Mục lục

Ngành tôm đang đứng trước cơ hội rất lớn khi hiệp định thương mại tự do với các thị trường nhập khẩu tôm chủ lực có hiệu lực. Theo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Việt Nam, năm 2022, tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 11 tỷ USD tăng 23,5% so với năm 2021, trong đó xuất khẩu tôm đã chạm mốc 4,3 tỷ USD, tăng 14% so với cùng kỳ năm. Xuất khẩu tôm thẻ chân trắng đạt 3,23 tỷ USD, chiếm 75% trong tổng giá trị kim ngạch của ngành hàng tôm (VASEP, 2023) .

Trong khi đó, nghề nuôi tôm thâm canh ở nước ta phát triển rất mạnh và đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người nuôi. Tuy nhiên, quá trình thâm canh hóa tôm nuôi càng tăng thì càng làm gia tăng nguy cơ ô nhiễm môi trường do vật chất hữu cơ gây ra. Mặt khác, trong quá trình nuôi tôm các loài tảo thường xuất hiện với mật độ cao đã dẫn đến biến động thường xuyên các yếu tố môi trường. Để khống chế sự phát triển của tảo, vi sinh vật gây hại… hiện nay người nuôi sử dụng một số biện pháp như: Dùng chất ức chế quá trình trao đổi chất, chất oxy hóa mạnh, chất nhuộm màu, các kháng sinh... Việc dùng hóa chất để xử lý môi trường có thể tạo nên nguy cơ ô nhiễm do hàm lượng các nguyên tố kim loại, dư lượng kháng sinh, các hóa chất tồn dư trong tôm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.

Ozone được sử dụng trong hệ thống tuần hoàn nhằm mục đích cải thiện chất lượng nước như: oxy hóa Nitrit thành Nitrat, kết tủa các chất hữu cơ hòa tan. Ozone có hiệu quả làm bất hoạt virus, vi khuẩn, nấm và sinh vật đơn bào gây bệnh cho nhiều đối tượng thủy sản… Ozone được chứng minh là không gây độc, tăng tỷ lệ nở của trứng và tỷ lệ sống cho tôm (Meunpol & cs., 2003). Đồng thời Ozone có khả năng loại bỏ tảo độc và độc tố của nó (Yoshimura & cs., 1994).

Tia UV có tác dụng diệt trừ một số loại vi khuẩn, vi rút và các loại vi sinh vật có hại khác. Khi đặt nguồn phát UV trong môi trường nước, phần lớn bức xạ UV bị hấp thụ, một phần phản xạ, hoàn toàn không phát sinh các chất làm ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Ozone làm giảm Nitrit, vật chất hữu cơ lơ lửng, tiêu diệt vi khuẩn, virus, nấm và ký sinh trùng gây bệnh cho vật nuôi nhưng việc ứng dụng nó vào ao nuôi có diện tích lớn đòi hỏi chi phí khá cao, hơn nữa do tính oxy hóa của nó sẽ ảnh hưởng đến đối tượng nuôi. Điểm yếu của đèn UV khi vật chất hữu cơ trong nước cao, các tế bào tảo có vách dày UV không tiêu diệt được hoàn toàn. Vì vậy, việc kết hợp giữa ozone và UV sẽ mang lại hiệu quả rất cao trong khử trùng nguồn nước. Do đó, năm 2021-2023 Trung tâm Khuyến nông đã triển khai thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng ozone và tia cực tím xử lý nước trong nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ba giai đoạn tại Hải Phòng” nhằm đánh giá khả năng xử lý nước đầu vào của ozone và UV trong nuôi tôm thẻ chân trắng 3 giai đoạn, từ đó làm cơ sở cho việc mở rộng ứng dụng ozone và UV trong nuôi tôm không chỉ khu vực Hải Phòng và các tỉnh phía Bắc.

Nghiên cứu thực hiện trên các nồng độ, thời gian xử lý ozone và các lưu lượng nước khác nhau khi qua tia cực tím nhằm đánh giá, xác định được liều, lượng ozone và tia cực tím khác nhau, từ đó xác định được liều lượng phù hợp để xử lý nguồn nước nuôi. Đồng thời đánh giá các yếu tố môi trường, tốc độ tăng trưởng và hiệu quả kinh tế mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng ba giai đoạn ứng dụng ozone và tia cực tím (UV).

Các thí nghiệm được thực hiện thăm dò khả năng diệt khuẩn của ozone với các nồng độ và thời gian xử lý khác nhau. Nồng độ ozone được thử nghiệm lần lượt là 0,1; 0,2; 0,3;0,4 mg/l, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần (luôn được duy trì trong suốt thời gian thí nghiệm) với 3 thời gian xử lý khác nhau là 60, 120 và 240 giây. Các yếu tố môi trường như TAN, NO2-, COD, mật độ vi khuẩn tổng số, vi khuẩn Vibrio spp. trong nước được kiểm tra trước và sau khi sục khí ozone. Thí nghiệm khảo sát khả năng diệt vi khuẩn của đèn UV với các lưu lượng nước bơm khác nhau được thực hiện trên đèn UV có công suất 3,4m³/h và máy bơm chìm có công suất 5,4 m³/h. 3 lưu lượng nước qua đèn khác nhau gồm 1,7; 3,4 và 5,1 m³/h, mỗi lưu lượng nước được lặp lại 3 lần. Mật độ vi khuẩn tổng số, vi khuẩn Vibrio spp. trong nước được kiểm tra trước và sau khi nước đi qua đèn UV. Từ kết quả thí nghiệm xác định được nồng độ, thời gian thích hợp nhất của ozone và lưu lượng nước thích hợp nhất khi bơm qua đèn UV để diệt vi khuẩn trong xử lý nước đầu vào nuôi tôm. Tiến hành đánh giá thực nghiệm khả năng diệt khuẩn khi kết hợp ozone và UV xử lý nước đầu vào ương, nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng 3 giai đoạn.

Thực nghiệm được thực hiện trên 10 ao nuôi chia thành 3 giai đoạn có diện tích 250-850m² tại phường Tân Thành, quận Dương Kinh, Thành phố Hải Phòng. Trong đó 2 ao giai đoạn 1 có diện tích 250m²/ao thả mật độ 1.500con/m²; 4 ao giai đoạn 2 có diện tích 350m²/ao, 2 ao thả mật độ 400 con/m²và 2 ao thả 550 con/m²; 4 ao giai đoạn 3 có diện tích 850m²/ao, 2 ao thả mật độ 150 con/m²và 2 ao thả 200 con/m². Lắp đặt 05 máy xử lý nước bằng ozone và UV, mỗi máy 16 bóng, công suất 3,4 m³/bóng/giờ để xử lý nước đầu vào. Các yếu tố môi trường pH, nhiệt độ, DO, độ mặn, độ trong, độ kiềm, NH3, H2S, NO2- được theo dõi định kỳ. Tốc độ tăng trưởng được thu mẫu ngẫu nhiên định kỳ theo từng giai đoạn (khối lượng và chiều dài) của tôm, số lượng 30con/lần thu mẫu, đồng thời thu mẫu nước ao nuôi 7 ngày/1 lần để phân tích vi khuẩn tổng số và vi khuẩn thuộc nhóm Vibrio. Thực nghiệm sử dụng kết hợp ozone và UV xử lý nước với 2 nghiệm thức.

Nghiệm thức 1: 1.500 con/m² - 400 con/m² -150 con/m²

Nghiệm thức 2: 1.500 con/m² - 550 con/m2 - 200 con/m²

Kết quả nghiên cứu cụ thể:

1. Khả năng diệt khuẩn của ozone và đèn UV

Sử dụng ozone với nồng độ 0,4 mg/L và thời gian xử lý trong 240 giây tốt nhất trong cải thiện chất lượng nước và có hiệu quả cao trong khử trùng nguồn nước. Các thông số TAN (0,00±0,00 mg/L), NO2- (0,01±0,00 mg/l), COD (3,18±0,18 mg/l), vi khuẩn tổng số (2,10±1,57x10³ Cfu/ml), đặc biệt là vi khuẩn Vibrio spp. (25,00±10,15 Cfu/ml) thấp nhất so với các nồng độ còn lại.

