Kiểm soát dòng dinh dưỡng trong ao nuôi
Quản lý chất thải sinh ra từ hoạt động nuôi trồng thủy sản là khá khó khăn và tốn kém vì chất thải phân hủy và hòa tan trong nước nuôi.
Nước thải phát sinh từ các cơ sở nuôi trồng thủy sản hoặc đã được xử lý hoặc đổ thẳng vào môi trường. Xử lý nước thải đòi hỏi sự đầu tư lớn và thiết bị phức tạp.
Chất thải trong nuôi trồng thủy sản.
Chất thải từ những hoạt động nuôi trồng thủy sản có thể chia thành chất thải rắn và hòa tan (Hình dưới). Chất thải rắn lại được chia thành chất thải rắn có thể lắng và rắn lơ lửng. Chất thải rắn chủ yếu bắt nguồn từ thức ăn thừa và từ phân thải. Một phần các chất thải hòa tan (nhu cầu oxy hóa học - COD, ammoniac, phốt pho) có nguồn gốc từ các chất chuyển hóa được cá bài tiết thông qua mang và nước tiểu. Một phần chất thải hòa tan khác có nguồn gốc từ sự phân hủy các chất dinh dưỡng hoặc từ các chất dinh dưỡng lơ lửng từ mảnh chất thải rắn (cả hai dạng lắng và lơ lửng).
Trong hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh, từ 20% - 40% (tính theo vật chất khô) thức ăn được đưa vào cơ thể cá và phần còn lại được bài tiết ra ngoài. Tỷ lệ thức ăn thừa từ 5% đến 15%. Lượng phân thải phụ thuộc vào các yếu tố như thành phần thức ăn, loài cá và nhiệt độ. Số lượng phân thải từ 0,2 - 0,5 kg vật chất khô cho mỗi kg thức ăn.
Sơ đồ quá trình sản sinh chất thải của cá (theo Amikolaie, 2005)
Trong tất cả các hệ thống nuôi trồng thủy sản, chất thải được thải ra một phần với nước thải. Tuy nhiên, số lượng và thành phần chất thải thải ra cùng với nước thải thì khác nhau giữa các hệ thống nuôi trồng thủy sản khác nhau.
Ví dụ, trong những hệ thống nước chảy, tất cả các chất thải hòa tan và chất rắn lơ lửng được thải ra môi trường. Trong hệ thống tuần hoàn, các chất thải ra giảm 100 lần so với hệ thống nước chảy cổ điển. Trong hệ thống ao, tổng lượng chất thải vẫn còn trong hệ thống và một phần của các chất thải hữu cơ được khoáng hóa tại chỗ.
Một số giải pháp kiểm soát dòng dinh dưỡng trong những hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh.
Hệ thống sản xuất tích hợp.
Nuôi các loài thủy sản trong cùng hệ thống sản xuất, được gọi là nuôi ghép, có thể làm giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất và giảm chất thải. Nuôi ghép cá chép đã được công nhận như là một cách truyền thống là tăng việc sử dụng các chất dinh dưỡng trong ao. Rong biển và trai có thể phát triển tốt trong nước thải từ các trang trại nuôi cá thâm canh, do đó làm giảm chất dinh dưỡng và các hạt lơ lửng thải ra môi trường.
Tái chế chất thải từ hoạt động nuôi trồng thủy sản.
Ngoài ra, các chất thải được bài tiết từ cá có thể được tái sử dụng trong hệ thống chăn nuôi và chuyển thành những sản phẩm có thể thu hoạch được, chẳng hạn như rau, thịt hoặc vi khuẩn.
Cá có thể giữ lại 20 - 50% nitơ và 15 - 56% phospho trong thức ăn. Lượng nitơ và phospho còn lại được đưa vào nước và có thể được chuyển đổi sang những sản phẩm có giá trị bởi các sinh vật quang dưỡng và dị dưỡng.
Nước thải được xử lý sinh học bằng tảo để loại bỏ các chất dinh dưỡng như nitơ và phospho từ lâu đã được công nhận như một giải pháp để chuyển chất thải hòa tan vào sản phẩm thu hoạch. Tảo có thể được tiêu thụ trực tiếp bởi cá hoặc có thể được sử dụng như một thành phần trong thức ăn cho cá.
Sự chuyển đổi những chất dinh dưỡng sang những sản phẩm có thể thu hoạch được và sử dụng trực tiếp những sản phẩm này, như thực vật và/hoặc giun, làm gia tăng đáng kể việc giữ lại chất dinh dưỡng. Bùn được làm từ chất thải rắn của hoạt động nuôi trồng thủy sản được xem như phân bón tốt trong các lĩnh vực nông nghiệp vì có chứa nhiều nitơ và phospho.
Chất thải thoát ra từ những hoạt động nuôi trồng thủy sản vào hệ sinh thái thủy sinh có thể giảm nhưng không hoàn toàn hết hẳn bởi vì cá không thể giữ lại tất cả thức ăn mà chúng tiêu thụ và luôn luôn có một phần thức ăn thừa. Lượng chất thải thoát ra ngoài tương đương ít nhất 1/3 lượng thức ăn đưa vào. Tuy nhiên, sự ô nhiễm từ các trang trại nuôi thủy sản có thể được giảm một cách đáng kể bằng cách chuyển các chất dinh dưỡng có trong chất thải thành những sản phẩm có thể tái sử dụng được.
Trích dịch từ: Abdolsamad K. Amirkolaie, 2011. Reduction in the environmental impact of waste discharged by fish farms through feed and feeding. Reviews in Aquaculture (2011) 3, 19-26.