Phương pháp khử trùng nước nào khả thi hơn trong nuôi tôm tuần hoàn (RAS)?

Nuôi tôm thẻ chân trắng trong hệ thống tuần hoàn (RAS) đã trở nên khả thi hơn khi giảm tiêu thụ nước, ít tác động đến môi trường, mật độ thả cao do đó năng suất cao hơn. Chính vì thế, việc kiểm soát vi khuẩn là một trong những mục tiêu của RAS để ngăn ngừa sự hình thành của vi khuẩn gây bệnh tiềm ẩn. Ozon hóa và chiếu tia cực tím (UV) là hai phương pháp tối ưu để hạn chế vi khuẩn gây bệnh cho tôm trong hệ thống tuần hoàn. 

Tia cực tím được thường được dùng trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh để ngăn chặn sự tích tụ của coliform và vi khuẩn dị dưỡng trong nước. Đặc biệt trong RAS, chiếu xạ UV đã chứng minh được khả năng bất hoạt vi sinh vật trong môi trường nước. 

Ozone là một chất oxy hóa mạnh, có hiệu quả chống lại vi khuẩn, ký sinh trùng và vi rút, do đó cũng được sử dụng trong hệ thống RAS để kiểm soát mầm bệnh. Trong khi tia cực tím chủ yếu được sử dụng để khử trùng thì ozone cũng có hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng nước. Nó không chỉ loại bỏ mầm bệnh mà còn loại bỏ cacbon hữu cơ, độ đục, tảo, màu, mùi và vị của nước. Vì ozone cũng có thể oxy hóa các chất hữu cơ và các hạt mịn, do đó nó cũng gián tiếp làm giảm số lượng vi khuẩn trong hệ thống nuôi. Ngoài ra, ozone có hiệu quả trong việc khử các hợp chất nitơ như nitrit và nitrat trong nước, do đó không chỉ góp phần duy trì hệ vi sinh vật tối ưu mà còn tạo ra chất lượng nước tối ưu. 

Kết quả trong nghiên cứu này cho thấy tia cực tím chỉ làm giảm lượng amoniac trong nước hệ thống RAS khi sử dụng UV có công suất 9W mà không thấy giảm nồng độ nitrit và nitrat. Mặt khác, ứng dụng ozone đã ngăn chặn sự gia tăng nitrit và dẫn đến giảm nitrat nhanh hơn so với nghiệm thức không sử dụng ozone. 

Vibrio alginolyticus một loài vi khuẩn gây bệnh tiềm ẩn cho tôm đã được phát hiện với mật độ cao trước khi bắt đầu thí nghiệm, nhưng lại giảm đáng kể sau khi xử lý bằng ozone và không còn được phát hiện trên vỏ của tôm vào cuối thí nghiệm. Trong thí nghiệm chiếu tia UV, lượng V.alginolyticus giảm xuống mức thấp nhưng vẫn còn nhiều vào ngày 42 trong màng sinh học của bề mặt bể và trên vỏ tôm, đặc biệt là trong các bể được xử lý UV với công suất 9W. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng V. alginolyticus có thể bị loại bỏ khỏi hệ thống RAS bằng ozone nhưng khi chiếu tia UV liều lượng cao thì không thể loại bỏ được. Lý do có thể là một số lượng lớn vi khuẩn V. alginolyticus có trong màng sinh học mà việc chiếu tia UV chỉ có thể làm giảm vi khuẩn trong nước. 

Nhìn chung, ưu điểm của việc sử dụng chiếu xạ UV so với ứng dụng ozone là chi phí thấp hơn và dư lượng độc hại tạo ra ở mức thấp hơn nhiều so với ứng dụng ozone. Nhược điểm chính của chiếu xạ tia cực tím là giảm hiệu quả trong môi trường nước đục, do đó độ đục cần được giảm bớt bằng các bộ lọc cơ học để đạt được hiệu quả khi xử lý tia cực tím. Ánh sáng tia UV không thể tiếp cận hiệu quả với vi sinh vật trong nước khi các tia sáng bị ngăn chặn bởi các hạt cặn lơ lửng. Một số vi khuẩn probiotic cũng có thể bị chết khi chiếu tia UV, điều này có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ vi sinh trong môi trường nước. 

Một số nghiên cứu cho rằng, ozone tự do có thể gây độc cho động vật được nuôi trong hệ thống RAS, nhưng trong những năm qua các nghiên cứu đã chứng minh về ứng dụng trực tiếp của ozone trong nước ở các bể nuôi cá và động vật có vỏ. Có thể thấy, việc áp dụng ozone trực tiếp có thể cải thiện năng suất và phúc lợi của động vật nuôi và cũng có vẻ tương quan với việc giảm nhiễm trùng, bệnh tật và cải thiện chất lượng nước. Tuy nhiên, các tác động có hại của quá trình ozon hóa trực tiếp cũng được ghi nhận bao gồm các bất thường về hành vi, thay đổi về sinh lý, tổn thương mô, tăng tỷ lệ tử vong. 

Cả ozone và chiếu xạ tia cực tím đều có những tác động tiêu cực. Tuy nhiên, trong nghiên cứu hiện tại việc áp dụng ozone cho thấy lợi thế hơn so với khử trùng bằng chiếu xạ tia cực tím vì chất lượng nước được cải thiện và hệ thống vi sinh ổn định hơn. Ngược lại, chiếu xạ UV kém hiệu quả hơn trong việc tối ưu hóa chất lượng nước và dẫn đến những thay đổi đáng kể hơn trong thành phần vi sinh vật. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy không có tác động tiêu cực nào trên động vật được thấy sau khi áp dụng ozone, do đó việc sử dụng phương pháp khử trùng ozone cho nuôi tôm trong hệ thống RAS nên được khuyến khích hơn.