Ozone nanobubble - Tiêu diệt thành tế bào vi khuẩn

Công nghệ nanobubble là một công nghệ mới để xử lý nước thải và gần đây đã được áp dụng trong nuôi trồng thủy sản để tăng nồng độ oxy hòa tan trong các hệ thống thủy sản thâm canh. Công nghệ này đưa các bong bóng nano hoặc siêu mịn (<200 nm) với một loại khí đã chọn vào nước. Công nghệ có hiệu quả cao trong việc hòa tan khí vào nước do tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích của bong bóng lớn.

Công nghệ nanobubble là một công nghệ mới để xử lý nước thải và được ứng dụng vào nuôi trồng thủy sản

Ứng dụng của khí ozone trong công nghệ nanobubble (NB-O3) là tương đối mới trong nuôi trồng thủy sản. Một nghiên cứu trước đây đã báo cáo hiệu quả khử trùng của NB-O3 đối với V. parahaemolyticus gây bệnh trên tôm. Trong nghiên cứu này, NB-O3 cho thấy hiệu quả khử trùng tương tự đối với cả vi khuẩn Gram (+) (S.agalactiae ) và Gram (-) ( A. veronii ) gây bệnh trong nước ngọt và cơ chế khử trùng là tiêu diệt thành tế bào vi khuẩn. 

Thiết lập hệ thống NB-O


Hệ thống này bao gồm một máy phát nanobubble, một máy tạo oxy và một máy tạo ozone. Oxy đậm đặc từ không khí được đưa vào máy tạo ôzôn với lưu lượng 1 L/phút. Ozone được tạo ra sau đó được khuếch tán với nước bên trong máy phát nanobubble để tạo thành NB-O3 và quay trở lại bể chứa. 

Giảm >90% lượng vi khuẩn trong nước khi sử dụng NB-O3 trong 10 phút

Lượng vi khuẩn S. agalactiae tại điểm ban đầu được sử dụng trong bể đối chứng 1,17 × 106/mL và bể nghiệm thức 1,83 × 106/mL.  Nồng độ vi khuẩn trong nhóm nghiệm thức ở thời điểm 5, 10 và 15 phút lần lượt giảm 62,30, 97,76 và 99,40%, cho thấy rằng quá trình khử trùng đã xảy ra trong khi sử dụng NB-O3. Ngược lại, nồng độ vi khuẩn trong bể đối chứng vẫn ổn định ở mức 106  CFU/mL trong cùng khoảng thời gian. 

NB-O3 làm giảm cả nồng độ vi khuẩn Gram (+) và Gram (-) gây bệnh

Thử nghiệm với S. agalactiae với lượng vi khuẩn ban đầu: 1,17 × 106 CFU/mL trong bể đối chứng và 3,45×106 CFU/mL trong bể nghiệm thức. Xử lý một lần duy nhất trong 10 phút với NB-O3 đã giảm hiệu quả 96,11% lượng vi khuẩn trong bể. Khi lặp lại cùng một quy trình lần thứ hai và thứ ba, nồng độ vi khuẩn đã giảm tương ứng là 99,93 và 99,99%. Nồng độ vi khuẩn trong bể đối chứng vẫn duy trì ở mức 106 CFU/mL. Các kết quả tương tự cũng được quan sát thấy trong các thử nghiệm với vi khuẩn Gram (-) A. veronii. Số lượng vi khuẩn A. veronii tring bình ban đầu ở các bể ĐC và nghiệm thức lần lượt là 1,03 × 106 CFU/ mL và 1,65 × 106  CFU/mL. Sau khi sử dụng NB-O3 lần 1, 2 và 3 trong 10 phút, lượng vi khuẩn đã giảm xuống còn 3,44×10 4 ; 56 ± 15 và 15 ± 6 CFU/mL (tương đương với giảm lần lượt 97,92; 99,99 và 99,99%). Không có thay đổi đáng kể nào về số lượng vi khuẩn trong bể đối chứng trong quá trình thí nghiệm.

Kiểm tra cấu trúc bề mặt vi khuẩn cho thấy phần lớn tế bào vi khuẩn (cả S. agalactiae và A. veronii) bị phá hủy sau khi tiếp xúc với NB-O3 trong 10 phút so với cấu trúc nguyên vẹn lúc chưa tiếp xúc với NB-O3.


Ảnh hưởng của NB-O3 đến sức khỏe cá và lượng vi khuẩn trong bể nuôi

Trước khi xử lý, tổng nồng độ vi khuẩn trong nước nuôi cá là 8,18×105 CFU/mL. Sau khi tiếp xúc với NB-O3 trong 10 phút, 59,63% vi khuẩn đã bị bất hoạt. Khi lặp lại lần thứ 2, 3 vi khuẩn đã giảm trong các nghiệm thức này lần lượt 87,25 và 99,29% (tức là giảm 141 lần từ 8,18 × 105 xuống 5,80 × 103 CFU/mL.


