Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng litopenaeus vannamei và ứng dụng thu hồi vi tảo nannochloropsis sp

Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. trong nuôi trồng thủy sản.

• Tác giả: Phạm Thị Đan Phượng
• Người hướng dẫn: PGS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
• Trường học: Trường Đại học Nha Trang
• Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
• Đề tài: Nghiên Cứu Chitosan Lactate Từ Vỏ Tôm Thẻ Chân Trắng Và Ứng Dụng Trong Thu Hồi Vi Tảo Nannochloropsis
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Khánh Hòa

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. PHẦN MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chitosan Lactate Từ Vỏ Tôm Thẻ

Nghiên cứu về chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng mở ra hướng đi mới trong việc tận dụng phế phẩm nông nghiệp. Ngành thủy sản Việt Nam, đặc biệt là nuôi tôm, đóng góp lớn vào kim ngạch xuất khẩu. Tuy nhiên, quá trình nuôi tôm thâm canh tạo ra lượng lớn chất thải, bao gồm vỏ tôm, gây ô nhiễm môi trường. Việc chuyển hóa vỏ tôm thành chitosan và sau đó là chitosan lactate không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị ứng dụng cao. Đặc biệt, chitosan lactate có khả năng tan tốt trong nước, mở rộng phạm vi ứng dụng so với chitosan thông thường. Nghiên cứu này tập trung vào quy trình sản xuất chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng và ứng dụng tiềm năng của nó trong việc thu hồi vi tảo Nannochloropsis, một nguồn thức ăn quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Ứng dụng này hứa hẹn mang lại giải pháp hiệu quả và bền vững cho cả ngành nuôi tôm và sản xuất thức ăn thủy sản.

1.1. Tiềm năng từ vỏ tôm thẻ chân trắng

Vỏ tôm thẻ chân trắng, một phụ phẩm từ ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản, chứa chitin, tiền chất của chitosan. Việc tận dụng nguồn vỏ tôm này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu tái tạo có giá trị kinh tế. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất chitosan từ vỏ tôm và chuyển đổi nó thành chitosan lactate, một dạng hòa tan tốt hơn và dễ ứng dụng hơn. Điều này phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn, biến phế thải thành tài nguyên.

1.2. Vai trò của vi tảo Nannochloropsis trong nuôi trồng

Vi tảo Nannochloropsis là một nguồn thức ăn quan trọng trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là cho ấu trùng. Tuy nhiên, việc thu hoạch vi tảo hiệu quả và kinh tế vẫn là một thách thức. Chitosan lactate, với khả năng keo tụ và lắng đọng, được nghiên cứu như một giải pháp tiềm năng để thu hồi vi tảo Nannochloropsis một cách hiệu quả, đồng thời giữ được chất lượng dinh dưỡng của vi tảo.

II. Thách Thức Ô Nhiễm Từ Nuôi Tôm Và Giải Pháp Chitosan

Mô hình nuôi tôm thâm canh, mặc dù mang lại hiệu quả kinh tế cao, nhưng cũng tạo ra những thách thức lớn về ô nhiễm môi trường. Lượng chất thải từ thức ăn thừa, phân tôm và đặc biệt là vỏ lột xác tích tụ, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước và sức khỏe của tôm. Việc xử lý vỏ tôm hiện nay chủ yếu vẫn là thải bỏ, gây lãng phí tài nguyên và tạo gánh nặng cho môi trường. Nghiên cứu này đề xuất giải pháp biến vỏ tôm thành chitosan lactate, một vật liệu có khả năng ứng dụng rộng rãi, từ đó giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra giá trị gia tăng cho ngành nuôi tôm. Chitosan lactate không chỉ là giải pháp xử lý chất thải mà còn là cơ hội để phát triển các sản phẩm sinh học thân thiện với môi trường.

2.1. Tác động môi trường từ vỏ lột xác tôm

Vỏ lột xác của tôm chứa chitin, một polysaccharide khó phân hủy tự nhiên. Sự tích tụ vỏ tôm trong môi trường nuôi có thể dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và làm suy giảm chất lượng nước. Việc thu gom và xử lý vỏ tôm một cách hiệu quả là yếu tố then chốt để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm.

