Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng nước và tác động môi trường của ngành nuôi tôm còn nhiều thách thức: để sản xuất 1 kg tôm tại Việt Nam cần trung bình 45,5 m³ nước, trong khi Thái Lan là 14 m³, Indonesia 55 m³, Ấn Độ 39,2 m³, Ecuador 76,8 m³; hệ số FCR dao động khoảng 1,2–1,6 (Boyd & cs., 2021). Trong quá trình cho ăn, thức ăn công nghiệp chứa khoảng 35% protein, tương ứng 56 gram nitơ; tôm chỉ hấp thu khoảng 19–25% nitơ, phần còn lại thải ra môi trường dưới dạng các hợp chất vô cơ như NH4+, NO2−, NO3− (chiếm 34,6%–39,5%) và phần còn lại tồn tại dưới dạng chất hữu cơ lắng đáy, phân hủy và hòa tan (Losordo, 1991; Chen & cs., 2018). Nước thải nuôi tôm vì vậy có thể làm gia tăng chất thải gây phú dưỡng, thúc đẩy bùng phát dịch bệnh, ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và làm suy giảm tính bền vững của nghề nuôi (Iber & Kasa, 2021).

Để hướng tới phát triển bền vững, nhiều giải pháp công nghệ đã được triển khai như Biofloc, hệ thống tuần hoàn và mô hình nuôi trồng thủy sản tích hợp nhiều loài nhằm chuyển hóa chất thải thành sinh khối sinh vật có ích, qua đó giảm tác động xấu ra môi trường (Lothmann & Sewilam, 2023; Hà Văn Thái & cs., 2017). Dù vậy, việc ứng dụng nuôi đa loài vẫn chưa phổ biến do một số rào cản như diện tích nuôi chung lớn, thời gian nuôi kéo dài, chi phí đầu tư cao, tiến độ thu hoạch không đồng bộ giữa các đối tượng và khả năng thích ứng hạn chế với nguồn nước thải vốn khác nhau. Trong bối cảnh đó, nhiều nghiên cứu tận dụng nước thải để nuôi vi tảo đã cho kết quả khả quan với các loài như Nannochloropsis sp., Tetraselmis sp., Dunaliella sp. và Chaetoceros sp. (Khatoon & cs., 2016; Santanumurti & cs., 2022). Đặc biệt, Chaetoceros sp. được lựa chọn như đối tượng nghiên cứu chính nhờ khả năng thích nghi trong điều kiện nước thải tốt, giàu giá trị dinh dưỡng và là loài thường được sử dụng làm thức ăn cho Artemia (Febrinawati & cs., 2020; Nguyễn Tấn Sỹ, 2012). Các chất hữu cơ lơ lửng kích thước dưới 50 μm trong nước thải cũng có thể làm thức ăn cho Artemia, và sinh khối Artemia có xu hướng tăng khi bổ sung Chaetoceros sp. làm thức ăn (Nguyễn Đỗnh Huy & cs., 2020; Yao & cs., 2018; Gharibi & cs., 2021; Mohebbi & cs., 2016). Tuy nhiên, việc sử dụng vi tảo trong điều kiện nuôi thay cho nguồn thức ăn sẵn có thường làm tăng chi phí khi triển khai thực tế, do đó cần những phương án tối ưu hơn dựa trên nguồn nitơ và phospho từ nước thải.

Nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng tái sử dụng nước thải từ hệ thống nuôi tôm siêu thâm canh để nuôi vi tảo Chaetoceros mulleri và sử dụng sinh khối tảo làm thức ăn cho Artemia. Ở thí nghiệm 1, sự sinh trưởng của C. mulleri được theo dõi trong các nguồn nước thải có bổ sung chế độ dinh dưỡng khác nhau; kết quả cho thấy quần thể tảo phát triển tốt và đạt mật độ cực đại vào ngày nuôi thứ 3 trong môi trường nước thải. Mật độ cao nhất đạt 26,1 × 10^5 tb/ml ở nghiệm thức bổ sung dinh dưỡng F/2, tiếp theo là 21,6 × 10^5 tb/ml ở nghiệm thức bổ sung.