(Aquaculture.vn) – Phốt pho không chỉ thúc đẩy tăng trưởng và sức khỏe cho cá mà còn tiềm ẩn thách thức về ô nhiễm môi trường. Việc thải phốt pho quá mức từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng nước, tảo nở hoa và các tác động tiêu cực khác đến hệ sinh thái dưới nước. Vì vậy chiến lược giảm tác động của phốt pho tại các trại nuôi cá nước ngọt là vô cùng cần thiết.
Nuôi trồng thủy sản có thể được thực hiện bền vững hơn bằng cách giảm lượng phốt pho thải ra. Điều này có thể đạt được bằng cách tối ưu hóa thành phần thức ăn, bổ sung các thành phần thức ăn chức năng, quản lý sức khỏe đường ruột và xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng vật liệu xử lý sinh học và hấp thụ.
Các yếu tố kháng dinh dưỡng có thể được giảm thông qua quá trình chế biến và sử dụng các chất phụ gia thức ăn chức năng. Giải quyết những vấn đề này sẽ làm giảm tác động môi trường của nuôi trồng thủy sản, đảm bảo sức khỏe hệ sinh thái thủy sinh và an ninh lương thực toàn cầu. Ngoài ra, xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng vật liệu xử lý sinh học và hấp thụ có thể loại bỏ phốt pho khỏi nước, ngăn chặn nó xâm nhập vào môi trường.
Sáng kiến giảm chất thải phốt pho
Sự phát triển công nghệ đang đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tác động sinh thái của các hệ thống nuôi trồng thủy sản, bao gồm cả việc giải quyết ô nhiễm phốt pho.
Các hệ thống nuôi trồng thủy sản dòng chảy hở có thể phải đối mặt với những thách thức lớn hơn trong việc quản lý và kiểm soát ô nhiễm phốt pho so với các hệ thống nuôi tuần hoàn khép kín (RAS); tuy nhiên, có một số nguyên tắc lọc cơ học và sinh học có thể được áp dụng để xử lý nước thải nuôi và giảm thiểu ô nhiễm phốt pho ở hạ lưu.
Chúng bao gồm các ao lắng lọc, có thể làm giảm tải lượng hữu cơ và các hạt trong nước thải trước khi thải ra hạ lưu trong hệ sinh thái dưới nước. Việc xây dựng các vùng đất ngập nước hoặc nuôi trồng tảo ở hạ lưu các trang trại nuôi cá dòng chảy tự nhiên có thể tạo ra các cơ chế lọc tự nhiên để tận dụng thảm thực vật và đất để lọc và hấp thụ chất dinh dưỡng, bao gồm cả phốt pho từ nước thải. Bằng cách thúc đẩy sự phát triển của các loại tảo hoặc thực vật thủy sinh, phốt pho có thể được loại bỏ một cách hiệu quả khỏi nước thải nuôi trồng thủy sản.
Quản lý chất dinh dưỡng và tối ưu hóa thức ăn cũng là một phương pháp hiệu quả cao để giảm ô nhiễm phốt pho ở các trang trại nuôi cá và ngành thủy sản đã đạt được những bước tiến đáng kể; mức độ phốt pho trong thức ăn cho cá đã giảm đáng kể và chế độ cho ăn đã được tối ưu hóa để giảm hàm lượng phốt pho trong chất thải nuôi trồng thủy sản.
Nguyên liệu thức ăn có hàm lượng phốt pho thấp. Hơn nữa, các kết quả đầy hứa hẹn đã được báo cáo cho thấy, bằng cách kết hợp các chất bổ sung thức ăn như enzyme phytase a-ketoglutarate, axit hữu cơ và sự kết hợp protein thực vật có hàm lượng phốt pho thấp. Những chiến lược này đưa ra những triển vọng đầy hứa hẹn để không chỉ giảm chất thải phốt pho mà còn tối ưu hóa sự phát triển của cá và thúc đẩy các hoạt động nuôi trồng thủy sản nước ngọt bền vững.
Tương tự như vậy, các enzyme ngoại sinh có thể đóng vai trò là chất phụ gia sinh học an toàn và hiệu quả để điều chỉnh các khía cạnh khác nhau trong hoạt động của cá và giảm ô nhiễm phốt pho ra môi trường. Việc kết hợp các enzyme ngoại sinh vào thức ăn cho cá có khả năng cải thiện hiệu suất tăng trưởng, khả năng tiêu hóa, sử dụng thức ăn, thành phần toàn cơ thể và hiệu suất miễn dịch, sau đó làm giảm ô nhiễm phốt pho ở các trang trại nuôi cá nước ngọt dòng chảy mở.
Chiến lược quản lý để giảm ô nhiễm phốt pho từ nuôi trồng thủy sản
Sự tương tác giữa nuôi trồng thủy sản và môi trường là một nghịch lý. Một mặt, nước thải nuôi trồng thủy sản có chứa chất dinh dưỡng dư thừa thải vào vùng nước xung quanh góp phần giải phóng phốt pho, gây ảnh hưởng bất lợi đến trạng thái của hệ sinh thái. Mặt khác, nuôi trồng thủy sản dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng phú dưỡng, vì mức phốt pho quá mức có thể phá vỡ sự cân bằng sinh thái, cũng như chất lượng nước, sức khỏe và sự tăng trưởng của cá.
Do đó, có nhiều chiến lược quản lý mới nổi hoặc cải tiến có thể được sử dụng để giảm ô nhiễm phốt pho từ nuôi trồng thủy sản, bao gồm phát triển các phương pháp tiếp cận hiện có và mới, chẳng hạn như thay thế bột cá bằng protein thực vật và giảm lượng phốt pho trong thức ăn, tối ưu hóa chế độ cho ăn để giảm tỷ lệ chuyển đổi thức ăn hoặc lượng thức ăn ăn vào hàng ngày, sử dụng công nghệ xử lý nước để loại bỏ phốt pho khỏi nước thải và phát triển các phương pháp nuôi trồng thủy sản bền vững giúp giảm tác động đến môi trường của việc nuôi cá.
Tuy nhiên, tính khả thi và hiệu quả của các chiến lược này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như loại hệ thống nuôi trồng thủy sản, loại cá được nuôi và điều kiện môi trường địa phương. Việc loại bỏ phốt pho trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản dòng chảy hở trên sông là mối quan tâm hàng đầu để duy trì chất lượng nước và giảm thiểu tác động môi trường (Hình 2).
Phương pháp xử lý bằng thực vật
Các giải pháp mới nổi như xử lý ô nhiễm bằng thực vật và chất hấp phụ/lọc đưa ra những phương pháp đầy hứa hẹn để giải quyết ô nhiễm phốt pho. Những phương pháp này dựa trên việc sử dụng thực vật thủy sinh và các bộ lọc cơ học và sinh học để loại bỏ phốt pho dư thừa ra khỏi nước.
Phương pháp xử lý bằng thực vật trong nuôi trồng thủy sản trên sông cũng có thể dựa trên việc sử dụng thực vật thủy sinh, chẳng hạn như lục bình (Eichhornia crassipes) và bèo tấm (Lemna spp.), đã chứng tỏ khả năng loại bỏ chất dinh dưỡng hiệu quả. Những cây này có thể được đặt một cách chiến lược trong hệ thống nuôi trồng thủy sản hoặc trong các vùng đất ngập nước được xây dựng dọc theo dòng chảy của sông để giúp giảm thiểu ô nhiễm phốt pho. Một ví dụ khác liên quan đến việc tận dụng nước thải thu được sau khi xử lý nước thải bằng vi khuẩn tím Rhodopseudomonas sphaeroides. Nước thải này có thể được tái sử dụng làm thức ăn vi sinh, thuốc và nước nuôi thủy sản.
Chất hấp phụ và hệ thống lọc
Chất hấp phụ và hệ thống lọc là những phương pháp hiệu quả để giảm lượng phốt pho và giảm tác động của hiện tượng phú dưỡng trong nuôi trồng thủy sản trên sông. Đất sét biến tính hoặc than hoạt tính đóng vai trò là chất hấp phụ có thể liên kết với các hạt phốt pho trong nước, tạo điều kiện cho việc loại bỏ chúng. Tương tự, hệ thống lọc được trang bị phương tiện hoặc màng lọc có thể thu giữ các hạt phốt pho.
Ví dụ, Zeolite đã chứng minh được tiềm năng loại bỏ phốt pho khỏi nước thải nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, các vật liệu sinh học có nguồn gốc từ cây thông Lodgepole đã được sử dụng để giảm chất thải nuôi trồng thủy sản và giảm thiểu tình trạng phú dưỡng do vi chất dinh dưỡng gây ra. Ví dụ, xử lý nước thải cá hồi vân bằng các vật liệu sinh học này trong tối đa 60 phút giúp loại bỏ 150 đến 180 gam phốt pho trên mỗi tấn, cung cấp phương pháp giảm hiện tượng phú dưỡng trong nuôi trồng thủy sản.
Chi phí kinh tế liên quan đến các chiến lược này có thể là yếu tố quyết định ứng dụng tiềm năng trong nuôi trồng thủy sản. Điều quan trọng là phải tiến hành các nghiên cứu khả thi về mặt kinh tế và phân tích chi phí có lợi cho từng hoạt động nuôi trồng thủy sản để xác định khả năng tài chính và lợi tức đầu tư của các giải pháp này. Các yếu tố như khả năng tiết kiệm chi phí nhờ giảm ô nhiễm nước, cải thiện sức khỏe cá và tuân thủ quy định cũng cần được xem xét.
Vai trò của probiotic
Những nỗ lực nhằm giảm lượng chất hữu cơ của các trang trại nuôi cá có thể sử dụng chế phẩm sinh học, ảnh hưởng đến động lực phốt pho được giải phóng bởi các trang trại nuôi cá thông qua sự tương tác của chúng với hệ vi sinh vật đường ruột của cá nuôi. Bằng cách kết hợp men vi sinh vào chế độ ăn của cá hoặc bổ sung vào nước, có thể điều chỉnh thành phần và hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột, từ đó nâng cao khả năng tiêu hóa của cá liên quan đến quá trình đồng hóa và sử dụng phốt pho.
Probiotic khi được bổ sung vào khẩu phần ăn của cá hoặc đưa vào nước có thể làm thay đổi hệ vi sinh vật đường ruột và tăng cường khả năng tiêu hóa của cá. Sự đồng hóa tăng cường này dẫn đến giảm chất thải phốt pho, đây là một vấn đề quan trọng ở các trang trại nuôi cá nước ngọt do tác động môi trường. Bằng cách tăng hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng, lượng phốt pho thải ra môi trường có thể được giảm thiểu.
Ngoài ra, men vi sinh cũng có thể thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong ruột cá, dẫn đến tăng cường hấp thụ và sử dụng chất dinh dưỡng. Điều này có thể dẫn đến cải thiện việc chuyển đổi thức ăn và giảm sản xuất chất thải, bao gồm cả bài tiết phốt pho. Tuy nhiên, hiệu quả của chế phẩm sinh học trong việc giảm ô nhiễm phốt pho có thể khác nhau tùy thuộc vào một số yếu tố, bao gồm các chủng vi sinh vật được sử dụng, đặc điểm của hệ thống nuôi trồng thủy sản và thành phần thức ăn.
Probiotic cũng có thể được đưa vào môi trường nước bằng cách bổ sung vào nước hoặc kết hợp vào hệ thống lọc. Cách tiếp cận thay thế này cho phép men vi sinh phát huy tác dụng đối với chức năng đường ruột và tương tác trực tiếp với nước và trầm tích nuôi trồng thủy sản, có khả năng nâng cao hiệu quả xử lý.
Tương tự như vậy, thông qua loại trừ cạnh tranh, việc áp dụng hỗn hợp các chế phẩm sinh học, chẳng hạn như vi khuẩn axit lactic, vi khuẩn quang dưỡng và nấm men, có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và có hại trong trang trại nuôi cá, cũng như giảm chất thải phốt pho.
Các nhà nghiên cứu đã báo cáo sự giảm đáng kể (77,6%) nồng độ phốt pho trong nước từ ao nuôi trồng thủy sản sau khi áp dụng hỗn hợp men vi sinh. Những phát hiện này cho thấy chế phẩm sinh học không chỉ có chức năng như các thành phần trong chế độ ăn uống mà còn có thể góp phần vào nỗ lực xử lý sinh học, cuối cùng là cải thiện các thông số chất lượng nước và giảm lượng chất dinh dưỡng trong nước thải nuôi trồng thủy sản.
Tuy nhiên, vẫn cần nghiên cứu thêm để tối ưu hóa việc sử dụng men vi sinh để quản lý phốt pho trong nuôi trồng thủy sản nước ngọt, vì hiệu quả của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như chủng vi khuẩn, đặc điểm hệ thống nuôi trồng thủy sản và thành phần thức ăn.
Quan điểm
Mặc dù một số phương pháp và chiến lược có thể góp phần giảm ô nhiễm phốt pho từ các trang trại nuôi cá nhưng cần xem xét cách tiếp cận toàn diện bao gồm nhiều yếu tố khác nhau. Phân tích chi phí, quản lý thức ăn hợp lý, giám sát chất lượng nước và chu trình dinh dưỡng đóng vai trò then chốt trong việc giải quyết hiệu quả các mối lo ngại về môi trường liên quan đến phốt pho. Hiểu biết về cơ chế hấp thụ phốt pho, các yếu tố trong khẩu phần ăn, các chất kháng dinh dưỡng và hình thái đường ruột có thể hỗ trợ các hoạt động nuôi trồng thủy sản được tối ưu hóa nhằm giảm lượng phốt pho giải phóng.
Ngọc Anh (Lược dịch)
