1. Trang Chủ
  2. Ngư nghiệp
  3. Đánh giá chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thương phẩm quy mô pilot ngoài trời

Đánh giá chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thương phẩm quy mô pilot ngoài trời

Mục tiêu của nghiên cứu nhằm xác định và đánh giá sự biến động chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá tra thâm canh ngoài trời. Hệ thống nuôi tuần hoàn ngoài trời quy mô pilot được thiết kế bao gồm 01 hệ thống lọc sinh học, 01 hệ thống lọc chất thải rắn và ao nuôi cá. Tất cả được lắp đặt trong cùng một ao nuôi sử dụng hệ thống khí cho cung cấp khí hòa tan và bơm nước trong thí nghiệm. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN NUÔI CÁ TRA (P

Thể loại Tài liệu miễn phí Ngư nghiệp

Số trang 12

Ngày tạo 12/29/2020 11:31:30 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.72 M

Tên tệp

Tải Đánh giá chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN NUÔI CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) THƯƠNG PHẨM QUY MÔ PILOT NGOÀI TRỜI Nguyễn Hồng Quân1*, Nguyễn Nhứt1, Nguyễn Văn Huỳnh1, Lê Ngọc Hạnh1, Nguyễn Văn Hảo2 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu nhằm xác định và đánh giá sự biến động chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá tra thâm canh ngoài trời. Hệ thống nuôi tuần hoàn ngoài trời quy mô pilot được thiết kế bao gồm 01 hệ thống lọc sinh học, 01 hệ thống lọc chất thải rắn và ao nuôi cá. Tất cả được lắp đặt trong cùng một ao nuôi sử dụng hệ thống khí cho cung cấp khí hòa tan và bơm nước trong thí nghiệm. Mật độ thả cá 133 con/m2 với trọng lượng cá giống trung bình 16,1 g/con. Trong suốt quá trình nuôi sử dụng loại thức ăn viên có hàm lượng protein từ 28-30%. Sau 260 ngày nuôi, cá thu hoạch đạt trọng lượng trung bình 810 g/con, đạt chất lượng xuất khẩu, tỷ lệ sống 81% và hệ số chuyển đổi thức ăn 1,6. Chất lượng nước ao nuôi trong suốt chu kỳ nuôi ổn định và thích hợp cho cá tra phát triển. Hiệu quả sử dụng nước (600 l/kg cá) thấp hơn 7-9 lần so với ao nuôi truyền thống. Khả năng phát thải nitrogen và phosphorus thấp hơn ao nuôi bằng công nghệ truyền thống 7-10 lần. Sự thành công của mô hình sẽ mở ra cho nghề nuôi cá tra ở ĐBSCL một công nghệ nuôi mới hạn chế thay nước và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Từ khóa: cá tra, môi trường, nước, tuần hoàn, airlift. I. ĐẶT VẤN ĐỀ tấn/ha với nhiều mô hình nuôi khác nhau (Phan Cá tra là ngành hàng xuất khẩu chủ lực Thanh Lam và ctv., 2009). chiếm hơn 25% tổng kim ngạch xuất khẩu của Với ao nuôi cá tra truyền thống, người nuôi Việt Nam. Sản lượng cá tra của Việt Nam năm tận dụng tối đa quỹ đất, sử dụng lượng thức ăn 2015 được dự báo vẫn giữ ở mức 1,1 đến 1,2 quá lớn, dẫn đến một lượng chất thải và bùn đáy triệu tấn theo số liệu của Tổng cục thủy sản. Bộ từ nguồn thức ăn dư thừa, phân và các chất bài Nông nghiệp dự đoán giá trị cá tra xuất khẩu tiết của cá được xả vào môi trường, làm cho môi năm 2015 sẽ đạt 1,75 đến 1,85 tỉ USD. Theo trường nuôi bị ô nhiễm. Việc thải bỏ chất thải báo cáo của VASEP, trong 11 tháng đầu năm không được quản lý và kiểm soát chặt chẽ, trong 2014, cá tra xuất khẩu đạt giá trị 1,6 tỉ USD ( điều kiện cơ sở hạ tầng của vùng nuôi không FAO, 2015). Cá tra là loài cá da trơn rất dễ nuôi được quy hoạch và đảm bảo thì chất thải từ vùng với mật độ cao trong điều kiện chất lượng nước nuôi sẽ gây ô nhiễm thủy vực xung quanh và cơ không quá nghiêm ngặt như các loài nuôi thủy hội lây lan bệnh tật. Theo Nguyễn Nhứt và ctv., sản khác. Tổng diện tích nuôi 5.400 ha, năng (2013) hiệu suất sử dụng nước trong ao nuôi cá suất nuôi thông thường có thể đạt từ 70-500 tra thương phẩm là 7.400 l/kg. Lượng bùn sinh 1 Phòng Sinh học Thực nghiệm, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. * Email: nguyenquan120786@yahoo.com 2 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 53
