Prosjektnummer
901788
Ny brønnbåtkunnskap – biologiske risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (NYBRØK)
Identifisering av biologisk risiko knyttet til bruk av brønnbåt som grunnlag for tiltak for å redusere risikoen ved bruk av brønnbåt til transport eller behandling
Resultatene fra NYBRØK viste fiskevelferdsutfordringer og fiskedødelighet ved eksponering av fisk for redusert trykk og høye sinkkonsentrasjoner.
Høye sinkkonsentrasjoner
• Høye konsentrasjoner av totalt sink (800 μg/l) under simulert sjøvannstransport har effekter på ionereguleringen, men en robust postsmolt vil sannsynligvis tåle en slik belastning hvis den ikke utsettes for ytterliggere belastning etter utsett i sjø.
• Høye konsentrasjoner av totalt sink (800 μg/l) under simulert ferskvannsbehandling med bløtt ferskvann førte til stressresponser, svekket evne til å osmoregulere, tydelige skader på gjellevev med nekrose av kloridceller og høy dødelighet etter overføring til sjøvann.
• Fysiologiske responser, gjelleskader og dødelighet var mer uttalt etter eksponering for høy dose totalsink i et behandlet ferskvannvann (partikkelfjerning og tilsatt silikatlut) sammenlignet med et ubehandlet ferskvann. I et behandlet ferskvann førte også moderate konsentrasjoner av totalsink (400 μg/l) til fysiologiske stressresponser og dødelighet.
• Basert på kunnskap om biotilgjengelighet av tungmetaller i ferskvann er den mest sannsynlige forklaringen på forskjellene i grad av fysiologiske effekter og dødelighet at det ubehandlede vannet inneholdt mer humus som binder Zn2+ og gjør det mindre giftig.
• Forsøkene viser at silikatlut ikke avgifter sink, under forhold relevante for brønnbåt.
• Høye konsentrasjoner av totalt sink (800 μg/l) under simulert ferskvannsbehandling med bløtt ferskvann førte til stressresponser, svekket evne til å osmoregulere, tydelige skader på gjellevev med nekrose av kloridceller og høy dødelighet etter overføring til sjøvann.
• Fysiologiske responser, gjelleskader og dødelighet var mer uttalt etter eksponering for høy dose totalsink i et behandlet ferskvannvann (partikkelfjerning og tilsatt silikatlut) sammenlignet med et ubehandlet ferskvann. I et behandlet ferskvann førte også moderate konsentrasjoner av totalsink (400 μg/l) til fysiologiske stressresponser og dødelighet.
• Basert på kunnskap om biotilgjengelighet av tungmetaller i ferskvann er den mest sannsynlige forklaringen på forskjellene i grad av fysiologiske effekter og dødelighet at det ubehandlede vannet inneholdt mer humus som binder Zn2+ og gjør det mindre giftig.
• Forsøkene viser at silikatlut ikke avgifter sink, under forhold relevante for brønnbåt.
Eksponering for redusert trykk
• Laks kan få trykkfallssyke ved simulert lasting ved 0,4 ata, som er et trykk i ytterkant av dagens praksis i brønnbåtnæringen. Alvorlige kliniske symptomer oppsto etter ca. en time eksponering, og dødelighet ble registrert ved eksponering fra 65 minutter og oppover. I en eksponering på 113 minutter døde alle fisker. Det betyr at forekomsten og alvorlighetsgraden kan begrenses ved å redusere holdetiden.
• Trykkfallindusert gassboblesyke er vanskelig å avdekke i ettertid:
◦ En høy andel av fisken posisjonerte seg lavt i vannsøylen ved eksponering for trykk på 0,4 ata. Adferdsavvik i form av hyperaktivitet, hypoaktivitet og likevektproblemer var en viktig støtte i den kliniske vurderingen ved trykkfallindusert gassboblesyke.
◦ Visuell inspeksjon av særlig finner og gjeller er praktisk og nyttig diagnostisk.
◦ Ultralyd viste seg å være et godt verktøy for å påvise gassbobler i systemisk sirkulasjon.
◦ Angiotensin konverterende enzym, hematokrit, hemoglobin, score for exophtalmus og histologi ga liten eller ingen diagnostisk verdi.
• Laksen utviklet ikke gassboblesyke etter simulert lossing (komprimering til 2,6 ata og påfølgende dekomprimering) under de testede forholdene.
• Feltstudier viste et annet diagnostisk bilde enn kontrollerte forsøk. Makroskopisk synlige gassbobler i hjertet og hjertenære strukturer observert ved obduksjon, samt bobler påvist med ultralyd etter blodprøveuttak og/eller etter avliving var funn av interesse.
• Ved beregning av totalgassmetning, ved økt eller redusert trykk i brønnen i en brønnbåt, må det aktuelle lufttrykket inne i brønnen settes inn i formelen i stedet for det barometriske trykket, for å unngå feil verdier.
• Mulige prinsipper for endret brønnbåtdesign eller operasjonelle tiltak for å imøtegå utfordringer med trykkfallindusert gassboblesyke er identifisert.
• Trykkfallindusert gassboblesyke er vanskelig å avdekke i ettertid:
◦ En høy andel av fisken posisjonerte seg lavt i vannsøylen ved eksponering for trykk på 0,4 ata. Adferdsavvik i form av hyperaktivitet, hypoaktivitet og likevektproblemer var en viktig støtte i den kliniske vurderingen ved trykkfallindusert gassboblesyke.
◦ Visuell inspeksjon av særlig finner og gjeller er praktisk og nyttig diagnostisk.
◦ Ultralyd viste seg å være et godt verktøy for å påvise gassbobler i systemisk sirkulasjon.
◦ Angiotensin konverterende enzym, hematokrit, hemoglobin, score for exophtalmus og histologi ga liten eller ingen diagnostisk verdi.
• Laksen utviklet ikke gassboblesyke etter simulert lossing (komprimering til 2,6 ata og påfølgende dekomprimering) under de testede forholdene.
• Feltstudier viste et annet diagnostisk bilde enn kontrollerte forsøk. Makroskopisk synlige gassbobler i hjertet og hjertenære strukturer observert ved obduksjon, samt bobler påvist med ultralyd etter blodprøveuttak og/eller etter avliving var funn av interesse.
