SU ÜRÜNLERİ YETİŞTİRİCİLİĞİNDE KAPALI DEVRE SİSTEMLER RECIRCULATING AQUACULTURE SYSTEMS (RAS) Devrim MEMİŞ ve Meriç ALBAY İstanbul Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi

Yetiştiricilik veya kültür balıkçılığı avcılığın aksine; normlar, kurallar ve kanunlar bütününe dayanarak hareket eder. Bu sektör, çevre, kıyılar, insan sağlığı ve mülkiyetin korunması ve diğer yasal düzenlemelerin oluşturduğu, karmaşık bir yapı ile karşı karşıyadır. AKUAKÜLTÜR Çevre Hukuku Halk Sağlığı İthalat/İhracat Vergi ve Mali Düzenlemeler Hayvan Sağlığı ve Hayvan astalıkları Mal ve Arazi Hukuku Planlama Kesikli çizgiler = dolaylı etkileyen hukuk kolları

Yeraltı Suları Hakkında Kanun Umumi Hıfzıssıhha Kanunu Çevre Kanunu İş Kanunu Su Ürünleri Kanunu Yeraltı Suları Hakkında Kanun Umumi Hıfzıssıhha Kanunu Milli Parklar Kanunu Kültürel ve Doğal Varlıkların Korunması Kanunu Sit Alanları Kanunu Kıyı Kanunu Orman Kanunu İmar Kanunu Belediye Kanunu Büyükşehir Belediyesi Kanunu Bayındırlık Hizmetleri Kanunu Turizme Teşvik Kanunu Yönetmelikler Gemilerden Atık Alınması ve Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Çevresel Etki Değerlendirmesi Yönetmeliği Endüstriyel Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği Çevresel Gürültünün Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Su Ürünleri Yönetmeliği Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Tehlikeli Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Tıbbi Atıkların Kontrolü Yönetmeliği Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği Ambalaj ve Ambalaj Atıklarının Kontrolü Yönetmeliği Atık Pil ve Akümülatörlerin Kontrolü Yönetmeliği Tehlikeli Kimyasallar Yönetmeliği Zararlı Kimyasal Madde ve Ürünlerin Kontrolü Yönetmeliği Radyoaktif Madde Kullanımından Oluşan Atıklara İlişkin Yönetmelik Hafriyat toprağı, İnşaat ve Yıkıntı Atıklarının Kontrolü Yönetmeliği Toprak Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği Toprak Koruma ve Arazi Kullanımı Kanunu Uygulama Yönetmeliği Tarım Arazilerinin Korunması ve Kullanılmasına Dair Yönetmelik Sulak Alanların Korunması Yönetmeliği Nesli Tükenmekte Olan Hayvan ve Bitki Türlerinin Uluslararası Ticaretin uygulanması konusundaki yönetmelikler Av ve Yaban Hayvanlarının ve Yaşam Alanlarının Korunması, Zararlılarıyla Mücadele Usul ve Esasları Hakkında Yönetmelik Yaban Hayatı Koruma ve Yaban Hayatı Geliştirme Sahaları ile İlgili Yönetmelik Otoyol Trafiği Yönetmeliği İşyeri Açma ve Çalışma Ruhsatlarına İlişkin Yönetmelik İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği Çevre Sağlığı Denetimi ve Denetçileri Hakkında Yönetmelik Tebliğler Gıda Tarım ve Hayvancılık, Orman ve Su İşleri, Çevre ve Şehircilik, Ulaştırma, Sağlık Bakanlıkları gibi…

SULARIMIZA ÇEVRESEL ETKİSİ OLAN FAALİYETLER Kentsel Yerleşim (kanalizasyon atıkları, organik, zehirli, radyoaktif, kimyasal vs. tümü tek sistemle denizlere ulaşıyor), Endüstriyel faaliyetler (tüm fabrika atıkları), Zirai Faaliyetler (tarımsal faaliyetler sonucu akarsulara karışan pestisit ve gübre gibi kimyasal atıklar denizlere ulaşmaktadır), Turizm Faaliyetleri (yatlar ve limanları, tatil köyleri, yazları aşırı artan nüfusu ile tatil beldeleri ve yetersiz altyapı), Deniz trafiği (gemiler ve diğer deniz araçlarından oluşan kirlilik; petrol, yağ atıkları, zehirli sıvılar, pis sular , çöpler vb.), 6. Ulusal veya uluslararası enerji dağıtımı, doğal gaz boru hattı atıkları vs. 7. Askeri tatbikatlar (uluslararası nükleer denemeler, savaşlar havadan ve karadan yapılan bombardımanlar...), 8. Madencilik faaliyetleri (altın, kömür arama gibi...), 9. Radyoaktif atıkların denizlere terk edilmesi, 10. Nehirlerden ve denizlerden kum alınması, 11. Avcılık (balık avcılığı ile uğraşan endüstriyel balıkçı tekneleri...) 12. Ve Kültür balıkçılığı

