ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT LUẬN ÁN TIẾN SĨ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM NGUYỄN TIẾN LONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG VÙNG[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM NGUYỄN TIẾN LONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG VÙNG NUÔI TÔM TẬP TRUNG TẠI QUẢNG NINH Chuyên ngành : Môi trường đất nước Mã số : 44 03 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI – 2022 Cơng trình hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: HD1: PGS.TS Đinh Vũ Thanh HD2: TS Vũ Văn Dũng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện Họp Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Địa : 171 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội Vào hồi ngày tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, tôm nước lợ xác định đối tượng nuôi chủ lực Năm 2020 kim ngạch xuất đạt 3,73 tỷ USD; dự kiến đến năm 2025 đạt 8,4 tỷ USD Tuy nhiên, thách thức nguy ô nhiễm môi trường, bùng phát dịch bệnh vùng nuôi tôm tập trung cao, hình thức ni tơm thâm canh siêu thâm canh Chất lượng mơi trường nước hình thức ni có dấu hiệu nhiễm hữu (BOD5, COD) cao giới hạn cho phép, xuất ô nhiễm chất dinh dưỡng NH4+ (ammonia) chất độc hại H2S; bùn thải tích tụ: phân tơm, thức ăn dư thừa thối rữa bị phân hủy, hóa chất tồn dư lắng đọng thành trầm tích; đất ao ni có xu hướng suy thối sau nhiều năm nuôi tôm độc canh Để khắc phục vấn đề nêu trên,một số nghiên cứu biến động môi trường nước vùng nuôi tôm, đề xuất số biện pháp để kiểm soát chất lượng nguồn nước cấp, nước ao nước nước thải nuôi tôm triển khai, áp dụng; vậy, chất lượng môi trường suy giảm, dịch bệnh xảy mức độ, tần suất khác nhau, gây thiệt hại lớn cho người ni tơm Quảng Ninh tỉnh có diện tích ni tơm tập trung lớn khu vực miền Bắc Gần đây, chất lượng môi trường vùng ni tơm có xu hướng suy giảm, xuất nhiều đợt tôm chết hàng loạt không rõ nguyên nhân Vì vậy, luận án "Nghiên cứu biến động giải pháp kiểm sốt chất lượng mơi trường vùng ni tơm tập trung Quảng Ninh” thực cần thiết, có ý nghĩa khoa học đáp ứng yêu cầu thực tiễn cao 2 Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá biến động chất lượng nguồn nước cấp đất ao vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh; Nước cấp, nước ao, nước thải bùn thải sau ao nuôi vùng nuôi tôm tập trung Tân An, Quảng Yên, Quảng Ninh Đề xuất giải pháp đồng kiểm soát chất lượng môi trường (KSCLMT) vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh Hồn thiện quy trình kỹ thuật KSCLMT vùng nuôi tôm tập trung Tân An, Quảng Ninh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Môi trường nước (nước cấp, nước ao, nước thải), bùn thải (sau ao nuôi) đất (theo tầng 20-30 cm, 50-60 cm 8090 cm) ao vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh Phạm vi không gian: Nguồn nước cấp đất ao vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh; Nước cấp, nước ao, nước thải bùn thải sau ao nuôi vùng nuôi tôm tập trung Tân An, Quảng Yên, Quảng Ninh Phạm vi thời gian: 2014 - 2019 Nội dung nghiên cứu Biến động chất lượng môi trường vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh Nước cấp, nước ao, nước thải bùn thải sau ao nuôi vùng nuôi tôm tập trung Tân An, Quảng Yên, Quảng Ninh Giải pháp (quản lý kỹ thuật) KSCLMT vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh Quy trình kỹ thuật KSCLMT ni tơm tập trung Tân An, Quảng Ninh hoàn thiện (thử nghiệm giải pháp lựa chọn sử dụng chế phẩm sinh học (CPSH) phù hợp xử lý nước ao nuôi tôm phịng thí nghiệm; ứng dụng CPSH tốt lựa chọn với Quy trình kỹ thuật KSCLMT để tiến hành thử nghiệm quy mô sản xuất mơ hình “Ni tơm thay nước” áp dụng Tân An, Quảng Ninh) Phương pháp nghiên cứu Phân tích lựa chọn địa điểm phù hợp yêu cầu; Thu bảo quản mẫu (nước, đất), Phân tích mẫu (đất, nước, bùn thải), Bố trí nghiệm, Đánh giá xử lý số liệu theo TCVN, QCVN hướng dẫn kỹ thuật theo yêu cầu nghiên cứu; Tham vấn chuyên gia; Sử dụng, trích dẫn số liệu, thơng tin từ tài liệu liên quan Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Ý nghĩa khoa học: Xác định biến động chất lượng môi trường vùng nuôi tôm Quảng Ninh (nước cấp, đất, nước ao, nước thải bùn thải); Đề xuất quy trình kỹ thuật KSCLMT vùng ni tơm tập trung Quảng Ninh Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần hồn thiện quy trình KSCLMT ni tơm áp dụng mơ hình “Ni tơm thay nước”, áp dụng hiệu Tân An, Quảng Ninh; Cung cấp số sở khoa học phuc vụ cho việc sửa đổi, ban hành TCVN/QCVN có liên quan đến nuôi tôm làm tài liệu tham khảo để xây dựng Chiến lược, Đề án phát triển ni tơm Những đóng góp luận án (1) Biến động thông số môi trường (nền đất, nước, bùn thải) vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh có tính hệ thống (2) Giải pháp tổng hợp để KSCLMT vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh (3) Áp dụng thử nghiệm giải pháp kỹ thuật, lựa chọn sử dụng CPSH phù hợp xử lý nước ao ni tơm phịng thí nghiệm quy mơ sản xuất; hồn thiện quy trình kỹ thuật KSCLMT vùng ni tơm tập trung Tân An, Quảng Ninh, góp phần hồn thiện mơ hình “Ni tơm thay nước” CHƯƠNG TỔNG QUAN BIẾN ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP KSCLMT VÙNG NUÔI TÔM TẬP TRUNG 1.1 Các nghiên cứu biến động chất lượng môi trường nước đất vùng nuôi tôm số nước giới Việt Nam 1.1.1 Các nghiên cứu biến động chất lượng môi trường nước đất vùng nuôi tôm số nước giới Tại nước khu vực Ấn Độ, Indonexia, Philippines, Bangladesh, Trung Quốc…có nghề ni tơm phát triển, việc nghiên cứu biến động chất lượng môi trường nước, trầm tích tác động đến sinh trưởng, phát triển tôm quan tâm Các kết nghiên cứu cho thấy giá trị thông số nước cấp, nước ao, nước thải đất ao nuôi tôm ảnh hưởng đến suất, chất lượng tôm 1.1.2 Các nghiên cứu biến động chất lượng môi trường nước đất vùng nuôi tôm Việt Nam Các nghiên cứu Việt Nam tập trung nhóm vấn đề riêng biến động chất lượng nước cấp, nước ao, nước thải có nghiên cứu biến động chất lượng môi trường tổng thể theo chuỗi nguồn nước cấp, nước ao nuôi nước thải sau nuôi tôm Các nghiên cứu đánh giá, nhận diện số thông số môi trường đặc thù vượt ngưỡng GHCP như: NH4+, TSS, DO, COD, BOD5, PO43… có ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước nuôi tôm [17], [20], [22], [31], [32], [33], [39] 1.2 Các giải pháp KSCLMT vùng nuôi tôm 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giải pháp KSCLMT vùng nuôi tôm số nước giới Giải pháp quản lý: ban hành thực thi văn pháp luật để quản lý KSCLMT vùng nuôi tôm Giải pháp kỹ thuật: áp dụng công nghệ để xử lý tái sử dụng nước thải nuôi tôm; Sử dụng vùng đất ngập nước để xử lý chất thải ô nhiễm; Sử dụng CPSH để xử lý chất thải ao nuôi tôm; Áp dụng cơng nghệ Biofloc Cơng nghệ sục khí ơzone để xử lý chất lượng nước cấp, ao nhằm bảo vệ môi trường vùng nuôi tôm 1.2.2 Một số nghiên cứu giải pháp KSCLMT vùng nuôi tôm Việt Nam Giải pháp quản lý: ban hành văn quản lý; thực thường xuyên hoạt động quan trắc, cảnh báo chất lượng môi trường nuôi tôm Giải pháp kỹ thuật: Quy hoạch sở hạ tầng vùng ni; Sử dụng CPSH; Kiểm sốt lượng thức ăn; Xử lý chất thải ao nuôi tôm; Áp dụng quy trình cơng nghệ ni tơm để giảm thiểu chất thải; Cơng nghệ Biofloc ni tơm; Quy trình ni tơm 02, 03 giai đoạn Áp dụng KSCLMT thực mơ hình “Ni tơm thay nước” 1.3 Tình hình phát triển ni tơm Quảng Ninh 1.3.1 Một số đặc điểm thời tiết thổ nhưỡng Quảng Ninh có đặc điểm khí hậu khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng ven biển có mùa rõ rệt Độ mặn (S‰): dao động từ 5-35‰, mùa khô (15-35‰) độ mặn thấp vào mùa mưa (0 - 15‰); Nhiệt độ trung bình năm 23 - 24oC, thấp mùa đông (6-15oC) cao mùa hè (3740oC) Lượng mưa trung bình năm gần 2000 mm, cao lên đến 2.600 mm Mùa mưa từ tháng đến tháng 10, tập trung vào tháng 7, 8, Mùa khô lượng mưa bình quân đạt 1.500 mm Về thổ nhưỡng: Hầu hết khu vực nuôi tôm trước đất rừng ngập mặn Nền đất qua trình bị yếm khí thể qua thơng số sắt sắt (Fe2O3/FeO) thấp, Hàm lượng nitrat thấp; chất độc H2S, NH3, khí H2S cao 1.3.2 Diện tích, sản lượng ni tơm giai đoạn 2008-2018 Kết tính tốn cho thấy diện tích ni tơm nước lợ tỉnh Quảng Ninh không ngừng tăng từ năm 2008 (8.668 ha) đến 2018 (10.821 ha) So với năm 2008 năm có tốc độ mở rộng diện tích ni tơm năm 2011 (102,33%), 2017 (109,58%) 2018 (106,56%) tốc độ tăng trưởng diện tích từ 2008 đến 2018 124,84% (2.153 ha).Sản lượng tôm nuôi từ năm 2008 đến 2018 tăng với số không nhỏ: 6.787 (2008) tăng lên 13.193 (2018); tốc độ tăng trưởng từ 2008 đến 2018 sản lượng 194,39 % 1.3.3 Cơ sở hạ tầng, sử dụng CPSH thuốc thú y thủy sản (1) Cơ sở hạ tầng: Ao ni hình vng nhiều chiếm 34,4%, cịn lại ao hình chữ nhật, hình trịn, ao thường thiết kế dốc cống ao để thuận lợi việc đảo nước, cung cấp O2 thu gom chất thải rắn (2) Hệ thống thiết bị: Ao đất cứng có kè bê tơng xung quanh ao lót bạt Thiết bị ao có guồng quay nước (80,3%) phối hợp với sục khí đáy ao để tăng hàm lượng O2, xả thải khí độc thu gom chất thải rắn trong ao nuôi (3) CPSH: sử dụng trình ni để tạo hệ vi sinh vật có lợi môi trường nước, lấn át vi sinh vật có hại ao (4) Hóa chất thuốc thú y: nhiều sở nuôi tôm sử dụng mức, không hướng dẫn nhà sản xuất gây tồn dư, dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước Kết luận Chương Qua phân tích nghiên cứu tài liệu cho thấy số kết đạt tồn cần giải sau: Các kết nghiên cứu biến động chất lượng mơi trường giải pháp kiểm sốt mơi trường vùng nuôi tôm tập trung số nước giới, Việt Nam tỉnh Quảng Ninh tập trung đánh giá trạng chất lượng nước cấp, phần nước ao nuôi nước thải đề xuất giải pháp (quản lý kỹ thuật) để kiểm soát chất lượng giống, thức ăn, thuốc, hóa chất, CPSH, nước cấp, nước ao, chất thải ngồi mơi trường đề cập Tuy vậy, hầu hết nghiên cứu rời rạc, thiếu tính hệ thống; chủ yếu tập trung nghiên cứu theo số nhóm vấn đề khía cạnh để phục vụ tăng suất, chất lượng tôm nuôi mà chưa quan tâm nhiều đến chất lượng mơi trường, phịng chống dịch bệnh q trình ni tơm Đặc biệt, chưa có giải pháp kiểm sốt chất lượng mơi trường tổng thể khâu mơ hình ni tơm Vì vậy, luận án tập trung nghiên cứu biến động chất lượng môi trường tổng thể từ nguồn nước cấp, nước ao, nước thải, bùn thải đất vùng ni tơm tập trung, từ đưa giải pháp kiểm sốt chất lượng mơi trường vùng nuôi tôm tập trung Quảng Ninh CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Sơ đồ nghiên cứu luận án NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP KIỂM SỐT CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG VÙNG NI TÔM TẬP TRUNG TẠI QUẢNG NINH NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG MƠI TRƯỜNG  Thu thập thơng tin ngồi nước; tổng hợp, phân tích (1);  Khảo sát, đánh giá bổ sung chất lượng môi trường (đất, nước) vùng nuôi tôm Quảng Ninh (2);  Đánh giá, xác định tồn tại, nguyên nhân ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP  Kết nghiên cứu, tổng hợp phân tích tài liệu kinh nghiệm thực tiễn (Delphi, SWOT…);  Đề xuất giải pháp kiểm sốt mơi trường (Quản lý kỹ thuật) HỒN THIỆN QUY TRÌNH KIỂM SỐT  Đề xuất Quy trình kiểm sốt chất lượng mơi trường vùng ni tơm (3);  Thử nghiệm giải pháp làm sở hoàn thiện Quy trình (4);  Quy trình KSCLMT vùng ni tơm hồn thiện QUY TRÌNH KỸ THUẬTKIỂM SỐT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG VÙNG NUÔI TÔM TẬP TRUNG (5) Ghi chú: 1) Thơng tin trong, ngồi nước biến động chất lượng môi trường (đất, nước) vùng nuôi tôm giải pháp KSCLMT vùng nuôi tôm; 2) Chất lượng môi trường nước cấp; đất Quảng Ninh; Chất lượng môi trường nước cấp, nước ao, nước thải bùn thải Tân An, Quảng Ninh; 3) Đề xuất Quy trình kiểm sốt chất lượng mơi trường vùng nuôi tôm sở chọn lọc, kế thừa quy trình, hướng dẫn kỹ thuật có liên quan 4) Thử nghiệm: (1) Hiệu CPSH việc giảm thiểu nhiễm nước ao ni tơm phịng thí nghiệm; (2) Sử dụng CPSH chọn với Quy trình KT kiểm sốt chất lượng vùng ni tơm (đề xuất), thực mơ hình “Ni tơm thay nước” thực Tân An, Quảng Ninh 5) Quy trình kỹ thuật KSCLMT vùng ni tơm tập trung hoàn thiện sau thử nghiệm 11 2.2.5.2 Phương pháp SWOT đề xuất, lựa chọn giải pháp Trên sở kết nghiên cứu, tổng hợp, phân tích điểm mạnh, điểm yếu, hội thách thức; từ đề xuất số giải pháp KSCLMT vùng ni tơm tập trung 2.2.5.3 Xây dựng hồn thiện quy trình kỹ thuật KSCLMT Mơ hình “Ni tơm thay nước” áp dụng phổ biến vùng ni tơm tập trung Quảng Ninh, có áp dụng quy trình kỹ thuật KSCLMT Luận án kế thừa quy trình thơng qua kết thực nghiệm, với áp dụng phương pháp chuyên gia bổ sung làm số công đoạn quy trình kỹ thuật KSCLMT vùng ni tơm tập trung Tân An, Quảng Ninh 2.2.6 Phương pháp đánh giá xử lý số liệu Xác định số tiêu sinh học tôm (chiều dài, khối lượng tỷ lệ sống…) theo quy định ngành thủy sản Đánh giá thông số theo QCVN 02-19:2014/BNNPTNT sở nuôi tôm nước lợ - điều kiện bảo đảm vệ sinh thú y, bảo vệ môi trường an toàn thực phẩm; QCVN 08- MT:2015/BTNMT chất lượng nước mặt; QCVN 10-MT:2015/BTNMT đánh giá chất lượng nước biển ven bờ phục vụ nuôi trồng thủy sản Đánh giá khả tự làm (D%) môi trường Thu mẫu, xác định thành phần số lượng tảo đơn bào ao nuôi tôm theo Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT Xác định số chất lượng nước WQI theo Entropy (WQI_E) theo nghiên cứu Quỹ Vệ sinh Quốc Gia Mỹ (NSF), cơng thức sau: [2.10] Trong đó: + qj số phụ thông số j xác định công thức: 100 + Cj nồng độ đo thông số j (DO, BOD5, N-NH4+, P-PO43-, 12 COD); + Sj GHCP thông số j với QVCN tương ứng (Giới hạn thông số áp dụng theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT QCVN 10-MT:2015/BTNMT) Xác định wj theo Ding S F and Shi Z Z, J (2005) [68], Li et al., (2010) [82] - wj trọng số thông số j xác định công thức: Ở ej thông số entropy thông số j qua công thức: , Thơng số yij hình thành từ việc chuẩn hóa ma trận với i= 1,2,3, ,m điểm quan trắc j=1,2,3, ,n thông số; pij dao động khoảng từ 0-1 yij xác định công thức sau: Thơng số tích cực (giá trị lớn, chất lượng tốt (DO)), yij xác định sau: Thông số tiêu cực (giá trị thơng số lớn ô nhiễm (dinh dưỡng, vi sinh), yij xác định sau: Thang phân loại số chất lượng nước theo trọng số Entropy WQI_E theo mức chất lượng nước thể Bảng 2.6 [70], [82], [95] [103] Bảng 2.6 Thang phân loại CLN theo trọng số Entropy (WQI_E) STT WQI_E Chất lượng nước < 50 Rất tốt 50 -