Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Khóa luận đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước n...

Tài liệu Khóa luận đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây chuối hoa

.PDF
58
142
65

Mô tả:

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA -------------- Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DÒNG CHẢY ĐỨNG BẰNG CÂY CHUỐI HOA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viện thực hiện : NGUYỄN THỊ KIỀU MY Lớp : 14CQM Giáo viên hướng dẫn : NGÔ THỊ MỸ BÌNH Đà Nẵng - 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My Lớp: 14CQM 1. Tên đề tài: Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây chuối hoa 2. Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị: ❖ Thiết bị, dụng cụ - Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, bếp từ, bếp điện, bếp cách thủy, cân phân tích. - Dụng cụ bằng thủy tinh: bình định mức, cốc thủy tinh, bình tam giác, pipet,… ❖ Hóa chất - Các dung dịch chuẩn gốc H2C2O4, Na2B4O7, EDTA, AgNO3, NO3-, PO43-, K2Cr2O7, muối Mo, KMnO4. - Dung dịch K2CrO4 5%, amoni molipdat, NaN3 0,5g/l, Natri Salicylate 1%, Axit ascobic 10%, HgSO4 10%, axit acetic. 3. Nội dung nghiên cứu: + Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước từ các ao hồ nuôi tôm tại Hòa Liên - Hòa Vang - Đà Nẵng. + Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. + Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, COD, SS, NH4+, PO43-… để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình đất ngập nước. + Nghiên cứu phát triể n hê ̣ thố ng xử lý nước thải nuôi tôm trên điạ bàn Hòa Vang – Đà Nẵng bằ ng phương pháp sinh ho ̣c bảo đảm tiêu chuẩ n nước thải theo QCVN 02-19:2014/BNNPTNT và Thông tư 44 về quy đinh ̣ nước thải các vùng nuôi tôm tâ ̣p trung của Bô ̣ Nông nghiê ̣p và Phát triể n nông thôn. Nhằm hạn chế sự lây lan của dịch bệnh, ô nhiễm môi trường. 4. Giáo viên hướng dẫn: Th.s Ngô Thị Mỹ Bình 5. Ngày giao đề tài: 1/7/2017 6. Ngày hoàn thành đề tài: 23/4/2018 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn ( Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên) Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm Kết quả điểm đánh giá: Ngày tháng năm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ( Ký và ghi rõ họ tên) Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngoài sự nổ lực của bản thân, em còn nhận được sự giúp đỡ của thầy, cô trong Khoa Hóa học cùng sự động viên của gia đình, bạn bè. Trước tiên em muốn gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô Th.s Ngô Thị Mỹ Bình đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành xuất sắc bài khóa luận tốt nghiệp này. Em muốn gửi lời cảm ơn tiếp theo đến các cô, thầy trong khoa Hóa học – Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng đã tận tình dạy và giúp đỡ em trong 4 năm qua. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân đã động viên em trong suốt thời gian làm đề tài. Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, do kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, em mong sự đóng góp ý kiến từ phía cô thầy và các bạn sinh viên để em hoàn thành khóa luận tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Đà nẵng, ngày 27 tháng 4 năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Kiều My Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................i DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. iii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................. 4 1.1. Một số khái niệm cơ bản ............................................................................. 4 1.1.1. Môi trường .................................................................................................... 4 1.1.2. Ô nhiễm môi trường..................................................................................... 4 1.1.3. Nước thải là ................................................................................................... 4 1.1.4. Nước nuôi tôm .............................................................................................. 4 1.2. Tổng quan về vấn đề nuôi tôm ở Việt Nam ............................................... 5 1.2.1. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam ................................................................. 