2.2. Chitosan như một giải pháp xử lý phế thải

Chitosan, được chiết xuất từ chitin trong vỏ tôm, có nhiều ứng dụng tiềm năng trong xử lý nước thải, nông nghiệp và y sinh. Việc chuyển đổi vỏ tôm thành chitosan không chỉ giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu có giá trị kinh tế cao. Đặc biệt, chitosan lactate có độ hòa tan tốt hơn, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

2.3. Ứng dụng chitosan lactate trong xử lý nước

Chitosan lactate có khả năng keo tụ các chất lơ lửng trong nước, giúp làm sạch nước thải và cải thiện chất lượng nước nuôi tôm. Ngoài ra, chitosan lactate còn có khả năng kháng khuẩn, giúp kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh trong môi trường nuôi. Ứng dụng chitosan lactate trong xử lý nước thải nuôi tôm là một giải pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường.

III. Phương Pháp Sản Xuất Chitosan Lactate Từ Vỏ Tôm Thẻ

Quy trình sản xuất chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng bao gồm nhiều giai đoạn, từ xử lý vỏ tôm thô đến chiết xuất chitosan và cuối cùng là chuyển đổi thành chitosan lactate. Mỗi giai đoạn đều đòi hỏi sự tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm tốt. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các điều kiện tối ưu cho từng giai đoạn, bao gồm khử protein, khử khoáng, deacetyl hóa và phản ứng với lactic acid. Mục tiêu là xây dựng một quy trình sản xuất chitosan lactate hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trường, sử dụng nguồn nguyên liệu vỏ tôm sẵn có.

3.1. Quy trình chiết xuất chitosan từ vỏ tôm

Quy trình chiết xuất chitosan từ vỏ tôm bao gồm các bước chính: khử protein bằng dung dịch kiềm, khử khoáng bằng dung dịch acid và deacetyl hóa bằng dung dịch kiềm mạnh. Các điều kiện như nồng độ hóa chất, nhiệt độ và thời gian xử lý cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng chitosan tốt. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các điều kiện tối ưu cho từng bước trong quy trình chiết xuất.

3.2. Chuyển đổi chitosan thành chitosan lactate

Chitosan lactate được tạo ra bằng cách phản ứng chitosan với lactic acid trong môi trường dung môi phù hợp. Tỷ lệ chitosan và lactic acid, loại dung môi và thời gian phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng chitosan lactate. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các điều kiện tối ưu cho phản ứng chuyển đổi để thu được chitosan lactate với độ hòa tan cao và các tính chất mong muốn.

3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất chitosan lactate, bao gồm chất lượng vỏ tôm ban đầu, điều kiện chiết xuất chitosan và điều kiện phản ứng chuyển đổi. Việc kiểm soát chặt chẽ các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng sản phẩm ổn định. Nghiên cứu này xem xét các yếu tố này và đề xuất các biện pháp kiểm soát phù hợp.

IV. Ứng Dụng Chitosan Lactate Thu Hồi Vi Tảo Nannochloropsis

Một trong những ứng dụng tiềm năng của chitosan lactate là thu hồi vi tảo Nannochloropsis. Chitosan lactate, với khả năng keo tụ và lắng đọng, có thể được sử dụng để tách vi tảo ra khỏi môi trường nuôi một cách hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của chitosan lactate trong việc thu hồi vi tảo Nannochloropsis và tối ưu hóa các điều kiện ứng dụng, bao gồm nồng độ chitosan lactate, pH môi trường và thời gian lắng. Mục tiêu là phát triển một phương pháp thu hồi vi tảo hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trường, sử dụng chitosan lactate từ vỏ tôm.

4.1. Cơ chế thu hồi vi tảo bằng chitosan lactate

Chitosan lactate mang điện tích dương, trong khi tế bào vi tảo thường mang điện tích âm. Sự tương tác tĩnh điện giữa chitosan lactate và vi tảo dẫn đến sự keo tụ và lắng đọng của vi tảo. Ngoài ra, chitosan lactate còn có thể tạo thành các cầu nối giữa các tế bào vi tảo, tăng cường quá trình keo tụ. Nghiên cứu này xem xét cơ chế thu hồi vi tảo bằng chitosan lactate để tối ưu hóa hiệu quả ứng dụng.

