VIEN KHOA HOC VA CONG NGHE VIETNAM ˆ BỘ KHOA HỌC VÄ CÔNG NGHỆ
VIỆN HẢI DƯƠNG HỌC CHƯƠNG TRÌNH KC.09
ĐỀ TÀI: KC 09-07
“NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ, PHỤC HÔI CAC HE SINH THAI RAN SAN HO, CO BIEN
VÀ KHẮC PHỤC Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG BIỂN TỰ SINH
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: NGUYÊN TÁC AN
TAP II
BAO CAO NOI DUNG SAN PHAM KHOA HOC S60 3:
~ =
CHUYEN DE:
5: PHUC HOI RAN SAN HO - Chi tri chuyén dé: V6 Si Tudn
6: PHUC HOI cỏ BIỂN - “ ; Nguyễn Hữu Đại
7: XU LY 6 NHIEM - ” : — Võ Duy Sơn
Trang 2
BO KHOA HQC CONG NGHE VIEN KHOA HOC
CHUONG TRINH KC.09 & CONG NGHE VIET NAM
waren VIEN HAI DUONG HOC
DE TAI: KC 09.07
“NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ, PHUC HOI
_ CAC HE SINH THAI RAN SAN HO, CO BIEN
VA KHAC PHUC 0 NHIEM MOI TRUONG BIEN TY SINH”
CHU NHIEM DE TAI: PGS.TSKH NGUYEN TAC AN
BAO CAO NOI DUNG SAN PHAM KHOA HOC SO 3 CHUYEN DE: 5
HUONG DAN PHUC HOI
HE SINH THAI RAN SAN HO
CHU TRI NOI DUNG
Võ Sĩ Tuấn
NHA TRANG, 2005
Trang 3NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN
Võ Sĩ Tuấn (Viện Hải đương học, chủ trì nội dung)
Nguyễn Xuân Hòa (Viện Hải dương học)
Phan Kim Hoàng (Viện Hải dương học)
Trang 4118090600 3
1 Lựa chọn địa điỂm: s-sc©6< L2 ke E2EEx C2 E* TRE TH 10311121tk tk 4
2 Lựa chọn loài phục hồii À 25-2222 2221312211520511395114251181221512211127121212 xe 5
3 Kỹ thuật tách tập đoàn và đi chuyển 2c2ccccvcceeetrettrtErEtrrrrerkevevee 7
4 Cố định các mảnh 19280 112 9
5 Theo dõi và đánh giá tốc độ tăng trưởng . ccccvercrrrree 9
Trang 5QUY TRINH HUONG DAN PHUC HOI HE SINH THAI RAN SAN HO O VIET NAM
Trên cơ sở tham khảo tài liệu của thế giới, các kinh nghiệm trong nghiên cứu sinh thái rạn san hô ở Việt Nam và thực tiễn phục hồi và quản lý rạn san hơ ở Hịn Ngang (Bình Định) trong 3 năm vừa qua, nhóm thực hiện dé tài cố gắng phác thảo bản hướng dẫn triển khai mơ hình phục hồi và quản lý rạn san hô ở Việt Nam như sau:
1 Lựa chọn địa điểm
Lí tưởng nhất nêu chọn được điểm phục hồi nơi có chính quyền hoặc cộng đồng địa phương có nguyện vọng phục hồi để cải thiện các điều kiện của rạn Trong trường hợp này, ngòai việc tham gia công tác phục hồi, người dân địa phương sẽ nhận trách nhiệm trông coi và giám sát sự phát triển của các mảnh san hô Nhóm chủ lực gồm các thành viên chính trong | céng déng nén được xác định và khuyến khích họ tham gia vào tất cả các công tác Tầm nhận thức cao về sinh thái và su hỗ trợ của cộng đồng địa phương thật sự quan trọng cho việc cải thiện rạn san hô về lâu dài
Việc đầu tiên và cơ bản nhất là xác định các nguyên nhân đã gây ra sự hủy họai rạn Nếu một điểm vẫn tồn tại tác động tiêu cực đến rạn thì mọi nơ lực phục hồi và nguồn lợi đều lãng phí, vì điều kiện u cầu cho san hô phát triển tốt phải trên cả tối
ưu Như một qui luật chung, những rạn san hô có độ phủ tối thiểu (nhỏ hơn 10%) thì khơng nên chọn làm điểm phục hồi, trừ khi nguyên nhân làm giảm độ phủ và tính đa
dạng của san hơ được xác định và chấm dứt hẳn Ví dụ, rạn san hô bị hủy họai (cấu
trúc cơ thế tự nhiên của rạn bị phá hủy rõ ràng = cấu trúc giảm chỉ cịn kích thước đá sỏi) đo nguyên nhân đánh bắt cá bằng chất nỗ hoặc do các nghề đánh bắt hủy điệt khác nhưng sau này đã được câm, thì tiên hành phục hơi ở các điểm này là phù hợp nêu các điều kiện cho san hô sinh trưởng khác được đáp ứng Những cố gang thiết lập một khu vực phục hồi san hô sẽ vô nghĩa nếu tiến hành ở nơi chưa bao giờ có san hơ tự nhiên
xuất hiện
_ Một điểm lí tưởng chọn để tiến hành phục hồi có các đặc điểm như dễ tiếp cận,
Trang 6sao biển như sao biển gối Độ giàu có của nhiều sinh vật bắt mdi có thể ảnh hướng đến
sự thành công của trại nuôi san hô
Điểm được chọn để trồng san hô giống phải đáp ứng 4 các yêu cầu Sau: CÔ điều kiện mơi trường chung thích hợp cho san hô sông và phát triển, có đủ nguồn cung cấp các mảnh san hô (đa dạng cao vỆ loài), cách điểm phục hồi trong vòng khỏang 20 hải lí và có sự đồng ý tham gia của cộng đồng ngư dân địa phương
Điểm trồng phải đáp ứng các điều kiện địa hình, thủy lí như sau: vị trí ni phải tránh được sóng, nước biển có độ trong cao (độ trong tối thiểu phải đạt 12m sâu khi đo đĩa Secchi), độ mặn từ 32 đến 36%„„ và nhiệt độ nước phải trên 22°C (để san hô phát
triển nhanh nhiệt độ tốt nhất phải trên 25°C) và tối đa là 30°C Không nên tiến hành
phân mảnh san hô nếu nhiệt độ vượt quá 30°C mà phải đợi cho đến khi nhiệt độ hạ xuống mức bình thường
Không nên chọn điểm trồng gần các khu vực có các dịng nước ngọt từ các cửa
sông đỗ ra Điểm trồng nên được chọn cách xa bờ hơn 100 mét và khơng có bề mặt rạn
trãi rộng để tránh ảnh hưởng của các dòng nước ngọt sau những trận mưa lớn Nếu
điểm trong duge chon gan khu vực, đô thị hoặc khu công nghiệp, việc đánh giá tác
động ô nhiễm nên được tiến hành bằng cách so sánh độ phủ và mức độ đa dạng loài giữa điểm được chọn với các rạn san hô lân cận Khi điều tra thấy một điểm có độ phủ
san hô và độ giàu có về lồi thấp thì khơng nên chọn ví trí này làm điểm ni Dịng
triều cao có những tác động tích cực lên rạn san hô như vận chuyên và cung cấp sinh
vật phù du làm thức ăn cho san hô Tuy nhiên, nếu tốc độ dòng triểu vượt qua 1m/s sé
làm cho các mảnh san hô bị lệch khỏi vị trí
Tính mình bạch và chân thành liên quan đến các lợi ích và cơ hội của dự án là
những yêu cầu đầu tiên để xây dựng lòng tin và sự tự tin Vì vậy, cơng việc tổ chức cộng đồng nên giao cho những người có sự am hiểu sâu ¡sắc về tô chức cộng đồng và quan tâm đến sinh thái biển
Một yếu tố chính khác là sự cam kết của các cấp chính quyền thậm chí là bảo đâm cho các thời kỳ tiếp theo Những cam kết này phải được qui định thành các điều khỏan trong các Biên bản ghi nhớ bao gồm phạm vi liên quan, nghị quyết và cam kết của địa phương Điều này rất quan trọng đôi với việc tiếp tục các giai đọan tiếp theo có thể có trong tương lai của dự án Các yếu tố vô sinh, hữu sinh và xã hội cần quan tâm được tóm tắt trong bảng 1
2 Lựa chọn loài phục hồi
Số liệu thu từ cuộc khảo sát thực hiện tại điểm dự kiến phục hồi là cơ sở để
chọn dạng san hô phù hợp cho điểm phục hồi Đề gặt hái được thành công khi nuôi san hô đài hạn, cần phải chọn đúng lồi và phương pháp ni cho từng mục đích nhất định
Nuôi san hô để phục hồi rạn cần chọn lựa đối tượng theo điều kiện điểm phục
Trang 7và VIỆC phục hồi phải tiến hành trong điều kiện vật nền phủ bùn và nuớc có độ trong thấp, lúc này nên chọn các loài chịu được điều kiện môi trường giàu chất lắng dong, va san hơ có đặc tính này là loài Porites spp v6i đặc tính tự làm sạch rất tốt, thường ưu thế ở những vùng nước có nhiều bùn và có khả năng trao đỗổi nước kém Những lồi thuộc các giơng Œalaxea, Goniopora, Acropora thường phát triển nhanh hơn và hoặc dễ bị hủy họai hơn sẽ được sử dụng trong các điều kiện thuận lợi (Dautova và cộng sự, 2000)
Bang 1: Cac yêu cầu về điều kiện vô sinh,
hữu sinh và xã hội đối với một điểm nuôi san hô (theo Heeger & Sotto, 2000)
Vô sinh Hữu sinh Xã hội
Tiếp cận điểm nuôi dé dàng |Độ giàu có và đa dạng cao |Cộng đồng địa phương
về thành phân lồi san hơ ở | châp nhận và hỗ trợ các
các rạn kế cận mục tiêu của dự án
Nước trong (độ trong tối Độ giàu có về vật bắtmỗi |Cộng đồng phải có những