Yoğun yetiştiricilikten kaynaklanan atıkların sudaki durumu

Yetiştiriciliğin Bazı Çevresel Etkileri Genel Genel görünüm ve estetiği bozma Ulaşımı etkileme Doğal populasyonlar ile etkileşimler (hastalık taşıma ve gen alış-verişi) Kimyasal atıkların çevresel etkileri Doğal hayatın rahatsız edilmesi Sosyo-ekonomik etkiler Su kolonu Öytrofikasyon Balık ve diğer canlıların ölümlerine neden olabilen fitoplankton ve toksik alg çoğalmaları Doğal su sirkülasyonunu değiştirme ve su kalitesini bozma Sediment Sedimentasyon oranında artış ve organik zenginleşme Sedimentin anoksik hale gelmesi Redoks potansiyelinde azalma CH4 ve H2S üretimi Makrofauna bolluk ve tür kompozisyonunda azalma, fırsatçı türlerin

SU ÜRÜNLERİ YETİŞTİRİCİLİĞİ ve AVCILIĞI Kaynak: FAO

2014 SU ÜRÜNLERİ YETİŞTİRİCİLİĞİ, TOPLAM %27 (537.345 ton)

SON 13 YILIN SU ÜRÜNLERİ ÜRETİM RAKAMLARI Yıllar Toplam Üretim (ton) Yetiştiricilik Yetiştiriciliğin Payı (%) Balık unu (ton) 2002 627,847 61,165 9.74 ? 2003 587,715 79,943 13.60 120 2004 644,492 94,010 14.59 105 2005 544,773 118,277 21.71 30 2006 661.991 128,943 19.47 60 2007 772.323 139,873 18.11 170.000 2008 646,310 152,186 24.00 95.742 2009 623,191 158,729 25.00 90211 2010 653,080 167,141 26.00 168073 2011 703,545 188,790 27.00 228709 2012 644,852 212,410 32.94 94200 2013 607,515 233,394 38.42 87896 2014 537,345 235,133 43.76

SU ÜRÜNLERİ TEİSLERİNİN MEVCUT DURUMU (1 Temmuz 2015 ) İşletme Tipi Sayı Kapasite (ton/yıl) İçsu 1.945 248.455 Deniz 420 223.673 TOTAL 2.365 472.128 Kaynak: TUIK

SON 10 YILDAKİ SU ÜRÜNLERİ TİCARETİ (ton) 2014 yılı su ürünleri ihracat miktarı 115.682 ton, ithalat miktarı ise 77.545 tondur.

Uygun teknoloji ve belirli kurallar ile işletilmediğinde balık çiftlikleri denizin yada göllerin doğal dengesinde olumsuz etkisi olasıdır.  Kafes veya havuzlardaki stok yoğunluğu, derinlik ve akıntı hızı doğru tespit edilmeli yeni teknoloji mutlaka kullanılmalıdır. Akıntının hiç olmadığı bir koya denizin derinliği kadar derin bir kafes yerleştirilirse ve o koyun su kapasitesinin üzerinde bir üretim yaparsanız, o koyda kısa sürede azot, fosfor birikimi nedeni ile ortam oksijensiz kalarak kirlenme başlayacaktır. Bu nedenle ilgili tebliğle balık çiftlikleri en az 30 m derinlikte, 1100 m kıyıdan uzakta ve 0.1 m/sn akıntı hızında kurulabilmektedir.

BALIK BÜYÜTMEDE KULLANILAN YEMLERİN ÖZELLİKLERİ, BESLEME TEKNİĞİ, ŞEKİLLERİ VE KİRLİLİK YÜKÜ Larva/yavru/anaç balıkların beslenmesinde 300 mikrondan 10 mm'lik mikro-partikül/granül/pelet ekstruder yem kullanılmaktadır. Su sıcaklığı balığın yem alımını etkileyen ana faktör olup, yemleme miktarı vücut ağırlığının % 5 'inden başlar, balık büyüdükçe bu oran %0.5 e kadar düşer. Yemleme sıklığı balığın büyüklüğüne ve su sıcaklığına göre değişir.   Günümüzde kullanılan yemler extruder yemler olduğu için sindirilme ve balık vücudunda çözümlenme özelliği yüksek yemlerdir. Bu nedenle, atık madde miktarı çok düşüktür. Kullanılan yem ise organik kökenli olduğu için doğada kolaylıkla tolere edilmektedir. (Günümüzde ekstrude yem ile sindirme oranı %80-90 a çıkarılmıştır yani FCR =1kg yem /1 kg et)

Balık çiftliklerinin bulundukları ortamlara en büyük etkisinin; Besinlerin metabolizması sonucunda ortaya çıkan başta azot, fosfor ve çeşitli formlarının sindirilemeyen yem ve dışkı yoluyla serbest kalması ve ortamda ötrifikasyona neden olduğu yönündedir.   Yapılan araştırmalar neticesinde, balık çiftliklerinde yemlemeden kaynaklanan nitrojen ve fosfor miktarının tahmin edilmesi ve dağılımının yaklaşık olarak bulunması konusunda değişik yaklaşımlar geliştirilmiştir.

20 metre çaplı, 10 metre ağ derinlikli bir adet kafeste, yaklaşık 200 20 metre çaplı, 10 metre ağ derinlikli bir adet kafeste, yaklaşık 200.000 adet yavrunun ön beslemesi yapılabilmektedir. Ön beslenme aşamasında 2 gram balık ağırlığı ve % 5 günlük yemleme oranı ile 1 günde en az 20 kg’dan başlanarak; 40 gram ağırlığa geldiğinde % 2 günlük yemleme oranı ile en fazla 300 kg’a kadar yem verilmektedir. Hesaplarda büyütme sırasında 200.000 adet balık için (2 gr ile 40 gr) yaklaşık ortalama günlük yem tüketimi (20kg+300kg)/2 = 160 kg/gün dür. Çevresel ve fizikokimyasal parametrelere göre değişmekle birlikte, balık bünyesinde, verilen yemin 1/2'si ete dönüşmekte (FCR 2), kalan miktarın yarısı enerjiye dönüşerek, diğer yarısı atık olarak ortama bırakılmaktadır. Yani dışkı ile atılan yem kullanılan toplam yem miktarının ¼’dür. 10 kafeslik bir sistemde üretim yapıldığında 2.000.000 adet yavru için; Günlük kullanılacak yem miktarı (ort.): (10 x 200.000 adet) X 160 kg/gün =1.600 kg/gün 1.6 ton/gün  Yıllık kullanılacak yem miktarı 360 günx1.6 ton: 584 ton/yıl Oluşacak dışkı miktarı= 1.6 ton/4: 400 kg/gün (144 ton/yıl) dür.

Evsel insan atıkları (arıtılmamış) ile balık çiftliklerinin çevreye bıraktığı organik atıkların (azot ve fosfor boşaltımı) karşılaştırılmasını aşağıda verilen hesaplama örnekleri ile açıklayabiliriz;   Bir insanın günde ortalama idrarda bıraktığı; - Azot miktarı: 16,8 - 20 g/gün Bir yılda 4-7,3 kg azot üretimi demektir. - Fosfor miktarı: 1,5 g/gün Yıllık 0,5-1,1 kg fosfor üretimi demektir.   1000 ton'luk salmon tesisinde 1 günde çevreye bırakılan; - Azot miktarı: 396 kg Bu miktar da 19.800 insanın çevreye bıraktığı azota eşittir. - Fosfor miktarı: 40 kg Bu miktar da; 26.667 insanın bıraktığına eşdeğerdir (Hardy, 2000).

Kapalı devre sistemleri (RAS) Su ürünleri yetiştiriciliğinde kullanılan en son teknolojileri barındırmaktadır. Akuatik canlıların yaşadığı ortamlardaki suyun sürekli olarak kontrol edilebildiği ve değiştirilebildiği, daha sonra tekrar tekrar kullanıldığı sistemlerdir.

Neden Kapalı Devre Sistem Kullanılmalı? Avantajları: %100 kontrollü Az su kullanımı Birim hacim ve su miktarından maksimum verim Hastalıklara karşı güvenli ortam İdeal su kalitesi Yüksek stoklama imkanı Erken hasat avantajı Düşük işçilik ve yem maliyeti Daha yüksek yem verimi Çevreyle dost üretim ve yetiştiricilik sistemi! Atıkların %100 değerlendirilmesi

Dezavantajları: Yüksek yatırım maliyeti (Pompalar, tanklar, ısıtıcılar, soğutucular, biyolojik/mekanik filtreler, UV lambalar, protein skimmer vb. ekipmanlar) Yüksek işletim maliyeti kaçınılmazdır Mekanik arıza olasılığı ve sonucunda yüksek stok yoğunluğuna bağlı olarak balık kaybı oluşabilir Sistemin sağlıklı çalışabilmesi için sürekli gözlenmesi gereklidir Biyolojik filtrelerde bakteri yoğunluğu sistemdeki suyun kalitesi için izlenmeli Mühendislik ve canlı bilgisi gerektiriyor

