Ảnh minh họa: Internet

Với đặc điểm có hệ thống sông ngòi dày đặc, đường bờ biển dài hơn 3260 km và khu đặc quyền kinh tế với diện tích 1 triệu km2 Việt Nam được xem như một quốc gia có các điều kiện lý tưởng về địa lý cho ngành nuôi trồng thủy sản. Bên cạnh đó, Việt Nam nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới, với điều kiện trung bình năm trên cả nước về nhiệt độ (khoảng 250 C) và số giờ chiếu sáng (khoảng 2500 giờ/năm) cao hơn nhiều so với mức bình quân chung trên toàn cầu (khoảng 150 C, và 2300 giờ chiếu sáng), đây được xem như những tiền đề thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản nước nhà. Thêm vào đó, cơ cấu nền kinh tế tập trung chủ yếu ở sản xuất nông nghiệp, truyền thống canh tác lâu đời, và nhiều chủ trương quan trọng trong chiến lược phát triển nuôi trồng thủy sản đã được Chính phủ thông qua. Định hướng phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững, thân thiện với với môi trường là một trong những mục tiêu đặc biệt quan trọng.

Nuôi trồng thủy sản Việt Nam cũng như ở nhiều nước trên thế giới đang phải đối diện với thách thức lớn liên quan tới nguồn nước thải từ các hoạt động sản xuất này. Nhiều giải pháp được tập trung nghiên cứu và đưa vào ứng dụng. Đặc biệt, nhóm giải pháp cải tiến công nghệ nuôi dựa trên nền tảng là sự hoạt động của các vi sinh vật có lợi được xem là tiềm năng nhất và nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà nuôi trồng thủy sản, điển hình là công nghệ biofl oc. Tuy nhiên, giải pháp này dường như chưa giải quyết triệt để được vấn đề phú dưỡng nguồn nước. Về mặt khoa học, hoạt động tích cực của các vi sinh vật có lợi sẽ phân giải nguồn chất vật chất hữu cơ trong môi trường ao nuôi thủy sản tạo thành các sản phẩm cuối cùng là các muối dinh dưỡng nitrate (NO3 - ) hay ammonium (NH4 + ). Các muối dinh dưỡng này có ảnh hưởng tới sức khỏe vật nuôi thủy sản hay không cơ bản phụ thuộc vào nồng độ của chúng có trong môi trường nước. Ở một số mô hình nuôi như bán thâm canh hoặc thâm canh, lượng vật chất hữu cơ dư thừa trong nước không quá cao, kết quả là hàm lượng các muối dinh dưỡng (nitrate/ammonium) không quá lớn tới mức gây chết vật nuôi thủy sản, đặc biệt là tôm thương phẩm. Ở chiều hướng ngược lại, khi nồng độ các muối dinh dưỡng này ở mức quá cao, sẽ trở nên gây độc đối với vật nuôi thủy sản. Sự xuất hiện của thuật ngữ khoa học mới “độc tính nitrate/ ammonium” trong mô hình nuôi tôm siêu thâm canh ứng dụng công nghệ cao trong vài năm trở lại đây đã chứng minh cho luận điểm khoa học này. Nhiều học giả cho rằng, việc ứng dụng công nghệ biofl oc trong nuôi tôm thương phẩm chưa đạt được thành công như mong đợi, rất có thể nằm ở vấn đề độc tính của nitrate/ammonium này. Việc tìm ra giải pháp loại bỏ các muối dinh dưỡng này trở nên rất cấp thiết. Có nhiều hướng tiếp cận được tính tới, trong đó sử dụng nhóm sinh vật sản xuất hấp thu các muối dinh dưỡng này được coi là hướng đi có cơ sở khoa học vững vàng và đầy triển vọng.