thiểu phải đạt 12m sâu khi | (corallivorous fish, sao người đánh cá thủ công
đo đĩa Secchi); độ mặn: 32 | biển ) nằm trong giới hạn | bằng lòng khuyên khích -36%„, nhiệt độ nước: 22- | tự nhiên việc trơng san hơ
30°C
Trong vịng 5 hải l không |Những rạn có tiềm năng Cộng đồng đã có sẵn người
có các đòng nước ngọttừ |cung cấp các mảnhsanhô | tổ chức các cửa sông đỗ ra nằm trong vùng lân cận
cách từ 5 — 10 hải lí
Nguồn ơ nhiễm do khu đô |Các điểm phục hồi sanhô |Pháp luật được hỗ trợ bởi
thi hay công nghiệp trong | nằm trong vòng 20 — 30 hải | các cấp chính quyền (Biên vịng 5 hải lí ở mức thấp li bản ghi nhớ, phạm vi liên
quan, Nghị quyết của chính quyền địa phương )
Dòng triều nhẹ (tối đa
1m/s)
Địa hình nền đáy có các bãi
rộng cùng với các cụm san
hô cô lập ở độ sâu từ 6- 12m
Những rạn đã bị phá hủy hiếm khi có thể đạt được độ phủ.như hiện trạng ban dau Đây là lí do vì sao chọn các lồi san hô phù hợp việc phục hồi lại phụ thuộc vào các điều kiện môi trường đã thay đổi và sự thích nghi của lồi đối với điều kiện mới (Todd và cộng sự, đang xuất bản) Vị dụ, những phản ứng sinh trưởng của một số loài
thuộc giống Acropora đối với việc tăng nồng độ muỗi đinh dưỡng khác với một số
Trang 8Đối với mục đích phục hồi rạn san hô bị hư hại bằng phương pháp cấy các
mảnh san hô, khi chọn điểm cung câp nguôn giống (mảnh tập đồn san hơ) cân phải chọn những điểm rạn có độ phong phú tự nhiên của san hô cao, và không bị hư hại do cá hoặc các vật bắt mỗi khác Các tập đoàn được chọn để tách mảnh không có bất cứ dấu hiệu nào của các bệnh được biết (Antonius, đang xuất ban) nhu bénh dai den (black-band disease), bénh dai tring (white-band disease), bénh tây tring mé (tissue bleaching)
3 Kỹ thuật tách tập đoàn và đi chuyển
Các thợ lặn chịu trách nhiệm phân mảnh san hô phải được các nhà sinh học biển đào tạo thật kỹ về kỹ thuật, bao gôm cả lí thuyết và thực hành nhằm tránh làm hư
hai ran san hô Các nhà sinh học biên cần trực tiếp lặn, giám sát, và kiểm tra kỹ thuật
của họ trước khi dé họ tự phân mảnh san hô
Các điểm cung cấp san hô cần phải có độ phủ cao và phải đa dạng Việc thu các mảnh san hô nên được tiễn hành vào buổi sáng và như vậy có thể hịan tất cơng việc và
đặt các mảnh san hô vào các vị trí ương nuôi được thiết kế trước trong vòng một ngày (nếu trường hợp phải dừng công việc vì thời tiết xấu, các mảnh san hô sẽ được giữ trong các túi đặt ở đáy biển)
Tính từ lúc đến điểm thu, các thợ lặn thu thập san hô các lọai trong vòng một giờ, sau đó nổi lên và nhất trí về khỏang thời gian lâu nhất có thé lặn để làm việc Để
lặn được an toàn, các thợ lặn phải làm việc theo từng cap độc lập (cả hai thợ lặn đều
nhìn thấy nhau) Hướng thu nên luôn luôn được bắt đầu ngược với dòng chảy, điều
nay sẽ giúp thợ lặn cùng với các túi san hô nặng trở lại thuyền được dễ dàng và an
toàn
San hô phát triển theo bảy dạng: dạng khối, dạng trụ, dạng phủ, dạng cành, dạng lá, đạng phiến, và dạng sông tự do Tất cả các dạng này có thể phân mảnh bằng cách sử dụng búa và đục, miễn là chúng thuộc các loài phù hợp Đối với các loài san hô dạng nhánh và phiến nên sử dụng kềm để cắt theo kích thước mong muốn
Vì mục tiêu cơ bản của việc phân mảnh san hô là làm tăng sinh khối, nên điều này chỉ đạt được chỉ khi tập đồn san hơ nguồn vẫn còn bám vào vật nền sau khi phân
mảnh, và mảnh được phân ra có kích thước khơng vượt q một nửa kích thước tập đồn gốc Thực tế thỉ nghiệm cho thấy nên tách những mảnh tập đồn có khối lương nhỏ hơn 50gam Để phương pháp được thành công, điều quan trọng là phải tuân theo nghiêm ngặc điều kiện trên Trong trường hợp do tac động của các dụng cụ phân mảnh
như búa, đục, kèm, đã làm cho bụi san hô rời ra khỏi vật bám, lúc này cần phải dừng
công việc và cố gắng đính bụi san hơ trở lại vào một vị trí trên vật bám thật chắc giúp
quá trình tự bám trở lại xảy ra thuận tiện
Các tập đoàn san hô dạng bàn lớn như giống Acropora (đường kính 1 — 2m) có thể phân mảnh từ 10 đến 20% kích thước tập đoàn, và tối đa là 50% Trước khi phân
Trang 9trong hoặc bên đưới tập đoàn, và kiểm tra cấu trúc phát triển của tập đoàn Xua đuổi
các loài động vật có khả năng bị ảnh hưởng do việc phân mảnh
Chúng có thể lại được phân ra thành mảnh nhỏ hơn để đạt được kích thước cơ
bản (xấp xỉ 4cm x 8cm) là phù hợp nhất cho sự phát triển tiếp Đặt các mảnh san hô
vào các túi nhặt các mảnh nhỏ vương vãi do quá trình đục và phá hủy chúng ngay trên các vật nền cứng bên cạnh (như nên đá, đá san hô, san hô chết ) Các nghiên cứu cho
thấy ngay cả một số mẫu san hô nhỏ cũng có khả năng bám vào vật nên va tiếp tục
phát triển Theo cách này, có thể giảm thiểu việc mất mắt sinh khối và điểm rạn cung câp san hô sẽ được mở rộng
Tránh thao tác trên các lồi san hơ có khả năng gây kích thích Theo kinh nghiệm, phân mảnh càng nhiều lồi san hơ càng tốt Không chỉ chọn những loài phát triển nhánh nhanh như các loài thuộc giống Acropora, mả chọn cả những loài san hơ
hình khối, và bán khối Đối với san hơ hình khối và bán khối, nên chọn các tập đoàn
kích thước lớn (đường kính lớn hơn 30cm) và đục từ phía mép của tập đoàn, phân sát với vật nền dé tách mảnh Ghi nhớ khơng đục mảnh có kích thước quá nửa kích thước tập đồn vì sẽ làm tách rời tập đoàn khỏi vật bám
Không phân mảnh những tập đồn có nhiều phần bị hư hại Những tập đoàn này đã bị stress ở mức cao và thường sẽ phát triển rất chậm Khi đã thu đầy túi, từ từ nôi lên bề mặt và quay trở lại tàu, chuyển túi cho các thành viên trên tàu, lặn xuống trở lại và tiệp tục thu mẫu
Khi lên đến mặt nước, dé tất cả nước trong túi ra trước khi chuyến túi lên sàn
tàu Và ngay tức thì, dùng tay chuyên san hô sang các thùng chứa đầy nước biển theo trình tự: san hơ cứng, nặng (hâu hết là các lồi san hơ dạng khơi) đặt phía dưới, san hô nhẹ, đễ vỡ (hầu hết các lồi san hơ dạng cành) đặt phía trên Tuy nhiên, chưa có dấu hiệu ảnh hưởng đến tỷ lệ sống của san hô về sau nếu công việc này được tiến hành chậm một vài phút Tất cả các thùng chứa phải được che để tránh san hô tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời Dấu hiệu để biết mức độ stress của san hô dựa vào lượng chất nhờn do các polip tiết ra Nước trong các thùng chứa nên được thay cứ sau môi 30
phút Thay nước được thực hiện bằng cách nghiêng thùng chứa đồng thời dùng tay giữ
san hô để tránh rơi ra khỏi thing Tiên hành rút 80% lượng nước và cần thận câp nước
mới đầy trở lại bằng cách đổ nước nhẹ nhàng dọc theo thành bẻ, tránh đỗ nước (rực tiếp lên san hô Sau công đọan phân mảnh san hô, nên chạy thuyền ngay về trại nuôi
để cố định các mảnh san hô
Các thợ lặn nhặt và cho các mảnh san hô vào túi, chuyển chúng vào các thùng chứa đầy nước biển được đặt trên thuyền Chỉ tiêu duy nhất để lựa chọn các mảnh san
hô là chúng phải phát triển tốt (bộ xương không bị vỡ, khơng có phần cơ thể bị chết) và đã bám chắc chắn vào vật nên (đã hình thành đĩa bám thứ cấp) Hầu hết các mảnh
san hô này là nơi cư ngụ của cá và hàng lọat các động vật không xương sống khác như các lọai cua, chúng vẫn ở trong mảnh san hô nếu nhắc mảnh lên chậm Khi vận chuyển các mảnh này nhiêu giờ, cũng như cứ sau mỗi giờ đều tiến hành thay nước, hệ động