Sistemin Aksaması Durumunda Oluşabilecek Olumsuz Ortam Koşulları Yüksek oranda su ortamında askıda ve çözünmüş katı madde Yüksek Ammonia (NH3) Yüksek Karbondioksit (CO2) Düşük çözünmüş oksijen (O2) Sistemin Aksaması Durumunda Oluşabilecek Olumsuz Ortam Koşulları

Kapalı devre sistemleri hangi alanlarda kullanılır Anaç balıkların yetiştirilmesinde Larva yetiştiriciliği (Levrek, Kalkan, Tilapya vb.) Büyütme dönemi Besleme ve sağlık ile ilgili araştırma ve deney düzeneklerinde Akvaryum balıkları yetiştiriciliğinde Akuaponik üretimde (balık ve sebze/meyve)

RAS sistemin çalışma düzeneği

Kapalı devre sisteminin bileşenleri Balık tankı (Işıklandırma, otomatik yemleme) Boru ve pompalar Biyolojik Filtrasyon Mekanik Filtrasyon (tambur, kartuş) Protein ayrıştırıcı (Protein skimmer) Gaz giderici (desaturasyon kolonu) Sterilizasyon (UV, OZON) Isıtma/soğutma Oksijen jeneratörleri (havalandırma)

ozon (Protein skimmer)

Pompalar - Borular

Tanklar Kapalı devre sistemlerinde kullanılan tank şekilleri ve materyalleri yetiştirilecek türün ihtiyaçlarına ve yetiştiriciliğin yapılacağı fiziki şartların elverişine uygun şekilde seçilir.

Biyolojik Filtrasyon Balık ve diğer su canlıları, vücutlarında oluşan nitrojenli atık maddeleri genel olarak NH3 şeklinde solungaçlarından atarlar. Katı maddeler, yenmeyen yemler ve dışkılar da nitrojen bileşikleri içerirler ve amonyak kaynağıdırlar. Amonyak balıklar için toksiktir. 0.05 mg/l altındaki oranlarda stres faktörü olur ve büyüme performansında düşüş görülür ve hastalıklara yakalanma riski artar. • Biyolojik filtre Amonyak, nitrit ve nitratı düşürür. • Çözünmüş fosforu düşürür. • Oksijenlendirmeyi kolaylaştırır. • Biyolojik filtre aktivasyonu sağlar. • Kapalı devre ve açık sistemlerde düzenli kullanımla; su kalitesini artırarak yaşam oranını yükseltir. • Artan su kalitesi ile yüksek stoklama imkanı sağlar. • Sudaki atıkları, balıklar ve zooplankton için doğal ve faydalı besinlere dönüştürür. • Suyu berraklaştırır, stresi azaltır.

Mekanik Filtrasyon (KUM FİLTRE VE/VEYA TAMBUR FİLTRE) Kapalı devre sistemlerinde en önemli sorunların başında askıdaki katı maddelerin (dışkı, yenmemiş yemler, bakteri kolonileri vb.) birikimi gelmektedir. Bu birikim su kalitesini ve dolayısıyla sistemin performansını düşürmektedir. Askıdaki katı maddeler (25 mikrondan büyük olanlar) mekanik filtrasyon sistemleri kullanılarak ortamdan uzaklaştırılırlar.

Yüksek oranda askıda katı maddelerin varlığı bazı dezavantajlara neden olur Bu katı maddelerin biyolojik indirgenmeleri sürecinde sistemdeki oksijen kullanılır. Balıklarda büyüme performansı negatif etkilenir. Askıdaki katı maddeler, heterotrofik bakterilerin aşırı çoğalmasına sebep olarak nitrifikasyon işleminde başarı oranlarını düşürebilirler. Yüksek stoklama nedeniyle yüksek oranda askıda katı maddelerin varlığı bazı dezavantajlara neden olur.

Aşırı partikül yükü havalandırma kolonlarında, fıskiye sistemlerinde ve ağ filtrelerde tıkanmalara neden olarak tüm RAS sisteminde çökmelere neden olabilir. Yemlenme, solunum ve su alımı sırasında askıdaki katı maddeler solungaçların zarar görmesine neden olabilir. Hasar gören solungaç dokuları sudaki bakterilerin vücuda girmesinde rol oynayabilir. Askıdaki katı madde yükü nedeniyle balıkların görüşü etkilenebilir ve bu yemlenmelerinde sorun yaratabilir

Mekanik Filtrasyon: Kartuş Filtre 25 mikron altındaki katı maddelerin ortamdan uzaklaştırılması için kullanılır.