4.2. Ảnh hưởng của pH và nồng độ chitosan lactate

pH môi trường và nồng độ chitosan lactate ảnh hưởng đến hiệu quả thu hồi vi tảo. pH tối ưu có thể khác nhau tùy thuộc vào loại vi tảo và điều kiện môi trường. Nồng độ chitosan lactate quá thấp có thể không đủ để keo tụ vi tảo, trong khi nồng độ quá cao có thể gây tái phân tán. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định pH và nồng độ chitosan lactate tối ưu cho việc thu hồi vi tảo Nannochloropsis.

4.3. So sánh với các phương pháp thu hồi khác

So với các phương pháp thu hồi vi tảo khác như ly tâm, lọc và sử dụng hóa chất, chitosan lactate có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, hiệu quả cao và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào điều kiện cụ thể. Nghiên cứu này so sánh chitosan lactate với các phương pháp thu hồi vi tảo khác để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của nó.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Và Đánh Giá Hiệu Quả Ứng Dụng

Nghiên cứu đã thu được những kết quả quan trọng về quy trình sản xuất chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng và ứng dụng của nó trong việc thu hồi vi tảo Nannochloropsis. Các kết quả cho thấy rằng chitosan lactate có thể được sản xuất hiệu quả từ vỏ tôm và có khả năng thu hồi vi tảo với hiệu suất cao. Nghiên cứu cũng đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng và đề xuất các điều kiện tối ưu. Những kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng chitosan lactate trong thực tế, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm và sản xuất thức ăn thủy sản.

5.1. Đánh giá chất lượng chitosan lactate

Chất lượng chitosan lactate được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như độ hòa tan, độ tinh khiết, khối lượng phân tử và cấu trúc hóa học. Các kết quả cho thấy rằng chitosan lactate sản xuất từ vỏ tôm có chất lượng tương đương hoặc tốt hơn so với các sản phẩm thương mại. Điều này chứng tỏ tính khả thi của việc sử dụng vỏ tôm làm nguồn nguyên liệu sản xuất chitosan lactate.

5.2. Hiệu quả thu hồi vi tảo Nannochloropsis

Hiệu quả thu hồi vi tảo Nannochloropsis bằng chitosan lactate được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như hiệu suất lắng, tốc độ lắng và chất lượng vi tảo sau thu hồi. Các kết quả cho thấy rằng chitosan lactate có khả năng thu hồi vi tảo với hiệu suất cao và không ảnh hưởng đến chất lượng vi tảo. Điều này chứng tỏ tiềm năng của chitosan lactate trong việc thay thế các phương pháp thu hồi vi tảo truyền thống.

5.3. Phân tích chi phí và lợi ích kinh tế

Phân tích chi phí và lợi ích kinh tế cho thấy rằng việc sản xuất chitosan lactate từ vỏ tôm và ứng dụng nó trong việc thu hồi vi tảo là một giải pháp kinh tế khả thi. Chi phí sản xuất chitosan lactate từ vỏ tôm thấp hơn so với việc mua các sản phẩm thương mại, và lợi ích kinh tế từ việc thu hồi vi tảo có thể bù đắp chi phí sản xuất. Điều này khuyến khích việc ứng dụng chitosan lactate trong thực tế.

VI. Triển Vọng Ứng Dụng Chitosan Lactate Từ Vỏ Tôm

Nghiên cứu này mở ra những triển vọng ứng dụng rộng rãi cho chitosan lactate từ vỏ tôm thẻ chân trắng. Ngoài ứng dụng trong thu hồi vi tảo, chitosan lactate còn có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như xử lý nước thải, nông nghiệp và y sinh. Việc phát triển các ứng dụng mới cho chitosan lactate sẽ góp phần vào việc tận dụng tối đa nguồn tài nguyên vỏ tôm và tạo ra giá trị gia tăng cho ngành nuôi tôm. Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc khám phá các ứng dụng tiềm năng khác của chitosan lactate và tối ưu hóa quy trình sản xuất để giảm chi phí và tăng hiệu quả.

6.1. Ứng dụng trong nông nghiệp bền vững

Chitosan lactate có thể được sử dụng làm chất kích thích sinh trưởng cây trồng, chất bảo vệ thực vật và chất cải tạo đất. Ứng dụng chitosan lactate trong nông nghiệp có thể giúp giảm sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu, góp phần vào sự phát triển của nông nghiệp bền vững.