Trang 10Các thợ lặn đếm và chuyển các mảnh san hô lên mặt nước và báo cáo số lượng cho người giám sát ghỉ và người ghi sẽ thông báo với thợ lặn mỗi khi đã thu đủ số mảnh cần thiết Một chiếc ghe kích thước trung bình mỗi lần có thể chuyển 1000 mảnh trong các thùng chứa Trọng lượng các thùng chứa, nước biển, cùng với 1000 mảnh san hơ có khối lượng khôang 1000 đến 1200kg Trong suốt quá trình vận chuyển, cần che chắn để tránh các mảnh san hô tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời
4 Cố định các mảnh tập đoàn san hô
Cần thiết chuẩn bị các dụng cụ cố định mảnh trước khi chuyển san hô về nơi phục hồi Tại đó, các mảnh san hơ được chuyển về và cố định trên các gid thé la nén
day rắn (khối bê tông, cọc sắt, bồn xi măng, thêm san hô chết ) Giá thê là nến san hô
chết tự nhiên được đánh giá là thuận lợi và rẻ tiền nhất, Tuy nhiên, ơ một số nơi tác
động của con người đã làm thay đổi nền đáy và buộc phải dùng các giá thể nhân tạo Nếu có thể nên gắn phần lớn nhất của mảnh tiếp xúc với bề mặt giá thể, khi mảnh ở vị trí thẳng đứng hâu hết các polyp hướng lên trên Dây buộc được đặt khít khao xung
quanh mảnh san hô và dùng kềm xiết chic dây về phía bên mép của giá thể; phần dây
thừa sẽ được cắt bỏ
5 Theo dõi và đánh giá tốc độ tăng trưởng
Tốt nhất là một tuần sau khi bố trí các mảnh san hô tại vị trí phục hồi, cơng việc
giám sát phải được thực hiện Mục đích giám sát là ghi nhận sự sống sót của các mảnh san hô theo thời gian, rút ra các bài học về các thuận lợi và bất lợi khi gắn các mảnh san hô vào một tiểu sinh cảnh, và báo cáo sự bổ sung ty nhiên cũng như sự gia tăng
của hệ động vật không xương sống Việc giám sát nên tiến hành khoảng 3 tháng một
lần để theo đối ty 1¢ sơng của các lồi khác nhau theo sự thay đổi theo mùa của điều
kiện tự nhiên nhằm xác định sự thích nghỉ của các san hô di dời Việc theo dõi cũng
nên phân loại theo trạng thái của san hô (sống tốt, chết 1⁄4, chết 1⁄4) Nhìn chung, sau 3 tháng phục hồi, tỷ lệ sống tốt phải đạt trên 90% trong điều kiện thuận lợi Nguyên nhân gây chết hàng lọat thường đo đi chuyển của cát bùn trên nền đáy, vật bắt mỗi, va mảnh tập đoàn san hô bị lệch so với vị trí ban đầu
Theo dõi tốc độ tăng trưởng về chiều đài của san hô bằng phương pháp buộc
thẻ đánh dấu của English et all (1997) Việc đo mức độ tăng trưởng đơn giản với việc sử dụng thước kẹp Đối với các tập đoàn không phải dạng cảnh, hai kích thước được đo là chiều dài và chiều rộng tối đa Đối với san hô dạng cành và cành ngón, phải sử dụng phương pháp đánh dấu bằng cách buộc thẻ có đánh số vào góc rẽ cành và đo từ đây lên đỉnh của cành theo định kỳ Hiệu các số đo là mức tăng trưởng
Đo đạc tốc độ sinh trưởng theo trọng lượng của san hô bằng phương pháp cân các tập đoàn san hơ có buộc thẻ đánh dấu (từ 8- 10 tập đoàn cho mỗi loài) trước và sau
Trang 11P, - Po
> ———— x 100x 30
P,.t
Trong đó: ụ : TỐc độ sinh trưởng theo trọng lượng cửa san hô trong 1 tháng
(tháng)
Pọ : Trọng lượng của tập đoàn san hô ban đầu (g)
Pạ : Trọng lượng của tập đoàn san hô sau thời gian t ni thí nghiệm (g ) t_: Thời gian nuôi thí nghiệm (ngày)
Tốc độ tăng cành san hô mới của san hơ cũng được tính theo công thức trên Trong đó: u : Tốc độ tăng cành san hô mới của tập đồn san hơ trong 1 thang,
(%/tháng)
Pạ : Số cảnh san hô trước lúc thí nghiệm
P\ : Số cành san hô sau thời gian t ni thí nghiệm
t_: Thời gian thí nghiệm (ngày)
6 Chỉ phí
Chỉ phí phục hồi cho 1 ha rạn san hô được ước tính khoảng 62.500.000đ, tức khoảng 3.980 USD Theo Alan White, Annabelle Cruz, Trimidat (1998), 1km” rạn san
hô ở Philippines trong tình trạng tốt một cách điển hình sẽ đem lại lợi nhận gián tiếp
và trực tiếp từ 31.900 đến 113.000 USD mỗi năm (tức là từ 319 — 1.130 USD/ha/năm)
Trang 12
BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIEN KHOA HỌC
CHUONG TRINH KC.09 & CONG NGHE VIET NAM
=1 VIEN HAI DUONG HOC
DE TAI: KC 09.07
“NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ, PHỤC HỎI
_-_ CÁC HỆ SINH THÁI RẠN SAN HỘ, CÓ BIẾN
VA KHAC PHUC 6 NHIEM MOI TRUONG BIEN TỰ SINH”
CHU NHIEM DE TAI: PGS.TSKH NGUYEN TAC AN
BAO CAO NOI DUNG SAN PHAM KHOA HOC SO 3 CHUYEN DE: 6
HUONG DAN PHUC HOI HE SINH THAI CO BIEN
CHỦ TRÌ CHUYÊN ĐÈ
Nguyễn Hữu Đại
NHA TRANG, 2005
Trang 13
NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN
Nguyễn Hữu Đại (chủ trì nội đung)
Nguyễn Xuân Hịa
Hồng Đức Lư
Trang 14MỤC LỤC
0/20 - 3
1 Nguyên tắc chung - 22222222 .rnHH111121 0211111 1011 ca 4 "do ố 4
3 Điều kiện tự nhiên của nơi trồng phục hồi „5 4 Kỹ thuật di trồng phục hồi -.- 22222 conr2ckeiEErrrErrrrrrrrre 6
4.1 Giống 4.2 Trồng cỏ
k9) co on _ 6
Trang 15HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH KỸ THUẬT
TRONG PHUC HOI CO BIEN
1 Nguyên tắc chung
Đề thích nghỉ sống trong môi trường biển, tất cả các đoài cỏ biển đều phải có hệ thống thân ngầm, ré moc ching chịt, chôn chặt trong lớp trầm tích, trên đó mỌC ra các thân đứng Về nguyên tắc, khi di trồng chỉ cần trồng phân thân đứng, thì cỏ vẫn có thể phát triển mọc bình thường
Thân đứng sẽ mọc ra các rễ mới Rễ của các lồi cỏ khơng phân nhánh, khi nhỗ lên bị đứt sẽ thối hóa và chết Ở trường hợp ở các loài cỏ có rễ phân nhánh, néu con chúng cũng phát triển chậm Vì vậy khi di trồng rễ là không cần thiết (như cây chuối) 2 Phương pháp
Có nhiều phương cách để đi trồng cỏ biển nhưng tổng quát có thê tập hợp thành
3 cách chính:
- Dao bimg than dimg cing với nguyên thân ngầm, rễ và phần trầm tích cịn dính vào rễ (phương pháp 1)
- _ Dùng thân đứng, thân ngầm không có rễ (phương pháp 2)
- _ Dùng hạt (phương pháp 3)
Phương pháp ï thường dùng cho các lồi cỏ có kích thước nhỏ như cỏ Xoan, cỏ Hẹ Có nhiều cách dé lay phan 1 than đứng với cùng nguyên bộ rễ : đào bứng hay ding 6 ông nhựa hoặc ống kim loại cắm xuông bùn để lay (planting unit PU), sau d6 van chuyên nguyên cả khối này đặt vào các hốc đã đào sẵn ở nơi định đi ¡ trằng Thuận lợi của phương pháp này là một lượng lớn thân ngầm còn nguyên rễ và đất được di chuyển đến nơi trồng mới làm cho cỏ biển dé thích nghi và phát triển, tuy nhiên sự bất lợi của phương pháp này là phải đào hố, làm đục nước, xáo trộn nơi cư trú sinh vật, có
thể gây xói lỡ, thêm vào đó rất tốn cơng Tuy nhiên đối vối các loài cô Xoan, cô Hẹ, cỏ
Lươn , cách này thuận lợi hơn
Phương pháp 2 : nhỗ thân đứng và phần thân ngầm thành các đoạn ngắn tùy loài Đối với cỏ lớn như cỏ Lá Dừa, phải cắt bỏ bớt lá chỉ còn để đài chừng 30-40 cm Các rễ bị đứt nên cắt bỏ Các đoạn thân này có thể được trồng riêng lẻ một mình hay
phép thành nhóm 2-3 Có thể dùng một thanh tre chẻ mỏng uông cong hay một đoạn thép đẻ ghim chặt chúng xuống tram tích nhự một cái neo cài (Phải dùng ở những nơi
trầm tích đáy thường xuyên bị xáo trộn bởi sóng, gió, đồng chảy)
Trang 16cao Nhiệt độ phải được giữ dưới mức 30C Chất đáy tốt nhất là cát bùn và mực nước
luôn được giữ cho ngập lá cỏ (sâu 40-60 cm) Hạt cỏ được gieo mật độ dày (500 hat/m? } Thường xuyên thay nước và làm vệ sinh các rong tảo sống bám Hạt thường nảy mâm với tỷ lệ rất cao (100%) Khi đến giai đọan 2-3 tháng tuổi (đối với cỏ Vích và cỏ Lá Dừa) sẽ đạt kích thước lá dài chừng 20 cm Chúng được sử dụng trồng hàng lọat ra tự nhiên
Thuận lợi của phương pháp này là có một số lượng lớn cây con, kiểm sóat được nguồn giống, khơng gây xáo trộn và việc trồng được dễ dàng, đồng lọat và nhanh chóng trên một diện tích rộng lớn Tuy nhiên điểm yếu của phương pháp này là cây non mọc chậm hơn cây cỏ sinh sản dinh dưỡng, do đó dễ bị vùi lấp hoặc bị các tác động khác của sóng biến