• Ved beregning av totalgassmetning, ved økt eller redusert trykk i brønnen i en brønnbåt, må det aktuelle lufttrykket inne i brønnen settes inn i formelen i stedet for det barometriske trykket, for å unngå feil verdier.
• Mulige prinsipper for endret brønnbåtdesign eller operasjonelle tiltak for å imøtegå utfordringer med trykkfallindusert gassboblesyke er identifisert.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport (English summary further below)
Transport og behandling av levende laks i brønnbåt kan være risikofylt, men samtidig en aktivitet som havbruksnæringen er helt avhengig av. De fleste transportene og behandlingene foregår relativt problemfritt, men med ujevne mellomrom rapporteres det om fiskevelferdsutfordringer og dødelighetshendelser. Det pekes på flere mulige årsaker og NYBRØK-prosjektet har hatt som mål å gjennomføre studier for økt forståelse av to faktorer som tidligere er identifisert som mulige risikoer: akkumulerte metaller (sink og kobber) og gassmetning under transport og behandling i brønnbåt. Videre har prosjektet hatt som mål å foreslå konkrete tiltak som kan bidra til vesentlig reduksjon av biologisk risiko.
Transport og behandling av levende laks i brønnbåt kan være risikofylt, men samtidig en aktivitet som havbruksnæringen er helt avhengig av. De fleste transportene og behandlingene foregår relativt problemfritt, men med ujevne mellomrom rapporteres det om fiskevelferdsutfordringer og dødelighetshendelser. Det pekes på flere mulige årsaker og NYBRØK-prosjektet har hatt som mål å gjennomføre studier for økt forståelse av to faktorer som tidligere er identifisert som mulige risikoer: akkumulerte metaller (sink og kobber) og gassmetning under transport og behandling i brønnbåt. Videre har prosjektet hatt som mål å foreslå konkrete tiltak som kan bidra til vesentlig reduksjon av biologisk risiko.
Prosjektarbeidet startet med en grundig gjennomgang av dødelighetshendelsene som prosjektpartnerne stilte til rådighet (AP 1), for å justere det påfølgende arbeidet. Deretter ble effekter av vannkvalitet, akkumulerte stoffer i vannet (AP 2) og gassmetning (AP 3) på laks under transport og ved behandling i brønnbåt kartlagt, både gjennom kontrollerte forsøk og ved overvåking av kommersielle transporter og behandlinger.
Sink og akkumulerte stoffer
Samlet viser resultatene at høye konsentrasjoner av totalt sink (800 μg/l) under 8-timers transport i sjøvann har effekter på ionereguleringen, men en fisk ved god helsestatus vil sannsynligvis tåle en slik belastning hvis den ikke utsettes for ytterliggere belastning etter utsett i sjø. Ved moderate (400 μg/l) og høye konsentrasjoner (800 μg/l) av totalsink under ferskvannsbehandling i 8 timer med bløtt vann, kan den samlede belastningen for fisken bli for stor. Dette er nivåer av sink en har observert under faktiske brønnbåtsoperasjoner. Det ble observert signifikante skader på gjellene og de fysiologiske responsene er ikke tilstrekkelige til å kompensere for det osmotiske stresset fisken påføres, noe som fører til at fisken dør ved ytterligere påkjenninger og håndtering, som ved tilbakeføring til sjøvann. Det var imidlertid tydelig at fisken klarte seg bedre i ubehandlet ferskvann sammenlignet med behandlet ferskvann som var tilsatt silikatlut. Dette skyldes sannsynligvis det ubehandlede vannet på ILAB, der forsøkene ble utført, inneholdt mer humus som binder Zn2+ og gjør sink mindre giftig, og ikke i seg selv knyttet til silikattilsetningen.
Det er totalkonsentrasjon av sink og kobber i vannet som er rapportert og som ble målt i forsøkene, siden måling av frie ioner er utfordrende. Totalkonsentrasjonen består både av frie ioner og metallioner kompleksbundet til humus. Det er de frie ionene i løsning som har en giftig effekt på fisken. Vannets hardhet og konsentrasjonen av spesielt kalsiumioner vil påvirke giftigheten. Hvor farlig en gitt totalkonsentrasjon av sink er for fisk er derfor avhengig av vannets kvalitet (innhold av humus, sjøvann, Ca-ioner og pH). Rensing av vannet fjerner mest effektivt de store og fargede humusstoffene. Dette fører til stor endring i fargen til vannet og øker giftigheten til sink ved at en mindre andel Zn2+ bindes til humus. I tillegg til humus fra nedbørsfeltet til ferskvannskilden, er vannet også tilført organisk karbon fra fisken, sannsynligvis bestående av slim (for det meste glykoproteiner) og noe avføring. Dette gir liten fargeøkning og har sannsynligvis liten effekt på giftigheten til sink, men gir en signifikant effekt på TOC-verdiene. Det er derfor en del usikkerhetsfaktorer knyttet til tolkingen av sammenhengen mellom TOC, farge og giftigheten av totalkonsentrasjonen av sink i ferskvann. Førsøkene viste også at silikatlut ikke avgifter sink under forhold relevante for brønnbåt. Samlet sett vil den toksiske effekten av fritt Zn2+ påvirkes av fiskens helsetilstand, det akkumulerte stresset ved håndteringsoperasjoner og det osmotiske stresset som fisken blir utsatt for ved brå endring av salinitet under ferskvannsbehandling.
Ferskvann produsert ved ultrafiltrering og revers osmose (RO) av sjøvann brukes i økende grad til ferskvannsbehandling av laks i brønnbåter. Dette vannet inneholder en del salt (Na+ og Cl-), men lite Ca2+ og Mg2+ (bløtt) og ikke noe humus. Hvordan slikt vann påvirker giftigheten av sink, vet vi lite om foreløpig, men dette skal studeres i prosjektet “Ny brønnbåtkunnskap II – biologisk risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (NYBRØK 2)” (FHF-901966).