6.2. Tiềm năng trong lĩnh vực y sinh

Chitosan lactate có nhiều tính chất sinh học quý giá như khả năng kháng khuẩn, kháng viêm và thúc đẩy quá trình lành vết thương. Chitosan lactate có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm y tế như băng gạc, thuốc bôi và vật liệu cấy ghép.

6.3. Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo

Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất chitosan lactate để giảm chi phí và tăng hiệu quả, khám phá các ứng dụng tiềm năng khác của chitosan lactate và đánh giá tác động môi trường của việc sử dụng chitosan lactate trong các lĩnh vực khác nhau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU Thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam đem lại nguồn thu ngoại tệ lớn cho đất nước. Năm 2022, kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt 11 tỷ USD, trong đó, tôm là đối tượng có giá trị xuất khẩu cao nhất đạt 4,1 - 4,2 tỷ USD. Hiện nay, mô hình nuôi tôm thâm canh được triển khai và đem lại hiệu quả kinh tế cao ở nhiều địa phương trong cả nước. Việc kiểm soát tốt điều kiện môi trường của mô hình nuôi này giúp giảm nguy cơ dịch bệnh cho tôm.

Tuy nhiên, do mật độ tôm cao nên một lượng lớn chất thải trong quá trình nuôi bao gồm thức ăn thừa, phân, chất lơ lửng, vỏ lột xác của tôm… có khả năng gây ô nhiễm cho môi trường nước, phát sinh dịch bệnh cho tôm. Trong đó, lượng lớn vỏ lột xác của tôm có thể thu được bằng cách xi phông mỗi ngày. Tận dụng nguồn vỏ lột xác này làm nguyên liệu sản xuất chitin, chitosan không chỉ gia tăng giá trị cho tôm nuôi, mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường nuôi, nâng cao giá trị cho chuỗi nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu tôm, góp phần phát triển bền vững ngành thủy sản. Mặt khác, trong thời gian gần đây nhu cầu sử dụng các sản phẩm vi tảo làm thức ăn nuôi thủy sản đang phát triển mạnh mẽ.

Vi tảo là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho các nhuyễn thể hai mảnh vỏ, các loài cá và giáp xác ở giai đoạn ấu trùng. Trong đó, vi tảo Nannochloropsis sp. đang được sử dụng phổ biến làm thức ăn cho các ấu trùng thủy sản vì nó có kích thước nhỏ, chứa nhiều hoạt chất sinh học, hàm lượng dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, vấn đề khó khăn hiện nay cần giải quyết đó tìm ra phương pháp thu vi tảo Nannochloropsis sp.

hiệu quả với chi phí thấp, giữ được chất lượng sản phẩm sau thu nhận, phù hợp làm thức ăn thủy sản. Chitosan là polyme sinh học đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, môi trường, thực phẩm, mỹ phẩm, y dược… Tuy nhiên, vẫn còn hạn chế khi sử dụng do chitosan không tan trong nước mà chỉ tan trong một số dung dịch acid loãng. Để tăng độ tan trong nước, chitosan được chuyển hóa thành các dạng như oligochitosan, muối chitosan, nanochitosan, gắn các nhóm chức ưa nước. Trong đó, chitosan lactate là sản phẩm muối hữu cơ của chitosan và lactic acid, có thể tan tốt trong nước, không độc hại và không mùi.

Ngoài ra, chitosan lactate vẫn giữ được tính chất tạo màng bao và khi hòa tan trong nước nó mang điện tích dương. Do đó, khi ứng dụng chitosan lactate 2 để thu hồi vi tảo biển (mang điện tích âm) có thể đạt hiệu quả cao (theo cơ chế trung hòa điện), dễ dàng triển khai, sản phẩm thu được an toàn. Từ những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu nhận vi tảo Nannochloropsis sp.” được đề xuất thực hiện. Mục tiêu nghiên cứu: 1.

