Prosjektnummer
910960
Biosikkerhetsstrategier i storskala settefisk-produksjon med RAS (RASafe)
Biosikkerhet i settefiskanlegg med resirkulering av vann (RAS) er spesielt kritisk fordi patogener som introduseres ett sted i anlegget raskt kan spres til alle deler av anlegget, kar og fisk. Det er også risiko for at agens i RAS smitter hver ny fiskegruppe som kommer inn avdelingen.
For å forbedre biosikkerheten i RAS bør det testes en rekke strategier, om de er “fit-for-purpose” og gjennomførbare i relevant stor skala:
• Behandling A: Kun vask og desinfisering av fiskekar i RAS og ikke biofiltre. Dette skjer i de fleste RAS-anlegg i Norge i dag, mellom fiskegrupper.
• Behandling B: Full desinfisering av RAS inkludert kar, rør, biofiltre. I Norge praktiseres dette sjeldent/aldri mellom fiskegrupper eller annen regularitet, men er påkrevd ved forskrift i Chile hvert andre år.
Flere prosjekt er finansiert av FHF om biosikkerhet i RAS og dette prosjektet vil blant annet bygge på prosjektene “Biosikkerhet i RAS (resirkulerende akvakultursystemer) (BRAS)” (FHF-901792) og “Patogendynamikk og desinfeksjon i resirkuleringsanlegg for laks (PathoRAS)” (FHF-901826). Imidlertid kan behandling A og B ha en rekke konsekvenser som bare i mindre grad er undersøkt i relevante storskala RAS-anlegg:
Det har blitt påpekt at desinfisering av hele RAS (behandling B) ikke garanterer at anlegget blir fritt for agens. Videre har det blitt foreslått at biofiltre ikke bør desinfiseres fordi gjenoppbyggingen av ny mikrobiota vil domineres av rasktvoksende opportunister, slik som flere patogen. Biofiltre som nettopp er desinfiserte krever også lang tid, ofte seks uker eller mer, før de oppnår tilstrekkelig kapasitet til å holde ammoniakk og nitritt under grenseverdier for fisken.
Effektene på fisken selv, av behandlingene A eller B, er heller ikke tilstrekkelig undersøkt i stor skala. Det er fiskens helse og velferd som må være den primære målsetningen for biosikkerhetstiltak. Det er lite kjent hvordan behandling A eller B virker på velferd, -helse og ytelse hos de fiskegruppene som deretter kommer inn i avdelingen. Podingskulturer som tilsettes biofilteret ved starten av modningen, kan tenkes å motvirke eller eventuelt fjerne de negative konsekvensene over, men dette er lite undersøkt i stor skala.
De samlede effektene av spesielt behandling B må veies opp mot mulige sen-effekter, slik som redusert spredning av agens og færre utbrudd av alvorlige sykdommer både under fasen på land og i anlegg i sjø.
For å forbedre biosikkerheten i RAS bør det testes en rekke strategier, om de er “fit-for-purpose” og gjennomførbare i relevant stor skala:
• Behandling A: Kun vask og desinfisering av fiskekar i RAS og ikke biofiltre. Dette skjer i de fleste RAS-anlegg i Norge i dag, mellom fiskegrupper.
• Behandling B: Full desinfisering av RAS inkludert kar, rør, biofiltre. I Norge praktiseres dette sjeldent/aldri mellom fiskegrupper eller annen regularitet, men er påkrevd ved forskrift i Chile hvert andre år.
Flere prosjekt er finansiert av FHF om biosikkerhet i RAS og dette prosjektet vil blant annet bygge på prosjektene “Biosikkerhet i RAS (resirkulerende akvakultursystemer) (BRAS)” (FHF-901792) og “Patogendynamikk og desinfeksjon i resirkuleringsanlegg for laks (PathoRAS)” (FHF-901826). Imidlertid kan behandling A og B ha en rekke konsekvenser som bare i mindre grad er undersøkt i relevante storskala RAS-anlegg:
Det har blitt påpekt at desinfisering av hele RAS (behandling B) ikke garanterer at anlegget blir fritt for agens. Videre har det blitt foreslått at biofiltre ikke bør desinfiseres fordi gjenoppbyggingen av ny mikrobiota vil domineres av rasktvoksende opportunister, slik som flere patogen. Biofiltre som nettopp er desinfiserte krever også lang tid, ofte seks uker eller mer, før de oppnår tilstrekkelig kapasitet til å holde ammoniakk og nitritt under grenseverdier for fisken.
Effektene på fisken selv, av behandlingene A eller B, er heller ikke tilstrekkelig undersøkt i stor skala. Det er fiskens helse og velferd som må være den primære målsetningen for biosikkerhetstiltak. Det er lite kjent hvordan behandling A eller B virker på velferd, -helse og ytelse hos de fiskegruppene som deretter kommer inn i avdelingen. Podingskulturer som tilsettes biofilteret ved starten av modningen, kan tenkes å motvirke eller eventuelt fjerne de negative konsekvensene over, men dette er lite undersøkt i stor skala.
De samlede effektene av spesielt behandling B må veies opp mot mulige sen-effekter, slik som redusert spredning av agens og færre utbrudd av alvorlige sykdommer både under fasen på land og i anlegg i sjø.
Hovedmål
Å øke den praktiske og teoretiske kunnskapen om biosikkerhetsstrategier i storskala kommersielle postsmolt-anlegg med RAS og hvordan disse påvirker mikrobiota, fiskehelse og -velferd, vannkvalitet, rutiner og produksjonsplaner.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å følge oppstart av et nytt postsmoltanlegg for å avdekke hvor smitte eventuelt kommer inn (AP2 og AP3).
2. Å teste om behandling A (vask, des av kar) og B (+vask, des RAS) i storskala gir fravær av patogene mikroorganismer, alternativt fravær av indikator-mikroorganismer og hva effekten er på fisken i det lange løp (AP1, AP2, AP3 og AP5).
3. Å undersøke om behandling A og B gir uforutsigbar sammensetning av mikrobiota med opportunistiske mikroorganismer (AP1 og AP3).
4. Å finne tids- og ressursbruken for behandling A og B, fra en fiskegruppe tas ut til ny kan settes inn igjen, og om bruk av podingskultur til biofilteret (modningsmetode 1 og 2) kan fremskynde innsett, og påvirke mikrobiota og fiskehelse (AP1, AP3, AP4 ogAP 5).
5. Å sammenstille resultatene slik at næringsnytte sikres: om behandling A og B er «fit-for-purpose», hvordan anleggsdesign påvirker, hvilke tiltak kan sikre effekt og om man kan fjerne konsekvenser av A og B på produksjonskapasiteten (AP1).
6. Å foreta aktiv og utstrakt deling av resultatene fra prosjektet til andre settefiskprodusenter, fiskehelseaktører, forskningsinstitusjoner og forvaltning (AP6).
Å øke den praktiske og teoretiske kunnskapen om biosikkerhetsstrategier i storskala kommersielle postsmolt-anlegg med RAS og hvordan disse påvirker mikrobiota, fiskehelse og -velferd, vannkvalitet, rutiner og produksjonsplaner.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å følge oppstart av et nytt postsmoltanlegg for å avdekke hvor smitte eventuelt kommer inn (AP2 og AP3).
2. Å teste om behandling A (vask, des av kar) og B (+vask, des RAS) i storskala gir fravær av patogene mikroorganismer, alternativt fravær av indikator-mikroorganismer og hva effekten er på fisken i det lange løp (AP1, AP2, AP3 og AP5).
3. Å undersøke om behandling A og B gir uforutsigbar sammensetning av mikrobiota med opportunistiske mikroorganismer (AP1 og AP3).
4. Å finne tids- og ressursbruken for behandling A og B, fra en fiskegruppe tas ut til ny kan settes inn igjen, og om bruk av podingskultur til biofilteret (modningsmetode 1 og 2) kan fremskynde innsett, og påvirke mikrobiota og fiskehelse (AP1, AP3, AP4 ogAP 5).
5. Å sammenstille resultatene slik at næringsnytte sikres: om behandling A og B er «fit-for-purpose», hvordan anleggsdesign påvirker, hvilke tiltak kan sikre effekt og om man kan fjerne konsekvenser av A og B på produksjonskapasiteten (AP1).
6. Å foreta aktiv og utstrakt deling av resultatene fra prosjektet til andre settefiskprodusenter, fiskehelseaktører, forskningsinstitusjoner og forvaltning (AP6).
Dette prosjektet vil gi konkret næringsnytte gjennom å:
• beskrive utvikling av agens og mulige årsaksforhold ved eventuelle påvisninger, gjennom oppstarten av et nytt storskala anlegg slik at næringen kan dra nytte av dette i prosjektering og oppstartsrutiner i andre anlegg
• gi informasjon om tid og ressursforbruk ved behandling A eller B i storskala anlegg, om de faktisk fjerner eventuelle agens og om tidsforbruk kan reduseres med bruk av podingskultur til biofiltrene
• øke forståelsen om hvordan vannkvalitet, mikrobiota, og fisken selv reagerer på de forutgående biosikkerhetsbehandlingene
Punktene over vil gi kunnskap om gjennomførbarheten av metodene i store komplekse anlegg. Da kan næringen ta stilling til om metodene bør innføres i deler eller hele produksjonen, og hvilke krav det stiller i prosjektering og oppstart av nye anlegg. Samlet kan dette prosjektet bidra til økt biosikkerhet i settefisknæringen.
• beskrive utvikling av agens og mulige årsaksforhold ved eventuelle påvisninger, gjennom oppstarten av et nytt storskala anlegg slik at næringen kan dra nytte av dette i prosjektering og oppstartsrutiner i andre anlegg
• gi informasjon om tid og ressursforbruk ved behandling A eller B i storskala anlegg, om de faktisk fjerner eventuelle agens og om tidsforbruk kan reduseres med bruk av podingskultur til biofiltrene
• øke forståelsen om hvordan vannkvalitet, mikrobiota, og fisken selv reagerer på de forutgående biosikkerhetsbehandlingene
Punktene over vil gi kunnskap om gjennomførbarheten av metodene i store komplekse anlegg. Da kan næringen ta stilling til om metodene bør innføres i deler eller hele produksjonen, og hvilke krav det stiller i prosjektering og oppstart av nye anlegg. Samlet kan dette prosjektet bidra til økt biosikkerhet i settefisknæringen.
Prosjektorganisering
Cermaq Group, Cermaq Norway, PHARMAQ, Mowi, Helgeland Smolt og Nord universitet vil samarbeide og følge tett det helt nye postsmoltanlegget til Cermaq Norway, “Veines” på Sørøya. Cermaq Group har prosjektledelse av RASafe, og ledelse av arbeidspakkene (AP-ene) 1, 2, 4, 6 og 7. Cermaq Norway vil stå for drift av forsøkssystemene i postsmoltanlegget Veines og gjennomføring av logistikk av fisk, vask, desinfisering, brakklegging og restart av RAS. PHARMAQ vil lede AP3 (mikrobiota) og AP5 (monitorering av fisken). Mowi og Helgeland Smolt vil bidra i alle AP-er som diskusjonspartnere om forsøksdesign og tolkning av resultater. Nord universitet, fakultet for biovitenskap og akvakultur (FBA) vil være ansvarlig for veiledning av en PhD-kandidat, stille med laboratoriefasiliteter ved behov, og integrere studenten i fakultetets forskningsutdanning.
Prosjektene har fem faglige arbeidspakker.
AP1: Storskala forsøksgjennomføring
Ansvarlig: Bendik Fyhn Terjesen (Cermaq Group)
Aktiviteter
De to faktorene som vi bli testet er biosikkerhetsbehandling og modningsmetode av biofiltre, med to nivå, henholdsvis behandling A eller B (biosikkerhet), og 1 og 2 (modningsmetode). Når det gjelder modningsmetode, så er det flere kamre innen hvert biofilter i hvert RAS. Kultur fra podingsreaktor vil benyttes til å pode kamre (modningsmetode 1) eller ikke (modningsmetode 2) etter behandling A eller B, for å teste nødvendig tid til modning.
Behandling A: Etter at en fiskegruppe er flyttet ut av avdelingen vil hver forsøksenhet som trekkes ut til behandling A gjennomgå en prosedyre hvor kun fiskekar tømmes, vaskes, desinfiseres og brakklegges. Fiskekar fylles deretter opp igjen, neste fiskegruppe tas inn, og anlegg, fisk, vann, og biofilm følges jevnlig til gruppen forlater anlegget, som beskrevet i AP2–A5.
