Xem mẫu
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC
CẤP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BẰNG PLASMA LẠNH
Phạm Thị Tuyết Ngân1, Nguyễn Hoàng Nhật Uyên1,
Trần Trung Giang1, Nguyễn Văn Dũng2, Đặng Huỳnh Giao2
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đáng giá khả năng cải thiện chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của công nghệ
plasma lạnh. Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm được thực hiện trên bể nước ngọt (thí nghiệm 1), nước lợ (thí nghiệm 2)
và bể nuôi cá lóc thâm canh (thí nghiệm 3), mỗi thí nghiệm gồm 2 nghiệm thức lặp lại 3 lần. Mẫu nước được thu
trước và sau khi xử lý định kỳ hàng ngày và theo dõi trong vòng 7 ngày để đánh giá chất lượng nước. Kết quả cho
thấy tất cả các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước ở các thí nghiệm đều nằm ở ngưỡng thích hợp cho nuôi trồng
thủy sản. Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước, pH và DO. Ở thí nghiệm 1, plasma lạnh làm giảm COD,
TAN và TSS trong khi đó làm tăng NO2. Đối với thí nghiệm 2 và 3, plasma lạnh tăng TAN và NO2. Ngoài ra, plasma
lạnh còn làm giảm đáng kể mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở tất cả các thí nghiệm (P < 0,05).
Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli được ghi nhận luôn ở mức < 10 cfu/mL. Điều này cho thấy công nghệ
plasma lạnh có tiềm năng sử dụng trong việc cải thiện chất lượng nước và đặc biệt là khả năng xử lý tốt các mầm
bệnh vi sinh trong môi trường nước.
Từ khóa: Plasma lạnh, chỉ tiêu chất lượng môi trường nước, mật độ vi khuẩn
I. ĐẶT VẤN ĐỀ (Grinevich et al., 2011, Kuraica et al., 2006; Majeed
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gồm 13 tỉnh et al., 2012; Rong et al., 2014). Tuy nhiên, việc nghiên
và thành phố với tổng dân số gần 18 triệu người. cứu tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước
Hiện nay, tỷ lệ dân cư nông thôn được sử dụng nước nuôi trồng thủy sản vẫn chưa được thực hiện tại
đạt tiêu chuẩn còn ở mức thấp (Đoàn Thu Hà, 2013). nước ta. Do đó, nghiên cứu này tiến hành khảo sát
Bên cạnh đó, ĐBSCL là vùng trọng điểm của cả tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước cũng
nước về sản xuất nông nghiệp và thủy sản, các hoạt như vi sinh trong nước.
động nuôi trồng thủy sản hiện nay phát triển một
cách ồ ạt, thiếu kiểm soát, chủ yếu là các vùng nuôi II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
nhỏ lẻ. Theo khảo sát của Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh 2.1. Vật liệu nghiên cứu
Chung (2009) thì có khoảng 59,8% số hộ không xử Mẫu nước từ ao nuôi cá lóc và ao nuôi tôm thẻ
lý nước trước khi cấp vào bể nuôi cá lóc, đây chính (độ mặn 0‰ và 5‰) được sử dụng để thực hiện thí
là điều kiện để cho mầm bệnh phát triển và lây lan. nghiệm. Mô hình xử lý nước cấp nuôi trồng thủy
Tuy nhiên, do không có hệ thống xử lý nước đi kèm sản bằng công nghệ plasma lạnh với công suất xử lý
nên trong quá trình nuôi trồng thủy sản dễ bị nhiễm 3 m3/12 h (Hình 1). Mô hình này hoạt động như sau:
bệnh dẫn đến tỉ lệ hao hụt tăng và giảm quá trình đầu tiên, nước cần xử lý được bơm từ bể đầu vào qua
tăng trưởng của động vật thủy sản. Do đó, việc tìm bể lắng đứng. Nước từ bể lắng đứng chảy vào cột lọc
ra giải pháp hữu hiệu để xử lý nước cấp nuôi trồng thô do chênh lệch cột áp. Cột lọc thô chứa cát thạch
thủy sản với chi phí hợp lý và thân thiện môi trường anh có đường kính hạt 0,8 ÷ 1 mm dùng để lọc bớt
đang là một vấn đề cấp thiết hiện nay. các phù sa/cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng
Có nhiều phương pháp xử lý nước cung cấp đứng. Sau khi qua cột lọc thô, nước vào bể chứa 1.