3 Điều kiện tự nhiên của nơi trồng phục hồi
- Nếu là vùng đang bị suy giảm nhanh cần phải chú ý đến các nguyên nhân Hiện nay đa sô các thảm cỏ suy giảm do tác nhân con người nên chỉ cân chú ý đến việc quản lý Một số nơi bị mất hay suy giảm do thiên tai, bão lũ, nên di trồng vào cuối
mùa mưa
- DO sau: : Trồng từ vùng triều thấp trở xuống Xuống sâu hay nông tùy loài Tuy nhiên trồng từ vùng triểu thấp đến sâu 23 mét thì tất cả các lồi đều thích hợp - _ Điều kiện môi trường chủ yêu của một số loài cỏ đi trồng:
Tên loài cỏ Chất đáy Độ mặn
Cỏ Lá Dừa (Enhalus
acoroides) Thích nghỉ rộng với chất đáy nhưng tốt nhất là bùn hay bùn cát Chịu được độ mặn<1l0%› trong thời gian ngắn Thích
hợp nhất ở độ mặn > 30%o
Cỏ Vích (Thalassia
hemprichii) Thích nghỉ trên trầm tích bùn cát
hay cát lẫn mãnh vụn san hô Chịu độ mặn cao > 30%o
Cỏ Kiệu răng cưa
(Cymodocea serrulata) Thích nghỉ trên đáy cát lẫn ít bùn
và mảnh vụn xác sinh vật Là loài biển khơi, sinh thái
hẹp với độ mặn Độ mặn phải
én định 32-33%
Cỏ Kiệu tròn
(Cymodocea rotundata) bùn hoặc cát lẫn ít bùn và mảnh Sống trên trằm tích bùn cát, cát
vụn xác sinh vật
Sinh thái rộng, có thể sống ở
vùng cửa sông, đầm phá, ven biên, đảo, độ mặn > 20%o
Cỏ He
uninervis) (Halodule Thich nghi trén tram tich bin cat
hay cat bun Rộng muối, có thể sống ở vùng cửa sông, đầm phá và vùng triều ven biển, ven đảo
Cỏ Lươn
japonica) (Zostera Thich nghi trén tram tich bin cat
hay cát bùn Thích nghi ở các vũng vịnh, cửa sơng, có thể sống được độ mặn 20%
Cỏ Xoan (Halophila
ovalis) Trên tất cả các loại trầm tích Thích nghi rộng với độ mặn
từ vùng cửa sông đến ven
biển, ven đảo
Trang 174 Kỹ thuật đi trồng phục hồi
4.1, Giỗng
Giống là cơ quan sinh sản dinh dưỡng được nhỗ tỉa từ các bãi cỏ dày và có tình trạng sức khỏe tốt trong tự nhiên Có thể nhỏ tỉa thưa đi một nửa, sau đó chúng sẽ phát triển trở lại (phương pháp 2) Đây là phương pháp tiện lợi đối với các lồi có Vích, cỏ Lá Dừa, cỏ Kiệu răng cưa
Giống là các khối được lấy luôn cả trầm tích và cỏ biển (PU, phương pháp 1)
Tiện lợi đối với cỏ Xoan, có Hẹ, cỏ Lươn
Giống là cây con được gieo từ hạt trong các vườn ươm (phương pháp 3), sau 2-
3 tháng tuổi Có thể đùng cho cỏ Vích và cỏ Lá Dừa
4.2 Trồng cỏ
Sau khi đã khảo sát khu vực trồng phục hồi đạt các yêu cầu về chất đáy, độ sâu, cỏ được trồng Ở vùng triều ven biển có trầm tích là bùn cát có thê trồng hỗn hợp nhiều loài Cần chú ý một số lồi có khả năng che phủ cao, nếu gặp điều kiện thuận lợi trên đáy bùn sẽ phát triển bao phủ các lồi khác khơng sống được
như cỏ Lá Dừa Ở các vững vịnh, đầm phá, nên trồng các loài cỏ có kích thước
nhỏ như cô Xoan, cỏ Hẹ thành các đám riêng Có thể trồng cỏ Lá Dừa cùng với cỏ Vích
Nên căng hàng đào hồ làm sao cho mật độ trồng được đều để cỏ phát tán nhanh Chú ý hỗ đào phải đủ sâu để lắp kín gốc cỏ Nêm chặt chung quanh gốc cỏ vì trong mơi trường nước chúng sẽ đễ dàng bị cuốn trôi
Mật độ trồng thưa bằng 1/3 — 1/5 trong tự nhiên Nếu quá thưa đề phòng cỏ chết Khi đã thích nghỉ chúng sẽ tăng trưởng mật độ nhanh
Thời gian đề trồng tốt nhất là sau mùa mưa
Trồng vào lúc triều thấp đề ít tốn cơng, ở vùng sâu phải đùng khí tài lặn
5 Chăm sóc, theo đối
Cần chú ý theo dõi cỏ bị sóng hay dịng triều làm trơi, nỗi, hay cũng có thé bj trầm tích vùi lấp Nếu cần thiết phải dùng các nêm cài bằng tre hoặc thép Trong tình trạng thích nghỉ tốt lá cỏ sẽ nổi thăng đứng trong môi trường biển Nếu cần thiết phải trồng đặm lại các nơi bị hư bại
6 Quản lý
- _ Phải có các cột mốc ranh giới, bảng cắm ở vùng trồng phục hồi - Không đi lại, giam dap trong các bãi cỏ mới trồng
- _ Cấm các loại ghe thuyền hay các hình thức đánh bắt khi cỏ chưa thích nghỉ
Trang 187 Chỉ phí
Các thử nghiệm trồng phục hồi cỏ Lá Dừa bằng cơ quan sinh sản dinh dưỡng
cho thay chi phi này có thể ước tính một cách tong quát như sau (ở xã Cam Hải Đông) - Giỗng và công trồng : 14.000.000 đ/hecta
- Chi phí chăm sóc, quản lý: 3.000.000 đ/hecta/năm
- Vật tư, vật dụng: 2.000.000 đ
Tổng cộng: 19,000.000d/hecta
_ Chỉ phí này cịn lệ thuộc vào loài cỏ được trồng, phương pháp và địa điểm
trong
So sánh với chi phi phục hồi cỏ Lươn Zostera ở Anh Quốc: 8.600 USD/hecta, ở Hoa Kỳ: 9.000 USD/hecta Tuy nhiên chỉ phí này cũng thấp hơn nhiều so với giá trị
của chúng, chỉ riêng giá trị nghề cá của các thảm có biển đã là 20.000 USD/ha/năm
Trang 19
BO KHOA HỌC CONG NGHE VIEN KHOA HOC
CHUONG TRINH KC.09 & CONG NGHE VIET NAM
"“~ ỊƠỎ VIEN HAI DUONG HOC
DE TAI: KC 09.07
“NGHIEN CUU CAC GIAI PHAP BAO VE, PHUC HOI
CAC HE SINH THAI RAN SAN HO, CO BIEN
VA KHAC PHUC 0 NHIEM MOI TRUONG BIEN TỰ SINH”
CHU NHIEM DE TAI: PGS.TSKH NGUYEN TAC AN
BAO CAO SAN PHAM KHOA HOC SO 3
CHUYEN DE: 7
HUONG DAN XU LY O NHIEM MOI TRUONG
Trang 20aH
A
FF
WH
NY
Danh sách những người thực hiện
Võ Duy Sơn (Chủ trì chuyên đề)
Phan Minh Thụ
Hoàng Trung Du Lê Trần Dũng
Trần Thị Minh Huệ
Phạm Văn Thơm
Trang 21MO DAU
Trong những năm qua, khai thác thuỷ sản trên thế giới đã đạt đến sản lượng cực đại, trong khi đó, nhu cầu về nguồn thực phẩm hải sản đã tăng lên gấp đôi so với 3 thập kỹ trước (FAO, 2001) Đây là yếu tố khích lệ ngành nuôi trồng thuỷ hải sản phát triển mạnh Hiện nay, nuôi trồng thuỷ sản đã đóng góp khoảng 1⁄4 tổng lượng thực phẩm, và với đà phát triển như hiện nay, sản lượng nuôi trồng thuỷ sản có thể sẽ chiếm 50% tổng lượng lương thực thuỷ sản vào năm 2030 (Tidwell and Allen, 2001) Mặt khác,
cũng theo đánh giá của FAO (2001), sản phẩm nuôi thuỷ sản nước ngọt chỉ chiếm một
phần nhỏ, phần lớn được mang đến từ hoạt động nuôi biển Ở Việt Nam, trong những năm qua, nghề nuôi trồng thuỷ sản cũng phát triển rất mạnh Sản lượng thuỷ sản tăng
từ !62 nghìn tấn (năm 1990) lên 710 nghìn tấn (năm 2001) và 966 nghìn tấn (năm 2003) với tổng kim ngạch xuất khẩu đạt 2.2 tÿ USD (Thời báo kinh tế Việt Nam,
2004) Như vậy, chỉ hơn I thập kỷ, sản lượng thuỷ sản Việt nam đã tăng lên gap 4 lan năm 2001 và 6 lần năm 2003 Trong đó, sản lượng tơm góp một phần đáng kể, 157
nghìn tấn (năm 2001) Sự phát triển của nghề nuôi tôm sú đã kéo theo trình độ kỹ thuật
của người nuôi ngày càng hoàn thiện và mở rộng hình thức ni từ quảng cảnh, rồi
bán thâm canh, nuôi tôm thâm canh, nuôi công nghiệp Tuy nhiên nhiều vấn đề môi
trường nảy sinh như ô nhiễm biển gia tăng, đa đạng sinh học bị phá vỡ, nguồn lợi tự nhiên như rừng ngập mặn, rạn san hô, cỏ biển, rong biển bị xâm phạm nặng nề Tác động ngược này làm tôm không phát triển được, dịch bệnh tôm xảy ra, tôm chết hàng
loạt, nhiều hộ đã phải điêu đứng vì con tơm Mặt khác, nguyên nhân tôm chết diện
rộng còn do sự phát triển 6 ạt không theo quy hoạch, khơng có khu xử lý nước thải, nhiều vùng khơng có kênh lấy nước và thoát nước thải, ý thức cộng đồng của người dân cịn kém
Trong ni tôm sú, (Timmons and Losordo, 1994) chỉ ra rằng để được | kg tôm
thương phẩm cần tối thiểu khoảng 20.000 lít nước biển (20 mẺ nước) Với 157 nghìn
tan tôm thành phẩm (2001), lượng nước cần thiết cho nghề nuôi tôm khoảng 3 tỷ m” nước và lượng nước thải cũng tương tự như vậy Một nghiên cứu khác cho thay, dé đạt
Trang 22Chính vì vậy, với hơn 3 tỷ mỶ nước thải thải trực tiếp vào môi trường, vùng ven bờ Việt Nam đã phải nhận lãnh khoảng 4 nghìn tấn N và I nghìn tấn P Trong thực tế,
lượng thải này lớn hơn rất nhiều Mặt khác, một điều cần chú ý là lượng chất thải lơ
lửng (bao gồm tảo và chất hữu cơ lơ lửng) cũng không kém Do đó, làm thể nào giải quyết được vấn đề này thì nghề ni tơm sú ở Việt Nam sẽ tiến xa hơn nữa và có thế
phát triển bền vững
Có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết vẫn đề nước thải nuôi trồng thủy sản:
- Sử dụng rừng ngập mặn tương ứng với diện tích ni tôm làm vùng đệm lọc vật chất
vô cơ và hữu cơ, lắng BOD Phương pháp này áp dụng ở nhiều nước trong vùng Châu
Á Thái Bình Dương Ưu điểm: không đắt tiền, dễ quân lý, thải loại các chất sinh y hóa
học, ổn định các quá trình động lực tại chỗ, tạo nơi cư trú cho động vật hoang dã Tuy
được áp dụng nhiều nhưng không đạt hiệu quả như mong muốn vì phải sử dụng một diện tích rừng tự nhiên hay trồng mới quá lớn, khó thiết kế các tuyến đẫn nước Hơn nữa nhiều vùng ven biển khơng cịn rừng ngập mặn đòi hỏi thời gian trồng rừng lâu - Biện pháp thiết kế diện tích ao đìa thích hợp dựa trên cơ sở xác định diện tích ni trồng thủy sản thông qua khả năng tự làm sạch của môi trường sinh thái Diện tích và năng suất ni trồng có thể đạt tối ưu nếu kết hợp với ao lắng Biện pháp này có ưu
điểm là tính linh động cao, có thể kết hợp với loại hình ni với bể lắng xử lý cơ học
để giảm thiểu nguy cơ môi trường cho các thủy vực xung quanh, cho năng suất ôn
định Về bản chất cũng tương tợ phương pháp trồng rừng nhưng tiết kiệm điện tích và
dễ thiết kế Tuy nhiên, chi phí đầu tư cải tao ao dia cao, lang phí nguồn vật chất tự
nhiên và có khả năng gây ô nhiễm khơng khí nếu khơng quản lý tết
- Phương pháp có triển vọng như là nền táng cho nuôi trồng hiện đại là sử dụng hệ
thống lọc sinh học Theo kết quả của nhiều nghiên cứu, động vật hai vỏ và rong biển
có khả năng ứng dụng trong hệ thống lọc sinh học để nâng cao khả năng thải loại sinh học vật chất lơ lửng cũng như muối dinh dưỡng ra khỏi chất thải (Goldman et al 1974; Cohen and Neori, 1991; DeBoer et al 1978; Shpigel et al 1993; Troell et al
1997; Troell and Norberg, 1998; Kaiser et al 1998; Jones et al 2001b; Chopin and
Bastarache, 2002) Hầu hết những nghiên cứu này thiên về các đối tượng khác như cá, còn đối với tơm chỉ mới có Jones et al (2001b) ở mơ hình phịng thí nghiệm Hơn
Trang 23ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng lọc của sinh vật 2 vỏ (Hopkins et al 1993), và họ đã gợi ý rằng cần thiết phải thực hiện quá trình lắng để giảm hàm lượng chất rắn lơ
lửng trước khi được động vật 2 vỏ lọc Đây cũng là ý tưởng thiết kế mơ hình tổ hợp xử lý chất thải từ ao nuôi tôm gồm 3 giai đoạn lắng, lọc chất lơ lửng bởi Hàu (Saccostrea
commercialis) va hap thu chat dinh dưỡng bởi rong biển (Gracilaria chilensis) của
Jones et al (2001b) Ở Việt Nam, nếu ứng dụng mơ hình này, lồi động vật 2 vỏ nào cũng như loài rong nào có thể sử dụng trong mơ hình này được đặt ra
Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng mơ hình xử lý chất thải nuôi tôm bằng phương pháp
lắng, lọc sinh học tổ hợp có tính khả thi cao để xử lý chất thải nuôi trồng thủy sản
nhằm giảm thiểu nguy cơ môi trường và duy trì chất lượng nước cung cấp cho vùng
nuôi
Để đạt được mục tiêu này, chúng tơi tiến hành thí nghiệm mơ hình kết hợp giữa các giai đoạn lắng, lọc bởi Hàu Crassostrea sp với 2 loài rong đỏ, rong Câu cước Gracilaria heteroclada, va rong Cau chi Gracilaria tenuistipitata 6 quy m6 phong thí
nghiệm Với các thong tin can thu được:
- _ Hiệu suất làm thay đổi các yếu tố môi trường ao nuôi tôm từ 1-3 tháng nuôi nhờ vào công đoạn lăng cơ học không sục khi
- Hiéu suất làm thay đổi các yếu tố môi trường ao nuôi tôm từ 1-3 tháng nuôi nhờ vào công đoạn lọc sinh học bằng hàu Crassostrea sp
- Hiéu suat lam thay déi các yếu tế môi trudng ao nudi tom tir 1-3 tháng nuôi nhờ vào công đoạn lọc sinh hoc bang rong Cau cuée Gracilaria heteroclada
- Hiéu suất làm thay đỗi các yếu tế môi trường ao nuôi tôm từ 1-3 tháng nuôi nhờ vào công đoạn lọc sinh hoc bing rong Cau chi Gracilaria tenuistipitata
- _ Tính ổn định về hiệu suất xử lý nước ao tôm của các cơ chế lọc sinh học bằng hau Crassostrea sp., rong Câu cước Œracilaria heferoclada, rong Câu chỉ
Gracilaria tenuistipitata & 46 man 14°/9 va 33°%oo
Trang 24Chúng tôi nhận được sự hỗ trợ cả về vật chất lẫn tỉnh thần của PGS TSKH Nguyễn
Tác An, chủ nhiệm đề tài mã số KC 09.07 cho việc triển khai nghiên cứu này, sự hợp tác của một số nhà khoa học trong Viện Hải Dương học, sự giúp đỡ của các nông dân trồng rong câu chỉ tại đầm Thị Nại và rong câu cước ở đầm Củ Mông và Vịnh Xuân
Đài cũng như sự giúp đỡ của Trại Thực nghiệm Cửa Bé (Đại học Thuỷ sản Nha Trang) va chi dia tom ở Đồng Bò Nhân đây cho phép chúng tơi bày tỏ lịng biết ơn chân
Trang 25I TONG QUAN TAI LIEU
L1 Cac van dé vé chat thai nuôi trồng thủy sản và xử lý
Sự phát triển nhanh chóng của ni trồng thuỷ sản nói chung, ni trồng hải sản nói
riêng đã tác động không nhỏ đến kinh tế, xã hội và môi trường Những ngày đầu của
phát triển nuôi tôm người ta đã không lưu ý đến tác động môi trường của nó vả ngược lại Nuôi trồng hải sản đã tàn phá, gây suy thoái các hệ sinh thái đặc thù như rừng ngập mặn, san hô, cỏ biển; làm thay đổi cảnh quan, ảnh hưởng đến các ngành kinh tế khác như du lịch, giao thông vận tải thuỷ, Các vực nước ven bờ bị phú dưỡng do tiếp nhận
nguồn nước thải từ nuôi tréng (Dierberg and Kiattisimkul, 1996; Paez-Osuna et al
1998), thuy triều đó, sự xâm nhập mặn, ô nhiễm nguồn nước ngầm, các vùng nước gần
bờ Công nghiệp nuôi tôm sử dụng nhiều hóa chất và chế phẩm mà tác hại về lâu dai chưa được biết đến Hậu quả là nhiều vụ mùa bị tốn thất nặng nẻ Và do đó phương án phát triển hiện nay về nuôi trồng thủy sản không được coi là có tính bền vững Để đáp ứng nhu cầu trong tương lai và giảm thiểu các tác động môi trường, cần có một giải pháp mới để thay thế Giảm thiểu nguồn chất thải từ hoạt động ni trồng thuỷ sản đóng vai trò quan trọng trong việc ôn định năng suất nuôi Ngày nay việc nuôi tôm công nghiệp đã được chú ý và người ta nhấn mạnh đến sự cần thiết kiểm soát hiệu quả
hơn chất xã thải vào môi truong (Phillips et al 1993; Primavera, 1993)
Trong lĩnh vực xử lý chất thải từ nuôi trồng thuỷ sản, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và đã đóng góp một phần không nhỏ vào việc thúc day phat triển của
ngành Các kỹ thuật xử lý nước thải từ nuôi trồng thuỷ sản có thể là cơ học (lắng, lọc, ), hoá học, sinh học (kỹ thuật lọc sinh học, nuôi kết hợp nhiều đối tượng )
Trong phần này, chúng tôi tập trung tổng quan các kỹ thuật xử lý chất thải bằng
phương pháp cơ học, sinh học và phương pháp kết hợp
1.1.1 Đặc điểm của chất thải nuôi trồng hải sẵn
Nuôi tôm được phân chia làm hai hình thức: Quảng canh sử dụng ao hồ kích thước
lớn, mật độ thấp dưới 10 post/m’, không sục khí và nguồn thức ăn tự nhiên Nuôi công nghiệp sử dụng ao hồ kích thước nhỏ, sục khí, mật độ nuôi cao trên 20 post/m’, thức
Trang 26Nuôi công nghiệp qui mô nhỏ hiện nay đang là hình thức ưu thế, làm gia tăng tác động
môi trường Các hệ thống nuôi tôm công nghiệp sử đụng thực phẩm giàu protein do
vậy đã tạo ra tốc độ tăng trưởng cao nhưng một tỷ lệ khá lớn thực phẩm không được
tơm đồng hóa (Primavera, 1994) Khoảng 10% thực phẩm ở dạng hịa tan, 15% khơng
được ăn, 75% còn lại được tiêu hóa nhưng 50% được bài tiết đưới dạng chất thải trao
đổi chất tạo thành nhiều loại khí độc hại, chất thải hòa tan, và chất thải dạng hat (Lin et
al 199) Các chất dinh dưỡng hòa tan, vật chất hữu cơ trong ao tơm kích thích sự tăng trưởng và phát triển của vi khuẩn, thực vật, động vật ngay chính trong ao tôm
(Lin et al 1993) Vi vậy, chất thải là một tổ hợp nhiều loại vật chất khác nhau, chứa
một hàm lượng các chất được làm giàu như amonium, thực vật và các chất rắn bị lơ
lửng khác (Ziemann et al 1992); Primavera, 1994; Sandifer and Hopkins, 1996) Chat thải chưa xử lý thường bị xã thải trực tiếp vào môi trường làm gia tăng sự phú dưỡng, làm giàu hữu cơ và gia tăng độ đục các vực nước ven bờ Hầu hết các nghiên cứu cho thấy rằng các thông số chất lượng nước của nước thải từ nuôi trồng và nước từ cống thải đã được xử lý là tương tự (Ziemamn et al 2004; Macintosh and Phillips, 1992) nhưng hàm lượng vật chất lơ lửng và thực vật phù du của nước thải từ nuôi trồng cao hơn cịn mnối dinh dưỡng thì thấp hơn nhiều (Ziemamn et al 2004) Theo
tổng kết của Cripps and Bergheim (2000), lượng vật chất lơ lửng của nước thải chưa xử lý từ các nông trại nuôi cá là tương đối thấp, dao động 5 — 50 mg/I còn nước thải từ
ao nudi tom 11 - 200 mg/l (Jones et al 2001a, McIntosh and Fitzsimmons, 2003), cd
khi lên đến 600 mg/l (Jones et al 2001b) Tai Mexico, mỗi ha nuôi tôm đã thải ra môi
Trang 27nhiều vấn đề môi trường khác như nở hoa của táo, thuỷ triều đỏ cũng như làm tăng
nguy cơ tích luỹ độc tổ trong các co thé sinh vật khác (cá, động vật thân mềm)
1.1.2 Khả năng xử |ý chất thai nuôi trồng hãi sản bằng cơ chế lắng
Một trong những hình thức xử lý nước cũng như nước thải nuôi trồng hải sản đơn giản nhất là biện pháp xử lý cơ học Hầu hết các biện pháp xử lý cơ học đều nhằm mục đích
loại các vật chất lơ lửng, nhất là chất rắn lơ lửng Nếu như có thể chia quá trình xử lý
chất thải trong nuôi trồng thuỷ sản thành nhiều giai đoạn, thì biện pháp lắng được xem
như là biện pháp tiền xử lý chất thải lỏng (Cripps and Bergheim, 2000; Laudau, 1992;
Chen et al 1994) Qua trình lắng phụ thuộc rất lớn vào kích cỡ hạt và hàm lượng của vật chất lơ lửng mà nó diễn ra nhanh hay chậm Tuy nhiên, nếu nước thải ni trồng
thuỷ sản có lượng vật chất lơ lửng thấp thì khơng cân thiết phải áp dụng biện pháp tiền
xử lý (Cripps and Bergheim, 2000) Thường thì biện pháp lắng được áp dụng trong
việc tiền xử lý chất thải trong nuôi nước lợ hay nước mặn (Bergheim et al 1998) Ở
đây, các quá trình lắng đọng tự do, kết keo để tăng kích cỡ hạt và tăng hiệu quả lắng đọng Trong khi tiến hành biện pháp này, một số thông số nhiễm bẫn như TN TP, thực vật phù du cũng được loại bó Do đó, với lượng vật chất lơ lửng cao, biện pháp lắng
đóng vai trò rất quan trọng trong xử lý nước và nó giúp cho những biện pháp kỹ thuật sau này được thuận lợi hơn Đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý qua giai đoạn lắng, với thời gian lưu 0.6 — 1.9 ngày, quá trình lắng có thể loại 60% lượng vật chất lơ lửng, 35% TP và 23% TN (Jackson et al 2003) Trong khi dé, Teichert-Coddington et al (1999) cho thấy vật chất lơ lửng trong nước thải của ao thu hoạch có thể lắng 88%
trong thời gian 0.25 ngày, đồng thời với nó là 31% TN giảm đi so với ban đầu Còn
Browdy et al (2001) cho thấy lắng có thể loại 30% TN ra khỏi nước thải trong vòng 7 ngày Từ những dẫn liệu trên, lắng đóng vai trị quan trọng trong xử lý nước thải, nó
góp phần đáng kể trong việc thải loại hơn 2/3 lượng chất thải rắn và khoảng 30% tổng
vật chất khác Việc tiễn hành biện pháp lắng trong nuôi tôm cơng nghiệp góp phần làm
hạ giá thành đầu tư, cải thiện hệ thống xử lý nước thải ở các hộ nuôi tôm Ao lắng để
xử lý chất thải có vai trò giữ lại chất trầm tích, giảm N thơng qua quá trình khử nitrat/nitric Do đó, vị trí của nó nên được chú trọng trong hệ thống xử lý nước thải
Trang 281.1.3 Động vật ăn lọc với cơ chế lọc sinh học
Nước thải ao nuôi tôm chứa rất nhiều dạng vật chất như chất rắn lơ lửng, vật chất lơ lủng, muối dinh dưỡng vô cơ và BOD với nồng độ phụ thuộc nhiều vào trình quản lý
(Paez-Osuna et al 1994; Sandifer and Hopkins, 1996) Hầu hết các chiến lược quản lý
ao nuôi tôm nhằm mục đích giảm thiểu lượng muối vô cơ vào môi trường đều chú
trọng đến hình thức nuôi kết hợp động vật hai vô với tôm, cá Dùng nước thải từ ao nuôi tôm làm thức ăn cho động vật hai vỏ được đánh giá là có tính khả thi (Wang, 1990; Jakob et al 1993) và hình thức nuôi tôm kết hợp động vật hai vỏ trong cùng một ao là có tiềm năng
Sinh vật hai vỏ có khả năng lọc chất vân trong nước rất lớn Theo (Yan etal 1998)
với thí nghiệm trên hai loai Hyriopsis cumingii va Cristaria plicata trong méi nam, ct 1 kg của hai lồi này có thể loc 13 — 14 mỶ lượng vật chất lơ lửng trong nước, trong đó
khoảng 80 — 90% là thực vật phù du và chất vẫn hữu cơ nên nó có thể dùng để kiềm
chế phì dưỡng vực nước Động vật hai vỏ được xem như một nhà máy xử lý nước thải sinh học từ nuôi trồng thuỷ sản (Haven and Morales-Alamo, 1970; Shpigel et al 1997; Jones et al 2001b) Higu qua loc Crassostrea gigas va Tapes philippinarun trong hé théng xir ly dong PFR (Plug Flow Reactor) va đòng chia nhánh liên tục
(Continous Stirred Flow Reactor) voi mat dé nudéi Ikg hau trong 4 bể 14,4 lít và tốc độ
dòng chảy từ 20 — 100 I/giờ, có thể làm giảm 83 — 94 % lượng vật chất lơ lửng, 83 -
97 % lượng chlorophyll và 57 - 97% độ đục (tuỳ thuộc vào độ đục thấp hay cao) ((Shpigel et al 1997)) Theo kết quả nghiên cứu của Stenton-Dozey and Brown,
(1992), hiệu suất của quá trình lọc của sinh vật hai vỏ phụ thuộc rất lớn vào kích cỡ
hat Mercenaria mercenaria c6 hiệu suất lọc cao nhất (90%) khi mà vật chat lơ lừng có kích hạt lớn hơn 3,5 um, con C virginica thì thích hợp với hạt có kích lớn hơn 5 pm Các nghiên cứu khác chỉ ra hiệu suất lọc của những con nhỏ cao hơn những con lớn
nhiều (Foster-Smith, 1975; Winter, 1978) Do đó, để tăng hiệu suất lọc không cần thiết
phải chú ý đến giai đoạn phát triển tốt nhất của động vật hai vỏ (Rodhouse and O'Kelly, 1981) mà phải lựa chọn khối lượng đối tượng sử dụng trong hệ thống xử lý
như thế nào để đạt được hiệu quả nhất (Shpigel et al 1997) Để tăng hiệu quả của hệ
thống, cần chú ý đến các yếu tổ môi trường như nhiệt độ, DO, tốc độ dòng hay thời
Trang 29đối tượng (Winter, 1978; Spencer, 1988) Theo Shpigel et al (1997), néu tốc độ thay
đổi nước là 2 — 4 lần thể tích ao ni trong 1 giờ thì hiệu suất lọc của hàu là 34 — 40% Trên cơ sở lý luận đó, Shpigel et al (1997) đã mơ hình hố khối lượng và kích cỡ của Crassostrea gigas va Tapes philippinarun M6 hinh cho thấy khá năng lọc, xử lý nước của 7 philippinarun (trọng lượng 3 gam) cao hơn nhiều lần so với C gigas (trọng lượng 7g) khi cùng trọng lượng xử lý
Hau hét các hình thức xử lý nước thải dùng sinh vật hai vỏ hay sinh vật ăn lọc đều dựa trên nguyên tắc nuôi kết hợp giữa đối tượng ni chính (tôm hay cá) với sinh vật ăn
lọc nhằm tận dụng nguồn thức ăn dư thừa, hạn chế thai chất thải ra môi trường Nuôi kết hợp một mặt tăng sản lượng thu hoạch, mặt khác kiềm chế và kiểm soát chất lượng môi trường Trong nuôi cá, nuôi kết hợp giữa cá măng với Ä⁄#ugi! cephalus cho sản phẩm (13,75 tắn/ha) cao hơn so với kết qua thu hoạch cao nhất khi nuôi chuyên canh
(năng suất cực đại chí đạt 10,5 tắn/ha) (Brzeski and Newkirk, 1996) Đối với ao nuôi
tôm, khi nuôi kết hợp với động vật hai vỏ, tôm phát triển nhanh hơn so với nuôi chuyên canh (Brzeski and Newkirk, 1996) Đó là do khi nuôi kết hợp tôm với động vật ăn lọc, chất lượng môi trường được nâng cao Hopkins ct al (1993) đã kiểm tra hệ
thống ni tơm kết hợp sị và hàu ở các ao nuôi tại South Carolina cho thấy BOD, vật chất lơ lửng, chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ đã giảm rất nhiều lần so với những ao
nuôi đơn lẻ trong vùng
Trong các nghiên cứu hiện nay, hàu được chú ý sử dụng trong ni trồng tổng hợp vì tốc độ lọc và hiệu suất hấp thụ thức ăn cao Hơn nữa chúng là đối tượng có giá trị kinh
tế Vì vậy trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng hàu như đối tượng lọc sinh học các
chất lơ lửng và hòa tan
11.4 Lọc sinh hoc bang hau
Hau ting trưởng từ lúc bắt đầu sống bám đến trọng lượng thương phẩm 50-§0g/cá thé mất khoảng thời gian từ 2- 3 năm phụ thuộc vào nguồn hữu cơ trong cột nước Người ta cũng đã quan sát thấy tốc độ tăng trưởng rất nhanh của hàu trong môi trường nước
nudi tom (Jakob et al 1993) Hau là sinh vật ăn loc chat lo lửng và sử dụng các xúc tu
để lọc thực vật, động vật nổi, vi khuẩn cùng các vi hạt khác với hiệu suất lọc rất cao nhưng khả năng lọc của nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như nhiệt, độ mặn,
Trang 30tốc độ dòng, hàm lượng vật chất lơ lửng, chlorophyll và các chất hữu cơ khác Chất
xã thải từ ao tơm có hàm lượng cao chất rắn lơ lửng tổng số mà phản lớn là các khoáng
sét (Smith, 1996) Trong các thủy vực có hàm lượng bùn cao hau bị giảm sút tốc độ lọc và có thể ngưng hoàn toàn (Loosanoff and Tommers, 1948) Để loại bỏ sinh vật bám trên hàu, nước nuôi hàu cần được lắng các hạt kích thước lớn (Wang, 1990) Các
hạt còn lại thơng thường có kích thước dưới 5 m và thường it bi lắng (Rubel and
Hager, 1979) Hàu lọc các hạt hữu cơ và biến đổi sang thịt, phân và nước thải Hàu cũng có thể kết hợp các khoáng sét nhỏ với chất nhảy tạo thành các hạt lớn mà khơng tiêu hóa và thải loại (Tenore and Dunston, 1973) Các chất thải này được gọi là chất thải không tiêu hóa và chúng dễ dàng bị lắng đọng (Tenore and Dunston, 1973) Thực vật phù du cũng có thể được lọc nhưng không được tiêu hóa và thải loại dưới dạng
chất thải khơng tiêu hóa và bị lắng mà không có giá trị thực phẩm (Scura et al 1979)
Mật độ thực vật phù du cao cũng ngăn cản sự lọc ở các loài hai vỏ (Ali, 1970; Schulte,
1975) G ham luong chlorophyll cao hau tao ra một lượng lớn chất thai khơng tiêu hóa,
và do vậy có tốc độ lắng đọng cao chỉ ra việc sử dụng không hiệu quả thực phẩm đã được lọc (Tenore and Dunston, 1973) Các chất lắng đọng như vậy trở thành sản phẩm
thải thú cấp rất dễ đàng bị phân rã và kích thích sự nở hoa của thực vật Mặc dù mật độ
hàu cao không ảnh hưởng đến sự sống sót của chúng nhưng làm giảm trọng lượng các
thể do sự cạnh tranh thức ăn (Holliday et al 1991) Cac nghiên cứu về tác động của
việc nuôi trồng nhuyễn thê hai vỏ cho thấy với 35.000 tấn sản phẩm một năm các sinh
vật hai vỏ tạo ra một lượng trầm tích sinh học 500kgN/ha.năm và 3.000kgC/ha.năm,
5kg N/ha.năm là chất bài tiết amonium Khi nhiệt độ càng cao thì sự bài tiết tổng
lượng dinh dưỡng vô cơ ở sinh vật hai vỏ càng cao Đếi với hàu thì khơng q 20% lượng thức ăn được đồng hóa thành sinh khối, và 70% còn lại được thải dưới dạng trầm tích sinh học bao gồm phân và thức ăn không được tiêu hóa Những chất thai dạng thứ cấp này dễ gây nên những vụ nở hoa lớn của thực vật ngay chính trong thời gian xử lý chất thải và có thể tác động ngược đến hiệu quả của công đoạn đang xử lý
Mặc dù có thể sống ở biên độ mặn từ 10 — 353⁄4„ nhưng khi độ mặn dưới 20⁄4, kha
năng lọc của hàu giảm Hơn nữa, với một hàm lượng chlorophyll cao nào đó trong
nước thải ao tơm chắc chắn kèm theo một lượng lớn các hạt vô cơ và chúng ảnh hưởng
Trang 31cao (Lam and Wang, 1989) Việc sử dụng hàu như là lọc sinh học có thể cải thiện chất
lượng nước và sản phẩm được thu họach có giá trị kinh tế Mặc dù có những ưu điểm
trong mơ hình ni kết hợp tôm với hàu, nguồn dinh dưỡng từ thức ăn thừa và chất
thải từ tôm làm tăng năng suất so cấp, thực vật phù du, lượng nước thải từ ao tôm sẽ được dùng để nuôi hàu, sau đó nó được bơm trở lại ao nuôi tôm (Wang and Jakob,
1991), nhưng van dé dat ra là sự sai khác giữa thời gian nuôi hàu và nuôi tôm Đề đạt
giá trị thương phẩm, hàu phải được nuôi 6 — 12 tháng, tạo ra mâu thuẫn về số lượng và
khối lượng trong xử lý (Wang, 1990) Do đó, cần thiết phải tính tốn tý lệ hàu ni
hay diện tích ao xử lý như thế nào cho phù hợp với điện tích tôm nuôi Mặt khác, hàu cũng có thể tạo ra một lượng lớn amoniac đo sự bài tiết (Srna and Baggaley, 1976), sự tái tạo từ các phân bị lắng Amoniac là độc với tôm, và các dinh dưỡng được tạo ra từ
hàu có thể là nguyên nhân gây suy thoái môi trường nước và đất (Wang, 1990) nên cần
phải loại bỏ bằng công đoạn lọc sinh học khác nhờ sự đồng hóa dinh dưỡng ở thực vật kích thước lớn như rong đỏ Gracilaria (Funge-Smith and Briggs, 1998)
1.1.5 Loc sinh học bằng rong biển
Lọc sinh học bằng thực vật dựa trên sư đồng hóa các chất dinh dưỡng của thực vật
bằng cơ chế quang hợp để tạo ra sinh khối mới Do vậy lọc sinh học bằng thực vật làm giảm thấp đáng kẻ tác động môi trường gây ra bởi q trình ni trồng thủy sản, và én
định môi trường nuôi Nhiều loài thực vật bậc cao, đặc biệt là rong biển có năng suất
sơ cấp rất cao thích hợp cho việc sử dụng trong hệ lọc sinh học cũng như nuôi trồng
mang tính kinh tế Thực vật kích thước lớn có thể hấp thu một lượng lớn các chất dinh
dưỡng vô cơ và hữu cơ hòa tan, nhưng thường ưa thích amonium (DeBoer ct al 1978) Thực vật kích thước lớn có khả năng tàng trữ một lượng lớn các chất dinh dưỡng thặng dư dưới dạng amino acid và chiorophyll, và do đó rất là lý tưởng khi sử dụng chúng để hấp thụ các chất dinh dưỡng trong chất thải nuôi tôm Hơn nữa, chúng có thể tích lũy cao các kim loại có trong nước thải Việc thu hoạch rong cũng khá đơn giản và có thể sử dụng chúng làm nguồn thức ăn cho sinh vật khác, sản xuất các chế phẩm Lý thuyết nuôi kết hợp rong biển với các đối tượng nuôi là không mới mẻ (Chopin et al 2001), và hiệu quả xử lý trong việc nâng cao chất lượng môi trường, giảm lượng muối dinh dưỡng trong môi trường là không thể phủ định (Li, 1987; Tian
Trang 32et al 1987; Chiang, 1993; Qian et al 1996; Ahn et al 1998; Capo et al 1999;
Chopin et al 1999; Chopin et al 2001; Chopin and Bastarache, 2002) Rong bién dùng trong hệ thống xử lý nước thải ở cả các hệ thống nuôi trong vịnh và nuôi ở vùng
biển mở (Chopin et al 2001) Với mục đích sử dụng rong biển dé hap thụ dinh dưỡng
thải ra từ đối tượng ni trồng chính, Chopin et al (1999) đã thực hiện va phát triển
chương trình trồng rong đỏ (Porphyra) với cá hồi, kết quả cho thấy cá hồi phát triển
khá nhanh và rong Porphyra có thể kiểm soát hàm lượng đinh dưỡng vô cơ trong môi trường Điều này chỉ ra rằng người dân có thể sử dụng hình thức ni kết hợp để tăng