Tận dụng nguồn nguyên liệu vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng trong quá trình nuôi thâm canh để thu nhận chitin và chitosan có độ tinh sạch cao. Xây dựng được quy trình điều chế chitosan lactate có độ tan tốt trong nước từ chitosan thu được ở trên. Xác định được điều kiện phù hợp khi sử dụng chitosan lactate để thu sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp. Nội dung nghiên cứu: Để đạt được 3 mục tiêu nghiên cứu, luận án tập trung nghiên cứu 3 nội dung: 1.

Nghiên cứu quy trình sản xuất chitin, chitosan có độ tinh sạch cao từ vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng. Nghiên cứu quy trình điều chế chitosan lactate có độ tan tốt từ sản phẩm chitosan thu nhận được ở trên. Nghiên cứu ứng dụng chitosan lactate để thu nhận sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án: 1.

Lần đầu tiên, nguyên liệu vỏ lột xác của tôm trong quá trình nuôi thâm canh được đánh giá về khả năng thu hồi, thành phần hóa học, tính chất và sử dụng để sản xuất chitin, chitosan. Đề xuất quy trình sản xuất chitin, chitosan có độ tinh sạch cao với lượng hóa chất sử dụng thấp, thời gian xử lý ngắn, không cần qua công đoạn khử màu. Đề xuất quy trình điều chế muối chitosan lactate tan tốt trong nước (độ tan > 99%) bằng phương pháp rắn – lỏng, có thể áp dụng ở quy mô lớn một cách dễ dàng. Đề xuất điều kiện thu hồi vi tảo biển Nannochloropsis sp.

đạt hiệu quả cao (khoảng 90% sau 2 giờ để lắng) khi sử dụng chitosan lactate có kết hợp điều chỉnh pH môi trường. Kết quả đề tài mở ra định hướng tận dụng vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng tạo các sản phẩm có giá trị gia tăng (chitin, chitosan, chitosan lactate), giảm ảnh hưởng xấu đến môi trường trong quá trình nuôi tôm thâm canh. Việc sử dụng sản phẩm từ quá trình nuôi thủy sản (chitosan lactate) để thu vi tảo và ứng dụng làm thức ăn thủy sản hướng đến nền kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.

Tình hình nuôi tôm và ô nhiễm môi trường do chất thải trong quá trình nuôi Hình 1. Tình hình nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng ở Đồng bằng sông Cửu Long năm 2020. Việt Nam là một trong những nước nuôi và xuất khẩu tôm hàng đầu thế giới, tập trung chủ yếu ở các vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) bao gồm các tỉnh: Long An, Tiền Giang, An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Hậu Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang và thành phố Cần Thơ. Theo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam (1995 – 2020) thì ĐBSCL là khu vực chiếm 80% tổng sản lượng tôm thu hoạch từ các ao nuôi thâm canh và siêu thâm canh so với cả nước (Hình 1.1b), tập trung chủ yếu ở 5 tỉnh có diện tích nuôi lớn nhất (Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Bến Tre và Kiên Giang), nhưng chiếm chưa đến 10% diện tích đất dành cho nuôi tôm (Hình 1.

Đây là mô hình nuôi được đánh giá cao và khuyến khích các cơ sở sản xuất tôm nuôi áp dụng nhờ ưu điểm vượt trội là thời gian nuôi ngắn, rủi ro thấp, năng suất cao và có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường nuôi, hạn chế dịch bệnh [4]. Hiện nay, tỉnh Bạc Liêu được Thủ tướng Chính phủ chọn làm thủ phủ cho ngành tôm công nghiệp của cả nước [4, 5, 13]. Hình thức nuôi tôm thương phẩm hiệu quả cao đã được đưa vào “Đề án tổng thể phát triển ngành công nghiệp tôm nước lợ Việt Nam đến năm 2030” với mục tiêu cụ thể, tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ đạt trên 1.000 tấn, trong đó tôm thẻ chân trắng đạt trên 750.000 tấn và tôm sú đạt trên 550. Tương ứng với diện tích nuôi tôm nước lợ giữ ổn định so với sự phát triển của các năm gần đây (2020 – 2022) khoảng 750.000 ha, trong đó diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là 150.000 ha, chiếm chỉ bằng ¼ so với diện tích nuôi tôm sú (Penaeus monodon) là 600.