Khả năng diệt vi khuẩn tổng số của đèn UV với lưu lượng 1,7 m³/giờ cao nhất với mật độ 0,00±0,00 Cfu/ml, hiệu quả diệt 100%, tuy nhiên không có sự khác biệt với lưu lượng 3,4 m³/giờ (99,6%). Ở lưu lượng 5,1 m³/giờ hiệu quả diệt khuẩn thấp nhất. Với nhóm vi khuẩn Vibrio spp., lưu lượng 1,7 và 3,4 m³/giờ cho hiệu quả diệt khuẩn gần đạt 100% và có sự khác biệt so với các lưu lượng 5,1 m³/giờ. Tuy nhiên, để tiết kiệm thời gian xử lý nước và áp dụng quy mô sản xuất thực tiến thì lưu lượng nước bơm 3,4 m³/h/bóng đèn được lựa chọn cho việc xử lý cấp nước đầu vào cho ao nuôi tôm.

Hiệu quả kết hợp ozone và UV cho thấy hàm lượng TAN, NO₂ và COD sau khi được cấp qua đèn UV kết hợp với ozone lần lượt giảm đến 92,9%, 92,4%, và 44,8%. Mật độ vi khuẩn tổng và Vibrio spp. giảm đến 100% sau khi qua hệ thống xử lý nước được kết hợp giữa UV và ozone. Từ đó cho thấy việc sử dụng ozone với nồng độ 0,4 mg/L và thời gian xử lý trong 240 giây kết hợp với đèn UV với lưu lượng 3,4 m³/giờ trong xử lý nước đầu vào cho ao nuôi tôm là tốt nhất.

2. Kết quả thực nghiệm nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng 3 giai đoạn sử dụng hệ thống ozone-UV

2. 1. Biến động các yếu tố môi trường

Nhiệt độ trung bình của các ao lần lượt là 28,9±0,15⁰C và 29,0±0,16⁰C, mặc dù nhiệt độ không khí có những thời điểm 38-40⁰C nhưng nhiệt độ nước cao nhất chỉ 32⁰C vào một số ít thời điểm. Do hệ thống bể/ao nuôi đều được che mái, có hệ thống thoát khí.

pH của các nghiệm thức từ 7,8-8,5 và 7,6-8,3 có xu hướng biến động cùng nhau giữa các tuần ở các ao thử nghiệm. pH chỉ có sự biến động khác nhau ở các giai đoạn ở 2 nghiệm thức, tuy nhiên sự biến động này đều nằm trong khoảng cho phép của môi trường.

Hàm lượng DO trung bình nghiệm thức lần lượt là 5,32±0,06 mg/l; 5,31±0,07 mg/l. Có xu hướng giảm dần từ ngày thả đến hết giai đoạn 1 và duy trì ổn định đến cuối giai đoạn 3.

Độ kiềm thu được ở 2 nhóm ao nuôi không có sự biến động lớn, chỉ dao động trong khoảng 101-125 mg/l, có xu hướng giảm dần từ đầu giai đoạn 1 đến cuối giai đoạn 1, sau đó tăng dần từ ngày 26, duy trì cân bằng tới ngày 53 và có xu hướng tăng dần từ đầu giai đoạn 3. Độ kiềm trong nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp cho sự tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng khi sử dụng ozone và UV xử lý nước đầu vào.

Độ mặn có thời điểm giảm xuống 6‰ ở tuần 10 và 13 do thời tiết mưa nhiều. Không có sự khác nhau về độ mặn giữa các ao và có xu hướng giảm dần đến cuối giai đoạn nuôi.

NH3, H2S hai tuần nuôi đầu tiên không xuất hiện NH3 và H2S nhưng tuần thứ 3 bắt đầu xuất hiện NH3 và tuần thứ 4 thì xuất hiện H2S với hàm lượng rất thấp. Về cuối giai đoạn hàm lượng NH3 và H2S tăng lên do sự phân hủy vật chất hữu cơ tích lũy trong quá trình nuôi nhưng đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam (Bộ Tài nguyên & Môi trường, 2015).

Hàm lượng NO2- có xu hướng thay đổi theo từng giai đoạn ở mật độ nuôi khác nhau. Môi trường lúc mới san tôm có hàm lượng thấp nhất và tăng cao ở cuối mỗi giai đoạn. Nhìn chung, hàm lượng Nitrit ở mức thấp, không gây ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng và phát triển của tôm nuôi.