Trong quá trình thí nghiệm, DO tăng mạnh từ rất thấp lúc đầu 0,6 ± 0,1 mg/L lên 27,7 ± 0,6 mg/L sau 10 phút đầu tiên điều trị. DO là 30,8 ± 7,7 mg/L sau lần điều trị thứ hai và 28,7 ± 7,6 mg/L sau lần điều trị NB-O3 thứ ba. 

Mặc dù nhiều lần xử lý NB-O3 không làm chết cá, nhưng việc tăng phơi nhiễm gây ra tổn thương cho mang. Nếu sử dụng hơn một lần NB-O3 trong 10 phút thì có một số kích ứng đối với mang nhưng không có tử vong cấp tính. Các dấu hiệu chủ yếu bao gồm đỏ ở gốc vây, bơi lội thất thường và có bong bóng bám trên bề mặt cơ thể. Những bong bóng này biến mất sau vài phút cá di chuyển. Các thiệt hại đối với mang có thể do tiếp xúc nhiều lần với ôzôn và nồng độ oxy cao (tức là 26,9–28,5 mg/L) trong nước. Tổng hợp lại, các phát hiện cho thấy một lần tiếp xúc 10 phút với NB-O3, với mức ORP (đo gián tiếp ozone trong nước) đạt 860 ± 42 mV là an toàn cho cá và đủ để giảm nồng độ vi khuẩn từ 26 đến 48 lần (> 96%).


Cấu trúc bình thường của các sợi mang ở đối chứng (A), (E) và lần xử lý đầu tiên với NB-O3 (B), (F). Tổn thương nhẹ và co rút ở đáy phiến mang (mũi tên) và xung huyết nhẹ ở cá tiếp xúc lần thứ hai (G), và mất một số phiến thứ cấp (mũi tên) và xung huyết nghiêm trọng hơn ở các phiến thứ cấp ở cá tiếp xúc lần thứ ba (H).

Mặc dù xử lý NB-O3 không loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn trong nước, nhưng việc giảm vi khuẩn gây bệnh từ 26 đến 48 lần có thể hữu ích để ngăn ngừa bùng phát dịch bệnh. Điều quan trọng, kết quả nghiên cứu này cho thấy sử dụng NB-O3 trong 10 phút đã tạo ra các hạt nano (<200 nm) với nồng độ khoảng 2 - 3×107 bong bóng/mL và phần lớn các bong bóng có đường kính nhỏ hơn 130 nm. 

Công nghệ NB-O3 không chỉ là một phương pháp khử trùng đầy hứa hẹn mà còn làm giàu oxy hòa tan trong nuôi trồng thủy sản nước ngọt, với liều lượng thấp nó không gây hại cho cá. Là một công cụ phòng chống dịch bệnh, NB-O3 có thể là một công nghệ đầy hứa hẹn để kiểm soát sự phát triển quá mức của vi khuẩn gây bệnh trong nước, do đó làm giảm nguy cơ mắc các bệnh do vi khuẩn. Tóm lại, nghiên cứu này chứng minh rằng NB-O3 có hiệu quả trong việc giảm nồng độ vi khuẩn gây bệnh S. agalactiae và A. veronii trong nước ngọt và chúng tương đối an toàn cho cá rô phi.  

TLTK: Chayuda Jhunkeaw (eds). (2021). Ozone nanobubble treatment in freshwater effectively reduced pathogenic fish bacteria and is safe for Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquacuture [online], viewed 15 March 2021, from: sciencedirect.com

Đăng ngày 02/03/2021
Sương Phạm
Khoa học

Top các phần mềm quản lý trang trại NTTS (Phần 1)

Mới đây, trang web NeuroSYS đã xếp hạng các công ty hàng đầu cung cấp phần mềm quản lý trang trại dựa trên công nghệ cho ngành NTTS, xem xét tính hiệu quả, sự đổi mới và tác động của sản phẩm đối với ngành.

Công nghệ nuôi trồng thủy sản
• 17:24 04/09/2023

Sông Mê Kông xuất hiện loài cá quý hiếm sau 40 năm biến mất

Một loài cá quý hiếm đặc hữu ở cao nguyên Tây Tạng (Trung Quốc) đã được phát hiện sau hơn 40 năm biến mất trong lưu vực sông Mê Kông.

Loài cá Pareuchiloglanis gracilicaudata
• 11:27 11/08/2023

Loài cá xém tuyệt chủng- Nay đã được nhân giống thành công!

Nuôi cá hiếm trên sông không chỉ vì lợi ích kinh tế, một người đàn ông ở miền Tây có mong muốn bảo tồn và nhân giống những loài cá có nguy cơ tuyệt chủng.