  2. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ra 19,7 l/ kg cá thương phẩm. Ước tính ao nuôi sạch, chất lượng cao nhưng không gây ô nhiễm có diện tích 1 ha với năng suất nuôi 422 tấn/vụ, môi trường. Mô hình nuôi tuần hoàn RAS thải ra môi trường nước COD (99,06 tấn/ha/vụ được xem là công nghệ tiên tiến nhằm giảm và bùn 8.333 m3/ha/vụ), nitrogen (12,87 tấn/ha/ thiểu ô nhiễm môi trường nước, tăng hiệu suất vụ từ nước và bùn thải) và phosphorus (3,1 tấn/ sử dụng nguồn nước cho hệ thống nuôi. Năm ha/vụ từ nước và bùn thải). 2013, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 Để giải quyết vấn đề bảo vệ môi trường, đã thực hiện đề tài khoa học nuôi cá tra thương hạn chế tác động từ bên ngoài, biện pháp duy phẩm bằng hệ thống tuần hoàn nuôi quy mô nhất là làm sao để chất thải từ các vùng nuôi pilot ngoài trời. Nghiên cứu này nhằm đánh giá thâm canh đều phải được xử lý. Làm sao tạo chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi ra những mô hình nuôi bền vững và thân thiện cá tra thương phẩm. với môi trường, đảm bảo có những sản phẩm II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Mô tả hệ thống nuôi và nguyên lý hoạt động Hình 1. Cấu tạo của hệ thống nuôi RAS cho cá tra nuôi thương phẩm Nghiên cứu được thực hiện tại Trung Tâm thể tích lồng sinh học 25 m3, vật thể bám vi sinh Giống Quốc Gia Thủy Sản Nước Ngọt Nam Bộ, chiếm 60% thể tích lồng sinh học (14m3) được Cái Bè – Tiền Giang lắp đặt giữa ao và hai góc ao (Hình 1). Hệ thống Hệ thống tuần hoàn bao gồm một ao nuôi xi cung cấp khí, hệ thống airlift tạo dòng nước li măng hình vuông diện tích 196 m2, độ sâu 1,96 tâm gom bùn, hệ thống airlift bơm phân thải vào m, bao gồm một bể lắng xử lý chất thải rắn diện bể lắng. tích 70 m2 và hệ thống lọc sinh học sử dụng giá Nguyên lý hoạt động: nước ao nuôi chứa thể bám vi sinh diện tích đặc hiệu 800 m2/m3, chất thải lỏng và chất thải rắn, chất thải lỏng 54 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  3. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 được hệ thống lọc sinh học khử ammonia m3 hạt lọc sinh học, tăng vận tốc bơm lắng bùn, và nitrite qua quá trình nitrate hóa. Quá trình dựa theo chất lượng môi trường nước tiến hành nitrate hóa làm giảm pH và độ kiềm. Chất thải thay nước từ 30-50% và tiến hành hút bùn trong rắn được hệ thống airlift cung cấp oxy cho ao hệ thống lắng. tạo dòng chảy li tâm gom vào hố thu phân giữa Giai đoạn 3 tính từ ngày nuôi 181 đến ngày ao. Chất thải rắn được hệ thống airlift bơm sang nuôi 260. Sử dụng thêm 1 máy kết hợp sục khí bể lắng, tại bể lắng phân lắng và tích tụ dưới và tạo dòng nước chảy công suất 3 kw/giờ, tiến nền đáy sau đó thực hiện quá trình khử nitrate sử dụng nguồn carbon hữu cơ từ phân cá. Quá hành thay nước hàng ngày. trình khử nitrate tăng pH và độ kiềm. Nước từ 2.4. Phương pháp đo và phân tích chỉ bể lắng được làm sạch chất thải rắn, tăng pH và tiêu môi trường độ kiềm chảy trở về ao nuôi. 2.2. Phương pháp nuôi Hàng ngày đo trực tiếp tại ao các thông Cá giống được vận chuyển về và thuần số oxy hòa tan, pH, độ trong, nhiệt độ 2 lần/ dưỡng để xử lý bệnh ký sinh trùng trước khi thả. ngày 6 và 14 giờ bằng máy cầm tay đa chỉ tiêu Cá giống thả có trọng lượng trung bình 16,1g/ HANNA -Hi 9384. Các chỉ tiêu ammonia tổng, con và tổng số lượng 26.000 con. Mật độ thả nitrite, nitrate, kiềm tổng, H2S, độ trong, TSS, nuôi 71 con/m3. Sử dụng thức ăn thương mại chlorophyll-a, carbonic, COD và BOD5 được đo của công ty Dehues với hàm lượng protein 28- định kỳ 7 ngày/lần theo phương pháp chuẩn của 30%. Lượng cho ăn theo nhu cầu của cá, sử dụng APHA (2005). phương pháp cho ăn bằng tay 4-6 lần/ngày. 2.3. Phương pháp vận hành 2.5. Phương pháp xử lý số liệu Giai đoạn 1 tính từ ngày nuôi 1 đến ngày Sử dụng phần mềm Excel sắp xếp mô tả biểu nuôi 90. Sử dụng 1 máy thổi khí 8 m3/phút, 7 m3 đồ, tính toán giá trị các chỉ tiêu môi trường, các hạt lọc sinh học, không thay nước. số liệu liên quan đến số lượng và chất lượng bùn, Giai đoạn 2 tính từ ngày nuôi 91 đến ngày tính toán giá trị trung bình số liệu về tăng trưởng nuôi 180. Sử dụng 2 máy thổi khí 8 m3/phút, 14 cá, tổng thức ăn, tổng khối lượng cá và nước. III. KẾT QUẢ 3.1. Chất lượng nước hàng ngày 3.1.1. Biến động pH và nhiệt độ nước Hình 2. Biến động pH (bên trái) và biến động nhiệt độ (bên phải) trong ao nuôi tuần hoàn. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 55
