Nước thải NTTS thúc đẩy rừng ngập mặn xử lý chất hữu cơ khó phân hủy

Song song với biến đổi khí hậu, các tỉnh ven biển và duyên hải miền Trung đã và đang tích cực triển khai mô hình phát triển NTTS gắn với trồng rừng ngập mặn mang lại hiệu quả kinh tế rất khả quan và bền vững.

Bên cạnh đó, các chất hữu cơ khó phân hủy (PBDEs) có độ bền cao được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, rất độc hại đối với hệ sinh thái và con người xuất hiện phổ biến ở môi trường ven biển. Tuy nhiên, mối liên hệ giữa các chất hữu cơ khó phân hủy này cùng với các hoạt động NTTS và những tác động của chúng trên hệ sinh thái rừng ngập mặn vẫn chưa được tìm hiểu chuyên sâu. 

Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích:

(i) Kiểm tra tác động của việc bổ sung nước thải từ NTTS đối với việc xử lý chất hữu cơ khó phân hủy trong trầm tích rừng ngập mặn.

(ii) Đánh giá khả năng và so sánh sự khác biệt trong quá trình chuyển đổi và hấp thu chất hữu cơ khó phân hủy của hai loại cây rừng trang K. obovata và mắm ổi A. marina trong trầm tích rừng ngập mặn khi có hoặc không có bổ sung nước thải từ NTTS.

Các mô hình thu nhỏ của rừng ngập mặn đã được chuẩn bị và thiết lập theo 2 nghiệm thức chính: Đối chứng và trầm tích bị nhiễm chất hữu cơ khó phân hủy. Mỗi nghiệm thức sẽ được bố trí thí nghiệm ở các điều kiện khác nhau bao gồm: Có bổ sung và không có bổ sung nước thải NTTS, mỗi nhóm lại được chia thành ba phân nhóm nhỏ lần lượt là không có cây trồng, có trồng cây trang (K. obovata) và mắm ổi (A. marina). Thử nghiệm mô phỏng trong vòng 12 tháng.

Cây trang rừng ngập mặn K. obovata. Ảnh: ffish.asia.

Kết quả sau khi kết thúc thử nghiệm cho thấy phần trăm của các chất hữu cơ khó phân hủy giảm theo thời gian thí nghiệm, cụ thể tỷ lệ phần trăm còn lại của chất hữu cơ khó phân hủy (so với đối chứng) trong trầm tích không trồng cây là 86,5%, trong khi tỷ lệ phần trăm trong trầm tích có trồng cây rừng trang và mắm ổi là 61,4% và 70,9% thấp hơn đáng kể. Điều thú vị hơn nữa là tỷ lệ phần trăm được cải thiện tốt hơn rất nhiều lần khi có sự bổ sung nước thải NTTS lần lượt là 65,3%, 46,9% và 48,0% so với nghiệm thức không có bổ sung. 

Tác dụng tích cực của nước thải từ các hoạt động NTTS trong thí nghiệm này có thể lý giải bằng một số lý do. Đầu tiên, việc bổ sung nước thải giàu chất dinh dưỡng đã hỗ trợ duy trì điều kiện trong trầm tích, giúp tăng sinh khối, mức độ phong phú và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí trong trầm tích. Thứ hai, phương pháp này bổ sung trực tiếp chất dinh dưỡng vào trầm tích bao gồm nitơ, phốt pho và cacbon là những yếu tố chính cho sự tồn tại và tổng hợp của protein (bao gồm cả các enzym), lipid của vi sinh vật trong trầm tích đồng thời kích thích sự phát triển của rễ cây, các chất tiết ra từ rễ do đó tăng cường sự tương tác giữa thực vật và vi sinh vật. 

Đây là nghiên cứu đầu tiên báo cáo về các tác động của nước thải NTTS đối với việc loại bỏ các chất hữu cơ khó phân hủy trong trầm tích rừng ngập mặn có trồng và chưa trồng cây, cũng như sự hấp thụ của thực vật, bằng mô phỏng mô hình vi mô rừng ngập mặn. Kết quả không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sự suy giảm, loại bỏ và hấp thụ các chất hữu cơ khó phân hủy bởi thực vật trong rừng ngập mặn mà còn chứng minh khả năng tăng cường hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ khó phân hủy trong trầm tích bằng cách bổ sung nước thải từ hoạt động NTTS. 

Mắm ổi (A. marina). Ảnh: Ipec Cà Mau.

Thuốc kháng sinh thường được sử dụng trong NTTS thâm canh, dẫn đến sự hiện diện của thuốc kháng sinh trong nước thải. Tuy nhiên, kháng sinh không được thêm vào trong mô hình nghiên cứu mô phỏng hiện tại, vì vậy nghiên cứu chủ yếu tập trung vào tác động dinh dưỡng của nước thải NTTS đối với sự phân hủy và loại bỏ chát hữu cơ khó phân hủy.

Sẽ quá phức tạp nếu thêm kháng sinh, một chất ô nhiễm khác và gây căng thẳng cho vi sinh vật trong trầm tích. Tuy nhiên, nghiên cứu sâu hơn cũng cần được tiến hành để đánh giá ánh hưởng của kháng sinh ( những tác động tiêu cực có thể có ) trong nước thải đối với sự hấp thụ, chuyển hóa, loại bỏ chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các tác động lên cộng đồng vi sinh vật trong đất và trầm tích của hệ sinh thái rừng ngập mặn trong tương lai. Thêm vào đó, sự chuyển đổi của các chất hữu cơ khó phân hủy vào các mô cùng với các cơ chế liên quan ở các loài thực vật khác nhau cũng nên được tìm hiểu để có thể cung cấp những thông tin chi tiết hơn về sự tương tác này. 

References: Shazia Farzana et al. (2021). Enhanced remediation of BDE-209 in contaminated mangrove sediment by planting and aquaculture effluent. Elsevier, 07/06/2021, from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969720356230.