Chất thải của trại nuôi tôm và phương pháp xử lý

Chất thải bắt nguồn từ thức ăn không ăn hết, phân và chuyển hoá dinh dưỡng là nguồn gốc chủ yếu của các chất gây ô nhiễm ở các trại nuôi tôm quản lý kém. Người ta đã quan sát, 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 bình thường, duy trì và lột vỏ. 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 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 phôtpho. Thức ăn thừa, chiếm tỷ lệ lớn (30 - 40%) của ô nhiễm nitơ. 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 ammoniac. Tổng khối lượng nitơ và photpho sản sinh trên 1 ha trại nuôi tôm bán thâm canh có sản lượng 2T, 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.

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.

Tác động của rác thải tới môi trường.

Nước thải mang theo một lượng lớn hợp chất nitơ, photpho 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, sulfit hydrrogen, ammoniac và hàm lượng methan 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.

Việc sử dụng kháng sinh đã gây nên sức chống chịu thuốc ở vi sinh vật và có vết trong mô của ký chủ. Sử dụng thuốc điều trị và hoá chất gây tác động bất lợi đối với sinh vật phù du và sinh vật đáy do ảnh hưởng độc tố sinh thái học (ecotoxic) của chúng.

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 nguyên 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 (uống).

Các bước quản lý chất thải.

Càng nhiều chất thải thì càng khó xử lý và thanh toán. Vì vậy việc giảm tới mức tối thiểu lượng chất thải trong nước thải là mục tiêu đầu tiên. Có thể làm giảm bớt chất thải của trại nuôi tôm qua các bước sau đây :

Chỉ tiêu lựa chọn, thiết kế và bố trí :

Việc chọn loại hình nuôi là một trong các bước quan trọng hơn cả. Lượng chất thải sinh ra tỷ lệ thuận với mức độ thâm canh của hệ thống nuôi tôm. Cho dù tỷ lệ chuyển đổi của thức ăn tốt và có sản lượng cao hơn với mật độ thả dày hơn, nhưng kết quả thu được lại là tỷ lệ sống thấp và sinh trưởng thấp. Người ta đã nhận xét rằng nuôi thâm canh đã tạo nên ứ đọng chất hữu cơ ở đáy ao, tạo nên tình trạng kỵ khí và sinh ra khí độc như ammoniac, methan, sulfit hydrogen, v.v... Trong khi đó các hệ thống quảng canh và quảng canh cải tiến lại tiện lợi đối với hệ sinh thái (eco-friendly). Ðể có một nghề nuôi bền vững thì mật độ thả không được vượt quá 10 tôm giống/m2.

Việc có nước chất lượng tốt là một đòi hỏi nữa để nuôi tôm thành công. Nước đưa vào sử dụng không bị ô nhiễm, với BOD và COD thấp. Chất rắn huyền phù tổng cộng và hàm lượng chất hữu cơ phải thấp. Nếu chất hữu cơ tích luỹ nhiều thì phải sử dụng các cơ chế làm lắng và lọc, trước khi cho nước vào ao nuôi. Ðặc tính của đất cũng là một chỉ tiêu quan trọng để lựa chọn địa điểm, bởi vì nó sẽ ảnh hưởng tới quá trình khoáng hoá và phân huỷ chất hữu cơ. Ðất đối với nghề nuôi thuỷ sản vùng ven biển phải là phù sa - sét - mùn hoặc cát - sét - mùn, không chua phèn.

Ðiều quan trọng nữa là việc thiết kế và bố trí trại nuôi. Trại nuôi được thiết kế hợp lý thì ít phải đương đầu với sự đe doạ "tự ô nhiễm". Mỗi trại nuôi phải có một diện tích kiểm dịch, làm lắng, xử lý sinh học, và ao phục hồi cùng với ao sản xuất.

Chuẩn bị ao :

Nếu để cho chất lắng hữu cơ tích tụ trải qua nhiều chu kỳ sản xuất liên tục thì sẽ chịu tác động rất xấu đối với khu hệ động vật đáy, chất lượng nước, sức khoẻ và tỷ lệ sống của tôm. Tôm sú có tập tính vùi mình vừa phải do đó sẽ phải chịu tác động của đáy ao chất lượng xấu. Do đó việc chuẩn bị ao là một bước đi quan trọng phải tuân thủ trước lúc khởi sự nuôi.

