DIỄN BIẾN THÀNH PHẦN ĐẠM CỦA NƯỚC THẢI AO NUÔI THÂM CANH CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) TRONG ĐIỀU KIỆN THỦY CANH CỎ MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma)

- NƯỚC THẢI AO NUÔI THÂM CANH CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) TRONG ĐIỀU KIỆN THỦY CANH CỎ MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma) Lê Diễm Kiều 2 , Phạm Quốc Nguyên 1 , Trần Thị Huỳnh Như 1 và Ngô Thụy Diễm Trang 2.
- Đạm vô cơ hòa tan, đạm tổng, lân, cỏ mồm mỡ, sinh khối, nước thải thủy sản Keywords:.
- Cây mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) được trồng trong nước thải ao nuôi thâm canh cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) có nồng độ đạm vô cơ lần lượt là và 40 mg/L, tương ứng với lượng đạm vô cơ đã khảo sát được trong nước thải ao nuôi, nghiệm thức đối chứng nước thải ao nuôi cá tra không có thực vật.
- Cỏ mồm mỡ có khả năng giúp giảm NH 4 -N, NO 2 -N, NO 3 -N và TKN tương ứng 69,7-96,9.
- Ngoài ra, cỏ mồm mỡ còn giúp giảm TP và PO 4 -P với và so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm.
- Bên cạnh đó, sinh khối tươi và khô của mồm mỡ ở nồng độ đạm 30-40 mg/L cao hơn các nghiệm thức còn lại.
- Kết quả ghi nhận, ở nồng độ đạm hòa tan càng cao thì cỏ mồm mỡ có kinh khối càng cao và loại bỏ đạm, lân trong nước thải càng nhiều.
- Qua đó cho thấy, mồm mỡ có tiềm năng trong ứng dụng vào các hệ thống đất ngập nước để xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá tra có nồng độ đạm hòa tan 5-40 mg N/L..
- Trong 10 năm lại đây, diện tích nuôi cá tra cả nước đã tăng 5 lần.
- Diện tích cá tra năm 2013 đạt 795.000 ha trong đó 5.000 ha cá tra với sản lượng trên 1 triệu tấn (Tổng cục Thủy sản, 2014).
- Nồng độ các dạng đạm trong nước thải ao nuôi cá tra ở mức cao như TAN, NO 2 -N, NO 3 -N, TKN và TN tương ứng là 0,03-9,19 mg/L (Nguyễn Hữu Lộc, 2009.
- Khi lượng nước thải này được bơm trực tiếp ra sông, kênh rạch sẽ gây suy giảm chất lượng nước mặt và có thể là tác nhân làm lây lan bệnh dịch giữa các hệ thống nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi thâm canh cá tra nói riêng..
- Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) là thực vật thủy sinh sống được đến độ sâu hơn 2 m, có khả năng sinh trưởng và phát triển trong môi trường ô nhiễm cao với COD, tổng đạm và tổng lân lần lượt là .
- Khi sống trong môi trường nước thải hầm tự hoại có hàm lượng đạm tổng là 78,46 mg/L cây mồm mỡ hấp thu được 74,09% đạm tăng sinh khối nhanh (Bùi Trường Thọ, 2010).
- Qua đó cho thấy, cỏ mồm mỡ là loài thực vật thủy sinh có khả năng sinh trưởng, phát triển và hấp thu đạm trong môi trường có nồng độ đạm cao, do đó có thể ứng dụng vào các hệ thống xử lý nước thải ao nuôi cá tra kết hợp với thu sinh khối.
- Tuy nhiên, hiện nay có ít nghiên cứu về vấn đề này nhất là sự biến đổi của các dạng đạm trong nước thải ao nuôi thâm canh cá tra khi thủy canh cỏ mồm mỡ..
- 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Bố trí thí nghiệm.
- được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên gồm có 6 nghiệm thức:.
- Nghiệm thức đối chứng (ĐC): nước thải ao nuôi thâm canh cá tra (nồng độ N 1,487 mg/L).
- Nghiệm thức 1 (NT1): nước thải ao nuôi cá tra + 5 mg N/L (bổ sung 10,037 mg NH 4 NO 3 /L.
- mồm mỡ.
- Nghiệm thức 2 (NT2): nước thải ao nuôi cá tra + 10 mg N/L (bổ sung 24,323 mg NH 4 NO 3 /L.
- Nghiệm thức 3 (NT3): nước thải ao nuôi cá tra + 20 mg N/L (bổ sung 52,894 mg NH 4 NO 3 /L.
- Nghiệm thức 4 (NT4): nước thải ao nuôi cá tra + 30 mg N/L (bổ sung 81,466 mg NH 4 NO 3 /L)+.
- Nghiệm thức 5 (NT5): nước thải ao nuôi cá tra + 40 mg N/L (bổ sung 110,037 mg NH 4 NO 3 /L.
- mồm mỡ..
- Các nghiệm thức được lặp lại 3 lần, bố trí trong thùng nhựa kích thước dài x rộng x cao lần lượt là 60 x 40 x 24 cm (Bùi trường Thọ, 2010), chứa 45 L nước thải có bổ sung N theo từng nghiệm thức và được đặt ngoài trời.
- Phân tích hàm lượng các dạng đạm vô cơ NO 3 - N, NH 4 -N, NO 2 -N có trong nước thải ao nuôi thâm canh cá tra trước khi bố trí thí nghiệm.
- Dựa vào hàm lượng đạm vô cơ trong nước thải (1,487 mg/L) để bổ sung thêm lượng N vô cơ hòa tan (NH 4 NO 3 ) theo từng nghiệm thức sao cho đạt được nồng độ N là và 40 mg/L..
- Trọng lượng tươi mồm mỡ cho vào mỗi thùng là 0,36 kg/0,24 m 2 , với số cây dao động từ 12-13 cây/0,24 m 2 (vì theo Huỳnh Thị Thanh Trúc (2010) thì mật độ mồm mỡ 5 cây/0,1 m 2 khi xử lý nước thải hầm tự hoại thì thực vật sinh trưởng và hấp thu đạm và lân tốt).
- Cỏ mồm mỡ được bố trí ở các nghiệm thức tương đối đồng đều về trọng lượng tươi và kích cỡ (chiều cao cây khoảng 40 cm), cây không quá già cũng không quá non (là những chồi mới có một đốt thân), được dưỡng 1 tuần bằng nước máy trước khi bắt đầu bố trí thí nghiệm..
- trong nước thải hầm tự hoại của cỏ mồm mỡ của Huỳnh Thị Thanh Trúc (2010) cũng tiến hành trong 45 ngày.
- So sánh trung bình giữa sáu nghiệm thức dựa vào kiểm định Duncan ở mức ý nghĩa p≤0,05..
- 3.1 Chất lượng nước thải ao nuôi cá tra Kết quả khảo sát chất lượng nước thải ao nuôi cá tra (ở tháng thứ tư vào thời điểm thay nước).
- trước khi bổ sung đạm cho thấy, hầu hết các thông số liên quan đến các thành phần dinh dưỡng đạm và lân đều nằm trong giới hạn cho phép của nước thải từ ao nuôi cá tra ra môi trường (Phụ lục 2, Thông tư 44/2010/TT-BNNPTNT), tuy nhiên khi so với QCVN 08:2008/BTNMT-cột A1, thì chỉ tiêu NH 4 -N và PO 4 -P đều cao hơn khoảng 10 lần, riêng chỉ tiêu NO 2 -N thì cao hơn trên 30 lần (Bảng 2)..
- Đây lại là một dạng đạm vô cơ gây độc cho sinh vật thủy sinh và con người, vì vậy cần xử lý nước thải ao nuôi cá tra trước khi thải ra môi trường..
- Bảng 2: Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá tra Thông số Đơn vị Nước thải ao.
- nuôi cá tra Phụ lục 2, Thông tư.
- Thông tư 45/2010/TT-BNNPTNT: Quy định điều kiện cơ sở, vùng nuôi cá tra thâm canh đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Phụ lục 2- yêu cầu chất lượng nước thải từ ao nuôi cá tra sau khi xử lý.
- 3.2 Nhiệt độ, pH và DO trong các nghiệm thức.
- Nhiệt độ của các nghiệm thức có cỏ mồm mỡ không có sự khác biệt và dao động từ 27,1±0,1 đến 27,4±0,1 o C cao hơn và khác biệt so với nghiệm thức không có thực vật (ĐC) (p<0,05) (Bảng 3)..
- Nhiệt độ nước ở các nghiệm thức tương đối thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển thủy sinh vùng nhiệt đới, nhiệt độ thích hợp dao động từ 28- 32 o C (Boyd, 1998).
- Giá trị pH của các nghiệm thức có bổ sung đạm và trồng thực vật (NT1-NT5) cũng không có sự khác biệt và gần với pH trung tính (7,5±0,1 đến 7,6±0,1), thấp hơn và khác biệt với nghiệm thức đối chứng (Bảng 3).
- pH ở mức trung tính như ở các nghiệm thức này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật và hạn chế được sự gia tăng của NH 3 .
- Bảng 3: Nhiệt độ, pH và DO trung bình của các nghiệm thức.
- Thông số Nghiệm thức.
- Tương tự như pH, DO trung bình của các nghiệm thức bổ sung đạm mg/L) cũng thấp hơn nghiệm thức đối chứng, nguyên nhân có thể là do các nghiệm thức có thực vật có nồng độ đạm cao hơn nên tảo phát triển nhiều đã tiêu hao một phần oxy vào ban đêm.
- Vì theo kết quả phân tích chlorophyll a trong các tuần đã cho thấy các nghiệm thức NT3-NT5 có chỉ tiêu này cao hơn các nghiệm thức còn lại (Hình 1).
- Đây có thể là nguyên nhân giúp DO trung bình ở nghiệm thức NT5 (nghiệm thức có cỏ mồm mỡ phát triển tốt) cao hơn các nghiệm thức có thực vật còn lại.
- DO của các nghiệm thức có thực vật vẫn đạt tiêu chuẩn nước thải ao nuôi cá tra sau khi xử lý (>2 mg/L.
- 3.3 Diễn biến nồng độ đạm và lân trong các nghiệm thức.
- Nồng độ NO 2 -N ở 3 nghiệm thức NT3, NT4 và NT5 có xu hướng tăng sau 1 tuần bố trí thí nghiệm (Hình 2a).
- Tuy nhiên, sau thời điểm này thì nồng độ NO 2 -N ở tất cả các nghiệm thức đều giảm và đến thời điểm 42 ngày thì nồng độ NO 2 -N của các nghiệm thức này dao động từ mg/L với hiệu suất giảm so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm là .
- Nồng độ NO 3 -N cũng là một trong những tiêu.
- chí để đánh giá chất lượng nước, mặc dù dạng đạm này ít ảnh hưởng đến các loài động vật thủy sinh nhưng với nồng độ cao sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa (tảo nở hoa), gây suy thoái chất lượng môi trường thủy vực (Boyd, 1998).
- Tất cả nghiệm thức đều có xu hướng chung là nồng độ NO 3 -N giảm theo thời gian và giảm mạnh vào 2 tuần đầu (Hình 2b).
- Vào ngày thu mẫu thứ 14 thì chỉ còn nghiệm thức NT5 (13,03 mg/L) cao hơn 5 mg/L..
- Đến thời điểm 21 ngày về sau thì nồng độ NO 3 -N ở các nghiệm thức có bổ sung đạm dao động từ mg/L và đều không khác biệt so với ĐC (p>0,05), chứng tỏ cỏ mồm mỡ có khả năng giúp giảm NO 3 -N.
- Hầu hết các nghiệm thức đều có hiệu suất giảm cao hơn 99%, sau 42 ngày hiệu suất giảm đạt qua đó đã minh chứng khả năng giảm NO 3 -N của mồm mỡ..
- Hình 2: Diễn biến NO 2 -N (a) vàNO 3 -N (b) của các nghiệm thức theo thời gian 3.3.2 Diễn biến NH 4 -N và TKN.
- Nồng độ NH 4 -N trong tất cả các nghiệm thức đều có xu hướng giảm mạnh vào tuần đầu tiên (Hình 3a).
- Sau 42 ngày, các nghiệm thức có cỏ mồm mỡ có hiệu suất giảm lần lượt từ NT1-NT5 là 81,0.
- Qua đó cho thấy, cỏ mồm mỡ có khả năng giúp giảm đạm dưới dạng NH 4 -N cao trong 7 ngày.
- Nồng độ NH 4 -N ở các nghiệm thức có bổ sung đạm hầu như đều thấp hơn 1,0 mg/L ở các thời điểm khảo sát, phù hợp với QCVN 38:2011/BTNMT..
- Ngược lại với NH 4 -N, TKN có xu hướng tăng lên ở tất cả các nghiệm thức, đặc biệt trong giai đoạn 2 tuần đầu thí nghiệm (Hình 3b).
- Tuy nhiên, đến khi kết thúc thí nghiệm vẫn còn phát hiện TKN trong các nghiệm thức, có thể do sự phát triển của tảo đã hấp thu đạm làm tăng lượng đạm hữu cơ trong mẫu nước ở các nghiệm thức bổ sung đạm và ĐC.
- Mặc dù vậy, hiệu suất giảm đạm của các nghiệm thức có bổ sung đạm sau 42 ngày là cao hơn nghiệm thức ĐC và có khuynh hướng tăng theo nồng độ đạm trong nước thải..
- Hình 3: Diễn biến NH 4 -N (a) và TKN (b) của các nghiệm thức theo thời gian 3.3.3 Diễn biến PO 4 -P và TP.
- Nồng độ PO 4 -P của các nghiệm thức ở các đợt thu mẫu đều thấp hơn và có khác biệt so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm ở hầu hết các nghiệm thức (p<0,05).
- Tuy nhiên, nồng độ PO 4 -P giữa các nghiệm thức trong cùng một thời điểm thì hầu.
- Đến thời điểm 42 ngày các nghiệm thức NT1-NT5 có hiệu suất giảm photpho từ 85,7-92,5%.
- Qua đó cho thấy, cỏ mồm mỡ cũng có vai trò giúp giảm PO 4 -P trong nước thải..
- Hình 4: Diễn biến PO 4 -P (a) và TP (b) của các nghiệm thức theo thời gian Tương tự như nồng độ PO 4 -P, TP ở tất cả các.
- thời điểm khảo sát của các nghiệm thức có thực vật đều thấp hơn và khác biệt so với đầu vào (p<0,05)..
- Ở các thời điểm 7, 14 và 35 ngày các nghiệm thức này đều có nồng độ TP thấp hơn so với ĐC (p<0,05), các thời điểm còn lại thì không có sự khác biệt (Hình 4b).
- Các nghiệm thức có bổ sung đạm có hiệu suất giảm TP dao động từ .
- 3.4 Sinh khối của cỏ mồm mỡ.
- Bên cạnh khả năng giúp giảm đạm và lân trong nước thải ao nuôi thâm canh cá tra thì cỏ mồm mỡ ở các nghiệm thức NT3, NT4 và NT5 có sinh khối.
- đầu thí nghiệm.
- cao hơn các nghiệm thức NT1 và NT2 (p<0,05) (Hình 5)..
- Sinh khối khô của các nghiệm thức từ NT2 đến NT5 cũng tăng dần từ g, thấp nhất cũng là nghiệm thức NT1 (Hình 5).
- Sinh khối khô của cỏ mồm mỡ ở nghiệm thức NT4 và NT5 tăng gấp 3,70 và 3,84 lần so với lúc bắt đầu thí nghiệm..
- Kết quả cho thấy, nồng độ đạm vô cơ trong nước thải ao nuôi thâm canh cá tra trong thí nghiệm này càng cao thì cỏ mồm càng phát triển nên tăng sinh khối tốt hơn các nghiệm thức có nồng độ đạm thấp..
- Khả năng tăng sinh khối của cỏ mồm mỡ trong thí nghiệm này thấp hơn ở thí nghiệm của Bùi Trường.
- thí nghiệm dài hơn (sau 60 ngày) và nước thải hầm tự hoại có thành phần dinh dưỡng cao (TN và TP lần lượt là và mg/L).
- vậy, khả năng cho sinh khối của cỏ mồm mỡ có thể sẽ cao hơn nếu nồng độ đạm trong nước thải ao nuôi cá tăng..
- Hình 5: Sinh khối tươi và khô của cỏ mồm mỡ ở các nghiệm thức sau 42 ngày.
- Cỏ mồm mỡ có khả năng giảm nồng độ đạm tương đối cao với NH 4 -N, NO 2 -N, NO 3 -N và TKN giảm tương ứng là 69,7-96,9.
- Ngoài ra, cỏ mồm mỡ còn giúp giảm TP và PO 4 -P lần lượt là 84,8-95,6 và 85,7-92,5%.
- so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm.
- Bên cạnh khả năng xử lý nước thì sinh khối của cỏ mồm mỡ cũng tăng theo nồng độ đạm trong nước thải với mức tăng sinh khối tươi và khô ở nghiệm thức NT4 và NT5 lần lượt là 2,0-2,13 và 3,70-3,84 lần so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu ghi nhận mồm mỡ là loài thực vật có tiềm năng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá tra có nồng độ đạm hòa tan từ 5-40 mg/L..
- Cần xác định thêm khả năng thích nghi và cơ chế hấp thu từng dạng đạm vô cơ của cỏ mồm mỡ để hiểu rõ hơn về khả năng hấp thu đạm của loài thực vật thủy sinh này..
- Đặc điểm sinh học, khả năng hấp thu dinh dưỡng của môn nước (Colocasia esculenta), Lục bình (Eichhonia crassipes), cỏ mồm (Hymenachne.
- acutigluma) trong nước thải sinh hoạt.
- Chất lượng nước và tích lũy vật chất dinh dưỡng trong ao nuôi cá tra thâm canh ở Quận Ô Môn – TP.
- Khả năng hấp thụ đạm, lân trong môi trường nước thải hầm tự hoại của cỏ mồm mỡ (Hymenachne acutigluma (Steudel.) Gilliand).
- Sự biến đổi chất lượng trong hệ thống nuôi cá tra.
- Chất lượng nước và bùn đáy ao nuôi cá tra thâm canh