Luận văn đánh giá môi trường nước nuôi cá diêu hồng và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại trung tâm đào tạo nghiên cứu và phát triển thủy sản vùng đông bắc

Luận văn đánh giá môi trường nước nuôi cá diêu hồng, đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tại trung tâm đào tạo thủy sản vùng Đông Bắc.

• Tác giả: Nguyễn Công Thành
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Thị Hồng Phương
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Môi Trường Nước Nuôi Cá Diêu Hồng Và Giải Pháp Giảm Ô Nhiễm Tại Trung Tâm Thủy Sản Đông Bắc
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Một số khái niệm về môi trường
• 2.3. Một số khái niệm và phân loại về nuôi trồng thủy sản
• 2.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
• 2.4.1. Các chỉ tiêu vật lý
• 2.4.2. Các chỉ tiêu hóa học
• 2.4.3. Chỉ tiêu vi sinh vật
• 2.5. Môi trường nước nuôi trồng thủy sản
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu
• 3.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
• 3.3.3. Phương pháp lấy mẫu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm địa bàn nghiên cứu
• 4.2. Tìm hiểu khái quát về hoạt động nuôi trồng thủy sản của TTTS
• 4.3. Quy trình kỹ thuật nuôi
• 4.3.1. Công tác nuôi trồng thủy sản của TTTS trường ĐHNLTN
• 4.3.2. Quy trình nuôi ở các ao
• 4.3.3. Quy trình nuôi trong nhà
• 4.4. Đánh giá chất lượng môi trường nước cá diêu hồng tại TTTS
• 4.4.1. Đánh giá chất lượng nước nguồn cung cấp cho ao nuôi cá
• 4.4.2. Đánh giá chất lượng nước tại ao nuôi cá diêu hồng
• 4.4.3. Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất môi trường nước nuôi cá của TTTS
• 4.5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu các tác nhân có thể gây ra ô nhiễm nước trong khu vực nuôi trồng thủy sản
• 4.5.1. Giải pháp quản lý, chính sách
• 4.5.2. Làm sạch nước ao sau thu hoạch cá bằng phương pháp sinh học
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Môi trường nước nuôi cá diêu hồng

Môi trường nước là yếu tố quyết định đến sự phát triển của cá diêu hồng. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng môi trường nước tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc cho thấy các chỉ tiêu như pH, DO, BOD, và COD đều có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ BOD và COD vượt ngưỡng cho phép, gây ô nhiễm nước nghiêm trọng. Điều này ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của cá. Các yếu tố như nhiệt độ, độ đục, và hàm lượng oxy hòa tan cũng được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo môi trường nuôi trồng tối ưu.

1.1. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước

Các chỉ tiêu vật lý và hóa học như pH, DO, BOD, và COD được sử dụng để đánh giá chất lượng nước. pH dao động từ 6.5 đến 8.5 là phù hợp cho nuôi cá diêu hồng. DO cần duy trì ở mức trên 5 mg/l để đảm bảo sự sống của cá. BOD và COD là chỉ tiêu quan trọng để xác định mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước. Kết quả phân tích cho thấy BOD và COD tại một số ao nuôi vượt ngưỡng cho phép, gây nguy cơ ô nhiễm nước cao.

1.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc chủ yếu do nguồn nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình xung quanh. Các chất hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh trong nước thải làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe của cá diêu hồng. Ngoài ra, sự tích tụ của các chất độc hại như amoniac và nitrat cũng gây nguy hiểm cho cá. Điều này đòi hỏi các biện pháp quản lý môi trường hiệu quả để giảm thiểu tác động.

II. Giải pháp giảm ô nhiễm

Để giảm thiểu ô nhiễm nước tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc, nghiên cứu đề xuất các giải pháp giảm ô nhiễm như sử dụng hệ thống lọc sinh học, tăng cường quản lý nguồn nước đầu vào, và áp dụng các chế phẩm sinh học. Các biện pháp này không chỉ cải thiện chất lượng nước mà còn nâng cao hiệu quả nuôi trồng. Việc sử dụng hệ thống lọc sinh học giúp loại bỏ các chất hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh, trong khi chế phẩm sinh học giúp phân hủy các chất độc hại một cách tự nhiên.

2.1. Sử dụng hệ thống lọc sinh học

Hệ thống lọc sinh học là một trong những giải pháp giảm ô nhiễm hiệu quả. Hệ thống này sử dụng các vi sinh vật có lợi để phân hủy các chất hữu cơ và độc hại trong nước. Kết quả thử nghiệm cho thấy, hệ thống lọc sinh học giúp giảm đáng kể nồng độ BOD và COD trong nước, cải thiện chất lượng nước nuôi trồng. Đây là phương pháp thân thiện với môi trường và có chi phí thấp.