Høye sinkkonsentrasjoner: utfyllende kommentarer og behov for videre forskning
Sink-forsøkene tydeliggjorde at høye konsentrasjoner av Zn2+ har en toksisk virkning på fisken, men det er ikke mulig å fastslå grenseverdier basert på de tre dosene som ble testet i forsøket. Derfor bør det gjennomføres flere dose-responsforsøk for å etablere veiledende grenseverdier i ulike vannkvaliteter. Ferskvann produsert ved ultrafiltrering og revers osmose (RO) av sjøvann bør også inkluderes i nye forsøk. Dette vannet inneholder en del salt (Na+ og Cl-), men lite Ca2+ og Mg2+ (bløtt) og ikke noe humus. Det brukes i økende grad til ferskvannsbehandling av laks i brønnbåter. Fisken skiller ut betydelige mengder organisk materiale. Imidlertid er det lite sannsynlig at dette organiske fulvosmaterialet fra fisken binder tungmetaller like effektivt som humusmaterialet fra nedbørsfeltet. Derfor er det en del usikkerhet knyttet til tolkningen av hvordan TOC og fargeresultatene henger sammen med giftigheten til en gitt total konsentrasjon av sink, spesielt ved gjenbruk av vann, som i resirkulerende akvakultursystemer (RAS).
Trykk og totalgassmetning
De kontrollerte forsøkene simulerte trykkforhold og varighet (tid fra første til siste fisk er lastet/losset) i ytterkant av det som benyttes i brønnbåter, hvor fisk og vann suges om bord (lasting) og føres ut igjen ved hjelp av økt trykk (lossing). Resultatene viser at lastetid utover en time ved trykkforhold rundt 0,4 ata medfører kliniske symptomer på gassboblesyke og kan gi fiskedød. Andelen fisk med avvikende adferd og bobler i blodomløpet og i finnene, økte med eksponeringstiden (60 til 113 minutter) ved 0,4 ata. En høy andel av fisken posisjonerte seg lavt i vannsøylen ved dette trykket. Adferdsavvik i form av hyperaktivitet, hypoaktivitet og likevektproblemer var en viktig støtte i den kliniske vurderingen ved trykkfallindusert gassboblesyke. Omfattende bobledannelse var alltid assosiert med fiskedød. Forsøkene viser også at dødelighet forårsaket av trykkfallindusert gassboblesyke er vanskelig å avdekke i ettertid. Visuell inspeksjon av særlig finner og til dels gjeller kan gi nyttige indikasjoner og ultralyd viste seg å være meget effektivt for å påvise gassbobler i systemisk sirkulasjon. Ovennevnte viser at laks kan utvikle trykkfallsyke ved trykkforhold og varighet som er relevante for næringen. Laks tåler tilsynelatende lossing (komprimering) under testede trykkforhold bedre. Den simulerte lossingen på 2,6 ata medførte ingen fiskedød og hadde normal adferd under eksponeringene. Ultralyd er gullstandarden for diagnostikk av gassbobler ved dykkersyke hos mennesker, og det samme ser ut til å gjelde for trykkfallindusert gassboblesyke hos fisk. Angiotensinkonverterende enzym, hematokrit, hemoglobin og skåret exophtalmus ga lite eller ingen diagnostisk verdi ved akutt trykkfallsyke. Det var også dårlig sammenheng mellom kliniske utslag og funn på histologiske undersøkelser.
Det ble også identifisert usikkerhet og forvirring knyttet til måling av gasser i vann og begrepene som benyttes når overmetning diskuteres. Dette kan føre til usikkerhet om i hvilken grad vannet er gassovermettet og hvordan dette påvirker fisken. Dersom trykket i luftlommen i brønnbåtens tank reduseres eller økes og ikke lenger er likt barometrisk trykk, vil det ikke lenger være praktisk mulig å ha avlesingsenheten/ instrumentet i denne luftlommen. Men det er likevel det aktuelle lufttrykket i denne luftlommen som må legges til grunn for beregning av totalgassmetningen. Et annet viktig poeng og en utbredt misforståelse er at overmetning av nitrogengass alene fører til gassboblesyke. Det er totalgassovermetning som er grunnlaget for gassboblesyke og da er metningen av enkeltgasser underordnet. Dette poenget kan illustreres ved at det er fullt mulig å ha mer enn normal metning av en enkeltgass (f.eks. nitrogen) så lenge summen av deltrykkene (partialtrykkene) til alle gassene i vannet, ikke gir en totalgassovermetning. Så lenge ΔP er mindre enn eller lik null, (TGP (%) mindre enn eller lik 100) er det ikke mulighet for bobledannelse. I en slik situasjon er det ikke grunnlag for bobledannelse. Likevel indikerer enkelte studier at et høyere oksygen til nitrogen forhold kan gjøre at fisk tolererer en situasjon med totalgassovermetning noe bedre, men det er likevel slik at grad av totalgassovermetning og tid fisken utsettes for totalgassovermetningen er langt viktigere for det kliniske utfallet enn balansen mellom enkeltgasser.
Teknisk og operasjonelt er det identifisert flere mulige tilnærminger til tiltak som kan iverksettes både på eksisterende brønnbåter og nybygg, for å bidra til å redusere utfordringer med trykkendringer og totalgassovermetning.
Feltstudier av brønnbåtoperasjoner viste ultralydfunn og/eller makroskopiske funn av gassbobler hos laks, men da senere i prøveuttaksskjeden enn ved første undersøkelse etter sedasjon. Det pekes mot at gassbobler kan forekomme som artefakt, men økt forekomst av gassbobler i feltundersøkelsen med størst totalgassmetning gjør at gassboblesyke ikke kan utelukkes som en forklaring i enkelte av tilfellene.
Teknisk og operasjonelt er det identifisert flere mulige tilnærminger til tiltak som kan iverksettes både på eksisterende brønnbåter og nybygg, for å bidra til å redusere utfordringer med trykkendringer og totalgassovermetning.
For å identifisere veiledende grenseverdier (tid og trykk) i ulike relevante scenarier, må det gjennomføres flere studier hvor eksponeringstid som funksjon av trykk vurderes. I tillegg bør tiltak som rekomprimering av fisken undersøkes, da dette kan tilsvare behandlingen som dykkere med trykkfallssyke får, og består i at dykkeren blir “blåst ned”/trykksatt på nytt til et gitt behandlingsdyp i trykkammer. Rekomprimering uten at det foreligger trykkfallssyke brukes også i spesielle dykkeprosedyrer, som kalles overflatedekompresjon. Rekompresjon kurativt eller som forebygging (profylakse) kan være mulig i brønnbåter.