cho nuôi trồng thủy sản. Mỗi phương pháp có ưu, Từ bể chứa 1, nước được bơm vào các cột xử lý
nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong plasma với lưu lượng 2 lít/phút. Tại cột xử lý, plasma
những năm gần đây, công nghệ plasma lạnh đã được lạnh được tạo ra do hiện tượng phóng điện ở điện
nghiên cứu để xử lý nước. Do tác động tổng hợp của áp cao. Plasma tác động vào nước cần xử lý nhờ vào
ozone, UV và các thành phần ôxy hóa khác mà công ozone, tia cực tím và điện tử năng lượng cao. Nhờ
nghệ xử lý nước bằng plasma lạnh có hiệu quả cao vào tác động tổng hợp của các thành phần này mà
hơn hẳn so với các phương pháp truyền thống như plasma có khả năng diệt khuẩn, mầm bệnh và các
clorine, ozone, UV và vi sinh. Ngoài khả năng diệt chất hữu cơ độc hại trong nước. Nước sau khi xử lý
khuẩn, plasma còn có khả năng diệt tảo và phân rã được lưu trong bình chứa khoảng 30 phút để phân rã
các chất độc hại như thuốc trừ sâu và bảo vệ thực vật hoàn toàn dư lượng ozone.
1
Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ; 2 Khoa Công nghệ, Đại học Cần Thơ
108
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Bể lắng
Cột lọc
Bể đầu thô
Tủ chứa
vào cụm xử lý Bể
Bể chứa 2
chứa 1
Hình 1. Mô hình thí nghiệm xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng plasma lạnh (3 m3/12 h)
2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.2. Phương pháp phân tích mẫu
2.2.1. Bố trí thí nghiệm Mẫu nước được thu cách mặt nước khoảng 20
Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm: thí nghiệm đánh - 30 cm. Các chỉ tiêu môi trường như nhiệt độ, pH
giá tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước và và DO được đo bằng máy trực tiếp; hàm lượng TSS,
mật độ vi sinh vật bể nước ngọt (thí nghiệm 1), bể TAN, NO2 và COD được phân tích theo phương
nước lợ (thí nghiệm 2) và bể cá lóc (thí nghiệm 3). pháp chuẩn (APHA, 1995).
Nguồn nước bố trí của thí nghiệm 1 được lấy từ Mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp., Aeromonas
ao nuôi cá lóc (độ mặn 0‰), nguồn nước của thí spp. và Escherichia coli được xác định bằng phương
nghiệm 2 (độ mặn 5‰) được lấy từ ao nuôi tôm thẻ pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch của Baumann et
chân trắng. Cả 2 thí nghiệm đều được bố trí ngẫu
al. (1980).
nhiên trên các bể nhựa 500 lít gồm 2 nghiệm thức
với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng (không xử 2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu
lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm thức xử lý Số liệu được tính giá trị trung bình và độ lệch
(nước được xử lý bằng plasma lạnh). Hệ thống bể chuẩn bằng chương trình Excel. Sự khác biệt giữa
thử nghiệm được bố trí trong trại có mái che, được các nghiệm thức được kiểm tra bằng phép thử
lắp sục khí liên tục và không thay nước trong suốt
Independent T-test ở mức ý nghĩa 95% với phần
quá trình thử nghiệm.
mềm SPSS 16.0.
Thí nghiệm 3 được bố trí ngẫu nhiên gồm 2
nghiệm thức với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
(không xử lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng
thức xử lý (nước được xử lý bằng plasma lạnh). Các 6 năm 2018, mẫu nước được thu và phân tích tại Bộ
nghiệm thức được bố trí trên bể nổi làm bằng bạt môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Đại
HDPE diện tích là 15 m2 và được bố trí ngoài trời. học Cần Thơ.
Sau khi nước được cấp vào các bể thí nghiệm thì thả
cá lóc giống trực tiếp vào nuôi ở ngày thứ 2. Kích cỡ III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
cá giống là 5 - 6 g, thả với mật độ 100 con/m2.
Nguồn nước sau khi cung cấp vào hệ thống sẽ 3.1. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước
được thu mẫu nhằm đánh giá mật độ sinh vật và và mật độ vi sinh vật bể nước ngọt
chất lượng nước ban đầu. Sau khi hệ thống plasma 3.1.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
được bật để xử lý nước, mẫu nước được tiếp tục theo
Kết quả theo dõi nhiệt độ nước của hai nghiệm
dõi định kỳ hàng ngày trong vòng 7 ngày để đánh
giá hiệu quả xử lý nước của plasma lạnh. Các chỉ thức biến động theo nhiệt độ của môi trường bên
tiêu đánh giá mật độ sinh vật và chất lượng nước bao ngoài. Nhiệt độ trung bình ở cả hai nghiệm thức ở
gồm mật độ tổng vi khuẩn; Bacillus spp.; Aeromonas mức 28,3oC. Nhiệt độ và pH giữa hai nghiệm thức có
spp., E. coli, giá trị pH, nhiệt độ, hàm lượng oxy hòa sự khác biệt không đáng kể (P > 0,05) và thích hợp
tan (DO), tổng vật chất lơ lửng (TSS), tiêu hao oxy cho sự phát triển của đối tượng nuôi thủy sản nhiệt
hóa học (COD), tổng đạm amonia (TAN) và hàm đới. Điều này cho thấy plasma lạnh không tác động
lượng nitrite (NO2). lên nhiệt độ và pH của nước sau khi xử lý.
109
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Hình 2A cho thấy hàm lượng oxy hòa tan (DO) 4,2 mg/L. Sau khi xử lý plasma lạnh, vật chất hữu cơ
trong cả hai nghiệm thức ổn định và không khác bị phân hủy dẫn đến hàm lượng COD giảm thấp.
biệt nhiều trong suốt thời gian thí nghiệm. Hàm Như vậy, việc sử dụng hệ thống xử lý plasma lạnh
lượng DO ở các bể luôn ở mức trung bình khá cao, trong nước nuôi trồng thủy sản đã góp phần giảm
dao động từ 4,2 đến 5,8 mg/L, thích hợp cho nhiều ô nhiễm môi trường nước. Tương tự nghiên cứu
đối tượng nuôi thủy sản. Trong khi đó hàm lượng của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) thì
tiêu hao oxy hóa học (COD) có sự khác biệt giữa hàm lượng COD của nước sau khi xử lý bằng công
hai nghiệm thức từ ngày thứ 3 sau khi xử lý. Hàm nghệ plasma giảm đến 90,4%. Nghiên cứu khác của
lượng COD ở ao xử lý thấp và khác biệt có ý nghĩa Majeed và cộng tác viên (2012) thì hệ thống xử lý
thống kê so với ao đối chứng (P < 0,05) (Hình 2B). nước thải bằng công nghệ plasma có thể làm giảm
Hàm lượng COD nghiệm thức đối chứng dao động lượng COD trong nước đến 30% sau khi xử lý.
