Áp dụng chế phẩm sinh học để giảm ô nhiễm nuôi trồng thủy sản

Để giảm thiểu các hợp chất nitơ gây ô nhiễm trong môi trường nuôi tôm và đảm bảo chất lượng tôm nuôi, các phương pháp sinh học được đặc biệt chú trọng để áp dụng do tính thân thiện với môi trường và bảo vệ chất lượng an toàn nguồn thực phẩm thủy sản. Công nghệ được áp dụng chủ yếu là công nghệ nitrat hóa – khử nitrat với sự tham gia của các nhóm vi khuẩn tự dưỡng, dị dưỡng và hình thành các chế phẩm sinh học để bổ sung vào môi trường nuôi tôm.

Những năm gần đây, tại Việt Nam nhiều công trình nghiên cứu của các trường đại học, các viện nghiên cứu, các trung tâm nghiên cứu thủy sản về chế phẩm sinh học sử dụng trong cải thiện môi trường, phòng trị bệnh ở nhiều trang trại nuôi tôm. Nhưng chế phẩm sinh học còn chưa ổn định trong việc loại bỏ các hợp chất nitơ trong ao nuôi thủy sản, do đó trên thị trường xuất hiện các sản phẩm ngoại nhập, nhiều sản phẩm chưa hiệu quả ở Việt Nam do khác nhau về điều kiện khí hậu, thủy văn, nguồn gốc chủng giống..., một số khác có hiệu quả xử lý nhưng giá thành cao.

Trên cơ sở đó, tại viện Công nghệ Sinh học đã thực hiện đề tài nghiên cứu cấp cơ sở “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm nitrat hóa xử lý môi trường thủy sản” với mã số CS15-03. Bước đầu đã tạo được chế phẩm nitrat hóa cho mục đích xử lý nước nuôi trông thử sản bị ô nhiễm nitơ và cũng đã được được thử nghiệm ngoài thực tế tại đầm nuôi tôm thuộc tỉnh Sóc Trăng, kết quả đã loại bỏ đến 99% các thành phần nitơ trong quá trình nuôi tôm mà không cần thay nước. Kết quả của đề tài đã được cấp bằng giải pháp hữu ích số 2027 và chủ nhiệm ĐT đã được cấp bằng lao động sáng tạo của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam.

Tuy nhiên chế phẩm sinh học này mới chỉ giải quyết được quá trình nitrat hóa, để hoàn thiện sản phẩm thì cần phải có thêm quá trình thứ 2 là khử nitrat trong đó bao gồm cả khử nitrit, như vậy sẽ tạo một chế phẩm sinh học hoàn chỉnh loại bỏ triệt để amoni và nitrit. Do đó dự án SXTN “Hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm nitrat hóa - khử nitrat để xử lý môi trường nước nuôi thủy sản” cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã được thực hiện.

Phân tích chế phẩm sinh học nitrat hóa - khử nitrat

Chế phẩm sinh học được hình thành với sự tham gia của hệ vi khuẩn nitrat hóa và khử nitrat/nitrit trong xử lý môi trường nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm các hợp chất nitơ. Đặc biệt, các vi sinh vật khử nitrat/nitrit mà nhóm nghiên cứu phân lập được có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí, nên hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi sự cung cấp oxy cho động vật thủy sản trong suốt quá trình nuôi.

Các chủng vi khuẩn khử nitrat/nitrit phân lập được có khả năng khử nitrit hiếu khí, trong đó ST26 có hoạt tính mạnh nhất đạt hiệu quả chuyển hóa nitrit tới 99% chỉ trong 2 ngày và không phát hiện nitrit ở ngày tiếp theo. Đến ngày thứ tư thì hiệu quả khử nitrit của ST20 đạt 92,6%, BL5 đạt 87,5%. Hiệu quả xử lý nitrit ở điều kiện hiếu khí giảm ½ thời gian so với điều kiện kỵ khí (Hình 1). Ba chủng vi khuẩn khử nitrat/nitrit này đã được định danh và thuộc các chi Pseudomonas và Bacillus, khi chúng kết hợp với các vi khuẩn nitrat hóa thuộc chi Nitrosomonas và Nitrobacter (đã được nghiên cứu trước đó) tạo chế phẩm xử lý hoàn hảo và triệt để các hợp chất nitơ vô cơ trong đầm ao nuôi tôm thương phẩm.

Khi so sánh với chế phẩm Pondplus ngoài thị trường mà người dân thường dùng để xử lý nitơ thì chế phẩm nitrat hóa-khử nitrat nghiên cứu này có hiệu quả xử lý đồng bộ amoni và nitrit cao và ổn định ở các nồng độ nitơ từ 20, 50 và 100 mg N/L, đạt 97 - 98%, trong khi khả năng loại bỏ amoni của chế phẩm Pondplus chỉ đạt khoảng 60% (Hình 2).

Chế phẩm đã được thử nghiệm tại đầm nuôi tôm thẻ chân trắng trên diện tích 3000 m2 tại Trà Vinh của công ty cổ phần Maya farm trong suốt 3 vụ nuôi tôm (90 ngày/vụ) với mật độ nuôi 300 con/m2. Kết quả cho thấy hàm lượng amoni và nitrit trong môi trường nuôi tôm dưới ngưỡng cho phép (theo QCVN 38:2011/BTNMT, hàm lượng amoni không quá 1 mgN/L). Sản lượng thu hoạch đạt trung bình 3367 kg/ vụ, tỷ lệ tôm chết thấp, tăng doanh thu trên 10% cho người nuôi so với đầm nuôi tôm không sử dụng chế phẩm nghiên cứu. Nên chế phẩm rất hiệu quả trong nuôi tôm thương phẩm.

Đây là một kết quả có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu khoa học cũng như ứng dụng ngoài thực tiễn và hy vọng chế phẩm nitrat hóa-khử nitrat nghiên cứu này sẽ là một trong những sản phẩm thương mại có triển vọng rộng trong cải tạo môi trường NTTS tại Việt Nam (Hình 3).

Kết quả của Dự án SXTN đã đăng ký sáng chế được chấp nhận đơn hợp lệ; đăng được 1 bài báo quốc tế thuộc danh mục SCI-E và được Hội đồng nghiệm thu ngày 28/06/2022 cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đánh giá đạt "Xuất sắc".