Eksponering for redusert trykk: utfyllende kommentarer og behov for videre forskning
Fiskeforsøkene i trykkammer viste at laks kan få trykkfallssyke under forhold som representerte ytterkant av det som benyttes i brønnbåter. Effekten av samtidig oksygenering i forbindelse med komprimering og dekomprimering ble ikke undersøkt i NYBRØK-forsøkene, og bør ses nærmere på. For å identifisere veiledende grenseverdier (tid og trykk) i ulike relevante scenarier, må det gjennomføres flere studier hvor eksponeringstid som funksjon av trykk vurderes. I tillegg bør tiltak som rekomprimering av fisken undersøkes, da dette kan tilsvare behandlingen som dykkere med trykkfallssyke får, og består i at dykkeren blir “blåst ned”/trykksatt på nytt til et gitt behandlingsdyp i trykkammer. Rekomprimering uten at det foreligger trykkfallssyke brukes også i spesielle dykkeprosedyrer, som kalles overflatedekompresjon. Rekompresjon kurativt eller som forebygging (profylakse) kan være mulig i brønnbåter.
Results achieved
Summary of results from the project’s final reporting
Summary of results from the project’s final reporting
Transport and salmon lice treatment of live salmon in a well boat can be risky, but at the same time an activity on which the aquaculture industry is completely dependent. Most of the transports and treatments take place relatively problem-free, but at irregular intervals there are reports of fish welfare challenges and mortality incidents. Several possible causes are pointed out and the NYBRØK project has aimed to carry out studies for increased understanding of two factors that have previously been identified as possible risks: accumulating metals (zinc and copper) and gas supersaturation during transport and treatment in a well boat. Furthermore, the project has aimed to propose concrete measures that can contribute to a significant reduction of biological risk.
The project work started with a thorough review of the mortality events that the project partners made available (AP 1), in order to adjust the subsequent work. Subsequently, the effects of water quality, accumulative substances in the water (AP 2) and gas supersaturation (AP 3) on salmon during transport and during treatment in a well boat were mapped, both through controlled trials and by monitoring commercial transport and treatments.
Zinc and accumulated substances
Overall, high concentrations of total zinc (800 μg/L) during an 8-hour transport in seawater affects ion regulation in the gill of the fish. However, a fish in good health has the ability to compensate for this if not subjected to additional stress after transfer back to sea cages. The results also indicate that at moderate (400 μg/L) and high concentrations (800 μg/L) of total zinc during an 8-hour freshwater treatment with soft water, the total cumulative stress burden has exceeded the fishes physiological coping ability. These are levels of total zinc that have been observed during actual wellboat operations. Significant gill damage was observed, and the physiological responses mounted in response to elevated zinc levels were not sufficient enough to compensate for the osmotic stress the fish was subjected to, which lead to mortality when fish were returned to seawater. However, it was clear that the fish handled elevated zinc levels better in untreated freshwater compared to treated freshwater to which silicate hydroxide had been added. This is probably because the untreated water at ILAB, where the experiments were carried out, contained more humic substances which binds Zn2+ and makes zinc less toxic, and is not in itself linked to the addition of silicate.
It is the total concentrations of zinc and copper in the water that has been measured during the experiments and reported from commercial well boat operations, since measurements of the free ions of these metals is challenging. In freshwater, the total concentration consists of both free ions and metal ions complexed to humic substances. It is the free ions in the solution that can have toxic effects on fish. The hardness of the water and the concentration of calcium ions in particular, will affect the toxicity. How dangerous a given total concentration of zinc is for fish therefore depends on the quality of the water (content of humic substances, seawater, Ca ions and pH). Purification of the water most effectively removes the large and coloured humic substances. This leads a reduction in water colour and increases the toxicity of zinc as a smaller proportion of the Zn2+ has the possibility to bind to humic substances. In addition to humic substances from the catchment area of the freshwater source, the water is also supplied with organic carbon from the fish, probably consisting of mucus (mostly glycoproteins) and some faeces. Such organic matter has little effect on water colour and likely the toxicity of zinc, but significantly increases TOC values. Therefore, there are several uncertainties linked to the interpretation of the relationship between TOC, colour and the toxicity of the total concentration of zinc in freshwater. The tests also showed that silicate hydroxide does not detoxify zinc under conditions relevant to well boats. Overall, the toxic effect of free Zn2+ will be influenced by the health condition of the fish prior to treatment, the accumulated stress during handling operations and the osmotic stress to which the fish are exposed by sudden changes in salinity during freshwater treatment.
Freshwater produced by ultrafiltration and reverse osmosis (RO) of seawater is increasingly used for freshwater treatment of salmon in well boats. This water contains some salt (Na+ and Cl-), but little Ca2+ and Mg2+ (soft) and no humic substances. We currently know little about how such water affects the toxicity of zinc, but this will be studied in the project ‘Ny brønnbåtkunnskap II – biologisk risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (NYBRØK 2)’ (FHF-901966).
Pressure and total gas saturation
The controlled experiments simulated pressure conditions and duration (time from the first to the last fish being loaded/unloaded) at the extremes of what is used in wellboats, where fish and water are pumped on board (loading) and unloaded using pressure (unloading). The results show that loading times beyond one hour at pressure conditions of around 0.4 ata cause clinical symptoms of gas bubble disease and may cause fish death. The proportion of fish with abnormal behaviour and bubbles in the bloodstream and fins increased with exposure time (60 to 113 minutes) at 0.4 ata. A high proportion of the fish positioned themselves low in the water column at this pressure. Behavioural abnormalities in the form of hyperactivity, hypoactivity and buoyancy problems were important to support the clinical assessment of decompression-induced gas bubble disease. Extensive bubble formation was always associated with fish mortality. The experiments also showed that mortality caused by decompression-induced gas bubble disease is difficult to uncover afterwards. Visual inspection of particularly fins and partly gills can provide useful indications. Ultrasound proved to be very effective in detecting gas bubbles in systemic circulation. The above-mentioned points shows that salmon can develop decompression sickness at pressure conditions and duration that are relevant for the industry. Salmon apparently tolerate better the tested unloading (compression) pressure conditions. The simulated unloading of 2.6 ata resulted in no fish mortality and the fish showed normal behaviour during the exposures. Ultrasound is the gold standard for diagnosing gas bubbles disease in humans, and the same seems to apply to decompression induced gas bubble disease in fish. Angiotensin-converting enzyme, haematocrit, haemoglobin and scored exophthalmos gave little or no diagnostic value in acute gas bubble disease. There was also a poor correlation between clinical results and findings on histological examinations.