  4. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Tại Hình 2 cho thấy trong giai đoạn 1 pH 3.1.2. Biến động oxy hoà tan và độ trong nước ao nuôi giảm dần và có sự biến động sáng- Kết quả thể hiện ở Hình 3, oxy hòa tan duy chiều. Giai đoạn 2 và 3 pH hầu như không có trì trong khoảng dao động từ 1,8 - 8,2 mg/l trong sự biến động và được duy trì = 7 cho tới hết chu suốt thời gian nuôi. Độ trong nước ao nuôi có xu kỳ nuôi. Quan trắc nhiệt độ nước cho thấy nhiệt thế giảm dần và biến động lớn ở đầu vụ nuôi. Độ độ dao động 28-33oC thích hợp cho cá tra sinh trong trung bình nước ao nuôi giai đoạn 1 là 74 trưởng và phát triển. cm, ở giai đoạn 2 là 54 cm và giai đoạn 3 là 35 cm. Hình 3. Biến động oxy hòa tan (bên trái), biến động độ trong (bên phải) trong ao nuôi tuần hoàn 3.2. Chất lượng nước hàng tuần 3.2.1. Biến động độ kiềm và tổng ammonia Hình 4. Biến động độ kiềm (bên trái) và tổng ammonia (bên phải) trong ao nuôi tuần hoàn Kết quả biểu diễn ở Hình 4 độ kiềm nước ngày nuôi 125, giá trị độ kiềm nhỏ nhất 43 ao nuôi có biến động và biên độ dao động mg/l ngày nuôi 151. Hàm lượng tổng ammonia lớn. Độ kiềm trong nước ao nuôi của hệ thống trong tăng dần trong giai đoạn 1, biến động lớn RAS kết hợp với bể khử nitrate duy trì độ trong giai đoạn 2 và giảm dần trong giai đoạn kiềm 43 -140 mg CaCO3/l (trung bình 85,6 mg 3. Hàm lượng ammonia cao nhất ghi nhận CaCO3/l). Giá trị độ kiềm lớn nhất 140 mg/l được đạt 26,3 mg/l. 56 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  5. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Biến động NO2-N: Hình 5. Biến động nitrite-nitrogen (bên trái), nitrate nitrogen (bên phải) trong ao nuôi tuần hoàn Kết quả thể hiện ở hình 5, nitrite có xu thế thấy nitrate nitrogen là thông số có sự biến động tích lũy chậm trong ao nuôi và giảm dần vào lớn trong ao nuôi tuần hoàn. Trong suốt vụ nuôi, cuối vụ nuôi. Hàm lượng nitrite cao nhất đạt nitrate hầu như tích lũy >30 mg/l. 4,7mg/l vào cuối giai đoạn 2. Kết quả cũng cho 3.2.2. Biến động phosphorus Hình 6. Biến động PO4-(bên trái) và total phosphorus (bên phải) trong ao nuôi tuần hoàn Trong suốt vụ nuôi, PO4- tích lũy dần trong tổng phospho tích lũy trong ao nuôi trong giai ao nuôi, hàm lượng PO4- tích lũy cao nhất 9,6 đoạn 1, biến động lớn trong giai đoạn 2 và mg/l. PO4-biến động trong giai đoạn 2 và đầu giảm dần ở giai đoạn 3. Giá trị hàm lượng tổng giai đoạn 3 và cuối giai đoạn 3 hàm lượng PO4- phosphor cao nhất 24,7 mg/l ngày nuôi 194. giảm dần. Kết quả cũng cho thấy hàm lượng TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 57
  6. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 3.3. Biến động COD và BOD5 Hình 7. Biến động COD (trái) và biến động BOD5 (phải) trong ao nuôi tuần hoàn Hàm lượng COD được ghi nhận trong suốt thực tiễn giải pháp quyết định duy trì pH = 7 có vụ nuôi và thể hiện trên Hình 7. Nhìn chung, lợi trong việc khống chế khí ammoniac khi tổng hàm lượng COD trong ao nuôi thích hợp cho cá ammonia cao trong hệ thống nuôi tích lũy được tra thương phẩm phát triển. Hàm lượng COD ứng dụng trong hoạt động RAS (Ep Eding và cao nhất trong chu kỳ nuôi 33,7 mg/l. Kết quả ctv., 2006). Chính vì thế, đề tài duy trì ngưỡng cũng cho thấy, hàm lượng BOD5 tích lũy trong pH này là giải pháp tối ưu nhất để thực hiện. So ao nuôi, giá trị BOD5 tích lũy cao nhất 45,73 sánh với ao nuôi truyền thống thì pH trong hệ mg/l. Cuối vụ nuôi hàm lượng BOD5 có xu thế thống RAS cao và ổn định hơn. Trong ao nuôi giảm dần. truyền thống pH