Vi tảo (microalgae) được biết đến là sinh vật sản xuất có kích thước nhỏ bé nắm giữ nhiều vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Vi tảo sản xuất ra nguồn chất hữu cơ và giữ cân bằng các hệ sinh thái thủy vực trên trái đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước và không khí. Bên cạnh đó, nhiều ứng dụng rộng rãi của nhóm sinh vật này trong các lĩnh vực sinh học phân tử, công nghệ sinh học và y dược đã được khẳng định một cách rõ ràng. Ngoài ra, vi tảo còn đóng góp lớn trong công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp - thủy sản, và nguồn nhiên liệu sạch. Với đặc điểm là hấp thu mạnh các chất dinh dưỡng, tăng sinh khối nhanh chóng trong một khoảng thời gian ngắn, vi tảo đã và đang trở thành đối tượng tiềm năng nhất cho các hướng nghiên cứu ứng dụng xử lý nguồn nước thải từ nhiều lĩnh vực, trong đó có nuôi trồng thủy sản. Nghiên cứu ứng dụng vi tảo trong xử lý nước thải đã xuất hiện từ rất lâu trên thế giới. Palmer (1974) là một trong những người đặt nền móng cho hướng nghiên cứu này. Các nghiên cứu của ông tập trung vào các loài tảo thuộc chi Chlorella, Ankistrodemus, Sceedesmus, Eulena, Chlamydomonas, Osillatoria, Micractinium…Trong những năm trở lại đây, hướng nghiên cứu ứng dụng này đã rất lớn mạnh và phong phú, thu hút nhiều sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và tổ chức nghiên cứu trên toàn thế giới. Ở Việt nam, các công trình nghiên cứu sử dụng vi tảo xử lý nguồn nước thải ao nuôi thủy sản là không nhiều. Ứng dụng vi tảo trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam phần lớn ở khía cạnh làm nguồn thức ăn tươi sống. Chlorella sp. nước mặn và Tetraselmis chuii được ứng dụng rộng rãi nhất trong sản xuất giống cá biển với vai trò làm thức ăn cho luân trùng và công nghệ nước xanh. Bên cạnh đó, nhiều cơ sở sản xuất giống cá biển khu vực Khánh Hòa đang ứng dụng loài tảo lam Oscillatoria sp. thay thế cho Chlorella sp. để duy trì màu nước xanh trong các bể ương cho hiệu quả rất rõ rệt. Đặc điểm chung của 3 loài vi tảo này là khả năng hấp thu mạnh mẽ nồng độ các chất hữu cơ có trong môi trường nước, thêm vào đó là khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng ở dạng hữu cơ của Chlorella và Oscillatoria đã được khẳng định trong nhiều tài liệu khoa học.

Môi trường nước thải ao nuôi tôm thẻ chân trắng thương phẩm có độ mặn tương đối cao, ngược lại các thông số pH, độ kiềm độ đục phù hợp với nuôi nhân sinh khối vi tảo. Hàm lượng muối dinh dưỡng tương đối thấp và tỷ lệ N:P là cao hơn so với mức yêu cầu. Các chủng vi tảo dùng trong nghiên cứu thích nghi và sinh trưởng tốt trong điều kiện nước thải này. Sinh trưởng quần thể vi tảo lục Chlorella sp. đạt được cao nhất. Ngược lại, Oscillatoria sp. cho thấy kết quả sinh trưởng là thấp nhất. Tuy nhiên, về hiệu quả loại bỏ muối dinh dưỡng nitrate thì vi tảo lam Oscillatoria sp. lại cho ra kết quả tốt nhất. Kế tiếp đến là Chlorella sp. và Tetraselmis chuii. Việc đánh giá khả năng loại bỏ muối dinh dưỡng nitrogen ra khỏi môi trường nước thường đòi hỏi nhiều thời gian, lặp lại các thí nghiệm cũng như ở nhiều qui mô khác nhau. Bên cạnh đó, công tác đánh giá chất lượng môi trường nước một cách kĩ càng và đầy đủ nguồn dữ liệu khoa học. Do đó, thông qua kết quả nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất thực hiện việc thu mẫu và đánh giá đặc trưng môi trường nước thải ao nuôi tôm ở nhiều vùng trên cả nước, phân tích nhiều hơn nữa các thông số lý hóa học môi trường. Bên cạnh đó, tiến hành đánh giá khả năng loại bỏ muối dinh dưỡng ở nhiều chủng vi tảo ở nhiều qui mô khác nữa.