Cá chốt chuột và cá trạch lửa
• 09:50 09/02/2023

Lưu giữ con cua lớn nhất tại hội Cua Cà Mau

Phân viện Nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản Nam Sông Hậu lưu giữ chú cua khủng đạt giải nhất trong cuộc thi “Cua Cà Mau lớn nhất - Cua Sumo”.

cua sumo
• 11:03 01/01/2023

Vaccine cho tôm: Tảo lục Chlorella vulgaris

Bệnh đốm trắng (white spot disease - WSD) là một trong những loại bệnh truyền nhiễm phổ biến nhất trên tôm nuôi và đồng thời cũng là nguyên nhân chính gây thiệt hại kinh tế cho nghề nuôi tôm toàn cầu.

Tảo lục
• 09:00 14/03/2024

Các yếu tố virus nội sinh gây hội chứng đốm trắng (EVE)

Nơi khu trú của virus đề cập đến các phản ứng miễn dịch cụ thể, thích nghi của tôm đối với nhiễm virus xảy ra trong từng tế bào và có thể dẫn đến nhiễm vô hại kéo dài đến suốt đời của vật chủ.

Virus
• 14:33 07/03/2024

Sinh sản nhân tạo một số loài cá hiếm gặp

Đề tài do Trường Thủy sản làm Chủ nhiệm với sự hỗ trợ kinh phí từ Sở Khoa học Công nghệ TP. Cần Thơ. Kết quả nghiên cứu cho thấy cá chạch lửa thành thục tốt trong điều kiện nuôi vỗ trong vòng 4-6 tháng.

Cá chạch lửa
• 10:01 07/03/2024

Phát hiện nhanh và chính xác Tilv trên mẫu cá rô phi

Năm 2009, sản lượng cá rô phi đánh bắt tự nhiên tại hồ Kinneret giảm mạnh, có mức độ trung bình giảm từ 257 tấn mỗi năm đến 8 tấn mỗi năm và không rõ nguyên nhân.

Cá rô phi
• 10:10 06/03/2024

Các loài cá lóc nuôi cảnh thú vị cho người chơi cá cảnh

Trong những năm gần đây, việc nuôi cá lóc cảnh tại Việt Nam đã trở nên phổ biến hơn. Đây là loại cá săn mồi có nhiều màu sắc đẹp, mà trước đây chỉ được một số ít người chơi quan tâm.

Cá lóc cảnh
• 22:26 29/03/2024

Những điều cần biết về bệnh đốm trắng và biện pháp phòng bệnh hiệu quả

Bệnh đốm trắng trên tôm do virus gây ra là một trong những bệnh vô cùng nguy hiểm, tỷ lệ chết của tôm lên tới 90 – 100% chỉ sau từ 3 – 10 ngày nhiễm bệnh, xuất hiện chủ yếu khi nhiệt độ xuống thấp dưới 320C.

Bệnh đốm trắng trên tôm
• 22:26 29/03/2024

Công tác chuẩn bị để khởi đầu vụ nuôi mới thành công

Khi bắt đầu nuôi tôm hoặc sau mỗi kỳ thu hoạch, mọi người thường quan tâm đến việc chuẩn bị những gì để khởi đầu vụ nuôi mới thành công hơn và đạt được thuận lợi. Để bảo đảm rằng quá trình chuẩn bị ao nuôi tôm mới ít gặp rủi ro, tôm phát triển đều, cũng như để làm cho các vụ nuôi sau này trở nên dễ dàng hơn. Bài viết dưới đây sẽ trình bày những điểm cần lưu ý khi tiến hành chuẩn bị khởi đầu vụ nuôi mới cho bà con.

Tôm thẻ chân trắng
• 22:26 29/03/2024

Chuyển dịch xanh: Yêu cầu và cơ hội tăng cao với thủy sản

Ngày 28/3/2024, VCCI Cần Thơ tổ chức hội thảo “Chuyển dịch xanh: Thách thức, cơ hội cho doanh nghiệp ĐBSCL và giải pháp hỗ trợ doanh nghiệp” trao đổi về những yêu cầu và cơ hội cho doanh nghiệp xuất khẩu trong bối cảnh giảm phát thải khí nhà kính.

Thủy sản
• 22:26 29/03/2024

Chất kích thích hệ miễn dịch ở tôm

Nhắc đến tôm, có lẽ bạn chưa biết chúng là một loài động vật không có cơ quan miễn dịch. Vì vậy, việc sử dụng chất kích thích miễn dịch là biện pháp hiệu quả giúp tăng cường đề kháng cho tôm, công cụ quan trọng trong quá trình kiểm soát bệnh tôm nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 22:26 29/03/2024