buổi sáng thấp hơn 7 trong suốt IV. THẢO LUẬN vụ nuôi và sau 3 tháng nuôi pH sáng chiều nằm trong ngưỡng 6-6,5 (Nguyễn Nhứt, 2014) pH nước ở giai đoạn 1 trong ao nuôi có xu thế biến động theo hướng giảm dần do quá trình Biên độ nhiệt biến thiên thấp < 30C/ ngày nitrate hóa diễn ra mạnh mẽ, khử kiềm mạnh không ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cùng với ammonia làm giải phóng H+. Trong cá nuôi dù độ sâu mực nước 1,96 m thấp. Với kết giai đoạn này pH giữa sáng chiều có sự chênh quả này cho thấy nhiệt độ của các vụ nuôi trong lệch là do sự hiện diện của tảo can thiệp vào quá năm tối ưu cho việc hoạt động hệ thống lọc sinh trình biến động. Giai đoạn 2 và giai đoạn 3 pH học và hệ thống khử nitrate kết hợp (Timmons, giữa sáng và chiều không thể hiện sự khác biệt 2002). Đây là một lợi thế mạnh khi ứng dụng do tảo không xuất hiện trong hệ thống nuôi, quá công nghệ nuôi RAS tại vùng nhiệt đới luôn đạt trình khử nitrate sinh ra lượng kiềm ổn định bù ngưỡng nhiệt độ thích hợp cho hệ vi sinh thực lại và giúp pH nước có xu hướng tăng dần duy hiện quá trình nitrate hóa và khử nitrate mà ở các trì pH =7. Tuy nhiên, duy trì ở mức pH = 7, vi nước cận hàn đới và hàn đới cần phải cung cấp khuẩn nitrosomonas sp và nitrobacter sp đóng lượng nhiệt để duy trì hoạt động của hệ thống vai trò chủ đạo khử ammonia và nitrite trong hệ lọc sinh học và cho cá phát triển, gây tốn kém về thống tuần hoàn có ảnh hưởng chỉ đạt ở mức công trình xây dựng và năng lượng ổn nhiệt và gần tối ưu phát triển (Timmons, 2002). Trong giữ nhiệt (Ep Eding và ctv., 2006). 58 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  7. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Giai đoạn 1, nước ao ít ô nhiễm, oxy thể mg/l của nước cấp. Với việc tích lũy TSS cao hiện cao và giảm dần theo thời gian nuôi. Theo trong ao nuôi, trong giai đoạn 2 độ trong trung các nghiên cứu trước đây cho thấy để khử hoàn bình trong ao nuôi là 37 cm. Độ trong của ao toàn ammonia trong hệ thống lọc tuần hoàn, nuôi cá tra theo phương pháp truyền thống cũng oxy đóng vai trò quan trọng bậc nhất, để khử cho thấy dao động từ 20 -40 cm . Giai đoạn 3, 1 g ammonia cần lượng oxy hòa tan cung cấp tiến hành thay nước hàng ngày với lượng nước cho quá trình nitrate hóa khoảng 4,57 g O2 thay tăng dần làm giảm hàm lượng TSS trong (Timmons, 2002). Cuối giai đoạn 1 hàm lượng ao nuôi, tăng độ trong. Việc thay nước liên tục O2 giảm mạnh, đạt 2,1 mg/l vào ngày nuôi 90, khiến độ trong nước ao nuôi ổn định trong cuối quá trình khử nitrate xảy ra nhưng ở mức thấp chu kỳ nuôi. gây tích lũy ammonia và nitrite. Giai đoạn 2, Độ kiềm trong hệ thống nuôi biến thiên cho thấy xu thế nồng độ oxy hòa tan giảm dần khác nhau theo từng giai đoạn. Giai đoạn 1, ngày theo chu kỳ nuôi do sinh khối cá, thức ăn cho ăn nuôi 1 thêm 42 kg CaCO3 vào hệ thống làm tăng nhiều, tích lũy hữu cơ cao gây tiêu tốn oxy hòa độ kiềm. Trong những ngày nuôi đầu tiên lượng tan mạnh. Trong giai đoạn 2 bổ sung lượng khí thức ăn ít, hàm lượng NH3 trong ao nuôi thấp, cung cấp cho hoạt động lọc sinh học khi hữu cơ quá trình nitrate hóa diễn ra yếu không có nhiều tăng nhưng không thể đạt được nồng độ tối đa tác động tới việc giảm độ kiềm. Vì vậy từ ngày cho hệ thống lọc sinh học cục bộ ≥ 4 mg/l, làm nuôi 1 – 32 độ kiềm tăng dần rồi ổn định tại giảm khả năng khử ammonia và nitrite kết quả 100 mg/l. Từ ngày nuôi 33, lượng thức ăn tăng, dẫn đến sự tích lũy ammonia và nitrite trong hệ lượng NH3 tăng dẫn tới quá trình nitrate hóa xảy thống. Giai đoạn 3, oxy hòa tan tăng nhẹ ở cuối ra mạnh mẽ làm giảm độ kiềm. Do lượng bùn chu kỳ nuôi là do tăng cường cung cấp oxy và tích lũy ít, quá trình khử nitrate diễn ra yếu nên kết hợp thay nước trong thí nghiệm khử mùi hôi độ kiềm có xu thế giảm trong cuối giai đoạn “ bùn” cho cá nuôi. So sánh với ao nuôi truyền 1. Giai đoạn 2, độ kiềm trong hệ thống có biến thống, hàm lượng O2 trong trong ao nuôi hệ động và biên độ dao động lớn. Giá trị độ kiềm thống RAS ổn định hơn. Ao nuôi hệ thống RAS lớn nhất 140 mg/l ngày nuôi 125, hàm lượng hàm lượng O2 buổi sáng cao hơn ao nuôi truyền DO thấp, quá trình khử nitrate xảy ra mạnh mẽ thống, và thấp hơn vào buổi chiều do lượng bùn tích lũy nhiều. Giá trị độ kiềm nhỏ Độ trong của nước ở giai đoạn 1, trong hệ nhất 43 mg/l ngày nuôi 151. Do trước đó thu thống có xu thế giảm dần theo chu kỳ nuôi. hoạch triệt để lượng bùn tích lũy trong hệ thống Nguyên nhân tạo ra độ trong thấp chủ yếu là lắng bùn, quá trình khử nitrate yếu dẫn tới quá TSS cao, màu lignin từ thức ăn tích lũy trong trình nitrate hóa làm giảm mạnh độ kiềm trong nước và mật độ vi tảo. Ngày nuôi 16-17 độ hệ thống. Giai đoạn 2 độ kiềm có biên độ dao trong giảm thấp do sự phát triển mạnh mẽ của vi động lớn do thực hiện việc thu hoạch bùn và thay tảo. Tuy nhiên mật độ vi tảo chỉ xuất hiện ở giai nước. Giai đoạn 3, độ kiềm có xu thế tăng lên do đoạn nuôi ban đầu, giai đoạn cuối tảo không quá trình khử nitrate xảy ra mạnh mẽ. Quá trình đóng vai trò lớn quyết định độ đục của nước. nitrate hóa diễn ra yếu do việc tiến hành thay Cuối giai đoạn 1 độ trong giảm dần cho hàm nước làm giảm hàm lượng NH3, tiêu tốn ít độ lượng TSS tăng cao trong ao nuôi. Giai đoạn 2, kiềm. Việc thay nước thay hàng ngày và lượng độ trong của nước thay đổi đột ngột sau khi tiến thức ăn giảm làm độ kiềm có xu thế giảm về gần hành thay nước do hàm lượng TSS thấp16,5 giá trị độ kiềm của nước cấp. Nghiên cứu cho TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 59
  8. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 thấy khử 1 mole ammonia tiêu tốn lượng kiềm trong giai đoạn 3 cũng góp phần giải phóng dưới dạng HCO3 1,98 mole (Timmons, 2002). thêm lượng ammonia. Do quá trình khử nitrate sinh OH-, chính sản Nitrite nitrogen trực tiếp ảnh hưởng đến phẩm phụ này cân bằng pH trong ao nuôi RAS sức khỏe của cá nuôi, là một sản phẩm trong kết hợp với bể xử lý bùn. Chính vì thế trong thí quá trình hoạt động của hệ thống biofilter. Giai nghiệm này chi phí tiêu tốn lượng vôi tăng độ đoạn 1, nitrite tăng cao trong 2 tuần đầu tiên, kiềm để khử ammonia và điều chỉnh rất thấp nguyên nhân do hàm lượng DO cung cấp cho hệ với thực tiễn 10 g CaCO3/kg cá. Khi so sánh với thống lọc thấp. Nitrite có xu thế tích lũy trong hệ thống RAS không kết hợp với bể xử lý khử RAS khi hàm lượng oxy thấp hạn chế chuyển nitrate tiêu tốn 250 g NaHCO3/kg cá sản xuất hóa nitrite thành nitrate của quá trình nitrate (Timmons, 2002). Với mô hình thực tiễn ứng hóa (Timmons,2002). Tăng cường hàm lượng dụng vôi thương mại CaCO3 và với lượng ít hơn DO trong hệ thống lọc là biện pháp chiến lược 25 lần về khối lượng và giảm chi phí khoảng trong việc giảm hàm lượng nitrite. Giai đoạn 2 200 lần theo giá trị. Rõ ràng chi phí nâng kiềm nitrite tích lũy chậm tuy nhiên có những thời cho RAS thấp trong thí nghiệm này và hữu ích điểm nitrite tăng cao đột ngột. Tại thời điểm cá cho sản xuất đại trà thực hiện mô hình ao lớn, bỏ ăn hàm lượng nitrite ghi nhận được 5,4 mg/l, đây là một bước tiến lớn trong sản xuất. thời điểm cá ăn lại hàm lượng nitrite < 3 mg/l. Ammonia tổng cộng trong hệ thống biến Nước cấp có hàm lượng nitrite thấp 0,02 mg/l động theo thời gian nuôi. Giai đoạn 1 ammonia nên việc thay nước là một giải pháp giải quyết tổng thể hiện không đáng kể. Lượng thức ăn tức thời khi hàm lượng nitrite cao. Việc quản ít, lượng phân thải và chất bài tiết ít dẫn đến lý nitrite trong hệ thống RAS đã có quy chuẩn lượng ammonia sinh ra thấp. Hệ thống lọc sinh đối với cá nuôi là sử dụng NaCl = 20 x nồng độ học hoạt động mạnh do hàm lượng DO cao làm nitrite trong ao hạn chế tính độc trực tiếp lên hệ giảm lượng ammonia sinh ra trong ao nuôi. Giai tuần hoàn máu của cá được áp dụng cho tất cả đoạn 2 hàm lượng tổng ammonia có biên độ dao các đối tượng cá nuôi. Giai đoạn 3, hàm lượng động lớn và thay đổi đột ngột. Hàm