There was some uncertainty and confusion in the industry related to the measurement of gases in water and the terms used when discussing supersaturation. This can lead to uncertainty about the extent to which the water is gas supersaturated and how this affects the fish. If the pressure in the air pocket in the well boats tank is reduced or increased and is no longer equal to barometric pressure, it will no longer be practically possible to have the reading unit/instrument in this air pocket. However, it is still the current air pressure in this air pocket that must be used as a basis for calculating the total gas saturation. Another important point and a widespread misunderstanding is that supersaturation of nitrogen gas alone leads to gas bubble disease. It is the total gas supersaturation that is the basis for gas bubble disease and therefor the saturation of individual gases is subordinate. This point can be illustrated by the fact that it is possible to have more than normal saturation of a single gas (e.g. nitrogen) as long as the sum of the partial pressures (partial pressures) of all the gases in the water does not give a total gas supersaturation. As long as ΔP is less than or equal to zero, (TGP (%) less than or equal to 100) there is no possibility of bubble formation. In such a situation there is no basis for bubble formation. Nevertheless, some studies indicate that a higher oxygen to nitrogen ratio can make fish tolerate a situation with total gas supersaturation somewhat better. However, the degree of total gas supersaturation and the time the fish is exposed to the total gas supersaturation are far more important for the clinical outcome than the balance between individual gases.
Field studies of well boat operations showed ultrasound findings and/or macroscopic findings of gas bubbles in salmon, but later in the sampling period than at the first examination after sedation. It is possible that such gas bubbles may occur as an artefact, but an increased occurrence of gas bubbles in the field survey with the highest total gas saturation supports that gas bubble disease cannot be ruled out as an explanation in some of the cases.
Technically and operationally, several possible approaches to measures have been proposed in the project that can be implemented both on existing well boats and new builds, to help reduce challenges with pressure changes and total gas supersaturation.
To identify indicative threshold values (time and pressure) in various relevant scenarios, several studies must be carried out in which exposure time as a function of pressure is assessed. In addition, measures such as recompression of the fish should be investigated, as this may correspond to the treatment that divers with decompression sickness receive and consists of the diver being ‘blown down’/recompressed to a given treatment depth in a pressure chamber. Recompression without the presence of decompression sickness is also used in special diving procedures, which are called surface decompression. Curative or preventive (prophylaxis) recompression may be possible in wellboats.
Transport og behandling av levende laks i brønnbåt kan være risikofylt, men samtidig en aktivitet som havbruksnæringen er helt avhengig av. De fleste transportene og behandlingene foregår relativt problemfritt, men med ujevne mellomrom rapporteres det om fiskevelferdsutfordringer og dødelighetshendelser.
NYBRØK har vist at det er et stort behov for bedre kunnskap om hvilke forhold man utsetter fisken for i brønnbåtoperasjoner. Prosjektet har fått frem utforinger med både sink og trykkendringer. Sinknivåene kan bli så høye at fisken får helseutfordringer. Raske trykkendringer kan gi gassboble-syke. For å videre få frem grenseverdier og beste praksis på disse feltene er det opprettet et oppfølgende prosjekt “Ny brønnbåtkunnskap II – biologisk risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (NYBRØK 2)” (FHF-901966). -
Norsk Fiskeoppdrett, nr. 10-2023, s. 54–59. 2 artikler. Av Ole-Kristiand Hess Erga (NIVA Norsk institutt for vannforskning), m.fl.
-
Populærformidling: Hvor stort trykkfall tåler fisken (Gassovermetning i oppdrettsnæringen, del 2)
Norsk Fiskeoppdrett, nr. 4-2024, s. 90–95. Av Torolf Storsul (Aqua Kompetanse) m.fl.
-
Populærformidling: Laks påvirkes negativt av sink
Norsk fiskeoppdrett nr 4-2024 s. 84–89. Av Sara Calabrese (NIVA).
-
Aqua Kompetanse AS og NIVA (Norsk institutt for vannforskning). Oktober 2024. Av S. Stensby-Skjærvik (Aqua Kompetanse AS), T. Storsul (Aqua Kompetanse AS), S. Calabrese (NIVA), F. S. Svendsen (NIVA), O. K. Hess-Erga (NIVA), L. Boissonnot (Aqua Kompetanse AS), og A. S. Dalum (Aqua Kompetanse AS).
-
Article in Journal of Fish Diseases, 25 April 2025. By S. Stensby-Skjærvik (Aqua Kompetanse AS), L. Boissonnot (Aqua Kompetanse AS and Akvaplan-Niva), A. S. Dalum (Aqua Kompetanse AS), T. Storsul (Aqua Kompetanse AS), O. K. Hess-Erga (Norwegian Institute for Water Research), S. Calabrese (Norwegian Institute for Water Research), K. Segadal (Norsk undervannsintervensjon (NUI) AS), L. Andersen (Stiftelsen Industrilaboratoriet (ILAB)), H. Wahl-Ovesen (Aqua Kompetanse AS), and I. Rønnestad (Department of Biological Sciences, University of Bergen).
-
NIVA rapport 8005-2024. 25. september 2024. Av Ole-Kristian Hess-Erga (NIVA (Norsk institutt for vannforskning), Sara Calabrese (NIVA), Rolf D. Vogt (NIVA), Endre Steigum (NIVA), Frida Sol Svendsen (NIVA), Kamilla Furseth (NIVA). Torolf Storsul (Aqua Kompetanse), Alf Seljenes Dalum (Aqua Kompetanse), Silje Stensby-Skjærvik (Aqua Kompetanse), Ivar Rønnestad (Universitetet i Bergen (UiB)), Kåre Segadal (Norsk Undervannsintervensjon AS (NUI)), Kim Løseth (NUI), Alf Reidar Sandstad (Seafarming Systems AS), Linda Andersen (Stiftelsen Industrilaboratoriet (ILAB) AS, Susanne Håvardstun Eide (ILAB) og Reidar Handegård (ILAB).