2.2. Áp dụng chế phẩm sinh học

Chế phẩm sinh học được sử dụng để phân hủy các chất độc hại như amoniac và nitrat trong nước. Các vi sinh vật có lợi trong chế phẩm giúp chuyển hóa các chất này thành các sản phẩm vô hại. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng chế phẩm sinh học giúp cải thiện chất lượng nước và tăng cường sức khỏe của cá diêu hồng. Đây là giải pháp bền vững và hiệu quả trong quản lý môi trường.

III. Quản lý môi trường tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc

Quản lý môi trường là yếu tố then chốt để đảm bảo sự bền vững của hoạt động nuôi trồng tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp như tăng cường giám sát chất lượng nước, xây dựng hệ thống xử lý nước thải, và nâng cao nhận thức của cộng đồng về bảo vệ môi trường. Các biện pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm nước mà còn đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành thủy sản.

3.1. Giám sát chất lượng nước

Việc giám sát chất lượng nước thường xuyên là cần thiết để đảm bảo môi trường nuôi trồng tối ưu. Các chỉ tiêu như pH, DO, BOD, và COD cần được kiểm tra định kỳ. Kết quả giám sát giúp phát hiện sớm các vấn đề về ô nhiễm nước và đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời. Đây là một phần quan trọng trong quản lý môi trường tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc.

3.2. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải

Hệ thống xử lý nước thải là giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm nước. Hệ thống này giúp loại bỏ các chất hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh trước khi nước thải được xả ra môi trường. Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống xử lý nước thải tại Trung tâm Thủy sản Đông Bắc để đảm bảo chất lượng nước và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên thiết yếu phục vụ cho sự sống và các hoạt động sản xuất, đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản (NTTS). Quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa cùng hoạt động thâm canh nông nghiệp và sinh hoạt của con người đang tạo áp lực lớn lên chất lượng các nguồn nước mặt và nước ngầm. Trong nuôi trồng thủy sản, nước vừa là môi trường sống của đối tượng nuôi, vừa tiếp nhận lượng lớn thức ăn dư thừa, phân thải và hóa chất xử lý ao hồ.

Tại Trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản vùng Đông Bắc (gọi tắt là TTTS) trực thuộc Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, các hoạt động đào tạo, thực hành, sản xuất giống và nuôi cá thương phẩm đòi hỏi sử dụng khối lượng nước mặt đáng kể. Để kiểm soát các rủi ro môi trường và duy trì điều kiện sống ổn định cho đối tượng nuôi, đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường nước nuôi cá diêu hồng và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại Trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản Đông Bắc" được thực hiện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể như sau:

1. Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá chất lượng môi trường nước sử dụng cho việc nuôi cá diêu hồng tại TTTS - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; từ đó đề xuất các giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu các tác nhân gây ô nhiễm nước trong khu vực nuôi trồng thủy sản.
2. Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu:
   • Điều tra, thu thập thông tin, tổ chức lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước nhằm xác định các nguồn và yếu tố ảnh hưởng đến nước ao nuôi cá diêu hồng.
   • Thu thập dữ liệu về môi trường sống, đặc tính sinh học của cá diêu hồng và thực tế vận hành tại trại để xây dựng cơ sở đề xuất biện pháp xử lý nước thích hợp.
   • Đảm bảo số liệu phản ánh trung thực, khách quan theo quy trình kỹ thuật.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Môi trường nước tại ao nguồn (hồ dự trữ) và ao nuôi cá diêu hồng thương phẩm thuộc TTTS.
• Phạm vi không gian: Khu vực hệ thống ao nuôi của Trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản vùng Đông Bắc, nằm trong khuôn viên Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
• Phạm vi thời gian: Nghiên cứu và lấy mẫu thực địa được tiến hành từ ngày 07/01/2019 đến ngày 10/05/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Nghiên cứu căn cứ vào hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường và thủy sản của Việt Nam, bao gồm:

• Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Luật Thủy sản số 17/2003/QH11.
• Nghị định số 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường; Nghị định số 162/2003/NĐ-CP và Nghị định số 179/1999/NĐ-CP về tài nguyên nước; Quyết định số 332/QĐ-TTg phê duyệt đề án phát triển nuôi trồng thủy sản đến năm 2020.
• Thông tư 26/2011/TT-BTNMT; QCVN 01-80:2011/BNNPTNT và QCVN 01-81:2011/BNNPTNT về điều kiện vệ sinh thú y cơ sở thủy sản.
• Tiêu chuẩn so sánh chất lượng nước: QCVN 38:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh) và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, áp dụng Cột A1 - dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt và bảo tồn động thực vật thủy sinh).

Cơ sở lý thuyết về đối tượng nuôi và chất lượng nước

• Cá diêu hồng (Oreochromis sp.): Thuộc họ Cá rô phi (Cichlidae), là con lai hình thành từ đột biến bạch tạng của Oreochromis mossambicus và lai tạo với Oreochromis niloticus, O. aureus, O. urolepis hornorum. Loài này có giá trị kinh tế, thích nghi với điều kiện khí hậu nhiệt đới, ăn tạp và có tốc độ sinh trưởng nhanh.
• Các thông số chất lượng nước: Đánh giá thông qua các chỉ tiêu vật lý (nhiệt độ, màu sắc, mùi, độ đục, chất rắn lơ lửng TSS), chỉ tiêu hóa học (pH, oxy hòa tan DO, nhu cầu oxy hóa học COD, nhu cầu oxy sinh hóa $\text{BOD}_5$, amoniac $\text{NH}_3$, nitrat $\text{NO}_3^-$, sắt tổng số Fe, clorua $\text{Cl}^-$) và chỉ tiêu vi sinh vật (Coliform, E. coli).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

1. Phương pháp thu thập tài liệu và kế thừa số liệu: Thu thập số liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng, diện tích ao, sản lượng và quy trình kỹ thuật nuôi trồng từ các báo cáo hành chính và kỹ thuật của TTTS.
2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Khảo sát hiện trạng hệ thống cấp thoát nước, các nguồn tiếp nhận nước thải xung quanh dòng suối cấp nước, hoạt động cho ăn, chăm sóc và vệ sinh cơ sở nuôi.
3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu:
   • Quy trình lấy mẫu thực hiện theo hướng dẫn của TCVN 6663-1:2011, TCVN 6663-3:2008 và TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987).
   • Tần suất: Lấy mẫu định kỳ 3 lần/tháng vào lúc 7h30 sáng tại 2 vị trí: Điểm $N_1$ (Hồ dự trữ nước nguồn, cách bờ 1,5 m) và Điểm $N_2$ (Ao số 9 đang nuôi cá diêu hồng giai đoạn sinh trưởng mạnh, cách bờ 1,5 m).
   • Thời gian lấy mẫu cụ thể: Tháng 2 (ngày 9 và 23), Tháng 3 (ngày 6 và 20), Tháng 4 (ngày 11 và 25) năm 2019.
   • Mẫu được chứa trong chai nhựa sạch, bọc túi đen, bảo quản lạnh và chuyển ngay về phòng phân tích.
4. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm và đo nhanh:
   • Cảm quan: Xác định màu sắc, mùi.
   • Đo nhanh tại hiện trường: Độ đục, DO, pH bằng máy đo chất lượng nước đa chỉ tiêu.
   • Phân tích phòng thí nghiệm: TSS (TCVN 6625-2000), chất hữu cơ OM (TCVN 6634:2000), $\text{BOD}_5$ (TCVN 6001-1995), COD (chuẩn độ permanganat/dichromate), $\text{NO}_3^-$ (phương pháp Salycilate), Fe tổng số (phương pháp so màu).
5. Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê số liệu trung bình từng tháng bằng phần mềm bảng tính Microsoft Excel và so sánh trực tiếp với QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QCVN 38:2011/BTNMT.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày tính cấp thiết của vấn đề kiểm soát chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản trước áp lực gia tăng dân số, đô thị hóa và chất thải sản xuất. Tác giả xác định mục tiêu tổng quát, 3 yêu cầu cụ thể đối với đề tài, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc đánh giá thực trạng nguồn nước phục vụ nuôi cá diêu hồng tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các cơ sở khoa học và pháp lý gồm:

• Định nghĩa về môi trường, ô nhiễm nước, tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật theo Luật BVMT 2014; khái niệm NTTS theo FAO.
• Ý nghĩa sinh học và môi trường của các chỉ tiêu pH, nhiệt độ, độ đục, TSS, DO, COD, $\text{BOD}_5$, $\text{NH}_3$, $\text{NO}_3^-$, kim loại nặng, Coliform và E. coli.
• Tổng quan về nguồn gốc lai tạo, đặc điểm sinh học của cá diêu hồng (Oreochromis sp.) từ Đài Loan (năm 1968, 1975) du nhập vào Việt Nam (Đại học Cần Thơ nhập năm 1990 từ AIT; nuôi thương phẩm từ 1997). Tình hình nuôi cá diêu hồng tại Đài Loan, Indonesia, Thái Lan, Malaysia và Việt Nam.
• Đánh giá các nguyên nhân gây ô nhiễm nước NTTS (chất thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn, thức ăn thừa, phân hủy xác sinh vật) và các nguyên lý xử lý nước bằng vi sinh vật (hiếu khí, yếm khí), động thực vật thủy sinh (nghiên cứu của Jones năm 2001 về khả năng hấp thụ của sò đá Sydney làm giảm 49% TSS, 80% Nito tổng, 67% Photpho tổng), chế phẩm sinh học (EM) và biện pháp xử lý sau mưa.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác định cụ thể đối tượng nghiên cứu là nước hồ dự trữ và ao nuôi cá diêu hồng của TTTS trong giai đoạn từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2019. Nội dung gồm 4 phần việc: mô tả địa bàn, đánh giá chất lượng nước, phân tích nguyên nhân ô nhiễm và đề xuất giải pháp. Chương này mô tả chi tiết phương pháp bố trí điểm quan trắc, mã hóa điểm đo ($N_1, N_2$), lịch lấy mẫu 6 đợt và quy chuẩn kỹ thuật phân tích tương ứng cho từng thông số.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 cung cấp toàn bộ dữ liệu thực nghiệm và thảo luận kết quả:

• Đặc điểm cơ sở: TTTS có tổng diện tích 5,2 ha (3,2 ha ao; 1,4 ha hồ dự trữ; 0,6 ha hạ tầng điều hành và nghiên cứu). Hệ thống gồm 24 ao ngoài trời (mực nước 1 - 1,8 m, diện tích từ 420 đến $3.840\text{ m}^2$) và khu nuôi trong nhà (5 bể tròn $18,84\text{ m}^3$ nuôi cá hồi, 10 bể chữ nhật $2\text{ m}^3$ nuôi cá chạch sông). Sản lượng trung bình của trung tâm đạt khoảng 90 tấn/năm.
• Kỹ thuật nuôi: Ao số 9 nuôi cá diêu hồng có diện tích $756\text{ m}^2$ (thể tích $1.443\text{ m}^3$), mật độ nuôi 3 con/$\text{m}^2$. Quy trình gồm cải tạo ao (nạo vét bùn còn 15-20 cm, bón vôi $15\text{-}30\text{ kg}/100\text{ m}^2$, phơi 3-4 ngày, cấp nước để 5-7 ngày), tắm cá giống bằng nước muối 2-3% trong 15 phút, cho ăn cám công nghiệp ngày 2 bữa (khẩu phần 5% khối lượng cá), định kỳ 20 ngày tạt vôi $10\text{-}12\text{ kg}/100\text{ m}^2$.
• Đánh giá chất lượng nước nguồn (Ao hồ chứa): Nước lấy từ suối chảy qua trường qua trạm bơm công suất $270\text{ m}^3/\text{h}$. Kết quả phân tích 3 tháng (Bảng 4.4) cho thấy các chỉ tiêu nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 38:2011/BTNMT và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A1).
• Đánh giá chất lượng nước ao nuôi cá diêu hồng (Ao số 9): Kết quả phân tích (Bảng 4.5) cho thấy DO đạt $4,27\text{ mg/L}$ (đáp ứng QCVN 38), pH đạt 6,75 - 7,04, TSS đạt 3,2 - 3,4 mg/L, COD đạt 8,6 - 9,5 mg/L. Hàm lượng chất hữu cơ dao động từ 3,8 đến $4,2\text{ mg/L}$ (xấp xỉ và vượt ngưỡng $4\text{ mg/L}$ của QCVN 08 Cột A1 vào tháng 2 và tháng 4). Chỉ số $\text{BOD}_5$ dao động từ 12,3 đến $12,9\text{ mg/L}$ (vượt ngưỡng $4\text{ mg/L}$ của Cột A1). Các chỉ số có xu hướng tăng nhẹ vào tháng 4 khi sinh khối cá lớn và lượng thức ăn tăng lên.
• Nguyên nhân ảnh hưởng: Nước mưa chảy tràn cuốn cặn bẩn; thức ăn dư thừa tích tụ đáy ao; chất bài tiết và xác động thực vật phân hủy; nguồn nước cấp từ suối chịu ảnh hưởng bởi nước thải sinh hoạt dân cư và nước thải KTX Đại học Thái Nguyên; việc sử dụng bèo tấm nuôi bằng nước thải chuồng bò tại ao nguồn.
• Đề xuất giải pháp: Giải pháp quản lý quy hoạch; sử dụng chế phẩm sinh học EM (Balasa-N01, BESTOT No3); xây dựng mô hình chuỗi 3-5 hồ sinh học (hiệu suất xử lý BOD 65-80% mùa hè, 45-65% mùa đông); mô hình cánh đồng tưới xử lý nước thải NTTS (hiệu suất khử $\text{BOD}_5$, TSS và coliform đạt ~95%, Nitơ ~50%, Photpho ~70-95%).

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các nhận định về chất lượng nước ao nguồn và ao nuôi cá diêu hồng; xác nhận môi trường nước cơ bản phù hợp cho sự phát triển của cá diêu hồng nhưng tiềm ẩn nguy cơ gia tăng chất hữu cơ và $\text{BOD}_5$. Đề xuất 4 nhóm kiến nghị kỹ thuật: đặt song chắn rác/lưới lọc tại kênh cấp nước, tăng cường sục khí quạt nước 2-3 ngày đầu cấp nước, ứng dụng chế phẩm sinh học định kỳ và kiểm soát chặt chẽ lượng thức ăn cho cá.

Kết quả và đóng góp

Số liệu quan trắc môi trường nước thực tế

Dữ liệu quan trắc trung bình 3 tháng (tháng 2, tháng 3, tháng 4 năm 2019) tại ao chứa nước nguồn và ao nuôi cá diêu hồng được tổng hợp và đối chiếu với quy chuẩn kỹ thuật như sau:

STT	Chỉ tiêu phân tích	Đơn vị	Ao chứa nước nguồn (Điểm $N_1$)	Ao nuôi cá diêu hồng (Điểm $N_2$)	QCVN 38:2011/BTNMT	QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A1)
1	Màu sắc	-	Xanh nhẹ	Xanh nhẹ	-	-
2	Mùi	-	Không mùi	Không mùi	-	-
3	Độ đục	FNU	-	62,1 - 83,2	-	-
4	Oxy hòa tan (DO)	mg/L	6,4 - 7,6	4,27	$\ge 4$	$\ge 6$
5	pH	-	4,00 - 4,27	6,75 - 7,04	6,5 - 8,5	6,0 - 8,5
6	Chất rắn lơ lửng (TSS)	mg/L	3,5	3,2 - 3,4	100	20
7	Chất hữu cơ (OM)	mg/L	2,8 - 3,7	3,8 - 4,2	-	4
8	$\text{BOD}_5$	mg/L	12,2 - 12,7	12,3 - 12,9	-	4
9	$\text{COD}$	mg/L	26,5	8,6 - 9,5	-	10
10	Nitrat ($\text{NO}_3^-$)	mg/L	0,014 - 0,019	0,014 - 0,017	5	2
11	Fe tổng số	mg/L	0,018 - 0,170	0,037 - 0,180	-	0,5
12	Nhiệt độ	$^\circ\text{C}$	24 - 25	24 - 25	-	-
13	Clorua ($\text{Cl}^-$)	mg/L	38,99 - 44,99	39,99 - 44,99	-	-

Ghi chú: Số liệu trích xuất từ Bảng 4.4 và Bảng 4.5 của khóa luận.

Đánh giá kết quả chính

• Chất lượng nước ao nuôi cá diêu hồng: Các thông số như pH (6,75 - 7,04), DO ($4,27\text{ mg/L}$), TSS (3,2 - 3,4 mg/L), $\text{NO}_3^-$ (0,014 - 0,017 mg/L) và Fe tổng số đều nằm trong ngưỡng an toàn cho sự sinh trưởng của cá theo QCVN 38:2011/BTNMT. Tuy nhiên, hàm lượng chất hữu cơ (lên tới $4,2\text{ mg/L}$) và $\text{BOD}_5$ ($12,3\text{ - }12,9\text{ mg/L}$) có xu hướng vượt nhẹ quy chuẩn bảo tồn thủy sinh Cột A1 của QCVN 08-MT:2015, phản ánh sự gia tăng chất thải hữu cơ từ thức ăn và phân cá trong các tháng nuôi cuối vụ.
• Chất lượng nước nguồn cấp: Nước tại hồ dự trữ cơ bản đáp ứng các tiêu chuẩn cấp nước NTTS, tuy nhiên cần được giám sát chặt chẽ do đoạn suối đầu nguồn tiếp nhận nước thải sinh hoạt dân cư và nước thải từ khu ký túc xá Đại học Thái Nguyên.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do tác giả đề xuất

1. Kiểm soát nguồn cấp và cơ học: Lắp đặt hệ thống song chắn rác và tấm lưới lọc tại cửa kênh dẫn nước vào ao; chạy máy quạt nước tăng cường oxy hòa tan trong 2-3 ngày đầu lấy nước.
2. Kỹ thuật cho ăn và cải tạo ao: Điều chỉnh khẩu phần thức ăn viên công nghiệp vừa đủ (khoảng 5% trọng lượng thân/ngày chia 2 lần), tránh dư thừa; duy trì rải vôi khử trùng định kỳ ($10\text{-}12\text{ kg}/100\text{ m}^2$ mỗi 20 ngày).
3. Ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước:
   • Sử dụng chế phẩm sinh học EM (Balasa-N01, BESTOT No3) định kỳ 1,5 tháng/lần với liều lượng 5 lít EM thứ cấp cho $1\text{ sào}$ ao nuôi hoặc trộn ủ vào thức ăn để giảm thiểu khí độc $\text{NH}_3, \text{H}_2\text{S}$ và tăng cường sức đề kháng cho cá.
   • Ứng dụng chuỗi hồ sinh học (3-5 hồ nhân tạo) xử lý nước thải tuần hoàn với hiệu quả khử BOD đạt 45 - 80%.
   • Ứng dụng mô hình cánh đồng tưới tận dụng dinh dưỡng trong bùn nước thải NTTS tưới tiêu cho lúa và hoa màu (hiệu quả khử $\text{BOD}_5$, TSS và vi sinh vật đạt ~95%).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế về phạm vi và thời gian: Nghiên cứu chỉ tiến hành trong thời gian thực tập tốt nghiệp 4 tháng (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2019) và tập trung khảo sát chuyên sâu tại 01 ao nuôi cá diêu hồng (Ao số 9) cùng 01 điểm hồ dự trữ, chưa bao quát được toàn bộ 24 ao nuôi ngoài trời và hệ thống bể nuôi trong nhà của trung tâm qua các mùa khác nhau trong năm.
• Hạn chế về phương pháp thử nghiệm: Các mô hình hồ sinh học và cánh đồng tưới mới dừng lại ở mức độ đề xuất lý thuyết và tính toán hiệu suất dựa trên tài liệu tham khảo, chưa được triển khai thử nghiệm thực tế tại khuôn viên trung tâm.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Tác giả định hướng cần tiếp tục theo dõi biến động chất lượng nước qua trọn vẹn một chu kỳ nuôi 6-12 tháng, mở rộng quan trắc chỉ tiêu vi sinh vật (Coliform, E. coli) và kiểm chứng hiệu quả thực tế của chế phẩm sinh học EM trên các đối tượng cá nuôi khác nhau tại trại.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho:

• Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Nuôi trồng Thủy sản: Tham khảo phương pháp xây dựng đề cương quan trắc môi trường nước mặt, quy trình thu mẫu, bảo quản và kỹ thuật phân tích các chỉ tiêu hóa lý nước ao nuôi cá theo tiêu chuẩn TCVN.
• Kỹ thuật viên, cán bộ quản lý trang trại thủy sản: Tham khảo hệ thống số liệu vận hành thực tế (mật độ nuôi, định mức thức ăn, khối lượng vôi khử trùng, liều lượng chế phẩm vi sinh EM) và các giải pháp kỹ thuật phòng ngừa suy thoái môi trường nước ao nuôi cá diêu hồng thâm canh và bán thâm canh.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nước cấp cho hệ thống nuôi trồng thủy sản của TTTS được lấy từ đâu và có nguy cơ ô nhiễm nào?

Nguồn nước cấp cho TTTS được bơm từ đoạn suối chảy qua Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên qua trạm bơm công suất $270\text{ m}^3/\text{h}$ vào hồ dự trữ ($1,4\text{ ha}$). Nguồn nước này đối mặt với các nguy cơ ô nhiễm do suối tiếp nhận trực tiếp nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý của các hộ dân xung quanh và nước thải sinh hoạt sau xử lý chưa triệt để từ khu ký túc xá Trường Đại học Thái Nguyên, mang theo chất lơ lửng, cặn bẩn và mầm bệnh tiềm ẩn.

2. Ao nuôi cá diêu hồng trong nghiên cứu có quy mô, mật độ và chế độ chăm sóc như thế nào?

Ao nuôi cá diêu hồng (Ao số 9) là ao kè bê tông có diện tích $756\text{ m}^2$, thể tích $1.443\text{ m}^3$, mực nước từ 1 - 1,8 m. Mật độ thả nuôi là 3 con/$\text{m}^2$. Chế độ chăm sóc bao gồm bật máy sục khí quạt nước, cho ăn thức ăn công nghiệp 2 lần/ngày (sáng và chiều mát) với khẩu phần bằng 5% khối lượng cá trong ao (khoảng 25 kg cám/bữa cho ao thương phẩm), định kỳ 20 ngày/lần rải vôi $10\text{-}12\text{ kg}/100\text{ m}^2$ để ổn định pH và khử trùng.

3. Kết quả phân tích chất lượng nước ao nuôi cá diêu hồng so với các quy chuẩn kỹ thuật như thế nào?

Theo kết quả phân tích trong 3 tháng quan trắc, nước ao nuôi đạt các yêu cầu về pH (6,75 - 7,04), DO ($4,27\text{ mg/L} \ge 4\text{ mg/L}$), TSS (3,2 - 3,4 mg/L) và $\text{NO}_3^-$ (0,014 - 0,017 mg/L) theo QCVN 38:2011/BTNMT về bảo vệ đời sống thủy sinh. Tuy nhiên, hàm lượng chất hữu cơ (3,8 - 4,2 mg/L) và $\text{BOD}_5$ (12,3 - 12,9 mg/L) có xu hướng vượt ngưỡng quy định tại Cột A1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT do sự tích tụ của thức ăn thừa và chất bài tiết của cá trong quá trình nuôi.

4. Tác giả đề xuất những giải pháp sinh học cụ thể nào để làm sạch nước ao sau thu hoạch?

Tác giả đề xuất 3 giải pháp sinh học chính:

1. Định kỳ 1,5 tháng/lần xử lý chế phẩm sinh học EM thứ cấp (Balasa-N01, BESTOT No3) với liều lượng 5 lít/sào ao để phân hủy bùn bã hữu cơ và khử khí độc $\text{NH}_3, \text{H}_2\text{S}$.
2. Xây dựng hệ thống 3 - 5 hồ sinh học nhân tạo liên hoàn để xử lý nước thải bằng tảo và vi khuẩn tự nhiên, đạt hiệu suất giảm BOD từ 45% đến 80%.
3. Áp dụng mô hình cánh đồng tưới, dẫn nước thải sau nuôi trồng vào đất trồng trọt để hấp thụ chất hữu cơ và dinh dưỡng dư thừa, đạt hiệu suất khử $\text{BOD}_5$, TSS và coliform lên tới ~95%.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Công Thành đã phản ánh chi tiết hiện trạng chất lượng môi trường nước ao nguồn và ao nuôi cá diêu hồng tại Trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản vùng Đông Bắc (Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) trong giai đoạn đầu năm 2019. Kết quả nghiên cứu xác định các thông số hóa lý cơ bản (pH, DO, TSS, $\text{NO}_3^-$) nằm trong ngưỡng an toàn cho cá sinh trưởng, đồng thời chỉ ra nguy cơ gia tăng tích tụ chất hữu cơ và $\text{BOD}_5$ theo thời gian nuôi. Công trình đã đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật kết hợp giữa quản lý cơ học và công nghệ sinh học (chế phẩm EM, hồ sinh học, cánh đồng tưới), mang lại cơ sở thực tiễn hữu ích cho công tác kiểm soát môi trường nuôi trồng thủy sản tại cơ sở.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Môi trường là nơi con người khai thác nguồn vật liệu và năng lượng cần thiết cho hoạt động sống để tồn tại và phát triển. Các sản phẩm do con người sản xuất đều bắt nguồn từ các dạng vật chất tồn tại trên trái đất và không gian bao quanh trái đất. Tồn tại tại trong môi trường nước chiếm ¾ diện tích trái đất, là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, là yếu tố không thể thiếu cho sự sống, sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật. Tuy nhiên con người đã từng coi tài nguyên nước là vô hạn nên sử dụng một cách lãng phí và thiếu hiệu quả.

Không chỉ vậy những hoạt động sống của con người, các quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, thâm canh nông nghiệp làm cho các nguồn nước mặt nước ngầm bị ô nhiễm nặng nề dẫn đến những hậu quả rất nghiêm trọng đó là: bệnh tật, đói nghèo, chiến tranh,…do thiếu nước sạch. Mặc dù công tác bảo vệ môi trường đã nhận được các cấp các ngành, các cơ quan đoàn thể cũng như toàn thể nhân dân song hiệu quả của công tác bảo vệ môi trường vẫn chưa cao, vấn đề ô nhiễm và suy thoái môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường nước nói riêng ngày càng trở nên bức xúc. Tài nguyên nước là có hạn và đang chịu một sức ép nghiêm trọng trước tình trạng ô nhiễm và sử dụng quá mức cho phép. Đây là hậu quả chung của các yếu tố: dân số gia tăng, phát triển kinh tế, các hoạt động nuôi trồng thủy sản … Các hoạt động nghiên cứu và sản xuất tại Trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản Đông Bắc – Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là nuôi cá có sử dụng lượng lớn nước trong quá trình sản xuất.

Để đánh giá chất lượng nước sử dụng cho nuôi trồng thủy sản và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước, đề tài đề tài: “Đánh giá môi trường nước nuôi cá Diêu Hồng tạiTrung tâm đào tạo nghiên cứu và phát triển thủy sản Đông Bắc” đã được thực hiện. Mục tiêu của đề tài Thông qua nghiên cứu đề tài đánh giá được chất lượng môi trường nước sử dụng cho việc nuôi cá diêu hồng tại Trung tâm đào tạo nghiên cứu và phát triển thủy sản vùng Đông Bắc (TTTS) - Trường Đại học Nông lâm để từ đó đưa ra các giải pháp phòng ngừa giảm thiểu các tác nhân có thể gây ra ô nhiễm nước trong khu vực nuôi trồng thủy sản. Yêu cầu của đề tài - Điều tra thu thập thông tin, lấy mẫu, phân tích mẫu để xác định các nguồn, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước trong ao nuôi cá diêu hồng tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên. - Số liệu phản ánh trung thực khách quan.

- Điều tra thu thập thông tin về môi trường sống của cá để từ đó đưa ra các đề nghị, các giải pháp phù hợp để xử lý môi trường nước để cho cá phát triển tốt nhất. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Tạo cơ hội tốt cho việc áp dụng và thực hành những kiến thức đã được học trên giảng đường vào thực tế. - Nâng cao hiểu biết của bản thân và trau dồi thêm kiến thức thực tế.

- Trau dồi, tích lũy kinh nghiệm cho công việc sau khi ra trường. - Bổ xung tư liệu cho học tập. Ý nghĩa trong thực tiễn - Phản ánh thực trạng về môi trường nước trong ao nuôi cá diêu hồng tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên. - Cảnh báo các vấn đề cấp bách và nguy cơ tiềm tàng gây suy thoái môi trường nước nuôi cá diêu hồng.

- Nâng cao chất lượng môi trường nước phục vụ cho việc nuôi cá diêu hồng. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2. Một số khái niệm về môi trường - Khái niệm môi trường: Theo khoản 1 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014, môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật” - Khái niệm ô nhiễm môi trường: Theo khoản 8 điều 3 luật BVMT Việt Nam năm 2014 “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu tới con người, sinh vật” - Khái niệm ô nhiễm nguồn nước: Ô nhiễm nước là sự thay đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học, thành phần sinh học của nước vi phạm tiêu chuẩn cho phép.

- Khái niệm Quy chuẩn kĩ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 luật bảo vệ môi trường 2014: “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường.” - Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 5 điều 3 luật bảo vệ môi trường 2014:“Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.” 4 - Khái niệm về nguồn nước: Nguồn nước là các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng bao gồm sông suối kênh rạch, ao, hồ, đầm, phá, biển các tầng chứa nước dưới đất, mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác.2 Một số khái niệm và phân loại về nuôi trồng thủy sản a) Khái niệm Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc viết tắt là FAO (tiếng Anh: Food and Agriculture Organization of the United Nations) thì nuôi trồng thủy sản (aquaculture) là nuôi các thủy sinh vật trong môi trường nước ngọt và lợ/mặn., bao gồm áp dụng các kỹ thuật và quy trình nuôi nhằm nâng cao năng suất; thuộc sở hữu cá nhân hay tập thể. NTTS là bất kỳ phương tiện gì của con người nhằm cải thiện tăng trưởng của một thủy sinh vật nào đó trong một diện tích mặt nước nhất định. NTTS là một hay nhiều sự tác động của con người nhằm can thiệp vào chu trình sống tự nhiên của một loài thủy sinh Phân loại NTTS: - Phân loại theo kỹ thuật hay hệ thống nuôi trồng; ví dụ: nuôi ao nước tĩnh, nuôi ao nước chảy, nuôi lồng, chuồng, bè. - Phân loại theo sinh vật được nuôi; ví dụ: nuôi cá, giáp xác (tôm, cua), nhuyễn thể ( hàu, nghêu, sò), trồng rong biển.

- Phân loại theo môi trường nuôi; ví dụ: nuôi ở nước ngọt, nước lợ, biển. - Phân loại theo đặc trưng riêng của môi trường nuôi: ví dụ: nuôi ở nước lạnh, nước ấm, vùng cao, vùng thấp, nội địa, ven bờ, cửa sông.Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước nuôi trồng thủy sản * Các chỉ tiêu vật lý a. Độ pH Là đại lượng toán học biểu thị nồng độ hoạt tính ion H + trong nước, pH được sử dụng để đánh giá tính axit hay tính kiềm của dung dịch nước và được tính bằng công thức: pH= - log [H+] 5 pH là một trong những thông số quan trọng và được sử dụng thường xuyên nhất trong hóa nước, dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, chất lượng nước, đánh giá độ cứng của nước… và trong nhiều tính toán về cân bằng axit bazo Sự thay đổi pH dẫn đến sự thay đổi thành phần hóa học của nước ( sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng cacbonat…) các quá trình sinh học trong nước. Giá trị pH của nguồn nước góp quyết định phương pháp xử lý nước.

pH được xác định bằng máy đo pH hoặc phương pháp chuẩn độ. Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước. Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, thời gian trong ngày và các mùa trong năm. Nhiệt độ cần phải xác định tại chỗ (tại nơi lấy mẫu).

Màu sắc Nước nguyên chất không có màu, màu sắc được tạo nên bởi các tạp chất trong nước ( thường do nước hữu cơ), một số ion vô cơ, một số loài thủy sinh vật… Màu sắc mang tính chất cảm quan, các hợp chất hữu cơ có mùa trong nước cũng có thể tác dụng với clo tạo ra một số sản phẩm độc hại như chloroform. Độ đục Độ đục là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước. Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm các loại có kích thước hạt keo đến những hệ phân tán thô gây nên như các chất huyền phù , các hạt cặn cát, các vi sinh vật. Nó cũng chứa nhiều thành phần hóa học như: Vô cơ, hữu cơ Độ đục cao biểu thị nồng độ nhiễm bẩn trong nước cao Ảnh hưởng đến quá trình lọc vì các lỗ hổng sẽ bị bịt kín Khử trùng ảnh hưởng đến độ đục 6 Đơn vị đo độ đục: 1JTU = 1NTU = 1 mg SO2/L = 1 đơn vị độ đục Độ đục được đo bằng máy quang phổ, đơn vị: NTU, FTU Đo bằng trực quan đơn vị : JTU e.

Tổng hàm lượng chất rắn (TS) Các chất rắn trong nước có thể là chất tan hay không tan. Các chất này bao gồm cả các chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Tổng hàm lượng chất rắn (TS) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi một lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi (mg/l). Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) Các chất rắn lơ lửng ( các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước.

Tổng hàm lượng các chất lơ lửng ( TSS) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc một lít nước mẫu qua phễu lọc sợi thủy tinh sau đó sấy khô ở nhiệt độ 105 oC cho đến khi khối lượng không đổi (mg/l). Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (TDS) Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ. Hàm lượng các chất hòa tan ( TDS) là lượng kho của phần dung dịch khi lọc một lít nước mẫu qua phễu lọc có sợi thủy tinh sau đó sấy khô ở nhiệt độ 1050C cho đến khi khối lượng không đổi (mg/i). Các chỉ tiêu hóa học a.