lượng tổng nitrite giảm dần do quá trình thay nước hàng ammonia ghi nhận được tại thời điểm cá bỏ ăn ngày và lượng nước thay lớn với hàm lượng là 34 mg/l, thời điểm cá ăn lại tổng ammonia nitrite trong nước cấp thấp. Đồng thời việc thay 22 mg/l với pH 7, nhiệt độ 31-32⁰C. Ghi nhận nước hàng ngày làm lượng DO trong hệ thống này mang ý nghĩa quan trọng trong quá trình lọc duy trì >4 mg/l cũng là yếu tố quyết định vận hành hệ thống. Trong giai đoạn này, R-TAN đến hiệu quả khử nitrite trong quá trình nitrate được xác định thấp 0,25g TAN/m2/ngày so với hóa của hệ thống lọc. tiêu chuẩn 0,5 – 1,5 gTAN/m2/ngày (Timmons, Nitrate nitrogenlà sản phẩm cuối cùng của 2002). Giai đoạn 3, hàm lượng tổng ammonia quá trình phản ứng nitrate hóa trong biofilter. tích lũy trong thời gian đầu. Khi thay nước hàng Nitrate nitrogen cũng là nguồn dinh dưỡng ngày và lượng nước thay tăng lên hàm lượng cho nhóm vi sinh vật yếm khí thực hiện quá ammonia trong ao nuôi giảm dần. Đồng thời trình khử nitrate tạo sản phẩm cuối cùng là khí việc thay nước hàng ngày cũng làm tăng hàm nitrogen. Thông thường nồng độ nitrate trong lượng oxy hòa tan, giảm TSS trong nước, tăng nước đối với loài cá da trơn ≥ 150 mg/l có thể cường khả năng khử ammonia của hệ thống lọc. ảnh hưởng đến tăng trưởng của cá nuôi (Eding Việc tăng cường thêm máy sục khí và đảo nước và ctv., 2006). Vai trò lớn của nitrate xuất hiện 60 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  9. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 cao trong hệ thống RAS + khử nitrate khống chế tảo. Từ ngày nuôi 148 đến ngày nuôi 165, tổng phát thải H2S và ứng dụng hệ thống khử nitrate lượng nước thay là 660 m3, chiếm 116% thể tích để tiêu hủy carbon hữu cơ trong bùn và giảm hệ thống nuôi và hàm lượng PO4-P tích lũy cao nitrate mang lại sự cân bằng nitrate trong hệ nhất 9,6 mg/l. Việc thay nước thường xuyên sẽ thống. Giai đoạn 1 hàm lượng nitrate tích lũy làm chậm lại quá trình tích lũy PO4-P trong ao trong ao do quá trình nitrate hóa tại hệ thống nuôi.Giai đoạn 3, từ ngày nuôi 181 – 200 vẫn có lọc và giảm đi do quá trình khử nitrate tại hệ sự tích lũy PO4-P do thay nước không thường thống lắng bùn. Quá trình nitrate hóa xảy ra tích xuyên và lượng nước thay ít, từ 30% - 116%. lũy nitrate cao hơn so với quá trình nitrate hóa Sau đó hàm lượng PO4-P giảm dần do tiến hành giảm đi. Hàm lượng nitrate tăng lên rồi giảm thay nước hàng ngày và lượng nước thay tăng xuống nhưng vẫn có xu thế tăng lên. Giai đoạn lên từ 116% - 340%. Xét về nồng độ dao động 2 hàm lượng nitrate biến động nhiều do việc thu 0,01 - 9,6 mg/L không cao hơn so với ao nuôi hoạch bùn cũng như tiến hành thay nước với truyền thống dù ít thay nước hơn nhiều lần được hàm lượng nitrate 1,13 mg/l trong nước cấp. ghi nhận. Thu hoạch bùn một cách triệt để dẫn đến phản Tương tự, hàm lượng tổng phosphorus úng khử nitrate hóa xảy ra yếu, mất cân bằng ở giai đoạn 1 tích lũy nhưng không có biến cục bộ giữa hai quá trình nitrate hóa và khử động lớn trong ao nuôi hệ thống theo thời nitrate hóa. Giai đoạn 3, do thu hoạch bùn tại gian nuôi. Trong điều kiện yếm khí vi khuẩn hệ thống lắng làm mất cân bằng hai quá trình tác động đến các axit béo bay hơi có sẵn trong nitrate hóa và khử nitrate tiến hành thay 30-50% nước giải phóng phosphorus. Giai đoạn 2 diễn nước hàng ngày, nhưng hàm lượng nitrate vẫn ra nhiều cải tiến, lắp đặt trong hệ thống, thay tăng. Nguyên nhân do lượng thức ăn lớn, DO nước và thu hoạch bùn thường xuyên. Vì vậy cao khiến quá trình nitrate hóa diễn ra mạnh. trong giai đoạn 2, TP có nhiều biến động, tăng Sau đó hàm lượng nitrate có xu thế giảm dần do giảm đột ngột. Thu hoạch bùn khiến quá trình lượng nước thay hàng ngày tăng dần, từ 116% yếm khí giải phóng phosphorus tại ngăn lắng đến 225% và 340%. bùn diễn ra yếu nên sau khi thu hoạch bùn hàm Hàm lượng orthophosphorus biến thiên lượng TP trong ao nuôi tăng cao. Thay nước theo