Loại bỏ vi khuẩn lam và các độc tố liên quan trong các ao nuôi trồng thủy sản

Quay lại

Loại bỏ vi khuẩn lam và các độc tố liên quan trong các ao nuôi trồng thủy sản

: 3984

Hầu hết nông dân nuôi cá trong ao nuôi nước ngọt sẽ gặp phải một số loài vi tảo gây hại cho sức khỏe và chất lượng của các sản phẩm nuôi trồng thủy sản. Quan tâm đặc biệt là vi khuẩn lam cyanobacteria vì chúng sinh ra độc tố, cũng như các hợp chất (ví dụ như geosmin và isoborneol 2-methyl) gây ra mùi vị lạ ở cá.

Các độc tố chính là microcystin có thể tích tụ trong thịt cá đặt ra mối các mối lo ngại về an toàn vì chúng có thể bị lây nhiễm cho người tiêu dùng. Các phương pháp đề phòng có lẽ là lựa chọn cách quản lý tốt nhất, chẳng hạn như duy trì mức độ dinh dưỡng thấp – đặc biệt là phốtpho (P) – thông qua việc thay nước và/hoặc sử dụng đất sét kết dính P. Tuy nhiên, một số nông dân quan sát thấy rằng nhiệt độ cao thường gây ra sự bùng phát của vi tảo nở hoa.

Các mùi lạ từ vi tảo gây ra thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho nông dân do chi phí và chậm trễ liên quan đến việc làm sạch cá trước khi thu hoạch và/hoặc chiến lược để loại bỏ vi khuẩn lam. Do đó, một số nông dân sử dụng thuốc diệt tảo, chẳng hạn như sunfat đồng hoặc phèn. Tuy nhiên, các loại thuốc này có xu hướng ít lựa chọn hơn và cũng có thể gây độc cho các vi tảo và động vật phù du có lợi khác.

Sự chết đột ngột của sinh vật sơ cấp này bao gồm vi tảo gây phiền toái có thể gây ra ba vấn đề. Thứ nhất, không có các sinh vật chính để loại bỏ nitơ hòa tan, nồng độ amoniac và nitrit sau đó có thể tăng vọt đột biến. Thứ hai, vi tảo chết sẽ góp phần làm tăng nhu cầu ôxy sinh học có thể lấy mất ôxy khỏi nước. Thứ ba, một lượng lớn các microcystin sẽ được giải phóng khi vi khuẩn lam cyanobacteria chết và sau đó các loài thủy sản ăn phải.

Một hợp chất chọn lọc hơn để diệt cyanobacteria là sử dụng hydrogen peroxide (H2O2). Theo truyền thống, chất này được đưa vào dưới dạng lỏng nhưng có thể gây ra các mối lo ngại về an toàn do tình cờ bị rò rỉ trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và sử dụng. Các sản phẩm khác có gốc H2O2 đã xuất hiện dưới dạng natri cacbonat peroxyhydrate (SCP), khi được cho vào nước, nhanh chóng chuyển thành H2O2 và natri cacbonat. Vì vậy, chất này là ổn định hơn, nhưng phần lớn chưa được kiểm chứng trong nuôi trồng thủy sản.

Trong bài viết này – đã được điều chỉnh và tóm tắt từ ấn phẩm gốc (Khoa học về Môi trường Tổng thể (DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.05.023) – chúng tôi tóm tắt kết quả của một nghiên cứu để thử nghiệm một sản phẩm gốc SCP mới trên quy mô nhỏ và lớn. Thử nghiệm quy mô nhỏ lần đầu tiên được tiến hành để thu hẹp các liều dùng thích hợp nhất để diệt vi khuẩn lam mà không có khả năng gây hại cho vi tảo và động vật phù du có lợi. Dựa trên những kết quả này, hai liều dùng tối ưu (2,5 và 4,0 mg/l H2O2) đã được thử nghiệm trong các ao thương mại (thử nghiệm quy mô lớn) và trong hơn sáu tuần, người ta đã theo dõi sự phong phú của vi khuẩn lam cyanobacteria, sự phong phú sinh vật phù du, microcystin và sự tồn tại của nồng độ H2O2.