từ 4,7 đến 6,6 mg/L, ở nghiệm thức xử lý là 3,3 đến
A B
Hình 2. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể nước ngọt
Hàm lượng TAN (Hình 3A) ở cả hai nghiệm thức Hàm lượng vật chất hữu cơ lơ lửng (TSS) (Hình
tương đối thấp và có xu hướng giảm dần về cuối thí 3C) ở hai nghiệm thức giảm mạnh trong 2 ngày đầu
nghiệm. Hàm lượng TAN không có sự khác biệt sau khi xử lý, đặc biệt ở nghiệm thức xử lý plasma
thống kê giữa hai nghiệm thức cho đến ngày thứ 4 và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (P
sau khi xử lý. Từ ngày thứ 4 đến cuối thí nghiệm, < 0,05). Kết quả này cho thấy việc xử lý nước bằng
hàm lượng TAN ở nghiệm thức xử lý giảm nhanh hệ thống plasma lạnh đã làm giảm hàm lượng TSS
còn 0,14 mg/L ở cuối thí nghiệm, và khác biệt thống
trong nước. Kết quả nghiên cứu phù hợp với kết quả
kê so với đối chứng (P < 0,05). Hàm lượng TAN ở
của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) khi
nghiệm thức xử lý thấp hơn là do việc xử lý nước
nước được xử lý bằng hệ thống plasma làm giảm
bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng đến
việc chuyển hóa nitơ trong nước làm cho hàm lượng hàm lượng TSS đến 80,3%.
TAN giảm thấp. 3.1.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh
Trong khi đó, hàm lượng NO2 (Hình 3B) có sự Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 4A), Bacillus spp.
khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức đối (Hình 4B) và Aeromonas spp. (Hình 4C) ở nghiệm
chứng và xử lý (P < 0,05). Hàm lượng NO2 ở nghiệm thức xử lý luôn thấp hơn đáng kể so với đối chứng,
thức xử lý giảm thấp ở ngày đầu tiên còn 0,06 mg/L
mật độ vi khuẩn giảm mạnh từ 1 đến 2 ngày sau khi
so với ban đầu bố trí thí nghiệm là 0,25 mg/L. Tuy
xử lý bằng plasma lạnh và biến động nhẹ đến cuối thí
nhiên, sang ngày thứ 2 thì lượng NO2 tăng cao đến
khi kết thúc thí nghiệm, điều này cho thấy việc xử lý nghiệm. Mật độ E. coli ở tất cả các bể dưới 10 cfu/mL.
nước bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng Kết quả cho thấy công nghệ plasma lạnh có khả năng
đến chuyển hóa NO2 trong nước. Nguyễn Văn Dũng diệt khuẩn nhanh và hiệu quả đối với hầu hết tất cả
(2015) đã báo cáo về việc xử lý nước bằng hệ thống các loài vi sinh vật, và ngay cả đối với nhóm vi khuẩn
plasma lạnh sẽ làm tăng rất mạnh hàm lượng nitrate có Gram dương có vách tế bào dày và có khả năng
và nitrite của nước sau xử lý do hiện tượng phóng hình thành bào tử như Bacillus spp.
điện màng chắn trong môi trường không khí ẩm.
110
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
A B
C
Hình 3. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước ngọt
A B
C
Hình 4. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể nước ngọt
111
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
3.2. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước thống kê giữa hai nghiệm thức. Giá trị pH ở đối
và mật độ vi sinh vật bể nước lợ chứng tăng cao hơn so với nghiệm thức xử lý. Kết
quả còn cho thấy hàm lượng DO (Hình 5A) và COD
3.2.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
(Hình 5B) ở cả hai nghiệm thức đều có xu hướng
Nhiệt độ nước của hai nghiệm thức không có sự giảm. COD dao động trong khoảng từ 5,5 đến 8,2
khác biệt đáng kể, nằm trong khoảng từ 25,5oC đến mg/L thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. COD sau
29oC, trong ngưỡng nhiệt độ của các loài động vật khi xử lý bằng hệ thống plasma lạnh giảm từ 6,9 còn
thủy sản. Trong khi đó chỉ số pH có sự khác biệt 4,7 mg/L ở ngày thứ nhất và tăng nhẹ từ ngày thứ 3.
A B
Hình 5. Biến động hàm lượng DO (A) và COD (B) trong bể nước lợ
Kết quả theo dõi hàm lượng TAN trong nước mạnh. Dựa vào kết quả phân tích mật độ và thành
của hai nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê phần các loài tảo (không trình bày số liệu trong bài)
(P < 0,05) (Hình 6A). Đối với nghiệm thức xử lý, hàm cho thấy hàm lượng TAN trong nước giảm ở hai
lượng TAN trung bình sau khi xử lý ít bị biến động và nghiệm thức về cuối thí nghiệm một phần là do thực
giữ ở mức ổn định đến ngày thứ 6 thì bắt đầu giảm vật phù du đã sử dụng TAN làm nguồn dinh dưỡng.