từng giai đoạn nuôi khác nhau. Giai đoạn làm giảm lượng chất hữu cơ, giảm TP trong 1, hàm lượng vi tảo giảm dần nên nhu cầu PO4-P nước ao nuôi. Đồng thời lượng bùn tích lũy cho quá trình quang hợp giảm dần. Lượng thức nhiều, điều kiện yếm khí tốt lượng phosphorus ăn tăng, lượng phân thải hàng ngày tăng, chất giải phóng tại ao lắng bùn cao là nguyên nhân hữu cơ bị phân hủy tăng và hệ thống không thay dẫn đến sự thụt giảm hàm lượng TP. Giai đoạn nước nên hàm lượng phosphate được tích lũy 3, TP giảm dần do tiến hành thay nước hàng trong nước cao dần trong quá trình nuôi. PO4-P ngày và lượng nước thay tăng dần, lượng chất sẽ được vi sinh vật tự dưỡng hấp thụ khi quá hữu cơ giảm, phosphorus được xả trôi ra ngoài trình hiếu khí xảy ra mạnh. Giai đoạn 2, hàm môi trường ao nuôi. Nguồn nước cấp với hàm lượng PO4-P có xu thế giảm dần sau những ngày lượng TP thấp chiếm 1,6% so với 96,7% sinh thay nước liên tục vì hàm lượng PO4-P trong ra từ thức ăn làm giảm hàm lượng TP trong nước cấp là 0,03mg/l. Từ cuối giai đoạn 1 hàm nước ao nuôi. lượng vi tảo xuống thấp và có thể bỏ qua sự Việc xác định hàm lượng COD và BOD5 hấp thu PO4-P cho quá trình quang hợp của vi trong hệ thống RAS nhằm đánh giá khả năng TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 61
  10. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 và mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước. Việc thay nước thường xuyên và tăng vận tốc Khi so sánh với ao nuôi truyền thống (Nguyễn bơm bùn làm BOD5 giảm dần. Giai đoạn 3, Nhứt, 2014) thì hàm lượng những yếu tố này việc thay nước hàng ngày và lượng nước thay tương đương dù không thay nước nhưng nhờ tăng dần là nguyên nhân chính lượng chất hữu sự giúp đỡ của hệ thống lọc sinh học thực hiện cơ trong ao giảm mạnh dẫn đến BOD5 giảm quá trình khoáng hóa nitrogen và khử carbon dần trong ao. hữu cơ theo hai cơ chế oxy hóa trực tiếp và V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT quá trình hấp thụ của vi sinh vật. Giai đoạn 1, hàm lượng COD có xu thế tăng dần trong 5.1. Kết luận ao nuôi. Theo thời gian nuôi, lượng thức ăn Chất lượng nước trong ao nuôi hệ thống tuần và lượng phân bài tiết tăng đồng thời không hoàn bảo đảm cho sự sinh trưởng và phát triển thay nước nên hàm lượng COD trong ao nuôi của cá tra nuôi thương phẩm. Tuy nhiên, sự biến có xu thế tích lũy tăng dần.Giai đoạn 2, hàm thiên theo từng giai đoạn nuôi không ổn định. lượng COD cao nhất trong chu kỳ nuôi 33,7 Lượng ô nhiễm nitrogen và phosphorus thải ra mg/l. Biện pháp khắc phục là thay nước nhằm từ hệ thống ao nuôi tuần hoàn không đáng kể. Sự giảm lượng chất hữu cơ trong ao nuôi. Đồng thành công của mô hình sẽ mở ra cho nghề nuôi thời tăng vận tốc bơm bùn nhằm lắng đọng các cá tra một công nghệ nuôi mới hạn chế thay nước hợp chất hữu cơ tại hệ thống xử lý bùn. Giai và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. đoạn 3, thay nước hàng ngày và lượng nước 5.2. Đề xuất thay tăng dần khiến hàm lượng COD giảm Để cải thiện và ổn định chất lượng nước dần. COD nước cấp 5,9 mg/l, thấp hơn nhiều ở các giai đoạn cuối trong hệ thống nuôi tuần so với COD ao nuôi. Nhìn chung hàm lượng hoàn cần phải có giải pháp cung cấp và duy trì COD trong hệ thống thích hợp trong cho cá tra nồng độ oxy hòa tan cho hệ thống lọc biofilter thương phẩm phát triển. Chỉ số BOD5 chỉ ra thích hợp hơn. Xây dựng và ứng dụng ao nuôi lượng oxy mà vi sinh vật tiêu thụ trong phản tuần hoàn ở mô hình sản xuất thực tiễn. ứng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước. Giai đoạn 1 không thay nước nên lượng chất hữu LỜI CẢM ƠN cơ tích lũy trong ao nuôi. Càng về cuối giai Hoàn thành nghiên cứu này, chúng tôi nhận đoạn 1 khi lượng thức ăn tăng lên, hàm lượng được sự tài trợ từ Bộ Nông nghiệp & Phát triển BOD5 tăng lên một cách nhanh chóng. Giai Nông thôn, sự giúp đỡ từ Viện Nghiên cứu đoạn 2, từ ngày nuôi 91 – 122 tiến hành thay Nuôi trồng Thủy sản 2 cùng các chuyên gia của nước 30-50% nhưng không thường xuyên nên trường Đại học Wageningen- Hà Lan. Nhân đây, BOD5 tiếp tục tăng trong ao nuôi. Đỉnh điểm cho phép chúng tôi gởi lời cảm ơn chân thành BOD5 cao nhất 45,73 mg/l tại ngày nuôi 108. đến sự giúp đỡ quý báu đó. 62 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