Behandling B: Etter at en fiskegruppe er flyttet ut av avdelingen vil hver forsøksenhet som blir trukket ut til behandling B først motta en oksiderende dose av H2O2 for sirkulerende kjemisk vask (CIP) inkludert av biofilter, og deretter NaOH til pH≥12. Biofilter-kamrene velges så til modningsmetode 1 eller 2. Biofilteret følges inntil det oppnås nitrifiserings-kapasitet til å kunne motta ny fiskegruppe. Neste fiskegruppe tas inn og anlegg, fisk, vann, og biofilm monitoreres jevnlig inntil gruppen forlater anlegget, som beskrevet i AP2–AP5.
Tids- og ressursbruk vil følges nøye i AP1 for hver replikat, via måling av tid til prosedyrer, bruk av personell, kjemi, strømtrekk m.m.
AP2: Screening for patogen
Ansvarlig: Henrik Duesund (Cermaq Group)
Aktiviteter
Real time RT-PCR vil bli benyttet til å screene etter kjente patogener som ILA, PRV, IPNV og PMCV, m.fl.
Før, under og etter behandling A og B, samt videre i produksjonen, vil vannprøver, biofilm svabere og vevsprøver bli undersøkt fra inntaksvann, ulike deler av RAS-enhetene og fisk. Ved deteksjon av agens vil slektskapsanalyser sammen med data fra andre arbeidspakker og operasjonell aktivitet benyttes for å evaluere sannsynlig inngangsportal og effekten av behandling A og B.
AP3: Karakterisering av mikrobiota
Ansvarlig: Frode Finne-Fridell (PHARMAQ)
Aktiviteter
16S Samfunnsanalyse (NGS) vil bli brukt til å analysere bakteriesammensetning . Det blir undersøkt mikrobiota i vann, biofilm og vevsprøver, inkludert fra media i biofiltre, og data blir evaluert sammen operasjonelle prosedyrer og med funn fra de andre arbeidspakkene, og benyttet for dokumentasjon og evaluering av biosikkerhetsstrategiene.
AP4: Monitorering av vannkvalitet
Ansvarlig: Simen Langeteig (Cermaq Group)
Aktiviteter
Det vil tas vannprøver på alle milepæler i behandling A og B og modningsmetode 1 og 2 som beskrevet i AP1: ved ferdig produksjon forrige fiskegruppe, etter nedvask, etter kjemisk vask, etter desinfisering, gjennom modning av biofiltre og etter innsett av ny fiskegruppe. Det vil på hvert tidspunkt tas ut prøver i karutløp, før biofilter, etter biofilter og i pumpesump etter lufter. I tillegg vil det tas prøver av inntak av råvann til anlegget, før og etter vannbehandling for fersk- og sjøvann. Nitrifiseringshastighet (g N/m2/dag) i biofilter-kamrene vil bli analysert gjennom modningsprosess/vedlikehold (avhengig av behandling A, B).
Prøvene vil bli analysert for pH, TAN, NO2-N, NO3-N, Cl-, suspendert stoff (TSS), alkalitet. For en rekke vannkvalitets-parametre, slik som systemflow, spedevannsflow, karflow, temperatur, pH, oksidasjon reduksjonspotensialet (ORP), CO2, O2, H2S og konduktivitet er det online sensorer permanent plassert i hvert RAS.
AP5: Monitorering av fisken
Ansvarlig: Frode Finne-Fridell (PHARMAQ)
Aktiviteter
Alle fiskegruppene følges opp med histologi og Smoltvision, der disse dataene blir koplet mot andre arbeidspakker og Cermaq sin kartlegging av fiskens ytelse som overlevelse, tilvekst (TGC, SGR) og fôrutnyttelse (eFCR), fra vektprøver fra hvert kar ved innsett og ved transport ut av hver forsøksenhet og akkumulert utfôret mengde (behandling A RAS eller behandling B RAS). Fiskegrupper scores også i henhold til Fishwell- og Laksvel-protokollene for utvalgte parametere som er relevant for settefisk. Prosjektet følger fiskegruppene gjennom settefisk og inntil 90 dager etter sjøsetting.
Cermaq Group, Cermaq Norway, PHARMAQ, Mowi, Helgeland Smolt og Nord universitet vil samarbeide og følge tett det helt nye postsmoltanlegget til Cermaq Norway, “Veines” på Sørøya. Cermaq Group har prosjektledelse av RASafe, og ledelse av arbeidspakkene (AP-ene) 1, 2, 4, 6 og 7. Cermaq Norway vil stå for drift av forsøkssystemene i postsmoltanlegget Veines og gjennomføring av logistikk av fisk, vask, desinfisering, brakklegging og restart av RAS. PHARMAQ vil lede AP3 (mikrobiota) og AP5 (monitorering av fisken). Mowi og Helgeland Smolt vil bidra i alle AP-er som diskusjonspartnere om forsøksdesign og tolkning av resultater. Nord universitet, fakultet for biovitenskap og akvakultur (FBA) vil være ansvarlig for veiledning av en PhD-kandidat, stille med laboratoriefasiliteter ved behov, og integrere studenten i fakultetets forskningsutdanning.
Prosjektene har fem faglige arbeidspakker.
AP1: Storskala forsøksgjennomføring
Ansvarlig: Bendik Fyhn Terjesen (Cermaq Group)
Aktiviteter
De to faktorene som vi bli testet er biosikkerhetsbehandling og modningsmetode av biofiltre, med to nivå, henholdsvis behandling A eller B (biosikkerhet), og 1 og 2 (modningsmetode). Når det gjelder modningsmetode, så er det flere kamre innen hvert biofilter i hvert RAS. Kultur fra podingsreaktor vil benyttes til å pode kamre (modningsmetode 1) eller ikke (modningsmetode 2) etter behandling A eller B, for å teste nødvendig tid til modning.
Behandling A: Etter at en fiskegruppe er flyttet ut av avdelingen vil hver forsøksenhet som trekkes ut til behandling A gjennomgå en prosedyre hvor kun fiskekar tømmes, vaskes, desinfiseres og brakklegges. Fiskekar fylles deretter opp igjen, neste fiskegruppe tas inn, og anlegg, fisk, vann, og biofilm følges jevnlig til gruppen forlater anlegget, som beskrevet i AP2–A5.
Behandling B: Etter at en fiskegruppe er flyttet ut av avdelingen vil hver forsøksenhet som blir trukket ut til behandling B først motta en oksiderende dose av H2O2 for sirkulerende kjemisk vask (CIP) inkludert av biofilter, og deretter NaOH til pH≥12. Biofilter-kamrene velges så til modningsmetode 1 eller 2. Biofilteret følges inntil det oppnås nitrifiserings-kapasitet til å kunne motta ny fiskegruppe. Neste fiskegruppe tas inn og anlegg, fisk, vann, og biofilm monitoreres jevnlig inntil gruppen forlater anlegget, som beskrevet i AP2–AP5.
Tids- og ressursbruk vil følges nøye i AP1 for hver replikat, via måling av tid til prosedyrer, bruk av personell, kjemi, strømtrekk m.m.
AP2: Screening for patogen
Ansvarlig: Henrik Duesund (Cermaq Group)
Aktiviteter
Real time RT-PCR vil bli benyttet til å screene etter kjente patogener som ILA, PRV, IPNV og PMCV, m.fl.
Før, under og etter behandling A og B, samt videre i produksjonen, vil vannprøver, biofilm svabere og vevsprøver bli undersøkt fra inntaksvann, ulike deler av RAS-enhetene og fisk. Ved deteksjon av agens vil slektskapsanalyser sammen med data fra andre arbeidspakker og operasjonell aktivitet benyttes for å evaluere sannsynlig inngangsportal og effekten av behandling A og B.
AP3: Karakterisering av mikrobiota
Ansvarlig: Frode Finne-Fridell (PHARMAQ)
Aktiviteter
16S Samfunnsanalyse (NGS) vil bli brukt til å analysere bakteriesammensetning . Det blir undersøkt mikrobiota i vann, biofilm og vevsprøver, inkludert fra media i biofiltre, og data blir evaluert sammen operasjonelle prosedyrer og med funn fra de andre arbeidspakkene, og benyttet for dokumentasjon og evaluering av biosikkerhetsstrategiene.
AP4: Monitorering av vannkvalitet
Ansvarlig: Simen Langeteig (Cermaq Group)
Aktiviteter
Det vil tas vannprøver på alle milepæler i behandling A og B og modningsmetode 1 og 2 som beskrevet i AP1: ved ferdig produksjon forrige fiskegruppe, etter nedvask, etter kjemisk vask, etter desinfisering, gjennom modning av biofiltre og etter innsett av ny fiskegruppe. Det vil på hvert tidspunkt tas ut prøver i karutløp, før biofilter, etter biofilter og i pumpesump etter lufter. I tillegg vil det tas prøver av inntak av råvann til anlegget, før og etter vannbehandling for fersk- og sjøvann. Nitrifiseringshastighet (g N/m2/dag) i biofilter-kamrene vil bli analysert gjennom modningsprosess/vedlikehold (avhengig av behandling A, B).
Prøvene vil bli analysert for pH, TAN, NO2-N, NO3-N, Cl-, suspendert stoff (TSS), alkalitet. For en rekke vannkvalitets-parametre, slik som systemflow, spedevannsflow, karflow, temperatur, pH, oksidasjon reduksjonspotensialet (ORP), CO2, O2, H2S og konduktivitet er det online sensorer permanent plassert i hvert RAS.
AP5: Monitorering av fisken
Ansvarlig: Frode Finne-Fridell (PHARMAQ)
Aktiviteter
Alle fiskegruppene følges opp med histologi og Smoltvision, der disse dataene blir koplet mot andre arbeidspakker og Cermaq sin kartlegging av fiskens ytelse som overlevelse, tilvekst (TGC, SGR) og fôrutnyttelse (eFCR), fra vektprøver fra hvert kar ved innsett og ved transport ut av hver forsøksenhet og akkumulert utfôret mengde (behandling A RAS eller behandling B RAS). Fiskegrupper scores også i henhold til Fishwell- og Laksvel-protokollene for utvalgte parametere som er relevant for settefisk. Prosjektet følger fiskegruppene gjennom settefisk og inntil 90 dager etter sjøsetting.
Biosikkerhet er et omfattende tema som angår alle aktører i havbruk og åpenhet er helt avgjørende for å oppnå målsetninger. I tråd med dette vil dette prosjektet aktivt dele resultatene.
Prosjektet vil skape ny kunnskap som er relevant for både næringsaktører og forvaltning, der konkrete problemstillinger vil bli belyst, blant annet:
• Hvordan praktisk gjennomføre en full nedvask og desinfisering av storskala RAS og hvilke utfordringer kan oppdretter støte på?
• Hvilke endringer i anleggsdesign og produksjonsplaner kan gjøres for å forbedre biosikkerhet?
• Hvordan drifte et biofilter på en optimal måte samtidig som streng biosikkerhet ivaretas?
• I hvilken grad kan analyser av mikrobiota, screening av patogener, analyse av fisk og vannanalyser bidra til prediksjon av biofilterets ytelse etter desinfisering?
Formidlingen vil skje gjennom:
• artikler i bransjemedia
• sosiale medier
• presentasjoner på bransjemøter
• vitenskapelige konferanser
• publikasjoner i fagfellevurderte internasjonale tidsskrifter
Prosjektet vil skape ny kunnskap som er relevant for både næringsaktører og forvaltning, der konkrete problemstillinger vil bli belyst, blant annet:
• Hvordan praktisk gjennomføre en full nedvask og desinfisering av storskala RAS og hvilke utfordringer kan oppdretter støte på?
• Hvilke endringer i anleggsdesign og produksjonsplaner kan gjøres for å forbedre biosikkerhet?
• Hvordan drifte et biofilter på en optimal måte samtidig som streng biosikkerhet ivaretas?
• I hvilken grad kan analyser av mikrobiota, screening av patogener, analyse av fisk og vannanalyser bidra til prediksjon av biofilterets ytelse etter desinfisering?
Formidlingen vil skje gjennom:
• artikler i bransjemedia
• sosiale medier
• presentasjoner på bransjemøter
• vitenskapelige konferanser
• publikasjoner i fagfellevurderte internasjonale tidsskrifter