RAS’larda belli bir hacim alandan daha fazla ürün elde edilmesi için yüksek yoğunlukta stoklama yapılır. Fakat artan stok miktarı ile askıdaki katı maddelerin filtrasyonu için çok daha güvenilir filtrasyon metotlarına ihtiyaç duyulur. Sistemden katı maddelerin uzaklaştırılması etkin olmalıdır ve eğer mekanik filtrasyon yeterli olmazsa maliyet artar.

Sterilization UV ışık, kısa dalga boyuna sahip ışığı kullanarak mikroorganizmaların öldürülmesinde kullanılmaktadır. UV ışık sistemleri tank giriş ve çıkışlarına yerleştirilebilmektedir. UV sistemleri mikroorganizmaların nükleik asitlerine hasar vererek hücresel fonksiyonlarının işlevselliğini ortadan kaldırır.

Isıtma / Soğutma Kapalı devre sistemlerinde yetiştirilecek balığın türüne ve ihtiyaçlarına göre su ısıtma veya soğutma ihtiyacı oluşabilir. Bu amaçla çok çeşitli ısıtıcı, soğutucular ve jeotermal kaynaklar kullanılabilmektedir.

Oksijen jeneratörleri

HAVALANDIRMA

KAPALI DEVRE SİSTEMİN ÖĞELERİ VE İŞLEYİŞ ŞEMASI Kaynak: Akuamaks’

10 M3 KAPASİTELİ TAM KAPALI SİSTEM TASARIM ÖRNEĞİ SİSTEM HACMİ : 10 M3 SU SICAKLIĞI 20-22 o C TUZLULUK 33 PPT TÜR Dicentrarchus labrax CANLI STOK YOĞUNLUĞU 10 KG/M3 50 KG/M3 BESLEME ORANI % 5 C.A/ GÜN DIETTE PROTEİN ORANI 40% MİNİMUM KARIŞIM TANKI HACMİ 2 M3 3,5 M3 MEKANİK FİLTRASYON SU ÇEVİRİMİ 1 HACİM/SAAT 1,5 HACİM/SAAT U.V FİLTRASYON SU ÇEVİRİMİ TAŞIRMA DEVRESİ SU ÇEVİRİMİ 2 HACİM/ SAAT 3 HACİM/ SAAT PROTEIN PARÇALAYICI SU ÇEVİRİMİ 2 HACİM / SAAT 3 HACİM / SAAT PROTEIN PARÇALAYICI REAKSİYON SÜRESİ 1.5 DAKİKA OZON JENERATÖRÜ KAPASİTESİ 2-5 gr / saat 5-10 gr/ saat VERİLECEK YEM GÜNLÜK 5 KG 25 KG AÇIĞA ÇIKACAK (TAN) 200 GR 1000 GR GEREKLİ BİYOFİLTRE YÜZEY ALANI 200 M2 1000 M2 BİO BALL YÜZEY ALANI/HACİM ORANI 300 M2/ M3 NET BİO BALL HACMİ 0, 68 M3 3,4 M3 TOPLAM BİYO FİLTRE HACMİ 1 M3 BİYO FİLTRE SU ÇEVİRİMİ 2 HACİM/ SAAT 3 HACİM/ SAAT BİYOFİLTRE YATAK DEĞİŞİM MİKTARI 20 HACİM / SAAT 8,5 HACİM / SAAT VERİLEN YEMDEN TAN SALINIMI % 3-% 4, 22 ° C, pH 8.00 TAN KOMPOZİSYONU % 94 NH4, % 6 NH3 NİTRİFİKASYON ORANI 1 gr NH4/m2/ gün HAFTALIK SU DEĞİŞİM ORANI % 6,25-% 12 % 20-% 25 HAFTALIK SU DEĞİŞİM MİKTARI 0,625-1,2 M3 1,2- 2 M3 ELEKTRİK TÜKETİMİ (ISITMA SOĞUTMA HARİÇ) 3.16 KW/H 11.8 KW/H Tüketim Maliyeti (Elektrik birim fiyatı 0,26 TL) günde 19 TL günde 73 TL ayda 591 TL ayda 2209 TL

Azalan ve kirlenen su kaynakları Su Ürünlerine olan artan talep KAPALI DEVRE SİSTEM Azalan ve kirlenen su kaynakları Su Ürünlerine olan artan talep Sürdürülebilir Yetiştiricilik TEŞEKKÜRLER