5 1.2.2. Đặc tính sinh học của tôm ............................................................................ 6 1.2.3. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tôm nuôi ....................................... 6 1.2.4. Các vấn đề phát sinh từ quá trình nuôi tôm công nghiệp ........................ 8 1.3. Nam Tình hình nghiên cứu về xử lý nước nuôi tôm trên thế giới và ở Việt ......................................................................................................................10 1.3.1. Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật ........................................................ 10 1.3.2. Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm . 11 1.3.3. Hồ sinh học ................................................................................................. 11 1.3.4. Các hệ thống đất ngập nước ..................................................................... 12 1.4. Tổng quan xử lý nước thải bằng thực vật................................................ 13 1.5. Tổng quan về mô hình đất ngập nước ..................................................... 14 1.5.1 Khái niệm về đất ngập nước nhân tạo ..................................................... 14 1.5.2 Phân loại đất ngập nước kiến tạo ............................................................. 15 1.5.3. Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải ....................................................................................16 1.6. Cơ chế các quá trình xử lý ........................................................................ 18 1.6.1. Các quá trình diễn ra trong hệ thống đất ngập nước ............................. 18 1.6.2. Các quá trình xử lý chất ô nhiễm trong đất ngập nước nhân tạo ......... 19 Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng 1.6.2.1 Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ....................... 19 1.6.2.2 Loại bỏ chất rắn .......................................................................................... 20 1.6.2.3. Loại bỏ nitơ ................................................................................................ 20 1.6.2.4 Loại bỏ photpho ......................................................................................... 21 1.6.2.5 Loại bỏ kim loại nặng ................................................................................ 21 1.6.2.6 Loại bỏ các hợp chất hữu cơ ..................................................................... 22 1.6.2.7 Loại bỏ vi khuẩn và virut .......................................................................... 22 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 23 2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị .............................................................................. 23 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ............................................................................................ 23 2.1.2. Hóa chất ......................................................................................................... 23 2.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 23 2.2.1. Phương pháp bố trí mô hình đất ngập nước kiến tạo ............................... 23 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ................................................. 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 30 3.1. Mô hình đất ngập nước kiến tạo ..................................................................... 30 3.2. ướt Kết quả về khả năng thích nghi của cây chuối hoa trong mô hình đất ......................................................................................................................32 3.3. Kết quả xác định các thông số vận hành mô hình .................................. 32 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 49 Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 3. 1. Bảng ký hiệu mẫu......................................................................................... 32 Bảng 3. 2. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 29 ...................................... 34 Bảng 3. 3. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 31 ...................................... 34 Bảng 3. 4. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 33 ...................................... 35 Bảng 3. 5. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 59 ...................................... 36 Bảng 3. 6. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 61 ...................................... 37 Bảng 3. 7. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 63 ...................................... 39 Bảng 3. 8. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 89 ...................................... 40 Bảng 3. 9. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 91 ...................................... 41 Bảng 3. 10. Kết quả phân tích đầu vào và đầu ra ngày thứ 93 .................................... 42 Bảng 3. 11. Kết quả phân tích chất lượng nước thải nuôi tôm đầu vào ....................... 43 Bảng 3. 12. Kết quả phân tích chất lượng nước thải nuôi tôm đầu ra ......................... 44 Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM i Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Sơ đồ đất ngập nuớc kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang ........................ 16 Hình 1. 2. Sơ đồ đát ngập nước chảy theo chiều đứng (vẽ lại theo Cooper, 1996)...... 16 Hình 3.1. Ống dẫn nước đầu vào .................................................................................. 31 Hình 3.2. Ống thu nước ra ............................................................................................ 31 Hình 3.3. Lớp sỏi nhỏ .................................................................................................... 31 HÌnh 3.4. Lớp đá 1x2 .................................................................................................... 31 Hình 3.5. Lớp đá mịn .................................................................................................... 32 Hình 3.6. Lớp cát vàng trên cùng ................................................................................. 32 Hình 3.7. Mô hình sau khi trồng cây chuối hoa ............................................................ 32 Hình 3.8. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N29 ......................... 34 Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N31 ......................... 35 Hình 3.10. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N33 ....................... 35 Hình 3.11. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N59 ....................... 37 Hình 3.12. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N61 ....................... 38 Hình 3.13. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N63 ....................... 39 Hình 3.14. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N89 ....................... 40 Hình 3.15. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N91 ....................... 41 Hình 3.16. Biểu đồ biểu diễn nồng độ đầu vào và đầu ra của mẫu N93 ....................... 42 Hình 3.17. Biểu đồ biểu diễn nồng độ SS đầu vào và đầu ra của mẫu nước................ 45 Hình 3.18. Biểu đồ biểu diễn nồng độ COD đầu vào và đầu ra của mẫu nước ........... 46 Hình 3.19. Biểu đồ biểu diễn nồng độ NH4+ đầu vào và đầu ra của mẫu nước ........... 46 Hình 3.20. Biểu đồ biểu diễn nồng độ PO43- đầu vào và đầu ra của mẫu nước ........... 47 Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM ii Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BNNPTNT : Bộ nông ngiệp và phát triển nông thôn BOD : Nhu cầu oxy sinh học COD : Nhu cầu oxy hóa học DO : Oxy hòa tan NĐ : Nghị định RNM : Rừng ngập mặn QCVN : Quy chuẩn việt nam GHCP : Giới hạn cho phép SS : Chất rắn lơ lửng VSV : Vi sinh vật Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM iii Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề [1] Việt Nam là một trong những nước có thế mạnh về nuôi trồng thủy sản, trong đó tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài nuôi mang lại nhiều lợi ích kinh tế. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng nhanh về diện tích ao nuôi tôm đã dẫn đến chất lượng nguồn nước ngày càng bị suy giảm, điều này xuất phát từ chất thải trong khâu nuôi tôm chưa được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường. Một trong các trở ngại chính ở nước thải ao nuôi tôm, đặc biệt đối với ao nuôi thâm canh, là hàm lượng chất dinh dưỡng dư thừa trong nước cao, chủ yếu là hàm lượng photpho hòa tan, amoni và nitrat. Để nuôi được 1 tấn tôm thịt thì môi trường tự nhiên phải nhận 30 kg N và 3,7 kg P thải ra. Chính vì điều này đã gây nên những rủi ro cho người nuôi. Hiện nay, việc xử lý nước thải từ ao nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng bằng các các chế phẩm sinh học (EMs – Effective Microorganisms) và các loại vật liệu hấp phụ (vôi bột, các loại Zeolite, Diatomic,…) đang được áp dụng khá thành công ở Hòa Vang – Đà Nẵng. Biện pháp này tuy có hiệu quả về mặt duy trì chất lượng nước trong ao nuôi nhưng lại rất tốn kém chi phí và kém bền vững do phải sử dụng quá nhiều chất hóa học trong quá trình xử lý. Từ thực tế đó, đòi hỏi cần phải có biện pháp xử lý nước mang tính thân thiện với môi trường và bền vững hơn. Một trong những biện pháp đó là đất ngập nước kiến tạo, đây được xem là biện pháp sinh thái, rẻ tiền, dễ vận hành. Việc ứng dụng đất ngập nước kiến tạo trong ao nuôi thủy sản đòi hỏi cách thiết kế hệ thống xử lý sao cho phù hợp để đem lại hiệu quả. Khác với những công nghệ hóa lý thì công nghệ sinh học sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải nuôi tôm là điều khá khả thi. Trên thế giới, việc sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải đã được áp dụng và mang lại kết quả tối ưu. Ở Việt Nam cũng đã có những ứng dụng nhưng chỉ ở quy mô tự phát. Chính vì thế, việc lựa chọn giải pháp áp dụng mô hình Đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải là cần thiết. Bên cạnh đó hệ thống Đất ngập nước còn tạo thêm mảng xanh cho môi trường và tạo mỹ quan cho thiên nhiên. Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 1 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Vì lẽ đó tôi đã thực hiện đề tài “Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây chuối hoa”. Hệ thống vừa có khả năng xử lý ô nhiễm cao, vừa ít chi phí lại thân thiện với môi trường. 2. Mục đích, mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục đích + Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử lý nước của mô hình đất ngập nước nhân tạo. + Sử dụng mô hình thí nghiệm hệ thống đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm trồng cây để kiểm tra khả năng xử lí chất ô nhiễm của mô hình. + Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại ao nuôi tôm thuộc thôn Trường Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng so với quy chuẩn. 2.2. Mục tiêu + Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước từ các ao hồ nuôi tôm tại Hòa Liên - Hòa Vang - Đà Nẵng. + Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. + Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, COD, SS, NH4+, PO43-… để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình đất ngập nước. + Nghiên cứu phát triể n hê ̣ thố ng xử lý nước thải nuôi tôm trên điạ bàn Hòa Vang – Đà Nẵng bằ ng phương pháp sinh ho ̣c bảo đảm tiêu chuẩ n nước thải theo QCVN 02-19:2014/BNNPTNT và Thông tư 44 về quy đinh ̣ nước thải các vùng nuôi tôm tâ ̣p trung của Bô ̣ Nông nghiê ̣p và Phát triể n nông thôn. Nhằm hạn chế sự lây lan của dịch bệnh, ô nhiễm môi trường. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Nước thải từ các ao hồ nuôi tôm - Khả năng xử lý nước thải của cây chuối hoa - Mô hình đất ngập nước Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 2 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng - Bố trí mô hình xử lý đảm bảo nguồn thải đầu ra đạt yêu cầu 3.2. Phạm vi nghiên cứu Các ao hồ nuôi tôm tại thôn Trường Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang. 4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 4.1.Thời gian Được tiến hành từ tháng 7/2017 - 4/2018 4.2.Địa điểm nghiên cứu - Nước được lấy ở các ao nuôi tôm ở thôn Trường Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng. - Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Khoa Hóa trường ĐH Sư Phạm. 5. Ý nghĩa thực tiễn - Khoa học: Đề xuất mô hình xử lý nước thải cho các ao hồ nuôi tôm tại Hòa Liên - Hòa Vang - Đà Nẵng và các ao hồ nuôi tôm khác có điều kiện tương tự. - Môi trường: Đạt chuẩn xả thải QCVN 02-19:2014/BNNPTNT, góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường nước. - Kinh tế: Đề xuất được mô hình xử lý với chi phí xây dựng vận hành và bảo quản rẻ hơn so với các mô hình cải tạo và xử lý tập trung. Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 3 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Một số khái niệm cơ bản 1.1.1. Môi trường[6] Theo Khoản 1 Điều 3 Luật bảo vệ môi trường việt nam 2014, môi trường được định nghĩa như sau: ‘Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật.’ 1.1.2. Ô nhiễm môi trường[6] Theo Khoản 8 Điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam 2014: ‘Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.’ 1.1.3. Nước thải là[4] Theo quy định tại khoản 7 Điều 2 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 6 tháng 8 năm 2014 của Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải, nước thải là "nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất do sử dụng hoặc do các hoạt động của con người xả vào hệ thống thoát nước hoặc ra môi trường". Ngày 24 tháng 4 năm 2015, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 38/2015/NĐ-CP về quản lý chất thải và phế liệu, theo đó, "nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác" (Điều 3 khoản 5). 1.1.4. Nước nuôi tôm Nước nuôi tôm chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lững, H2S, NH3, vi sinh vật, các hợp chất của N, P… được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ. Nitơ và photpho là những nguyên tố chủ yếu trong chất thải bắt nguồn từ thức ăn. Việc cho thức ăn quá nhiều, nước không ổn định, thức ăn dễ tan, thức ăn khó hấp thu và khả năng duy trì nitơ..., là những yếu tố liên quan với nước thải có chứa nhiều nitơ và photpho. Thức ăn thừa - nguyên nhân chính dẫn đến lượng nito cao, chiếm tỷ lệ từ 30 - 40%. Có khoảng 63 - 78% nitơ và 76 - 80% photpho cho tôm ăn bị thất thoát vào môi trường. Nitơ dưới dạng protein được tôm hấp thu và bài tiết dưới dạng ammoniac. Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 4 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Nước thải nuôi tôm là nước thải được thải ra sau khi sử dụng cho hoạt động nuôi tôm. 1.2. Tổng quan về vấn đề nuôi tôm ở Việt Nam 1.2.1. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam [3] Vào thập kỷ 70, ở miền Bắc và miền Nam Việt Nam đều tồn tại hình thức nuôi tôm quảng canh. Theo Ling (1973) và Rabanal (1974), diện tích nuôi tôm ở đồng bằng sông Cửu Long thời kỳ này đạt khoảng 70.000 ha. Ở Miền Bắc, trước năm 1975 có khoảng 15.000 ha nuôi tôm nước lợ. Nghề nuôi tôm Việt Nam thực sự phát triển từ sau năm 1987 và nuôi tôm thương phẩm phát triển mạnh vào những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước (Vũ Đỗ Quỳnh, 1989; Phạm Khánh Ly, 1999). Đến giữa thập kỷ 90 (1994 – 1995), phát triển nuôi tôm ở Việt Nam có phần chững lại do gặp phải nạn dịch bệnh tôm. Trong các năm 1996 – 1999, bệnh dịch có giảm nhưng vẫn tiếp tục gây thiệt hại cho người nuôi. Trong những năm gần đây, nuôi tôm ở Việt Nam đã phát triển mạnh và trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho hàng triệu người dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể cho đất nước thông qua xuất khẩu. Diện tích nuôi tôm đã tăng từ 250.000 ha năm 2000 lên đến 478.000 ha năm 2001 và 540.000 ha năm 2003. Năm 2002, giá trị xuất khẩu thuỷ sản đạt hơn 2 tỷ USD, trong đó xuất khẩu tôm đông lạnh chiếm 47%, đứng thứ 2 sau xuất khẩu dầu khí. Năm 2004, xuất khẩu thuỷ sản đạt giá trị 2,4 tỷ USD, chiếm 8,9% tổng giá trị xuất khẩu cả nước trong đó tôm đông lạnh chiếm 53% tổng giá trị xuất khẩu thủy sản. Tuy vậy, nghề nuôi tôm ở Việt Nam đang phải đối mặt với nhiều thách thức, ảnh hưởng đến tính bền vững của ngành. Đó là các tác động kinh tế, xã hội, môi trường của ngành nuôi tôm và gần đây là các vấn đề về rào cản chất lượng sản phẩm và tranh chấp thương mại giữa các nước xuất khẩu và nhập khẩu. Việc chuyển đổi quá nhanh một diện tích lớn ruộng lúa, ruộng muối năng suất thấp và đất hoang hoá ven biển sang nuôi tôm kéo theo một loạt các vấn đề bất cập về cung ứng vốn đầu tư, giống, kỹ thuật công nghệ, quản lý môi trường, kiểm soát dịch bệnh, quy hoạch và phát triển cơ sở hạ tầng. Nuôi tôm vẫn mang tính tự phát thiếu quy hoạch, chạy Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 5 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng theo lợi ích trước mắt. Ngoài một số doanh nghiệp đã