A B
C
Hình 6. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước lợ
112
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Hàm lượng NO2 (Hình 6B) khi bắt đầu theo hai nghiệm thức cũng như ít biến động trong suốt
dõi là 0,24 mg/L và tăng dần ở cả hai nghiệm thức. thời gian thí nghiệm (Hình 6C), giá trị trung bình
Nghiệm thức đối chứng có hàm lượng NO2 biến khoảng 22,9 mg/L.
động ở mức thấp (từ 0,09 đến 0,77 mg/L). Trong 3.2.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh
khi đó, hàm lượng NO2 ở nghiệm thức xử lý tăng Tương tự kết quả thí nghiệm 1, mật độ tổng
mạnh ngay từ ngày thứ nhất và đạt giá trị cao nhất vi khuẩn (Hình 7A), Bacillus spp. (Hình 7B),
(1,61 mg/L) ở ngày thứ 6 sau khi xử lý bằng plasma Aeromonas spp. (Hình 7C) và E. coli ở các bể xử lý
lạnh, khác biệt thống kê so với đối chứng (P < 0,05). luôn thấp hơn đáng kể so với bể đối chứng.
Hàm lượng TSS không có sự khác biệt nhiều giữa
A B
C
Hình 7. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. trong bể nước lợ
3.3. Ảnh hưởng của plasma lạnh đến mật độ vi Nồng độ oxy hòa tan DO (Hình 8A) ở cả hai
sinh vật và chất lượng nước trong bể nuôi cá lóc nghiệm thức giảm dần trong suốt thời gian thí
nghiệm đặc biệt giảm mạnh ở nghiệm thức xử lý. Sự
3.3.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
sụt giảm nồng độ DO diễn ra là do yêu cầu oxy cho
Nhiệt độ và giá trị pH của nước các bể nuôi cá lóc hoạt động hô hấp của cá ngày càng tăng trong giai
ít biến động trong suốt quá trình thí nghiệm, và cũng đoạn thí nghiệm. Trong khi đó, hàm lượng COD
không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức (Hình 8B) ở nghiệm thức xử lý thấp hơn đáng kể so
(P > 0,05). Nhiệt độ dao động từ 26oC đến 28,2oC, với đối chứng (P < 0,05), hàm lượng COD nghiệm
giá trị pH từ 6,6 đến 7,2. Theo Pillay (1990), nhiệt thức xử lý giảm mạnh từ 43,8 xuống còn 12,4 mg/L
độ tối ưu cho sự tăng trưởng và phát triển của cá lóc ở thời điểm kết thúc thí nghiệm. Hàm lượng COD
từ 25 - 35oC. Courtenay và cộng tác viên (2004) cho ở các bể thí nghiệm khá cao nhưng vẫn nằm trong
rằng cá lóc có thể sống trong khoảng pH thấp 4 - 5 ngưỡng cho phép trong nuôi trồng thủy sản và có
và khoảng thích hợp 6,5 - 8,5. Do đó, khoảng nhiệt xu hướng tăng nhẹ vì hàm lượng TSS và hàm lượng
độ và pH của thí nghiệm nằm ở điều kiện tối ưu cho chất hữu cơ ngày càng tăng trong môi trường bể
sự phát triển của cá lóc. nuôi cá.
113
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
A B
Hình 8. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể cá lóc
Tổng lượng đạm amôn TAN (Hình 9A) của cả giới hạn cho phép từ 0,014 - 0,093 mg/L. Nghiệm
hai nghiệm thức tăng dần trong suốt quá trình thí thức xử lý có xu hướng giảm còn bể đối chứng thì
nghiệm do các chất hữu cơ, chất thải, thức ăn dư ngược lại. Qua đó cho thấy bể xử lý bằng hệ thống
thừa, cặn bã tích tụ ngày càng nhiều trong bể nuôi plasma lạnh có hàm lượng NO2 giảm thích hợp cho
cá. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hàm lượng hệ thống nuôi thâm canh cá lóc trong bể bạt.
NO2 (Hình 9B) ở cả 2 nghiệm thức đều nằm trong
A B
C
Hình 9. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể cá lóc
3.3.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh (Nguyễn Hữu Thọ, 2001). Trong khi đó, mật độ
Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 10A) và Aeromonas Bacillus spp. (Hình 10B) ở cả hai nghiệm thức lại
spp. (Hình 10C) ở tất cả nghiệm thức có khuynh giảm nhẹ. Điều đáng lưu ý là mật độ tổng vi khuẩn,
hướng tăng dần trong suốt thời gian thí nghiệm Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở nghiệm thức xử
do quá trình tích lũy vật chất hữu cơ là môi trường lý sụt giảm mạnh sau 1 ngày nước được xử lý bằng
thuận lợi cho tất cả các loài vi sinh vật phát triển plasma lạnh, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối
114
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
chứng (P < 0,05) mặc dù có khuynh hướng tăng dần để xử lý nước đã làm cho mật độ vi sinh vật trong
trở lại từ ngày thứ 3 trở về cuối thí nghiệm. Mật độ nước giảm đáng kể do đó thích hợp cho việc nuôi
tổng vi khuẩn giảm từ 6,7 ˟ 103 CFU/mL còn 5,67 ˟ trồng thủy sản. Tuy nhiên, phương pháp xử lý nước
102 cfu/mL, trong khi đó hầu như không phát hiện bằng plasma lạnh với công suất hiện tại và chỉ xử lý
được Aeromonas spp. (mật độ < 10 cfu/mL) ở ngày nước ở giai đoạn cấp nước vẫn chưa phát huy hết
đầu tiên sau khi xử lý nước. Theo Anderson (1993), hiệu quả trong bể nuôi cá lóc khi quá trình tích lũy
mật độ tổng vi khuẩn trong nước sạch là ít hơn 103 vật chất hữu cơ ngày càng tăng trong suốt thời gian
và trong nước bẩn là nhiều hơn 107 cfu/mL. Từ kết thí nghiệm.
quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng plasma lạnh
A
C
Hình 10. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể cá lóc
IV. KẾT LUẬN Plasma lạnh có khả năng diệt khuẩn (tổng vi
Các yếu tố môi trường nước như nhiệt độ, giá trị khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp.).
pH, hàm lượng oxy hòa tan (DO), tiêu hao oxy hóa Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli
học (COD), tổng đạm amonia (TAN), hàm lượng được ghi nhận chỉ ở mức < 10 cfu/mL qua các đợt
nitrite (NO2) và tổng vật chất lơ lửng (TSS) của các thu mẫu.
bể thí nghiệm nằm trong ngưỡng thích hợp cho nuôi
TÀI LIỆU THAM KHẢO
trồng thủy sản.
Nguyễn Văn Dũng, 2015, Nghiên cứu ứng dụng công
Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước, nghệ plasma lạnh trong xử lý nước: tổng hợp tài liệu.
pH và hàm lượng DO nhưng làm giảm COD trong Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 36, trang
nước ngọt và tăng COD trong nước lợ. 106-111.
TAN và TSS giảm sau khi được xử lý bằng plasma Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng, 2015. Thiết kế và
chế tạo hệ thống xử lý nước uống đóng chai công
lạnh trong bể nước ngọt nhưng tăng trong bể thực
suất 07 m3/ngày bằng công nghệ lọc trao đổi ion và
nghiệm nuôi cá lóc. Plasma. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, Trường
Plasma lạnh làm tăng hàm lượng NO2 trong nước. Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
115
- Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Đoàn Thu Hà, 2013. Đánh giá hiện trạng cấp nước nông Courtenay, W.R., Jr., J.D. Williams., R. Britz,
thôn vùng đồng bằng sông Cửu Long và đề xuất giải M.N. Yamamoto., P.V. Loiselle, 2004. Identity
pháp phát triển. Tạp chí Khoa học thủy lợi và Môi of Introduced Snakeheads (Pisces, Channidae)
trường, trang 43. in Hawaii and Madagascar, with comments on
Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh Chung, 2009. Khảo sát các Ecological concern. Bishop Museum Occasional
mô hình nuôi cá lóc (Channa micropeltes và Channa Papers, 77: 13.