Både transport, behandling og trenging av laks har vist seg å være en velferdsrisiko for oppdrettsfisk. Transport og behandling av levende laks i brønnbåt kan være risikofylt, men samtidig en aktivitet som havbruksnæringen er helt avhengig av.
De fleste transportene og behandlingene foregår relativt problemfritt, men med ujevne mellomrom rapporteres det om fiskevelferdsutfordringer og dødelighetshendelser. Foreløpig erfaring og kunnskap er innhentet gjennom 20–30 enkeltstående rapporter/notater som næringen har fått utført i samarbeid med herværende FoU-deltagere (hendelsesrapporter) og gjennom et innspillsmøte 9. mars 2022 med 30 deltagere fra næringen. Både hendelsesrapportene og innspillene peker på flere mulige årsaker; kvalitet på vannet som tas om bord (bl.a. organisk materiale, metaller, H2S, lagringslengde), transport/behandling av svekket fisk (helseattest, fiske-CV, fiskestørrelse/-stadium), høy fiskebiomasse/tetthet, utstyr i brønnbåten som avgir metaller (sink og kobber) eller påvirker vannet i ugunstig retning (TGP o.l.), lav eller ingen vannutskifting og gjenbruk av behandlingsvann (akkumulering av metaller, organisk materiale, nitrogenforbindelser og mikrober), transport- og behandlingslengde, mangelfulle rutiner/kontroll/overvåking (bl.a. rester av desinfisering/vask, forhøyet CO2-nivå/lav pH, høy oksygenmetning) eller en kombinasjon av disse. Flere av disse utfordringene finnes også i andre lukkede og semilukkede system, hvor gjensidig kunnskapsoverføring er viktig for å redusere biologisk risiko.
Prosjektet ser på næringsrelevante varigheter av undertrykk, vil utnytte og utvikle flere metodikker for å fange opp effekter av trykkendringer og komme med forslag til realistiske avbøtende tiltak dersom man finner det hensiktsmessig.
De fleste transportene og behandlingene foregår relativt problemfritt, men med ujevne mellomrom rapporteres det om fiskevelferdsutfordringer og dødelighetshendelser. Foreløpig erfaring og kunnskap er innhentet gjennom 20–30 enkeltstående rapporter/notater som næringen har fått utført i samarbeid med herværende FoU-deltagere (hendelsesrapporter) og gjennom et innspillsmøte 9. mars 2022 med 30 deltagere fra næringen. Både hendelsesrapportene og innspillene peker på flere mulige årsaker; kvalitet på vannet som tas om bord (bl.a. organisk materiale, metaller, H2S, lagringslengde), transport/behandling av svekket fisk (helseattest, fiske-CV, fiskestørrelse/-stadium), høy fiskebiomasse/tetthet, utstyr i brønnbåten som avgir metaller (sink og kobber) eller påvirker vannet i ugunstig retning (TGP o.l.), lav eller ingen vannutskifting og gjenbruk av behandlingsvann (akkumulering av metaller, organisk materiale, nitrogenforbindelser og mikrober), transport- og behandlingslengde, mangelfulle rutiner/kontroll/overvåking (bl.a. rester av desinfisering/vask, forhøyet CO2-nivå/lav pH, høy oksygenmetning) eller en kombinasjon av disse. Flere av disse utfordringene finnes også i andre lukkede og semilukkede system, hvor gjensidig kunnskapsoverføring er viktig for å redusere biologisk risiko.
Prosjektet ser på næringsrelevante varigheter av undertrykk, vil utnytte og utvikle flere metodikker for å fange opp effekter av trykkendringer og komme med forslag til realistiske avbøtende tiltak dersom man finner det hensiktsmessig.
Hovedmål
Å gjennomføre nye studier for økt forståelse av relevante problemstillinger der dagens eksisterende kunnskap ikke er tilstrekkelig, for å utvikle konkrete tiltak som kan iverksettes for å oppnå vesentlig reduksjon av biologisk risiko ved bruk av brønnbåt til transport eller behandling.
Delmål
1. Å sammenstille og evaluere de mest relevante dødelighetshendelser under transport og ved behandling av laks i brønnbåt for å illustrere likheter og forskjeller, for dermed å kunne designe overvåkingsprogram og målrettede forsøk.
2. Å karakterisere effekten av vannkvalitet og akkumulerende forbindelser på laks under transport og ved behandling i brønnbåt.
3. Å karakterisere hvordan gassmetning og trykk før, under og etter transport og behandling i brønnbåt påvirker laksens velferd, helse og prestasjon, også etter den første tiden i sjøen.
4. Å integrere resultatene fra delmål 1–3 for å kunne illustrere sammenhenger mellom laksens velferd/helse, vannkvalitet og gassmetning, samt foreslå tiltak for å redusere biologisk risiko før, under og etter transport og behandling i brønnbåt.
Å gjennomføre nye studier for økt forståelse av relevante problemstillinger der dagens eksisterende kunnskap ikke er tilstrekkelig, for å utvikle konkrete tiltak som kan iverksettes for å oppnå vesentlig reduksjon av biologisk risiko ved bruk av brønnbåt til transport eller behandling.
Delmål
1. Å sammenstille og evaluere de mest relevante dødelighetshendelser under transport og ved behandling av laks i brønnbåt for å illustrere likheter og forskjeller, for dermed å kunne designe overvåkingsprogram og målrettede forsøk.
2. Å karakterisere effekten av vannkvalitet og akkumulerende forbindelser på laks under transport og ved behandling i brønnbåt.
3. Å karakterisere hvordan gassmetning og trykk før, under og etter transport og behandling i brønnbåt påvirker laksens velferd, helse og prestasjon, også etter den første tiden i sjøen.
4. Å integrere resultatene fra delmål 1–3 for å kunne illustrere sammenhenger mellom laksens velferd/helse, vannkvalitet og gassmetning, samt foreslå tiltak for å redusere biologisk risiko før, under og etter transport og behandling i brønnbåt.
Ny kunnskap om
biologisk risiko og effekter på fisk under transport og ved behandling i
brønnbåt vil kunne føre til optimaliserte prosedyrer/praksis, og dermed lavere
dødelighet, både under og i etterkant av operasjonene. I tillegg vil ny
kunnskap på dette området muliggjøre utvikling av feltdiagnostikk, ha
overføringsverdi til operasjoner i lukkede-/semilukkede systemer og
settefiskanlegg. Samlet vil slik kunnskap bidra vesentlig til forbedret fiskevelferd/-helse, reduserte kostnader og økt bærekraft i hele næringen.
For å oppnå prosjektmålene skal det først foretas en grundig gjennomgang av dødelighetshendelsene som prosjektpartnerne stiller til rådighet (arbeidspakke 1 (AP 1)) for å justere det påfølgende arbeidet. Deretter vil effekter av vannkvalitet, akkumulerende forbindelser (AP 2) og gassmetning (AP 3) på laks under transport og ved behandling i brønnbåt kartlegges, både gjennom overvåking av transporter og behandlinger, samt kontrollerte forsøk. Resultatene fra AP 2 og AP 3 integreres og oppsummeres i AP 4 for å illustrere sammenhenger mellom laksens velferd/helse, vannkvalitet og gassmetning, samt foreslå tiltak for å redusere biologisk risiko før, under og etter transport og behandling i brønnbåt.
Forsøkene vil bli gjennomført ved Stiftelsen Industrilaboratoriet (ILAB) AS og Norsk Undervannsintervensjon AS (NUI). ILAB stiller nødvendig fisk til rådighet for alle eksponeringsforsøkene (både ved ILAB og NUI) og holder fisk for overvåking av senskader etter eksponering.
AP 1: Gjennomgang av dødelighetshendelser for å justere overvåkingsprogram og målrettede forsøk
Gjennomgå rapporter, notater og data fra de mest relevante dødelighetshendelsene og intervjue involvert personell. Basert på kjente biologiske risikoer og årsakssammenhenger utvikles et detaljert overvåkingsprogram for transport og behandling i brønnbåter som benyttes i AP 2 og AP 3. De kartlagte kunnskapshullene som gjelder effekter på fisk detaljeres og brukes til å justere forsøksoppsettene som er beskrevet under AP 2 og 3.
AP 2: Effekt av vannkvalitet under transport og behandling
En rekke undersøkelser har avdekket unormalt høye sink-konsentrasjoner, overmettet vann, forhøyet konsentrasjon av nitrogenforbindelser, H2S og rester av vaskemidler/ desinfeksjonsmidler i forbindelse med dødelighetshendelser.
Det skal gjennomføres kontrollerte forsøk der effekten av metaller som laksen kan bli eksponert for i brønnbåt, isoleres. Samt kartlegge effekten av vannkvalitet og akkumulerende forbindelser på fisk under minst to caser av hver av de mest relevante brønnbåtoperasjonene.
AP 3: Gassmetning i vann og effekt på laks under transport og ved behandling i brønnbåt.
Eksisterende kunnskap relevant for trykkfallsyke hos laks sammenstilles og diskuteres i en tverrfaglig gruppe med kompetanse innen vannfag, human- og fiskefysiologi, klinisk og diagnostisk veterinærmedisin, dykkemedisin (human), skipskonstruksjon, samt praktisk kompetanse fra relevante arbeidsoperasjoner. Videre vil det bli gjort kontrollerte forsøk for å etablere bedre forståelse for mulige konsekvenser av ulike scenarier som er relevant for praktiske operasjoner med brønnbåt. Dette danner igjen grunnlag for feltundersøkelser som skal etablere feltrelevant logging og diagnostikk, samt se etter samsvar mellom kontrollerte forsøk og funn gjort under kommersielle forhold. Det søkes å framskaffe validerte metoder for undersøkelse av gassblæretraume for bruk i felt, basert på inngående undersøkelser under kontrollerte forhold med metodikk hentet fra dykkemedisin.
AP 4: Integrere resultater fra AP 2 og AP 3 for å illustrere sammenhenger mellom laksens velferd/helse, vannkvalitet og gassmetning, samt foreslå tiltak for å redusere biologisk risiko før, under og etter transport og behandling i brønnbåt
For å få en bedre forståelse av hva som kan redusere biologisk risiko under brønnbåtoperasjoner og føre til best mulig prestasjon etter overførsel til sjø vil resultatene fra AP 2 og AP 3 integreres.
AP 5: Prosjektorganisering, administrasjon og formidling
Prosjektet vil ledes av seniorforsker/Phd ved NIVA Akvakultur, Ole-Kristian Hess-Erga. Forskere fra Aqua Kompetanse AS (fiskehelse/analyseverktøy/statistiske analyser), UiB (fiskefysiologi/ analyseverktøy/statistiske analyser), Patogen (fiskediagnostikk/ analyseverktøy/statistiske analyser), Seafarming Systems AS (marin- og pumpeteknologi), NUI (forsøk/biofysikk/dykkemedisin), ILAB (forsøk/-design/fiskevelferd/-helse), Akvaplan-niva AS (transport / miljøtoleranse / litteratursammenstilling) og NIVA (vannkvalitet/fiskevelferd/-helse/mikrobiologi/adm.) vil ha ansvar for sine spesifikke fagområder og tilhørende arbeidspakker. Møter, kommunikasjon, formidling av resultater og rapportering vil håndteres under denne arbeidspakken.
Forsøkene vil bli gjennomført ved Stiftelsen Industrilaboratoriet (ILAB) AS og Norsk Undervannsintervensjon AS (NUI). ILAB stiller nødvendig fisk til rådighet for alle eksponeringsforsøkene (både ved ILAB og NUI) og holder fisk for overvåking av senskader etter eksponering.
AP 1: Gjennomgang av dødelighetshendelser for å justere overvåkingsprogram og målrettede forsøk
Gjennomgå rapporter, notater og data fra de mest relevante dødelighetshendelsene og intervjue involvert personell. Basert på kjente biologiske risikoer og årsakssammenhenger utvikles et detaljert overvåkingsprogram for transport og behandling i brønnbåter som benyttes i AP 2 og AP 3. De kartlagte kunnskapshullene som gjelder effekter på fisk detaljeres og brukes til å justere forsøksoppsettene som er beskrevet under AP 2 og 3.
AP 2: Effekt av vannkvalitet under transport og behandling
En rekke undersøkelser har avdekket unormalt høye sink-konsentrasjoner, overmettet vann, forhøyet konsentrasjon av nitrogenforbindelser, H2S og rester av vaskemidler/ desinfeksjonsmidler i forbindelse med dødelighetshendelser.
Det skal gjennomføres kontrollerte forsøk der effekten av metaller som laksen kan bli eksponert for i brønnbåt, isoleres. Samt kartlegge effekten av vannkvalitet og akkumulerende forbindelser på fisk under minst to caser av hver av de mest relevante brønnbåtoperasjonene.
AP 3: Gassmetning i vann og effekt på laks under transport og ved behandling i brønnbåt.
Eksisterende kunnskap relevant for trykkfallsyke hos laks sammenstilles og diskuteres i en tverrfaglig gruppe med kompetanse innen vannfag, human- og fiskefysiologi, klinisk og diagnostisk veterinærmedisin, dykkemedisin (human), skipskonstruksjon, samt praktisk kompetanse fra relevante arbeidsoperasjoner. Videre vil det bli gjort kontrollerte forsøk for å etablere bedre forståelse for mulige konsekvenser av ulike scenarier som er relevant for praktiske operasjoner med brønnbåt. Dette danner igjen grunnlag for feltundersøkelser som skal etablere feltrelevant logging og diagnostikk, samt se etter samsvar mellom kontrollerte forsøk og funn gjort under kommersielle forhold. Det søkes å framskaffe validerte metoder for undersøkelse av gassblæretraume for bruk i felt, basert på inngående undersøkelser under kontrollerte forhold med metodikk hentet fra dykkemedisin.
AP 4: Integrere resultater fra AP 2 og AP 3 for å illustrere sammenhenger mellom laksens velferd/helse, vannkvalitet og gassmetning, samt foreslå tiltak for å redusere biologisk risiko før, under og etter transport og behandling i brønnbåt
For å få en bedre forståelse av hva som kan redusere biologisk risiko under brønnbåtoperasjoner og føre til best mulig prestasjon etter overførsel til sjø vil resultatene fra AP 2 og AP 3 integreres.
AP 5: Prosjektorganisering, administrasjon og formidling
Prosjektet vil ledes av seniorforsker/Phd ved NIVA Akvakultur, Ole-Kristian Hess-Erga. Forskere fra Aqua Kompetanse AS (fiskehelse/analyseverktøy/statistiske analyser), UiB (fiskefysiologi/ analyseverktøy/statistiske analyser), Patogen (fiskediagnostikk/ analyseverktøy/statistiske analyser), Seafarming Systems AS (marin- og pumpeteknologi), NUI (forsøk/biofysikk/dykkemedisin), ILAB (forsøk/-design/fiskevelferd/-helse), Akvaplan-niva AS (transport / miljøtoleranse / litteratursammenstilling) og NIVA (vannkvalitet/fiskevelferd/-helse/mikrobiologi/adm.) vil ha ansvar for sine spesifikke fagområder og tilhørende arbeidspakker. Møter, kommunikasjon, formidling av resultater og rapportering vil håndteres under denne arbeidspakken.
Funnene skal kommuniseres på en måte som både viser mulighetene, utfordringene, inspirerer og sikrer en bærekraftig videreutvikling av næringen.
Møtene med referansegruppen, publisering av resultater gjennom populærvitenskapelig artikler (2 stk. i Kyst.no/Norsk Fiskeoppdrett, Ilaks, forskning.no e.l.), videosnutter fra forsøk/felt, foredrag (FHF-dialogmøter, Aqua Nor 2023) og faglig sluttrapport vil sørge for kommunikasjon og formidling av resultater til interessenter i næringen. Vitenskapelige artikler (2 ms) vil formidle resultatene til internasjonale forskningsmiljø. Funnene vil og brukes til å oppdatere beste praksis som skal utarbeides som del av prosjektet “Biologiske risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (BRØK)” (FHF-901768).
Møtene med referansegruppen, publisering av resultater gjennom populærvitenskapelig artikler (2 stk. i Kyst.no/Norsk Fiskeoppdrett, Ilaks, forskning.no e.l.), videosnutter fra forsøk/felt, foredrag (FHF-dialogmøter, Aqua Nor 2023) og faglig sluttrapport vil sørge for kommunikasjon og formidling av resultater til interessenter i næringen. Vitenskapelige artikler (2 ms) vil formidle resultatene til internasjonale forskningsmiljø. Funnene vil og brukes til å oppdatere beste praksis som skal utarbeides som del av prosjektet “Biologiske risikofaktorer ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks (BRØK)” (FHF-901768).
-
NIVA rapport 8005-2024. 25. september 2024. Av Ole-Kristian Hess-Erga (NIVA (Norsk institutt for vannforskning), Sara Calabrese (NIVA), Rolf D. Vogt (NIVA), Endre Steigum (NIVA), Frida Sol Svendsen (NIVA), Kamilla Furseth (NIVA). Torolf Storsul (Aqua Kompetanse), Alf Seljenes Dalum (Aqua Kompetanse), Silje Stensby-Skjærvik (Aqua Kompetanse), Ivar Rønnestad (Universitetet i Bergen (UiB)), Kåre Segadal (Norsk Undervannsintervensjon AS (NUI)), Kim Løseth (NUI), Alf Reidar Sandstad (Seafarming Systems AS), Linda Andersen (Stiftelsen Industrilaboratoriet (ILAB) AS, Susanne Håvardstun Eide (ILAB) og Reidar Handegård (ILAB).
Medieomtale
Dykkersyke kan gi fisken alvorlige helseproblemer
forskersonen.no
Fikk viktige fiskehelsesvar gjennom avsluttet brønnbåtprosjekt
kyst.no
Har forsket på hvor sårbar laksen er i brønnbåtoperasjoner
Intrafish.no
Fagartikkel fra NYBRØK: Hvor stort trykkfall tåler fisken?
kyst.no
Laks påvirkes negativt av sink i brønnbåt
niva.no
Laks påvirkes negativt av sink i brønnbåt
kyst.n
901788 - NYBRØK
fhf-youtube
Gassovermetning i oppdrettsnæringen
kyst.no
Forsker på fiskedødelighet under brønnbåtfrakt – og ser paralleller i lukkede oppdrettsanlegg
ilaks.no
Biologisk risiko ved bruk av brønnbåt til transport og behandling av laks
kyst.n