tham gia vào ngành nuôi tôm, góp phần đẩy nhanh tiến độ công nghiệp hoá – hiện đại hoá, đem lại những chuyển biến rất đáng kể ở vùng nông thôn ven biển, nuôi tôm ở Việt Nam chủ yếu vẫn do các nông hộ thực hiện ở quy mô sản xuất nhỏ. Hình thức tổ chức nuôi tôm ở Việt Nam vẫn chủ yếu là kinh tế hộ gia đình, có tính chất manh mún, nhỏ lẻ, chưa hình thành mạng lưới tổ chức chặt chẽ để nâng cao hiệu quả sản xuất, quản lý tốt chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả cạnh tranh và duy trì thị trường bền vững. 1.2.2. Đặc tính sinh học của tôm [3] Họ tôm Penaenus thuộc bộ Decapoda (10 chân), lớp Crustacea (giáp xác), ngành Arthropoda (Chân khớp) có khoảng 110 loài trong đó khoảng 10 loài được đưa vào nuôi thương phẩm với số lượng lớn. Đối tượng được nuôi chủ lực hiện nay là tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamei (Whiteleg shrimp). Nó thuộc: Ngành:Arthropoda, lớp:Crustacea, bộ:Decapoda, họ chung: Penaeidea, họ: Penaeus Fabricius, giống: Penaeus, loài:Penaeus vannamei. Chúng phân bố chủ yếu ở châu Mỹ La Tinh, Hawaii. Hiện nay được nuôi ở rất nhiều nước trên thế giới như: Đài Loan, Trung Quốc, Indonesia , Malaysia, Việt Nam. Tôm thẻ chân trắng không cần thức ăn có lượng protein cao như tôm sú, 35% protein được coi như là thích hợp hơn cả. Tôm chân trắng lớn rất nhanh trong giai đoạn đầu, mỗi tuần có thể tăng trưởng 3g với mật độ 100 con/m2 (tại Hawaii) không kém gì tôm sú, sau khi đã đạt được 20g tôm bắt đầu lớn chậm lại, khoảng 1g/tuần, tôm cái thường lớn nhanh hơn tôm đực. Đặc trưng của tôm chân trắng là khả năng kháng bệnh khá cao, mức độ kháng chịu tốt với các thay đổi của điều kiện môi trường nuôi, sinh trưởng nhanh, có thể nuôi với mật độ từ 50 – 80 con/m2. Với đặc tính ưu việt này hiện nay tôm chân trắng đang được người dân nước ta nuôi khá phổ biến và đang có xu hướng thay thế tôm sú. 1.2.3. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tôm nuôi [3] 1.2.3.1. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 6 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Oxy là yếu tố giới hạn đối với sự phát triển của tôm nhưng nó cũng là yếu tố thường xuyên thay đổi. Các nghiên cứu cho thấy tôm có thể sinh sống bình thường ở nồng độ oxy hòa tan lớn hơn 4 mg/l. Khi hàm lượng DO dao động 2 – 3 mg/l tôm lớn chậm và nhỏ hơn 2 mg/l bắt đầu tôm có hiện tượng ngạt hoặc chết. 1.2.3.2. pH, độ kiềm pH là yếu tố thường xuyên thay đổi theo thời gian trong ngày. pH từ đạt giá trị trong khoảng 6,5 – 8,8 an toàn cho sự phát triển của tôm, nhưng giá trị tối ưu là 7,5 – 8,5. Độ pH rất quan trọng bởi vì sự thay đổi của nó ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống thủy sinh vật do nó làm thay đổi theo các yếu tố chất lượng nước khác. Độ pH thấp sẽ làm giải phóng các kim loại từ đá và các chất lắng đáy trong sông, suối, ao, hồ. Các kim loại này sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tôm, cá và khả năng hấp thu nước qua mang. Tổng kiềm biểu hiện khả năng đệm của nước, hạn chế sự biến đổi quá lớn của pH. Đối với nước nuôi tôm giá trị tổng kiềm được xác định lớn 100 mgCaCO3/l sẽ đảm bảo cho môi trường nước ít biến đổi lớn trong ngày. Độ kiềm thích hợp cho tôm phát triển là từ 90 – 150 mgCaCO3/l. 1.2.3.3. Hàm lượng amoni NH3 là dạng khí độc cho tôm cá, nó được hình thành từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ như thức ăn dư thừa, phân bón, xác phiêu sinh động thực vật, chất bài tiết của tôm… tăng lên trong ao nuôi ngày càng cao vào cuối vụ, tạo điều kiện cho khí độc hành thành và phát sinh. Trong các ao nuôi tôm có tới 85% lượng nitơ trong phân tôm chuyển sang dạng amoni. Đối với tôm sú ngưỡng thích hợp là nhỏ hơn 0,03 mg/l và hàm lượng lớn hơn 0,1 mg/l có thể gây chết. 1.2.3.4. Độ mặn Các loài tôm sú và tôm chân trắng là loài rộng muối có thể thích nghi với độ muối từ 5 – 45‰. Giới hạn cực thuận độ mặn của tôm trong khoảng 20 – 25‰. Trong môi trường nuôi có độ muối thấp tôm thường phát triển nhanh, sức đề kháng giảm. Ngược lại trong môi trường nuôi có độ muối cao tôm chậm lớn nhưng cơ thể chắc và sức đề kháng tăng. Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 7 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng 1.2.3.5. Nitrit và nitrat Nitrit: là chất rất độc đối với cá nhưng ít độc hơn đối với tôm. Nitrit gây độc chính yếu là tạo thành chất methemoglobin và giảm sự chuyển oxygen tới tế bào. Những hiểu biết về ảnh hưởng của NO2- đến sự phát triển của tôm không được biết nhiều, theo khuyến cáo của các nhà khoa học ngưỡng an toàn được áp dụng là 0,1 mg/l. Các kết quả thử nghiệm của Chen 1988 thấy rằng LC50 (96 giờ) đối với ấu trùng tôm sú là 13,6 mg/l và tôm sú trọng lượng 5 g là 171 mg/l. Ngưỡng được ghi nhận an toàn đối với tôm sú là nhỏ hơn 1 mg/l. Nitrat: Độc tính của nitrat đối với tôm không cao. Tôm vẫn có thể sống trong môi trường nước có hàm lượng nitrat lên đến 200mg/l. Tuy nhiên, theo khuyến cáo của các nhà khoa học hàm lượng nitrat trong môi trường nuôi nên thấp hơn 60 mg/l. Như vậy, mặc dù con tôm có môi trường sinh thái khá rộng tuy nhiên nó cũng đòi hỏi có môi trường nuôi khá sạch, các biến động môi trường nuôi đều có thể tác động tiêu cực đến hoạt động sinh trưởng và phát triển của con tôm đặc biệt tôm nuôi với mật độ dầy trong các ao nuôi tôm công nghiệp. 1.2.4. Các vấn đề phát sinh từ quá trình nuôi tôm công nghiệp [3] Thức ăn thừa, phân tôm và quá trình chuyển hoá dinh dưỡng là nguồn gốc chủ yếu của các chất gây ô nhiễm ở các trại nuôi tôm quản lý kém. Kết quả quan sát đã cho thấy rằng trong hệ thống thâm canh tôm thì chỉ có 15 – 20% thức ăn được dùng vào phát triển mô động vật, có tới 15% tổng lượng thức ăn hao hụt do không ăn hết và thất thoát, chỉ có 40 – 45% là được sử dụng trong quá trình chuyển hoá dinh dưỡng, duy trì hoạt động sống và lột vỏ. Ô nhiễm nitơ chiếm tỷ lệ lớn (30 – 40%) từ thức ăn thừa. Người ta ước lượng rằng, có khoảng 63 – 78% nitơ và 76 – 80% photpho cho tôm ăn bị thất thoát vào môi trường. Nitơ dưới dạng protein được tôm hấp thu và bài tiết dưới dạng amoniac. Tổng khối lượng nitơ và photpho sản sinh trên 1 ha trại nuôi tôm bán thâm canh có sản lượng 2 tấn, tương ứng khoảng 113 kg và 43 kg. Ðương nhiên, trong hệ thống nuôi thâm canh thì khối lượng này tăng gấp từ 7 – 31 lần. Lượng chất thải sinh ra có liên quan với công nghệ sản xuất thức ăn và hệ thống nuôi tôm. Nitơ và photpho là những nguyên tố chủ yếu trong chất thải bắt Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 8 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng nguồn từ thức ăn. Việc cho thức ăn quá nhiều, tính chất nguồn nước không ổn định, thức ăn dễ tan, thức ăn khó hấp thu và khả năng duy trì nitơ là những yếu tố liên quan với nước thải có chứa nhiều nitơ và photpho. Các nguồn khác của chất thải hữu cơ là mảnh vụn thực vật phù du hoặc tảo dạng sợi (lab-lab) và chất lắng đọng hoặc chất hữu cơ hoà tan, huyền phù là do nước lấy vào mang theo. Chất thải nuôi thuỷ sản còn có chứa một ít dư lượng của các chất kháng sinh, dược phẩm, thuốc trị liệu và kích thích tố. Nước thải mang theo một lượng lớn hợp chất nitơ, phospho và các chất dinh dưỡng khác, gây nên sự siêu dinh dưỡng và rộng dinh dưỡng, kèm theo sự tăng sức sản xuất ban đầu và nở rộ của vi khuẩn. Sự có mặt của các hợp chất carbonic và chất hữu cơ sẽ làm giảm ôxy hoà tan và tăng BOD, COD, hydro sunfit, amoniac và hàm lượng metan trong vực nước tự nhiên. Một vấn đề khác do việc nuôi tôm gây nên đó là sự làm lắng đọng bùn ở các vùng lân cận, như rừng ngập mặn và ở những nơi nước tù. Phần lớn sản phẩm dư thừa trong nuôi tôm đã tích tụ dưới đáy ao. Đây chính là nguồn gây nguy hại cho con tôm và cho hoạt động nuôi tôm. Lớp bùn đáy ao này rất độc, thiếu ôxy và chứa nhiều chất gây hại như amoni, nitrit, hydro sunfit. Con tôm luôn có xu hướng tránh khỏi vùng này và tập trung vào những khu vực sạch sẽ hơn. Do việc tập trung vào một vùng sẽ làm giảm bớt diện tích cho ăn, cũng như tăng tính cạnh tranh trong khi ăn. Nếu như toàn bộ đáy ao bị dơ bẩn thì con tôm bị bắt buộc phải sống trong môi trường ô nhiễm. Lớp bùn dơ bẩn còn tác động lên nước trong ao nuôi làm giảm chất lượng nước. Chất lượng nước và chất lượng đáy ao bị nhiễm bẩn sẽ tác động trực tiếp tới con tôm. Con tôm luôn bị căng thẳng, thể hiện qua việc kém ăn, mức tăng trưởng giảm và dễ bị mắc bệnh do vi khuẩn như Vibriosis và dẫn đến việc tôm chết hàng loạt. Phần lớn các bệnh của con tôm đều có nguồn gốc từ môi trường mà chúng sinh sống. Môi trường bên ngoài trại nuôi tôm, chất thải dơ bẩn thường không được quản lý tốt sẽ làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái ven biển. Điều này không chỉ tác động lên môi trường đất mà còn lên các giá trị tài nguyên ven biển, bao gồm cả các trại nuôi Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 9 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng tôm. Việc tái sử dụng ao bị ô nhiễm hay thải ra môi trường xung quanh sẽ tạo điều kiện làm cho nguồn nước ô nhiễm và tác động lên các hoạt động ven biển. Sự tích tụ chất hữu cơ nặng đến cuối vụ nuôi cũng đã gây nên sự tự ô nhiễm chính trong ao, làm ảnh hưởng ngược lại đối với tôm do thiếu ôxy và tắc nghẽn mang tôm. Bệnh tăng lên, gây sức ép đối với ký chủ. Sự rò rỉ nước thải cũng như nước ao nuôi làm mặn hoá đất nông nghiệp quanh vùng và nước ngầm (sinh hoạt, ăn uống). 1.3. Tình hình nghiên cứu về xử lý nước nuôi tôm trên thế giới và ở Việt Nam [3] Có rất nhiều phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là nước thải nuôi tôm chứa nhiều các chất hữu cơ. Trong xử lý 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. 1.3.1. Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật 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 chất thải từ nước thải thủy sản. Quá trình phân hủy này được gọi là quá trình phân hủy oxy hóa sinh hóa. Một số chế phẩm vi sinh thường dùng để cải thiện môi trường nước ao nuôi tôm, cá như Super VS, BRF-2 quakit Thành phần sinh học của chế phẩm này gồm nhiều chủng loại vi sinh, tập hợp các thành phần men ngoại bào của quá trình sinh trưởng vi sinh; các enzyme ngoại bào tổng hợp; các chất dinh dưỡng sinh học và khoáng chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu và xúc tác hoạt tính. Chúng có khả năng tiêu thụ các chất hữu cơ phát sinh trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vật nuôi trong ao hồ. Hay nói cách khác, chúng có tác dụng phân giải chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan từ phân tôm, các thức ăn thức ăn thừa tích tụ đáy ao nuôi, tạo được sự ổn định, duy trì chất lượng nước và cả màu nước trong ao hồ. Mặt khác chế phẩm này còn giúp giảm Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 10 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng thiểu được các vi sinh vật gây bệnh như Vibrio, aeromonas, E.coli…, làm tăng thêm lượng oxy hòa tan trong môi trường nước ao nuôi và giảm thiểu lượng amoniac. 1.3.2. Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm Bản chất của việc sử dụng hệ động, thực vật để loại bỏ các chất ô nhiễm dựa trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Thông thường người ta sử dụng thực vật làm các sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là nitơ và photpho, carbon để tổng hợp các chất hữu cơ làm tăng sinh khối (sinh vật tự dưỡng), đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài thực vật ngập mặn khác. Kế tiếp trong chuỗi thức ăn là các động vật bậc một – động vật ăn thực vật. Ðiển hình của các động vật bậc một ở vùng nước ven biển là các loại ngao, vẹm, hàu các loài này có thể tiêu thụ các thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáy. Các loài cá ăn thực vật phù du và mùn bã hữu cơ như cá măng, cá đối cũng được thử nghiệm sử dụng ở các kênh thoát nước thải (Micheal J. Phillips, 1995). Trong thực tế, để đảm bảo đạt hiệu suất xử lý cao các chất ô nhiễm với chi phí vận hành tối thiểu, người ta thường sử dụng kết hợp nhiều phương pháp, kết hợp nhiều hệ thống và các tác nhân khác nhau. Tùy theo hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thải và điều kiện cụ thể của từng khu vực. Có rất nhiều phương pháp sinh học có thể sử dụng để xử lý ô nhiễm môi trường do nuôi trồng thuỷ sản ven biển, mỗi phương pháp đều có những ưu và khuyết điểm riêng, xong sử dụng các hồ sinh học và các hệ thống đất ngập nước vẫn có ưu thế hơn cả xét về phương diện kinh tế lẫn môi trường, nhất là quy mô nuôi chưa cao, hệ thống nuôi còn nhỏ lẻ chủ yếu mang tính chất nông hộ chu kỳ thải từ 3 – 15 ngày/lần. 1.3.3. Hồ sinh học Bao gồm một chuỗi từ 3 đến 5 hồ, nước thải được làm sạch bằng quá trình tự nhiên thông qua các tác nhân là tảo và vi khuẩn. Mối quan hệ giữa vi sinh vật, thực vật trong hồ sinh học là mối quan hệ thông qua oxy và thông qua các chất dinh dưỡng cơ bản. Sinh viên: Nguyễn Thị Kiều My – 14CQM 11
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan