Vai trò của RAS trong nuôi trồng thủy sản
Hải Phòng là một trong những địa phương có diện tích nuôi tôm lớn nhất ở miền Bắc, diện tích nuôi trồng thủy sản trên toàn Thành phố là 12.198,5 ha. Hải Phòng được hưởng lợi từ hệ thống sông ngòi mật độ cao, bao gồm các sông chính như Bạch Đằng, Đá Bạc, Cấm, Lạch Tray, Văn Úc và cửa sông Thái Bình. Mặc dù vậy, trong những năm gần đây, trên địa bàn TP Hải Phòng đã xuất hiện tình trạng dịch bệnh và giảm năng suất nuôi tôm đối với các hộ nuôi trồng. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến vấn đề này do có nhiều khu nuôi trồng thủy sản nằm trên địa bàn Thành phố nằm xen kẽ với các khu công nghiệp, quy hoạch, do vậy các nguồn cấp, thoát nước không đảm bảo, dẫn đến những rủi ro về dịch bệnh.
Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm nước thải nuôi tôm là một trong các vấn đề nghiêm trọng không chỉ diễn ra trên địa bàn TP Hải Phòng mà còn xảy ra trên các tỉnh khác như Cà Mau, Bạc Liêu, Nghệ An… Khi diện tích nuôi tôm ngày càng lớn, nước thải từ hoạt động nuôi tôm cũng tăng lên, gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nước. Một số nguyên nhân chính dẫn đến vấn đề này là lượng thức ăn và chất thải; sử dụng hóa chất; suy giảm chất lượng nước.
Lượng thức ăn và chất thải từ tôm cũng tăng lên đáng kể. Thức ăn không tiêu hóa hoàn toàn và chất thải từ tôm chứa nhiều chất hữu cơ và chất dinh dưỡng. Khi được xả vào môi trường nước, chúng gây ra sự phân hủy và tạo ra các chất dinh dưỡng dư thừa, như nitơ và phospho, làm tăng nồng độ chất dinh dưỡng trong nước.
Trong quá trình nuôi tôm, nhiều hóa chất như phân bón hóa học, kháng sinh được sử dụng để kiểm soát bệnh tật và tăng năng suất. Những hóa chất này có thể chảy ra vào môi trường nước thông qua nước thải và gây ô nhiễm.
Khi diện tích nuôi tôm lớn, lượng nước được sử dụng cũng tăng lên, việc lấy nước từ môi trường tự nhiên để nuôi tôm có thể làm giảm lượng nước sạch và làm tăng nồng độ chất ô nhiễm trong nước.
RAS xuất hiện từ những năm 1950 tại Nhật Bản, được biết đến là phương pháp nuôi trồng thủy sản trong một hệ thống đóng (nuôi trồng thủy sản tuần hoàn), trong đó nước được tái sử dụng và xử lý để duy trì môi trường nuôi tốt cho các loài thủy sản. RAS bắt nguồn từ nhu cầu ngày càng tăng về nguồn thủy sản bền vững và sự quan tâm đến môi trường.
So với hệ thống nuôi mở truyền thống, RAS mạng lại nhiều lợi ích quan trọng trong việc bảo vệ môi trường: i) RAS giúp kiểm soát chất lượng nước tốt hơn nhờ quá trình xử lý nước hiệu quả, các chất thải và chất ô nhiễm được loại bỏ, giúp duy trì môi trường nuôi tốt cho thủy sản, điều này giảm nguy cơ bệnh tật và tăng năng suất nuôi trồng; ii) cung cấp môi trường nuôi ổn định và kiểm soát được các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH và oxy hòa tan, điều này giúp tăng tốc độ tăng trưởng và phát triển của thủy sản, cũng như giảm thời gian nuôi trồng; iii) nước được tái sử dụng và xử lý, giúp tiết kiệm nước, giảm tác động lên nguồn nước tự nhiên và quản lý dịch bệnh tốt hơn.
Hiện nay, với nhu cầu tiêu thụ thủy sản ngày càng tăng kết hợp cùng các chính sách nghiêm ngặt với môi trường, nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng công nghệ nuôi trồng thủy sản sử dụng RAS, điển hình như Trung Quốc, Mỹ, các nước từ châu Âu. Theo dự báo của Công ty nghiên cứu và tư vấn Lux Research, đến năm 2030, RAS dự kiến sẽ đóng góp 40% sản lượng thủy sản trên toàn cầu. Tuy nhiên, hệ thống này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, các nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước mới chỉ dừng lại ở quy mô nhỏ, đặc biệt những tỉnh/thành phố có diện tích nuôi trồng lớn như Hải Phòng cũng khá xa lạ với công nghệ này. Nguyên nhân chính dẫn đến vấn đề trên bắt nguồn từ mức chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu đảm bảo việc đào tạo và tập huấn chuyên sâu cho người vận hành.
Ứng dụng RAS trong nuôi tôm tại Hải Phòng
Từ thực trạng trên, nhóm nghiên cứu đã đặt vấn đề làm cách nào để người nuôi tôm có thể tiếp cận với RAS một cách nhanh chóng, đơn giản và đạt hiệu quả cao. Qua đó, nhóm nghiên cứu đã thiết kế hệ thống này bao gồm các module tương tự với RAS trên thế giới như bể lọc chất rắn, tháp tách CO2, lọc sinh học, bể nuôi, module khử trùng và cấp oxy. Đặc biệt, nhóm đã phát triển một module quản lý và điều khiển thông minh mới bao gồm 2 phần. Phần đầu tiên là một phần mềm điều khiển, có khả năng tính toán và cung cấp các chỉ số về việc nuôi dưỡng. Phần thứ hai của module này được trang bị các cảm biến đo mức pH và DO (oxy hòa tan), tự động thực hiện việc đo liên tục và gửi dữ liệu về máy chủ. Do ở giai đoạn thu hoạch, pH trong ao luôn có sự thay đổi mạnh vào ban đêm, người quan trắc không thể thực hiện theo phương pháp thủ công. Trong trường hợp này, hệ thống nuôi RAS sẽ cảnh báo qua máy tính hoặc điện thoại của người nuôi để đưa ra biện pháp can thiệp kịp thời, bao gồm việc bổ sung thêm khoáng chất để điều chỉnh và tăng độ pH, từ đó giúp đảm bảo môi trường cho hệ thống nuôi. Các thiết bị này được nhóm tự chế tạo nhằm tối ưu hóa cách sử dụng cho người dùng, tiết kiệm chi phí máy móc thay vì phải nhập khẩu thiết bị từ nước ngoài và phù hợp với nhiều quy mô của mỗi địa phương (từ 100 m3 trở lên).
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã phát triển một quy trình nuôi hoàn toàn mới, bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn một, trong khoảng thời gian 20-30 ngày, tôm được nuôi trong ao ương; giai đoạn hai, trong khoảng 60 ngày, tôm được chuyển sang bể nuôi thương phẩm. Quy trình nuôi này có lợi thế là nuôi gối, khi nuôi tôm đến tháng thứ hai trong giai đoạn hai, cho phép người nuôi tiếp tục thả giống cho vụ mới ở bể ương, đồng thời phương pháp này không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài như nguồn nước cấp và khí hậu.
Kết quả của đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng bằng hệ thống lọc tuần hoàn (RAS) phù hợp với điều kiện vùng ven biển Hải Phòng”.
Để kiểm tra hiệu quả đạt được, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng ở quy mô 100 m3 tại Trạm Nghiên cứu biển Đồ Sơn với mật độ 300 con/m3. Sau thời gian thử nghiệm, mô hình của nhóm cho thấy, tôm có tỷ lệ sống cao, năng suất tôm đạt 140-230 tấn/ha/năm, đặc biệt với mô hình này, thời gian nuôi ngắn nên người nuôi có thể nuôi trồng được 4 vụ/năm. Trong khi nuôi tôm chỉ sử dụng chế phẩm sinh học và không sử dụng bất kỳ hóa chất nào, nên người nuôi không cần thay nước vì lượng nước được tuần hoàn và tái sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí và khắc phục nguy cơ mắc phải một số loại bệnh trên tôm.
Trong khi nuôi thử nghiệm, nhóm nghiên cứu cũng xây dựng thêm 4 loại chế phẩm sinh học nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước và tăng khả năng sinh trưởng của tôm, bao gồm: chế phẩm chứa chủng vi khuẩn Bacillus được sử dụng để tăng cường kháng vi khuẩn và xử lý chất hữu cơ; chế phẩm chứa chủng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa và hạn chế bệnh đường ruột cho tôm; chế phẩm sử dụng các chủng vi khuẩn tía quang hợp, nhằm cung cấp nguồn thức ăn và ức chế sự phát triển của các loài tảo gây hại cho tôm, đồng thời xử lý các chất ô nhiễm amoni, H2S, chất hữu cơ; chế phẩm chứa các chủng vi khuẩn nitrate hóa, được sử dụng để kích hoạt và bổ sung định kỳ vào module lọc sinh học.
Thành công của đề tài đã góp phần kiểm soát và duy trì môi trường nuôi tôm một cách chính xác và hiệu quả, giúp giảm thiểu nguy cơ bệnh tật và tử vong. Đồng thời, nâng cao hiệu suất nuôi trồng và đảm bảo sự phát triển bền vững cho ngành nuôi tôm trong nước. Sản phẩm của đề tài chính là kết quả của việc ứng dụng các thành tựu khoa học và công nghệ, phát huy sự sáng tạo của các nhà khoa học trong nước với mong muốn góp phần nâng cao phát triển ngành thủy sản cho thế hệ ngày nay và mai sau.
KĐ