- Phơi ao : Ðối với ao dự định nuôi tôm, đáy ao cần được phơi kỹ trước khi bắt đầu nuôi vụ sắp tới. Ðiều đó giúp phân huỷ và khoáng hoá chất hữu cơ, ôxy hoá các phần tử độc tố như ammoniac, sulfit hydrogen, nitrate, con sắt, methane v.v... và loại trừ tảo xơ không cần thiết.

- Bón vôi : Ðiều này có lợi đối với việc ôxy hoá chất hữu cơ, thành các hoá hợp đơn giản hơn và tăng độ pH của đất. Ðất có pH 7,5 - 8,5 là lý tưởng đối với việc nuôi tôm. Lượng vôi cần bón phụ thuộc ở pha ban đầu của đất. Ðối với đất acid sulfate thì lượng vôi bón phải nhiều hơn đất bình thường. Bón vôi vào khi đất hơi ẩm.

- Làm đất : Sau khi phơi xong thì cày đáy ao hoặc làm đất với độ sâu 5 - 15cm, san bằng và lấy độ dốc về phía cửa cống, xong cho nước vào ao.

- Quản lý thức ăn tiện lợi đối với hệ sinh thái.

Việc quản lý thức ăn một cách đúng đắn sẽ giúp khống chế được chất thải. Có thể giảm thiểu sự sản sinh ra chất thải bằng cách chọn lựa những loại thức ăn được chế biến tươi, chất lượng đảm bảo và có hệ số chuyển đổi cao. Những thức ăn kém giá trị dinh dưỡng, không được ưa thích, làm mất ổn định chất lượng nước ... thì cần loại bỏ. Khẩu phần ăn được bố trí trên cơ sở tài liệu hướng dẫn, sự phản ứng của tôm và điều kiện môi trường đang thịnh hành.

Một loại thức ăn có hiệu quả, tiện lợi đối với hệ sinh thái được đặc trưng bởi các thuộc tính như : Ðáp ứng được những nhu cầu riêng của giai đoạn sinh trưởng, nhằm đảm bảo cho sự phát triển tối đa, thu nạp tối ưu và đào thải tối thiểu (thức ăn dư thừa, phân và các chất thải của chuyển hoá). Thức ăn tiện lợi đối với hệ sinh thái phải có sự cân bằng dinh dưỡng, đạt mức tối ưu về năng lượng tiêu hoá, cùng với một hỗn hợp các axit amin và axit béo chủ yếu, phospholipid, sterol, vitamin và các nguyên tố khoáng. Sử dụng tối ưu các chất phụ gia như chất kết dính, chất chống ôxy hoá, chất chống khuẩn, chất hấp dẫn, chất kích thích ăn, chất kích thích sinh trưởng, các sắc tố và thuốc điều trị bệnh ... thoả mãn được yêu cầu riêng của tôm và giảm thiểu chất thải có nguồn gốc từ thức ăn.

Theo dõi tập tính ăn của tôm là rất quan trọng. Do tôm là loài ăn đáy, có một ống tiêu hoá nhỏ và ăn rất chậm, nên khó có thể quan sát trực tiếp tập tính ăn của chúng. Vì vậy, cần có khay cho ăn để theo dõi tôm ăn, khi chúng đạt trọng lượng 2gr. Lượng cho ăn điều chỉnh trên cơ sở thức ăn trên khay đã được ăn.

- Quản lý chất lượng nước :

Những thay đổi của các nhân tố hữu sinh và vô sinh đều gây sức ép đối với tôm dẫn đến việc giảm ăn và sự tích tụ phân và các chất thải do chuyển hoá sau đó. Yêu cầu về nhiệt độ tối ưu là khoảng 27 - 31oC. Nhiệt độ dưới mức tối ưu sẽ làm giảm tốc độ chuyển hoá và tăng hệ số thức ăn. Nhiệt độ giảm xuống 22 - 24oC được nhận xét rộng rãi là giảm ăn 50% và dưới 22oC sẽ ngừng ăn. Tương tự như vậy, trên 32oC cũng tác động xấu tới sức ăn.

Lượng hoà tan ôxy dưới 3 ppm sẽ dẫn đến tình trạng kém ăn. Sức ăn sẽ giảm 25% khi mức DO dưới mức 2,5 ppm. Cũng tương tự như vậy, pH cũng ảnh hưởng tới sức ăn và hệ số thức ăn. Mức tối ưu của pH là duy trì ở khoảng 8 - 8,5. Ðộ mặn của nước phải giữ ở mức 15 - 20 ppt, ở độ mặn này thì sức sản xuất ổn định hơn vì vậy việc ít thay đổi nước là cần thiết.

- Thực hành nghề nuôi tôm lành mạnh :

Thực hành nghề nuôi lành mạnh và khoa học là điều cần thiết hơn hết để nuôi tôm thành công. Ðiều này giúp cải thiện tình trạng sức khoẻ của tôm và có ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng của tôm. Một số bước đi quan trọng cần tuân thủ trong thời gian nuôi như sau :

Phải kiểm soát việc sử dụng thuốc, hoá chất và kháng sinh và điều quan trọng nữa là áp dụng kỹ thuật nuôi tiện lợi đối với hệ sinh thái.

- Sử dụng vôi thường xuyên trong khi nuôi nhằm duy trì pH của vực nước và làm tăng nhanh sự khoáng hoá chất thải hữu cơ;

- Sự sẵn có thức ăn tự nhiên giúp duy trì một mạng thức ăn trong toàn vực nước. Mạng thức ăn càng phức tạp thì tập tính ăn mồi của tôm càng đa dạng. Nước có mầu nâu vàng kim biểu thì sự hiện diện của tảo silic, là thức ăn cao cấp của tôm. Cần giữ độ trong của nước ở mức 25 cm và mực nước sâu của ao 1m.

Việc thay nước cần thực hiện cho đến cuối vụ nuôi. Ao quản lý tốt thì ít phải thay nước. Thay nước sẽ giảm bớt những nhân tố gây sức ép trong khi nuôi.

Khống chế việc mở đường cho ô nhiễm

Thông thường, khi vụ nuôi kết thúc, người ta tháo cạn nước trong ao vào các vực nước gần đó và thu hoạch tôm. Hệ thống nuôi xả nước tự do kiểu truyền thống này sẽ tạo thành vấn đề về chất lượng nước của môi trường chung quanh. Những năm gần đây, người ta cũng đã quan tâm tới việc phát triển "hệ thống nước tuần hoàn" khép kín cho một nghề nuôi tôm bền vững. Giữa thập kỷ 90, Thái Lan đi đầu trong việc sử dụng lại hoặc "hệ thống nước tuần hoàn". Hệ thống này có lợi về hai phương diện, giảm giá thành và giảm nguy cơ ô nhiễm. Thành phần chủ yếu của hệ thống này gồm :

Ao lắng : Trong ao này, chất hữu có do nước thải mang theo, lắng đọng xuống đáy. Quá trình này có thể xúc tiến bằng việc cho thêm phèn. Sau đó lọc nước bên trên qua bộ lọc cát vào ao xử lý hoá học.

Ao xử lý hoá học : Ao này chủ yếu là để điều chỉnh pH của nước bằng cách cho vôi.

Ao xử lý sinh học : Sở dĩ gọi như vậy là vì các phần tử sinh vật liệt kê sau đây được bao gồm trong việc xử lý nước :

- Cá ((a) 1000 con/ha) : cá đối, cá măng biển, rô phi, cá song;

- Loài 2 mảnh vỏ (9a) 250 g/m2) : hầu, vẹm;

- Tảo ((a) 400 kg/ha) : rong câu và các rong khác;

- Vi khuẩn của chu kỳ dinh dưỡng : Nitrosomonass, Nitrobacterr, Bacillus v.v...

Vi khuẩn có liên quan với các chu kỳ dinh dưỡng khác nhau, giúp phân huỷ và khoáng hoá DOM, POM và SOM. Vi tảo và tảo cỡ lớn lọc để lấy chất dinh dưỡng và các nguyên tố có vết và xúc tiến sức sản xuất thứ cấp. Vì vậy người ta thu hoạch được thêm cả cá nuôi và nhuyễn thể vào cuối vụ, trong ao xử lý sinh học.

Hệ thống quản lý chất mùn.

Ðáy ao là một trong các thành phần biến động nhất của hệ thống sinh thái học ao nuôi. Tất cả các chất mùn đều lắng xuống đáy và hình thành lớp bùn. Ðáy ao xấu sẽ ảnh hưởng tới chất lượng nước, gây căng thẳng đối với tôm và làm giảm năng suất. Phần lớn của quá trình vi sinh vật học tiếp diễn tại bộ phận này của hệ sinh thái. Trường hợp bùn hữu cơ kết tủa trầm trọng thì hiệu suất của quá trình vi sinh vật sẽ bị ảnh hưởng nặng nề. Tuy nhiên, tốc độ phân huỷ có thể tăng cường bằng việc sử dụng vi khuẩn thuộc hệ thống xử lý chất mùn.

Vi khuẩn thuộc hệ thống xử lý chất mùn là dòng khuẩn tồn tại trong tự nhiên đó là điều may mắn đôí với công nghệ vi sinh của nghề nuôi thuỷ sản. Bao gồm tại các loài ôxy hoá ammoniac, như Nitrosomonus europea, Nitrocystis javanensis, Nitrocystis oceanicus, Nitrosporia thành nitrite, (b) các loài ôxy hoá nitrite, như Nitrobacterr mobilis và Nitrospira gracilí chúng cũng nằm trong số loài chuyển hoá nitrite thành nitrate trong chu kỳ của nitơ (c) aerobacterr spp và Alkaligenes spp, phân huỷ các hydrratecarbon phức tạp, (d) Bacilus subtilis, B.licheniformes, Lactobacillus lactis, L.halveticus và Sacharomyces cerevisiad, chúng phân huỷ protein, lipid và hydrratecarbon và, (e) Cellulomonas spp., phân huỷ cellulose.

Vi khuẩn thuộc hệ thống xử lý chất mùn phân huỷ bùn hữu cơ, ngăn ngừa sự biến chất đáy ao và cải thiện chất lượng nước. Chúng lên men chất hữu cơ như thức ăn, bột cá và phân và làm giảm BOD, COD, ammoniac và sự thu nạp nitrite của nước. Các men của hệ sinh thái, như protease, lipase, amylase, lactase và hemicellulase do các vi khuẩn này sản ra, trực tiếp làm lợi cho các loài ký chủ. Vi khuẩn thuộc hệ thống xử lý chất mùn khống chế sự nở rộ của tảo và khử mùi hôi ở tôm nuôi. Các vi khuẩn này lành tính và không gây độc hại đối với sinh vật ký chủ và có hiệu lực cả trong điều kiện hiếu khí lẫn kỵ khí. Chúng có thể tồn tại trong các điều kiện môi trường phạm vi rất rộng rãi.

Kết luận :

Vùng ven biển là hệ sinh thái nhạy cảm nhất của hành tinh và tương lai của nghề nuôi thuỷ sản ven biển, đặc biệt là nuôi tôm, nằm trong phạm vi lành mạnh của hệ thống sinh thái này. Cách đây nhiều năm người ta đã thấy rằng việc nuôi tôm thâm canh thiếu khoa học thì không bền vững. Ðã xẩy ra việc tôm chết hàng loạt do bệnh nguyên tấn công, đó là ảnh hưởng xấu của điều kiện sinh thái xấu gây ra. Cho nên việc giữ gìn chất lượng nước được tốt, bằng cách giảm chất thải đến mức tối thiểu là rất quan trọng. Việc khống chế chất thải không phải là quá trình chỉ có một bước mà cần một sự tiếp cận khoa học tích hợp. Mặc dù hệ thống nuôi tuần hoàn khép kín đã đạt được kết quả khả quan nhưng vẫn còn non nớt ở trinhf độ của các chủ trang trại.

Việc nghiên cứu chi tiết để phát triển loại "thức ăn tiện lợi đối với hệ sinh thái" và phương pháp khống chế chất mùn một cách hữu hiệu là hết sức cần thiết.