Các chỉ số môi trường nước đều nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo tôm thẻ chân trắng sinh trưởng và phát triển, do sử dụng ozone và UV xử lý nước trong suốt quá trình nuôi.

2.2. Biến động mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí và Vibrio spp. trong nước

Kết quả phân tích định lượng biến động mật độ vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn Vibrio spp. Cho thấy biến động mật độ vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn Vibrio spp. có tính chu kỳ. Mật độ vi khuẩn thấp đầu chu kì và có xu hướng tăng về cuối từng giai đoạn nuôi. Nguyên nhân là do cuối từng giai đoạn nuôi, lượng phân thải ra môi trường nhiều hơn, đồng thời môi trường sống bị thu hẹp do sự gia tăng kích thước của tôm lớn hơn. Đến đầu giai đoạn nuôi mới, tôm được san ra các ao với mật độ thấp hơn, và môi trường nước mới được xử lý qua hệ thống ozone và UV, chưa có tác động của các chất thải do hoạt động tiêu hóa của tôm. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này mật độ vi khuẩn Vibrio spp. có giá trị thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng 103CFU/ml. Mật độ Vibrio luôn thấp do vai trò diệt khuẩn của ozone và UV đồng thời quá trình nuôi được chia 3 giai đoạn đã giảm sức tải của môi trường nên vi khuẩn luôn ở mật độ thấp.

2.3. Tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống, hệ số thức ăn và hiệu quả kinh tế

Tốc độ tăng trưởng giai đoạn 1 (mật độ 1.500con/m²) trung bình ao 1 đạt 1,12±0,13g/con, ao 2 đạt 1,17±0,14g/con. Giai đoạn 2 với mật độ 400 và 550con/m²trung bình nghiệm thức 1 đạt 10,68±0,08g/con, nghiệm thức 2 đạt 9,97±0,08g/con.Giai đoạn 3 tốc độ tăng trưởng nghiệm thức 1 đạt 27,75±0,10g/con nghiệm thức 2 đạt 22,27±0,14g/con.

Tỷ lệ sống trung bình của tôm thời điểm thu hoạch ở nghiệm thức 1 đạt 73,3±3,5% và 2 đạt 72,7±4,1%. Hệ số thức ăn ở nghiệm thức 1 là 1,21±0,14 và 2 là 1,31±0,18. Năng suất ở nghiệm thức 1 cả 3 giai đoạn là 25,68 tấn/ha; nghiệm thức 2 là 27,23 tấn/ha.

Hiệu quả kinh tế của nghiệm thức 1 đạt 1.409,4 triệu đồng/ha (140,9 triệu đồng/1.000 m²); nghiệm thức 2 đạt 1.225,3 triệu đồng/ha (122,5 triệu/1.000 m² ). Tỷ suất lợi nhuận/vốn đầu tư nghiệm thức 1 là 65,51%; nghiệm thức 2 là 48,04% .

Kết quả của nghiên cứu cao hơn so với khi nuôi áp dụng các công nghệ cao khác như nuôi thâm canh 3 giai đoạn; nuôi thâm canh ứng dụng công nghệ biofloc; nuôi thâm canh tuần hoàn...

Kết quả của nghiên cứu Ứng dụng ozone và UV xử lý nước đầu vào nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng 3 giai đoạn đã cải thiện chất lượng nước trong suốt cả vụ nuôi. Các chỉ số môi trường nước đều nằm trong giới hạn cho phép, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo tôm thẻ chân trắng sinh trưởng và phát triển tốt. Trong suốt quá trình nuôi không xảy ra dịch bệnh, giảm thời gian nuôi, giảm chi phí sản xuất, tăng số lần gối vụ, tỷ lệ sống, năng suất, hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích nuôi. Sản phẩm đảm bảo an toàn thực phẩm, đảm bảo các tiêu chí xuất khẩu. Đặc biết khi so sánh với các mô hình nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng truyền thống, nuôi thâm canh tuần hoàn...thì thực nghiệm ứng dụng ozone và UV xử lý nước nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng 3 giai đoạn có hiệu quả kinh tế cao hơn 25-30% và phát triển bền vững.

Một số hình ảnh trong quá trình triển khai thực hiện: