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Accès ouvert déclaré 2025 article

Cold atmospheric plasma and pulsed electric fields as alternative decontamination technologies in recirculating aquaculture systems

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Le résumé fourni par la source

Aquaculture, in particular indoor farms that utilize recirculating aquaculture systems (RAS), are an expanding market with significant sustainable potential. These systems allow controlled production of aquatic organisms all year-round. Therefore, filtration units, e.g., with ultraviolet radiation (UV) or ozone are necessary to maintain hygiene but high energy and freshwater costs are incurred. Moreover, an increase of fish-pathogenic microorganisms can lead to disease outbreaks and mortality making decontamination an essential tool to ensure the cultivation of healthy aquatic organisms under sustainable conditions. Novel approaches, such as cold atmospheric plasma (CAP) and pulsed electric fields (PEF) present promising solutions. Both are effective for water decontamination, scalable to industrial volumes and have the potential of an energy-saving operation. The efficacy was evaluated using RAS water from Baltic sturgeon ( Acipenser oxyrinchus ). Additionally, to improve the reproducibility of conditions, treatments were compared with model aquaculture water, which was designed from analytical results of RAS water. The study evaluated the inactivation of fish-pathogenic microorganisms by CAP and PEF in comparison to UV. CAP reduced Gram-positive and Gram-negative bacteria by logarithmic reduction factors (log 10 -RF) of up to 2.1 and 5.9, respectively. A similar inactivation was determined for PEF. Furthermore, a technology efficiency coefficient, putting the required energy in relation to the bacterial inactivation of the respective process, was introduced. Our laboratory findings provided relevant parameters towards a novel, improved treatment of water in RAS. Both tested technologies, CAP and PEF may be combined with UV to ensure hygienically safe fish production together with improved fish welfare. • CAP and PEF effectively inactivate fish-pathogenic microorganisms similar to common UV-light treatment. • Physico-chemical reactions of CAP enable inactivation after finished treatment. • CAP and PEF offer opportunities for industrial upscaling.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Cold atmospheric plasma and pulsed electric fields as alternative decontamination technologies in recirculating aquaculture systems
Date Crossref
01/08/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Leibniz Association pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • University of Rostock pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP) pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Mecklenburg-Vorpommern Research Centre for Agriculture and Fisheries (LFA MV) pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Interdisciplinary Faculty Department of Maritime Systems pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Faculty of Mathematics and Natural Sciences Institute of Biological Sciences pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Leibniz Association, University of Rostock et Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP), avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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