Thiết kế thử nghiệm

Các chất dinh dưỡng (phân bón vô cơ và cám gạo đã khử dầu) đã được bổ sung vào nước ao khi cần cho đến khi đạt được tình trạng phú dưỡng vi khuẩn lam chiếm ưu thế (như hình bên dưới). Tình trạng Nitơ đồng nhất với tổng số P được áp dụng và vi khuẩn lam cyanobacterium chiếm ưu thế là Planktothrix sp.

Trong cả hai thử nghiệm, một loại thuốc diệt tảo gốc SCP dạng hạt (PAK® 27) đã được sử dụng, là một hợp chất được USEPA phê duyệt (Tập đoàn SePRO, Carmel, IN, USA). Các liều lượng H2O2 khác nhau điều chế bằng cách hòa tan các hạt diệt tảo (hoạt chất ~ 27% H2O2) trong nước cứng vừa phải (~ 187 mg/l như CaCO3) tương tự với tình trạng nước tại địa phương.

Thử nghiệm quy mô nhỏ

Ba thùng tròn 75 lít được lắp đặt ở từng ao trong 6 ao phú dưỡng và chứa đầy loại nước này. Thuốc diệt tảo được thêm vào với nồng độ 0; 5,56; 7,41; 9,26; 11,11; 12,96;  14,81; 18,52 và 29,63 mg/L để đạt được nồng độ tương ứng cuối cùng là 0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0 và 8,0 mg/L H2O2. Các mẫu được lấy hàng ngày từ 10:00 – 12:00 h trong 10 ngày để theo dõi những thay đổi về vi khuẩn lam, vi sinh vật nhân chuẩn và sự phong phú của động vật phù du. Oxy hòa tan (DO), độ dẫn điện (µS/cm), pH và nhiệt độ nước (độ C) được đo bằng đầu dò kỹ thuật số. Độ đục được đo bằng đĩa Secchi và tổng phốtpho, nitơ amoniac, nitrit-N, nitrat-N, tổng độ kiềm và tổng độ cứng được đo bằng các bộ dụng cụ thương mại.

Nồng độ trung bình của Planktothrix sp. trước khi sử dụng thuốc diệt tảo là 1,08 × 106 tế bào/mL, trong khi đó tổng hợp các loại vi tảo khác nhau là 5,24 × 104 tế bào/ mL. Trong số các nồng độ thử nghiệm, 2,5 mg/L H2O2 là liều thấp nhất làm giảm đáng kể Planktothrix sp., ở nồng độ cao hơn không có cải thiện đáng kể hơn trong việc giảm vi khuẩn lam cyanobacteria. Ở mức 4,0 mg/L H2O2 cũng không có ảnh hưởng xấu đến sinh vật phù du. Tuy nhiên, nồng độ ≥ 4.0 mg/L ảnh hưởng bất lợi đến sự phong phú của cộng đồng sinh vật phù du không trúng đích bao gồm Synedra, SpirogyraCladophora sp. Do đó, nồng độ 2,5 và 4,0 mg/L H2O2 được chọn để thử nghiệm ở quy mô lớn.

Thử nghiệm quy mô lớn

Tổng cộng có 4 ao được chọn ngẫu nhiên với 2 liều dùng H2Ovà 2 ao còn lại được sử dụng làm ao đối chứng. Các quạt nước được sử dụng để tạo điều kiện phân tán thuốc diệt tảo. Tương tự, như trong thử nghiệm quy mô nhỏ, độ phong phú vi khuẩn lam cyanobacteria phù du và chất lượng nước được đo cùng với việc đánh giá microcystin, chất diệp lục a và sự bền bỉ của H2O2 trong 6 tuần.

Cả hai liều dùng 2,5 và 4,0 mg/L H2O2 giảm đáng kể nồng độ Planktothrix sp. tuy nhiên ở các thời điểm khác nhau sau khi sử dụng 7 và 5 ngày. Ngoài ra còn có một sự thay đổi đáng chú ý của màu nước sau 3 ngày, khi mà vi khuẩn lam đang chết dần và nước dường như có màu nâu xanh hơn. Sự phục hồi dần dần mật số Planktothrix sp. đã trở nên rõ ràng giữa tuần 5 và 6, mặc dù sự phong phú vẫn còn ít cả ở ao đối chứng hoặc trong giai đoạn trước khi sử dụng. Với liều 2,5 mg/L H2O2, sự giảm cyanobacteria trùng với tăng sinh thực vật phù du đặc biệt là tảo cát và tảo lục. Ngoài ra, động vật phù du ăn thực vật bao gồm Brachionus sp., Daphnia sp., giáp xác chân chèo copepod calanoid và cyclopoid không bị ảnh hưởng. Ngược lại, liều 4,0 mg/L H2O2 ức chế thực vật phù du và động vật phù du này trái ngược với thử nghiệm quy mô nhỏ.

Cả hai liều 2,5 và 4,0 mg/L H2O2 làm giảm đáng kể tổng số microcystin tương ứng từ 7 và 5 ngày cho đến khi kết thúc thử nghiệm. H2O2 được cho vào ao nhanh chóng làm giảm mức độc tố xuống dưới mức phát hiện tương ứng sau ngày thứ 3 và 4. Oxy hòa tan vẫn tương đối ổn định trong nghiên cứu này. Độ pH thấp hơn ở cả hai ao H2O2 nhưng ổn định hơn theo thời gian. Có một sự tăng vọt amoniac trong ao với liều 2,5 và 4,0 mg/L H2O2 tương ứng vào ngày thứ 7 và 8, nhưng vẫn nằm trong sức chịu đựng của động vật nước ngọt và giảm sau tuần thứ 3. Mặt khác, nitrit vẫn thấp và ổn định trong tất cả các ao.

Kết luận chung

Các vấn đề khi tiêu diệt vi khuẩn lam cyanobacteria bằng thuốc diệt tảo truyền thống có thể gây suy giảm tạm thời về chất lượng nước, độc tính không mong muốn đối với sinh vật phù du có lợi hoặc lượng microcystin ở mức cao. Tuy nhiên, những điều này được giảm nhẹ đáng kể khi sử dụng H2O2 dưới dạng SCP ở liều 2,5 mg/L. Trong thực tế, điều này có lợi chút ít cho động vật phù du, có khả năng là do sự tái sinh của vi tảo nhân chuẩn khi vi khuẩn lam cyanobacteria chết. Hơn nữa, việc sử dụng sản phẩm này không để lại vết H2O2 trong nước.

Điều quan trọng nhận thấy thử nghiệm quy mô nhỏ là một bước quan trọng trong nghiên cứu này, có một số khác biệt bao gồm nồng độ 4.0 mg/L của thuốc diệt tảo ảnh hưởng tiêu cực đến cộng đồng phù du trong các ao. Do đó, cần thận trọng khi các thử nghiệm quy mô nhỏ được sử dụng để dự đoán những thử nghiệm trong một môi trường thương mại quy mô lớn.

Nhìn chung, kết quả của chúng tôi chứng minh rằng thuốc diệt tảo gốc SCP dạng hạt (PAK® 27) – tương ứng với 2,5 mg/L H2O2 – có thể được khuyến nghị như một chiến lược thân thiện với môi trường để loại bỏ một cách hiệu quả quần thể vi khuẩn lam cyanobacterium Planktothrix sp. mà không ảnh hưởng đến chất lượng nước hoặc các cộng đồng phù du khác.

Nghiên cứu và triển vọng trong tương lai

Một hạn chế của nghiên cứu này là không đánh giá độc tính tiềm tàng của H2O2 đối với cá. Có những dấu hiệu cho thấy sẽ an toàn, dựa trên các tác động độc hại không rõ ràng đối với động vật phù du ở liều 2,5 mg/L và sự tồn tại hạn chế trong nước; Tuy nhiên, điều này sẽ được thử nghiệm trong tương lai trên cá da trơn và cá vược.

Nghiên cứu này cũng sẽ mở rộng cho các loài vi khuẩn lam khác cũng như bất kỳ tác động tiềm ẩn nào đối với các hợp chất gây ra “các mùi vị lạ” (ví dụ như geosmin và MIB), thường là tác dụng phụ của các ao phú dưỡng gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho người nuôi.

HNN (Theo GAA) – Nguồn: tongcucthuysan.gov.vn

Chia sẻ

Quay lại