striatus) ở Đồng bằng sông Cửu Long. Kỷ yếu Hội Grinevich V.I., E.Y. Kvitkova, N.A. Plastinia and
nghị khoa học thủy sản toàn quốc, Đại học Nông Lâm V.V. Rybkin, 2011. Application of dielectric barrier
TP HCM. 436-447. discharge for waste water purification. Plasma
Nguyễn Hữu Thọ, 2001, Biến động của sulfite, Chemistry and Plasma Process. 31: 573-583.W.S.A.
ammonia, nitrite, BOD, COD, chlo hữu cơ trong môi Kuraica, M. M., Obradović, B., Manojlović, D.,
trường nước ảnh hưởng đến khả năng xảy ra bệnh Ostojić, D. R., and Purić, J., 2006. Application of
đốm trắng, bệnh đàu vàng trên tôm nuôi ở Khánh coaxial dielectric barrier discharge for potable and
Hòa. Tạp chí Thủy sản, 43, Bộ Thủy sản-Trung tâm waste water treatment. Ind. Eng. Chem. Res, 45, 882-
Nghiên cứu thủy sản III, trang 5-15. 905.
Anderson, I., 1993. The veterinary approach to marine Majeed W.S.A., E. Karunakaran, C.A Biggs., W.B.
prawns. In: Aquaculture for veterinarians: fish Zinmmerman, 2012. Application of cascade
husbandry and medicine (Editor Brown L.): 271-296. dielectric barrier discharge plasma atomizers
APHA, 1995. Standard Methods for the Examination for waste water treatment. Proceeding of the 6th
of Water and Wastewater. 19th Edition, American InternationalConference on Environmental Science
Public Health Association Inc., New York. and Technology. American science press.
Baumann, P., L. Baumann, S.S. Bang, and M.J. Rong S.P., Y.B. Sun and Z.H. Zhao, 2014.
Woolkalis, 1980. Reevaluation of the taxonomy of Degradation of sulfadiazine antibiotics by
Vibrio, Beneckea, and Photobacterium: abolition of water falling film dielectric barrier discharge. Chinese
the genus Beneckea. Curr. Microbiol. 4:127-132. Chemical Letter. 25: 187-192.
Efficiency of cold plasma in aquaculture water treatment
Pham Thi Tuyet Ngan, Nguyen Hoang Nhat Uyen,
Tran Trung Giang, Nguyen Văn Dung, Dang Huynh Giao
Abstract
This study was conducted to evaluate ability of cold plasma technology for improving water quality. The study included
3 experiments with three replications: in fresh water tanks (experiment 1), in brackish water tanks (experiment 2)
and in intensive fish tanks (experiment 3). Water samples collected before and after water treatment by cold plasma
during 7-day experiment were analyzed to determine the efficiency of cold plasma in improving water quality. The
results showed that all water quality parameters in experiments were suitable for aquaculture. The cold plasma did
not affect water temperature, pH and DO. In experiment 1, the cold plasma decreased COD, TAN and TSS. However,
it was found that the cold plasma increased NO2. In experiments 2 and 3, the cold plasma increased TAN, and NO2.
In addition, the cold plasma has shown its ability in decreasing density of bacteria (total bacteria, Bacillus spp. and
Aeromonas spp.). Besides, the density of Escherichia coli in water was recorded under 10 cfu/mL. These results proved
that cold plasma has potential in improving water quality and removing bacterial pathogens in water.
Keywords: Cold plasma, water quality parameters, bacterial density
Ngày nhận bài: 19/7/2018 Người phản biện: PGS.TS. Ngô Thị Thu Thảo
Ngày phản biện: 25/7/2018 Ngày duyệt đăng: 15/8/2018
116
nguon tai.lieu . vn
