Xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học trong nông nghiệp hiện nay

Tuần hoàn nước nuôi tôm là nhu cầu tất yếu của các cơ sở nuôi tôm thâm canh để tiết kiệm nước và phòng ngừa bệnh dịch lây lan từ các nguồn nước bên ngoài.

Xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải nuôi tôm chứa nhiều các chất hữu cơ. Trong xử lý môi trường bằng sinh học bao gồm 2 hướng chính là sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải và sử dụng hệ động thực vật thủy sinh để hấp thụ các chất hữu cơ. Có một số loài vi sinh vật có khả năng sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng, sinh trưởng nhờ vậy sinh khối của chúng tăng lên. Các vi sinh vật này được sử dụng để phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ có trong nước thải nuôi tôm.

Xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học

Trong trường hợp các vi sinh này đồng thời là chất dinh dưỡng để nuôi tôm hoặc nuôi các vi sinh vật khác làm thức ăn cho tôm thì nên tạo điều kiện để chúng phát triển nhiều như phương tiện đa lợi ích. Tảo silic (còn có tên là tảo khuê hay tảo cát, tên quốc tế là tảo diatom) là nguồn thức ăn có giá trị trong nuôi Artemia do có hàm lượng dinh dưỡng cao với 34% protein, 16% lipid, 6,0% carbohydrate. Chúng còn có khả năng phát triển nhanh, kích thước tế bào nhỏ, khoảng 2- 20 micromet, phù hợp với Artemia. Tảo Diatom được dùng làm thức ăn chủ yếu cho độngvật phiêu sinh, nhuyễn thể, tôm, cá, đặc biệt là Artemia.

Ngoài Xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải nuôi tôm chứa nhiều các chất hữu cơ., tảo này còn được sử dụng để gây màu nước nuôi tôm, chúng không phát triển bùng phát ( hiện tượng tảo “nở hoa”) trong nước nghèo dinh dưỡng. Tảo Diatom phát triển sẽ cạnh tranh dinh dưỡng với các loại tảo độc khác làm ô nhiễm nước, hạn chế và làm giảm lượng tảo độc có trong nước thải. Do đó trên thế giới và ở nước ta đã đưa vào sử dụng các vật liệu gây tảo silic trong các hệ thống xử lý nước nuôi thủy sản, xử lý môi trường bằng sinh học

Hiện nay một trong những thành công mà đội ngũ chuyên gia Aitech đang nắm giữ là đã chế tạo và thử nghiệm thành công vật liệu nano NUSICAT là chất dinh dưỡng kích thích tảo Diatom phát triển trong nước thải nuôi tôm, cá. NUSICAT được chế tạo trên cơ sở nano silica (kích thước hạt ≤ 100 nm), được chức năng hóa bề mặt rồi sau đó cố định lên đó các nguyên tố đa-vi lượng thiết yếu đối với sinh trưởng của vi tảo Diatom. Tác dụng của chế phẩm Nusicat dựa trên nguyên lý như sau:

Các hạt nanosilica được gắn kết với các nguyên tố đa vi lượng là nguồn thức ăn lý tưởng của loài vi tảo Diatom. Bởi vì khác với tảo lam và tảo lục có thành tế bào là xenlulo do đó khó được tiêu hóa bởi các loài sinh vật, tảo Diatom có thành tế bào từ silica có thể dễ dàng được hấp thụ và tiêu hóa bởi các thành viên đứng ở hàng đầu trong chuỗi thức ăn như plankton, tôm cá v.v… Nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng silica khi tồn tại dưới dạng silicat SiO32- không được rong tảo hấp thụ, trong khi monomer axit silicic Si(OH)4 được tạo ra bởi quá trình đề-polime hóa silica dưới dạng keo được tảo điatom hấp thụ và tiêu hóa dễ dàng, tuy nhiên chúng cũng dễ dàng bị polyme hóa trở lại thành axit polysilicic khó hấp thụ. Sự thiếu silica dưới dạng mà tảo điatom có thể hấp thụ được có ảnh hưởng quyết định đối với quá trình phát triển của điatom trong các nguồn nước. Vì vậy việc đưa các hạt silica về dạng kích thước nano làm nguồn dinh dưỡng cho tảo điatom là hết sức cần thiết, đồng thời có thể xử lý môi trường bằng sinh học

Việc bổ sung nano silica cùng với các dưỡng chất thích hợp cho phép gia tăng đáng kể tốc độ sinh trưởng của tảo Diatom, nhờ đó lượng dư dioxit cacbon trong nước có thể được tảo hấp thụ để sử dụng cho phản ứng quang hợp, giải phóng oxy và sản xuất thức ăn. Vì vậy tảo điatom có vai trò hết sức quan trọngtrong việc hình thành năng suất sinh học trong môi trường ao nuôi. Thành phần các dưỡngchất khoáng trong chế phẩm NUSICAT dẫn ra trong bảng là thành phần phổ biến có thể được áp dụng để xử lý nước ao hồ và các vực nước biển bị ô nhiễm bởi các loài tảo độc do phì dưỡng. Theo một patent của Mỹ, một lít chế phẩm NUSICAT có thể xử lý 1 lần (2-3 tuần phun 1 lần) cho khoảng 300 m2 mặt ao nuôi nhờ sản sinh ra được khoảng 7,5 kg ôxi.

Diatom là loài tảo đơn bào, sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất ra thức ăn bằng phản ứng quang hợp và bản thân diatom trở thành thức ăn cho các động vật nổi khác rồi các sinh vật này sau đó lại trở thành thức ăn cho các loài tôm cá. Sau khi chu kỳ này kết thúc nồng độ oxi trong nước tăng lên làm cho tất cả các loài trong nước trở nên mạnh khỏe hơn.

Do vậy một trong những giải pháp xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học là: Cung cấp và tư vấn sử dụng NUSICAT cho các cơ sở nuôi tôm. Chuyển giao công nghệ sản xuất NUSICAT cho các cơ sở sản xuất thức ăn thủy sản hay vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường nước.

Hiện nay ngành nông nghiệp nói chung và ngành thủy sản nói riêng đang phải đối mặt với thực trạng người dân lạm dụng, sử dụng tùy tiện thuốc kháng sinh trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản. Việc sử dụng thuốc một cách tràn lan không theo chỉ dẫn của cơ quan chức năng, dẫn đến lượng kháng sinh tồn dư trong sản phẩm vật nuôi cao, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng, gây khó khăn rất lớn trong việc quản lý, ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động xuất khẩu đặc biệt là xuất khẩu tôm thẻ chân trắng sang các nước EU, Nhật Bản và Mỹ.

Dư lượng kháng sinh trên tôm là tình trạng kháng sinh vẫn còn trong con tôm ở dạng nguyên chất hay đã chuyển hóa, vì thế có thể gây tác hại đối với người sử dụng. Sở dĩ có hiện tượng tồn dư kháng sinh là do việc không tuân thủ quy định về sử dụng kháng sinh trong quá trình nuôi tôm của người dân. Dư lượng kháng sinh khi đã tồn lưu trong tôm nuôi thì không có phương pháp nào để loại bỏ được trong quá trình chế biến, bảo quản.

Lượng kháng sinh này sẽ gây tác hại tức thì hoặc tích tụ sau một thời gian sử dụng và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.

Ngoài ra, việc lạm dụng kháng sinh trong nuôi tôm còn dẫn đến tình trạng kháng thuốc kháng sinh, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người và tôm nuôi.Trước tình trạng này, Viện Khoa học vật liệu phối hợp với Viện Công nghệ môi trường đã chế tạo ra kháng sinh nano Doxycycline được mang trên vật liệu tổ hợp TiO2 –Ag có công dụng phòng ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh hoại tử gan tụy cấp cho tôm thẻ chân trắng.

Đây cũng là cách xử lý môi trường bằng phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải nuôi tôm chứa nhiều các chất hữu cơ. được thử nghiệm thành công tại các hồ nuôi tôm ở TP Huế.