  11. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO recirculating aquaculture: A review. Aquaculture Engineering, 34: 234-260. Tài liệu tiếng Việt Phan, L.T., Bui, M.T., Nguyen, T.T.T., Googley, G.J., Nguyễn Nhứt, Lê Ngọc Hạnh, Nguyễn Văn Hảo, 2013. Ingram, B.A., Nguyen, H.V, Nguyen, P.t., De Silva, Ước tính phát thải của ao nuôi cá (Pangasianodon S.S., 2009. Current status of farming practices of hypophthalmus) thâm canh ở Đồng bằng sông Cửu striped catfish, Pangasianodon hypophthalmus in Long. Tạp chí nghề cá sông Cửu Long số 1, trang Mekong Delta, Vietnam. Aquaculture 296, 227– 20-29. 236. Nguyễn Nhứt, Nguyễn Văn Hảo, Nguyễn Hồng Quân, FAO, Globefish Reports - Pangasius - March 2015, Lê Ngọc Hạnh, Nguyễn Văn Huỳnh, Johan Ver- pp.1. reth , Marc Vedergem , Roel Bosma, 2014. Báo Timmons, M.B., Ebeling, J.M., Wheaton, F.W., cáo tổng kết kết quả khoa học công nghệ đề tài summerfelt, S.T., Vinci, B.J., 2002. Recirculating ”Nghiên cứu xây dựng công nghệ nuôi cá tra aquaculture systems, 2nd edition. NRAC (Pangasianodon hypophalmus) thâm canh bằng Publication, vol01-02. hệ thống tuần hoàn đảm bảo an toàn sinh học và Thierry, J., 2011. Design and performance of không gây ô nhiễm môi trường, trang 76-79. recirculating aquaculture system. Thesis of master Tài liệu tiếng Anh degree in Wageningen University. Eding, E.H., Kamstra, A., Verreth, J.A.J., Huisman, Marc, V., 2011. Recirculating aquaculture system E.A., and Klapwijk, A., 2006. Design and lecture note in Wageningen university, the operation of nitrifying trickling filters in Netherlands, pp. 5-14. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 63
  12. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 EVALUATING WATER QUALITY IN OUTDOOR PILOT RECIRCULATING AQUACULTURE SYSTEM FOR INTENSIVE STRIPED CATFISH (Pangasianodon hypophthalmus) CULTURE Nguyen Hong Quan1*, Nguyen Nhut1, Nguyen Van Huynh1, Le Ngoc Hanh1, Nguyen Van Hao2 ABSTRACT The aims of this study are monitoring and evaluation of water quality dynamic in an outdoor re- circulating aquaculture system (RAS) for striped catfish culture. The RAS comprises a biofilter, a septic tank and fish pond, which locate in one pond. Using airlift system provides oxygen and water pumping in experiment. Stocking density was 133 inds/m2 with average of 16.1 g/ind during 260 days of culture. The commercial standard feed was used for experiment with protein 28 -30%. After 260 days of culture, fish reached market size and acceptable export quality. The average of market size was 810g/ind, survival rate of 81% and feed conversion rate around 1.6. Water quality in ponds throughout the production cycle is stable and suitable for fish. Estimated water consump- tion was about 600 l/kg fish produced, which was 7-9 times lower than that of traditional pond. The waste production as discharged nitrogen and phosphorus was about 7-10 times lower than that of traditional pond. This successful model will createa new culture model for striped catfish industry in Mekong delta, which reduces water exchange and environment pollution. Keywords: striped catfish, environment, water, RAS, airlift. Người phản biện: Ths. Nguyễn Đinh Hùng Ngày nhận bài: 29/5/2015 Ngày thông qua phản biện: 10/6/2015 Ngày duyệt đăng: 15/6/2015 1 Division of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No 2. * Email: nguyenquan120786@yahoo.com 2 Research Institute for Aquaculture No 2. 64 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
nguon tai.lieu . vn
Nông nghiệp Ngư nghiệp Lâm nghiệp Sinh học Hoá học Ngôn ngữ học Ngân hàng - Tín dụng