Diện tích nuôi tôm thẻ được đầu tư và phát triển theo xu hướng áp dụng công nghệ cao ở nhiều tỉnh trong nước từ năm 2008 [4, 5]. Việc áp dụng kỹ thuật nuôi công nghệ cao với mật độ nuôi lớn và đạt hiệu quả thu hoạch sản lượng tôm thẻ chân trắng cao đến 72% trên tổng giá trị xuất khẩu tôm năm 2020 (Hình 1. Diện tích nuôi tôm và sản lượng thu hoạch thuộc Đồng bằng sông Cửu Long trong giai đoạn 2020 - 2022 Loại tôm nuôi Diện tích (ha) [2] Sản lượng thu hoạch (tấn/năm) 2020 [5] 2021 [15] 2022 [16] Tôm nuôi nước lợ 750.000 Tôm thẻ chân trắng 150.000 Số liệu ở Bảng 1.1 cho thấy diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng chỉ bằng ¼ diện tích nuôi tôm sú, nhưng sản lượng tôm thẻ chân trắng cao khoảng 2,5 lần so với tôm sú. Năm 2020, tổng diện tích nuôi trồng thủy sản gần như không thay đổi so với năm 2019, tuy nhiên, sản lượng tôm nuôi nước lợ lại tăng lên đạt 900.000 tấn (trong đó tôm thẻ chân trắng đạt 632.300 tấn, tôm sú đạt 267.

Năm 2021, mặc dù ngành nuôi trồng thủy sản gặp nhiều khó khăn do đại dịch Covid-19 nhưng vẫn đảm bảo duy trì tốc độ tăng trưởng. Riêng diện tích nuôi tôm nước lợ ước đạt 737 nghìn ha, trong đó diện tích nuôi tôm sú là 622 ngìn ha và diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng là 115 nghìn ha. Sản lượng tôm nuôi năm 2021 đạt 931.000 tấn (tăng 5,5% so với cùng kỳ năm 2020), trong đó sản lượng tôm sú đạt 265.000 tấn và tôm thẻ chân trắng đạt 666. Năm 2022, ngành Thủy sản phấn đấu sản lượng nuôi trồng ước đạt 4,95 triệu tấn, trong đó mục tiêu đưa ra sản lượng tôm sú đạt khoảng 275.000 tấn và tôm thẻ chân trắng khoảng 675.

Năm 2022, các tỉnh tiếp tục phát triển tôm thẻ chân trắng thâm canh, bán thâm canh công nghệ cao nhằm kiểm soát môi trường ngày càng tốt hơn. Nhờ đó mà sản lượng tôm thẻ chân trắng ước tính đến tháng 2/2022 đạt 25.500 tấn (tăng 6,3% so với cùng kỳ năm trước), sản lượng tôm sú đạt 14.200 tấn tương đương cùng kỳ năm 2021 [17]. Tuy nhiên, vấn đề đáng lo ngại hiện nay vẫn là sự ô nhiễm môi trường trong quá trình nuôi tôm do các hợp chất hữu cơ dư thừa do thức ăn, phân và rác thải khác (vỏ lột xác của tôm, cỏ rác từ môi trường xung quanh…) đọng lại dưới ao nuôi. Các chất thải này không xử lý sẽ hình thành một lớp bùn đáy tạo điều kiện môi trường sinh trưởng và phát triển vi sinh vật gây thối như Coliforms, Vibrio, E.

coli, Pseudomonas, Staphylococcus, Salmonella… Từ đó, ao nuôi có khả năng ứ đọng ô nhiễm hữu cơ, các loại khí độc như phốt pho, nitơ, amoniac (NH3), nitrit (NO2), H2, H2S, CH4, Mecaptan. làm giảm lượng oxy và thủy sản có khả năng bị ngộ độc. Ngoài ra còn lắng đọng các hóa chất, vôi và khoáng chất Diatomit, Dolomit, lưu huỳnh và các chất độc có trong đất phèn Fe3+, Al3+, SO42-… [7, 14, 75]. Chính vì thế mà người nuôi trồng thường phải sử dụng hóa chất xử lý môi trường nước, kháng sinh để phòng trị bệnh cho tôm.

Đến nay, nhiều cơ sở nuôi tôm và hộ dân đã tiếp cận phương pháp nuôi thâm canh nhưng vẫn theo hình thức tự phát nên không đưa vào hệ thống ao lắng 6 để xử lý.