Công nghệ mới cải thiện môi trường nước nuôi trồng thủy sản

Tình trạng ô nhiễm môi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi trồng thủy sản do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải khác, kết hợp lượng dư thừa các hóa chất, kháng sinh được sử dụng trong quá trình nuôi đọng lại ở đáy ao nuôi không được xử lý.

Trước thực trạng đó, Tiến sĩ Lê Quang Tiến Dũng và các cộng sự thuộc Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã nghiên cứu thành công giải pháp “Điều chế vi bọt khí sử dụng công nghệ điện hóa, siêu âm và ứng dụng trong xử lý nước nuôi trồng thủy sản”. Nghiên cứu này đã mở ra một hướng mới trong việc khử trùng, cải thiện môi trường nước nuôi trồng thủy sản.

Hướng đi mới đầy tiềm năng 

Theo Tiến sỹ Lê Quang Tiến Dũng, trên thực tế có rất nhiều phương pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường nuôi, xử lý nguồn bệnh trong môi trường nuôi. Nhiều vùng nuôi trồng thủy sản, hộ nuôi khi gặp phải những vấn đề trên đã phải bỏ ra chi phí lớn từ vài triệu đến vài chục triệu đồng để xử lý môi trường ao nuôi nhưng không đem lại hiệu quả cao như mong muốn.

Cải thiện môi trường nước nuôi trồng thủy sản. Ảnh minh họa: Hải Yến – TTXVN.

Mặt khác, việc sử dụng tràn lan các hóa chất để khử trùng nước như Chlorine, Iodin, thuốc tím, Formaline… có thể dẫn đến những hậu quả làm suy thoái môi trường và gây ra hiện tượng nhờn thuốc của các loại vi khuẩn, vi rút, vi sinh vật gây bệnh như: khuẩn Vibrio spp., Aeromonas, Ecoli, Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus...

Do đó, việc nghiên cứu tìm các biện pháp làm giảm thiểu đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản được xem là nhiệm vụ rất cấp thiết.

Với ý tưởng tăng hiệu suất diệt khuẩn của dung dịch anolyte sau điện hóa thành các vi bọt khí bằng cách cho nổ tung bọt khí sau điện hóa sử dụng siêu âm công suất cao để xử lý nước trong nuôi trồng thủy sản, nhóm tác giả đã mở ra hướng mới trong việc khử trùng, cải thiện môi trường nước nuôi trồng thủy sản.

Dung dịch hoạt hóa điện hóa anolyte hay còn được gọi là nước oxy hóa điện ly được kỹ sư người Nga V. Bakhir phát hiện năm 1972. Dung dịch anolyte là một tác nhân khử trùng có nhiều tính ưu việt, hiệu quả khử trùng cao, diệt nhanh nhiều loại vi khuẩn, dễ sản xuất, giá thành rẻ, thân thiện với môi trường.

Các nước trên thế giới đặc biệt là Nga, Nhật, Đức, Mỹ, Hàn Quốc... đã đẩy mạnh nghiên cứu chế tạo thiết bị sản xuất dung dịch anolyte và ứng dụng công nghệ này trong đời sống và sản xuất như y tế, chăn nuôi, trồng trọt, nuôi trồng và chế biến thủy sản, chế biến thực phẩm...

Trong nước, việc nghiên cứu ứng dụng dung dịch anolyte để khử trùng trong y tế, chế biến và bảo quản nông sản đã được thực hiện từ năm 2001. Năm 2002, dung dịch anolyte được sử dụng dung để bảo quản vải thiều, thanh long, nho…

Trong chăn nuôi gà, vịt, heo, dung dịch anolyte được sử dụng để phòng ngừa các bệnh đường ruột đạt kết quả tốt. Trong những năm gần đây, dung dịch anolyte này được nghiên cứu ứng dụng để thay thế các hóa chất thường dùng trong việc xử lý, khử trùng môi trường nước nuôi trồng thủy sản.

Dung dịch anolyte được điều chế bằng phương pháp điện hóa có nhiều ưu việt trong khử trùng môi trường nước. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là hiệu suất diệt khuẩn vẫn chưa tối ưu, tính ứng dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản vẫn còn một số hạn chế.

Phó Giáo sư Tiến sĩ Hoàng Văn Hiển, Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế cho biết, nhóm nghiên cứu đã đưa ra một giải pháp có tính kế thừa và có tính mới nâng cao hiệu quả diệt khuẩn bằng phương pháp công nghệ điện hóa – siêu âm kết hợp chuyển hóa mật độ bọt khí của dung dịch anolyte thành vi bọt khí có hiệu suất diệt khuẩn rất cao, phân hủy các chất hữu cơ và các khí độc.

Kết quả khi sử dụng dung dịch anolyte để xử lý khuẩn Vibrio spp. với nồng độ muối 5g/L, hiệu suất đạt 54,8 %; tăng nồng độ muối lên 30g/L, hiệu suất đạt 96,4 % theo tỉ lệ dung dịch anolyte: khuẩn (1:1). Điều này chứng tỏ rằng, nếu càng tăng nồng độ muối NaCL, hiệu suất xử lý khuẩn Vibrio spp. càng tăng. Khi kết hợp siêu âm - điện hóa, hiệu suất xử lý khuẩn Vibrio spp được nâng cao và có thể điều chế được dung dịch vi bọt khí.

Khi sử dụng dung dịch vi bọt khí được điều chế từ siêu âm- điện hóa kết hợp khảo sát theo nồng độ muối NaCl với điện áp cố định 4V , hiệu suất xử lý khuẩn Vibrio spp. đạt 77,7% nồng độ Nacl 5g/L. Với nồng độ NaCl 20g/L, hiệu suất xử lý khuẩn Vibrio spp. đạt 100% với tỉ lệ dung dịch vi bọt khí : khuẩn (1:1). Dung dịch vi bọt khí có khả năng phân hủy xanh methylene và xử lý khuẩn Vibrio spp. tốt hơn so với khi sử dụng dung dịch anolyte được điều chế từ bộ điện hóa.

Cần ứng dụng rộng rãi

Về hiệu quả kinh tế, bằng việc kết hợp với Trường Đại học Khoa học trong việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện hóa- siêu âm, Công ty Huetronics đã tiến hành triển khai chế tạo và thương mại hóa thiết bị xử lý nước sử dụng công nghệ điện hóa- siêu âm với công suất lớn, cấp nươc vào ao hoặc cấp nước tuần hoàn trong suốt vụ nuôi mà không dùng bất kỳ sản phẩm diệt khuẩn truyền thống nào.

Về hiệu quả kỹ thuật, theo đánh giá của các hộ nuôi tôm ở Thừa Thiên Huế, ứng dụng giải pháp thiết bị điện hóa – siêu âm xử lý nước tuần toàn tại ao nuôi giá thành thấp, quy trình sản xuất đơn giản phù hợp với các vùng nuôi trồng thủy sản nước lợ, mặn.

Đặc biệt, dung dịch vi bọt khí có tính năng ưu việt như có khả năng xử lý khuẩn Vibrio spp đạt hiệu quả cao, không độc hại, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng, thân thiện với môi trường.

Cụ thể, đã giảm chi phí rất lớn về xử lý nước trong quá trình nuôi, chỉ tiêu tốn khoảng 700 đồng/m3 so với 2.000 đồng/m3 khi sử dụng các hóa chất để xử lý. Nâng tỷ lệ thành công các vụ nuôi trồng thủy sản rất lớn cho các hộ nuôi so với trước đây.

Giáo sư Vũ Hoan, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội đánh giá: Nghiên cứu, chế tạo thành công thiết bị điều chế vi bọt khí sử dụng công nghệ điện hóa kết hợp siêu âm công suất của Tiến sĩ Lê Quang Tiến Dũng đặc biệt có ý nghĩa về mặt kinh tế, xã hội lớn đã góp phần quan trọng trong việc chủ động phát triển các loại sản phẩm công nghệ cao, giá thành thấp, mang thương hiệu Việt.

Kết quả nghiên cứu không chỉ được ứng dụng hiệu quả cho các vùng nuôi tôm ở Thừa Thiên Huế mà thiết bị điện hóa – siêu âm vi bọt khí còn được tín dụng cao ở các vùng nuôi tôm trọng điểm miền Nam như Gò Công, Tiền Giang, Bạc Liêu…

Với những thành quả về mặt kinh tế, kỹ thuật và xã hội, đề tài đã đoạt giải Ba Giải thưởng Sáng tạo Khoa học công nghệ toàn quốc (VIFOTEC) năm 2016 trong lĩnh vực công nghệ nhằm ứng phó với biến đỏi khí hậu, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên.

Hy vọng trong thời gian không xa, thiết bị này được ứng rộng rãi trong cả nước để mang lại hiệu quả cao cho người nuôi trồng thủy sản, bảo vệ môi trường và phát triển nuôi trồng thủy sản một cách bền vững./.