά Α.Ε.) που βρίσκεται στον Λαγκαδά της Κεντρικής Μακεδονίας. Η αναλογία των αποβλήτων για τη δημιουργία του υποστρώματος προς αναερόβια αποικοδόμηση προέκυψε από τα στοιχεία τροφοδοσίας της μονάδας. Οι συγκεντρώσεις της αμμωνίας στο εσωτερικό των αντιδραστήρων καθορίστηκαν από 2 έως 6 g ολικού αμμωνιακού αζώτου (Total Ammonia Nitrogen -TAN)/L. Το παραπάνω εύρος συγκεντρώσεων αντικατοπτρίζει τα συνήθη επίπεδα αμμωνίας στις μονάδες βιοαερίου και εξαρτώνται συνήθως από την εποχιακή διακύμανση και διαθεσιμότητα των πρώτων υλών. Επιπλέον, στην καλλιέργεια εμπλουτισμού εξετάστηκε η επίδραση του εξαιρετικά υψηλού επίπεδου αμμωνίας των 9 g ΤΑΝ/L στους αναερόβιους μικροβιακούς πληθυσμούς. Η μικροβιακή ανάλυση έγινε με ταυτοποίηση των προκαρυωτικών μικροοργανισμών (βακτήρια και αρχαία) μέσω της τεχνικής της αλληλούχισης της υπομονάδας 16S του ριβοσωμικού RNA. Ως αρχικό υλικό – αλληλουχία στόχος, χρησιμοποιήθηκε το DNA, μέσω του οποίου μελετήθηκε η παρουσία των μικροοργανισμών στους αναερόβιους αντιδραστήρες, καθώς και το RNA, όπου εξετάστηκε η ενεργή παρουσία μικροοργανισμών στα υψηλά επίπεδα αμμωνίας. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν πως στη σταδιακή έκθεση των μικτών αναερόβιων μικροβιακών πληθυσμών σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις αμμωνίας προσαρμόστηκαν επιτυχώς ως τη συγκέντρωση των 5 g ΤΑΝ/L, όσον αφορά την παραγωγή τους σε μεθάνιο. Στην άμεση έκθεση ο μικροβιακός πληθυσμός δεν προσαρμόστηκε σε καμία από τις υπό διερεύνηση συγκεντρώσεις αμμωνίας, ακόμη και μετά από 60 ημέρες συνεχούς παραμονής υπό αναερόβιες συνθήκες. Τα αποτελέσματα της μικροβιακής ανάλυσης, όσον αφορά τη σταδιακή έκθεση, έδειξαν πως το γένος Methanosarcina ήταν το κυρίαρχο μεθανογόνο αρχαίο σε όλες τις συγκεντρώσεις αμμωνίας που διερευνήθηκαν. Επιπλέον, η δράση των βακτηρίων υπεύθυνων για την αποικοδόμηση των λιγνοκυτταρινούχων ουσιών μειώθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης αμμωνίας. Βακτήρια υπεύθυνα για τη διάσπαση βουτυρικού οξέος και μακράς αλύσου πτητικών λιπαρών οξέων μαζί με υδρογονοτροφικά αρχαία παρατηρήθηκαν με ενεργούς πληθυσμούς σε υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας. Από τα παραπάνω αποτελέσματα προέκυψε το συμπέρασμα πως η κατάλληλη μέθοδος για τη δημιουργία εμβολίου βιοενίσχυσης για την αντιμετώπιση της τοξικότητας της αμμωνίας είναι μέσω της δημιουργίας καλλιεργειών εμπλουτισμού με σταδιακή αύξηση της συγκέντρωσης της αμμωνίας. Επιπλέον, τα εμβόλια που δημιουργήθηκαν με τη μέθοδο της σταδιακής αύξησης της συγκέντρωσης της αμμωνίας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αντιμετώπιση του φαινομένου της τοξικότητας της αμμωνίας σε αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας και τροφοδοσίας (που έχουν συνήθως υδραυλικούς χρόνους παραμονής άνω των 20 ημερών), χωρίς να υπάρχει ο κίνδυνος της απομάκρυνσής τους από το εσωτερικό του βιοαντιδραστήρα (wash out).