cường hiệu quả kinh tế và nâng cao chất lượng môi trường Chopin et al (1999) cũng tính tốn được rằng khoảng 22 — 27 dàn lưới trồng rong (18m x 18m) có thể hấp thụ
hầu hết lượng muối dinh dưỡng N và P do 1 tấn cá thải ra trong 1 năm Cũng trong
hướng nghiên cứu này, Neori et al (1996) sir dung cai bién (va) để xử lý nước thải
ao nuôi cá Tuy nhiên, mục đích sử đụng rong biển để làm giảm ham lượng muối dinh dưỡng trong môi trường hiện nay đang được ít người chú ý Người ta hiện đang tập trung nghiên cứu những loài rong vừa có ý nghĩa trong xử ly môi trường, vừa mang lại hiệu quả kinh tế cho nông dân Một số nghiên cứu khác thiên về hướng nghiên cứu các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình xử lý cũng như hiệu quả xử lý chất thái của rong biển Một số loài rong nâu (Ahn et al 1998) và rong đỏ (Buschmamn et al 1996; Chopin et al 1999; Troell et al 1997) có khả năng làm giảm muối dinh dưỡng trong nước thải từ nuôi trồng thuý sản rất lớn Hình thức ni rong xung quanh các lồng nuôi hiệu quả hơn hình thức trồng rong ở một nơi khác cách nơi nuôi (Troell et al 1997) Hơn nữa, những nghiên cứu về mơ hình đánh giá khá năng tích luỹ dinh dưỡng,
làm giảm làm lượng muối dinh dưỡng cũng như hiệu suất của hệ thống cũng được tiến
hành Troell et al (1997) kết luận rằng với rong dé Gracilaria chilensis tréng trong |
ha với mật độ 1 kg tươi/ m có khả năng làm giảm 5% muối N vô cơ và 27% muối P vô cơ thải ra từ trang trại ni có năng suất 227 tấn cá hồi tức là tương ứng với lượng
1020 kg N và 375 kg P Nằm trong các hướng nghiên cứu này, nhiều lồi rong có giá
trị kinh tế cũng được thí nghiệm Có thể kể đến những loài trong giống Gracilaria
Porphyra, Palmaria, Chondrus va Laminaria Ching có hiệu quả cả trong xử lý môi trường và giá trị kinh tế (chiết xuất các hợp chất phycoerythrin và phycocyamin, làm
Trang 33Buschmamn et al 1996; Hanisak, 1998; Yarish et al 2004) Tuy nhiên người ta lưu ý
đến nhiều loài rong đỏ vì giá trị thương mại của chúng, khả năng thích nghỉ với dãi pH
rộng mà không bị suy giảm tốc độ tăng trưởng Những loài này chứa nhiều Agar galactan sulfat, carrageenin, được sử dụng rộng rãi trong y học, mỹ phẩm, và công nghiệp thực phẩm Trong tự nhiên, sự tăng trưởng của thực vật kích thước lớn thường bị giới hạn bởi nguồn dinh dưỡng Chất thải nuôi tôm chứa nhiều dinh dưỡng có thể
duy trì tốc độ tăng trưởng cao của chúng nhưng hàm lượng cao vật chất lơ lửng có thé
bám vào và làm giảm tính giá trị của ánh sáng (Briggs and Funge-Smith, 1994) Do vậy, hiệu quả xử lý ô nhiễm môi trường và chất thải chưa thể đạt hiệu quả cực đại nếu nó được ứng dụng đơn lẽ Một gợi ý đầy tính thuyết phục của Enander and
Hasselstrom (1994) là kết hợp mối quan hệ chặc chẽ giữa hiệu quả lọc của động vật 2
vô với khả năng hấp thụ muối dinh dưỡng của rong
1.1.6 Ni trắng nhiều lồi và nuôi trồng tông hợp
Nuôi trồng đa loài nghĩa là đồng thời nuôi nhiều đối tượng sinh vật khác nhau về mùa,
nuôi nhiều sinh vật khác nhau trong cùng đơn vị ni trồng, do đó phải dàn xếp tốt
trong quản lý nuôi Nuôi trồng đa loài thường làm giảm sút sản lượng so với ni đơn
lồi Để tránh được trở ngại người ta sử dụng nuôi trồng tổng hợp Nuôi trồng tổng
hợp là cùng nuôi các sinh vật khác nhau nhưng trong những đơn vị nuôi trồng khác nhau (Chien and Tsai, 1985), và nước từ ao ni chính được chuyển qua các ao nuôi
các sinh vật khác nhau Trong điều kiện nuôi như Vậy, các đối tượng phụ vừa mang vai
trò xử lý lượng dinh dưỡng thừa về mặt sinh thái vừa là đối tượng kinh tế Thực ra hệ
thống nuôi biển tổng hợp hiện đại có nguồn gốc từ các cơng trình của Ryther và cộng su (Goldman et al 1974; Ryther et al 1975), những người đã sử dụng thành công hệ
xử lý tổng hợp bao gồm sinh vật thân mềm hai vỏ, vi tảo và rong biển để xử lý chất
thải các hộ gia đình Kỹ thuật này hiện tại được coi như là phương pháp có tính kinh tế cao trong nuôi ttrồng thủy sản (Mackay and Lodge, 1983), sử dụng hiệu quả hơn
nguồn lợi, và cải thiện được môi trường (Chien and Liao, 1995) Mặc dầu có những lợi
ích về sinh thái và kinh tế nhưng việc quản lý trở nên phức tạp hơn liên quan đến kỹ thuật nuôi, mật độ, phương pháp thu hoạch, quản lý nguồn nước xã thải, hạ tầng cơ sở
Trang 34đi kèm cho nhiều đối tượng nuôi Do vậy cần có nhiều cải tiến sao cho việc quản lý trở
nên đơn giản hơn
1.1.7 Xử lý tống hợp trong nuôi trồng hải sản
Nước xa thải từ các ao tôm trở thành nguy cơ môi trường đối với ngành công nghiệp này do tác động ngược của nó nên các biện pháp làm sạch nước xả thải đã được chú ý
Nước xâ thải từ nuôi tôm là một thế tích lớn chứa lượng chất rắn lơ lửng và độ mặn
cao vì thế các giải pháp xử lý nước cống rảnh khơng có tính hiệu quả về kinh tế
(Tetzlaff and Heidinger, 1990) Hai thành tựu chính trong việc xử lý chất thải nuôi
trồng hiện đại là: hệ thống sử dụng sự khoáng hoá của vi sinh và sự đồng hóa của thực
vật thành sinh khối
Lọc sinh học bằng vi sinh vật mang tính khơng đồng hóa, chất nhiễm bẫn được biến đổi sang các chất không độc hại N;, CO; và cho phép hoàn lưu hiệu quả, có ý nghĩa đối với nước nuôi trồng (van Rijn, 1996) Tuy nhiên, đây không phải là kỹ thuật đơn
giản (Losordo, 1998) Nhiều hệ thống xử lý bằng vi khuẩn có giá trị thương mại, hoạt
động theo cơ chế gia tăng q trình nitrit hóa và cuối cùng là công đọan phan nitrit dé
loại nitơ khỏi chất thải Hệ thống này bao gồm các thiết bị: cung cấp oxygen, loại vật
chất hữu cơ, oxit hoá bằng ozon các chất hữu cơ hịa tan khó phân rã, loại amomiac bằng q trình nitrit hóa, kiểm tra độ kềm, xua lượng CO; thừa, và cuối cùng nhưng
không kém phần quan trọng là tay uễ, nhiều thiết bị bơm được sử đụng cho các thiết bị khác nhau Hệ thống như vậy tích lũy nitrat và bùn loảng cần: được đỗ đi Trong các
thiết bị tiên tiễn nhất, người ta bố trí thêm hệ lọc sinh học vi sinh vật phản nitrít trong điều kiện yếm khí Hệ thống này có giá trị ở qui mô nhỏ, chưa có thơng tin về khả
năng tích hợp trong hệ rộng và nuôi tôm bán cơng nghiệp Tính hiệu quả của các hệ thông như vậy trong xử lý nước xã thải từ nuôi tôm chưa được xác định rõ ràng
Sự phức tạp nhất của các hệ lọc sinh học là ý nghĩa kinh tế của nó Do vậy, để tạo ra sản phẩm mang tính cạnh tranh và gia tăng huê lợi hệ lọc sinh học dựa trên thực vật
được quan tâm nhiều hơn là hệ dựa trên vi sinh vật Hệ thông lọc sinh học có thể là tổ hợp rong, hai mảnh vỏ, bào ngư, cầu gai Hệ nuôi trồng được đa dạng hóa dựa trên sự
tích hợp nuôi tôm, cá với thực vật bậc cao không những có ý nghĩa sinh thái mà còn
Trang 35nuôi tôm hoặc cá là các loài thân mềm hai vỏ và thực vật bậc cao Các loài thân mềm
tăng trọng thông qua việc lọc các hạt hữu cơ lơ lửng (thực phẩm thừa, vi tảo, vi khuẩn)
trong nước Thực vật bậc cao lại gia tăng sinh khối thông qua sự đồng hóa các chất
dinh dưỡng vô cơ hòa tan Việc sử dụng các sinh vật ăn lọc hai vỏ như hàu để tiêu thụ
vi khuẩn, phù du thực vật, động vật (Lin et al 1993), thực vật kích thước lớn để đồng
hóa lượng dinh dưỡng thừa (Hanisak, 1998) được chứng tỏ là phương pháp có hiệu
quả sinh thái và kinh tế để cải thiện nước xã thải từ nuôi tôm Cùng với việc lọc các
hạt thực phẩm hữu cơ hàu còn cải thiện chất lượng nước ao tôm bởi giảm thiểu lượng
chất rắn vô cơ lơ lửng
Có nhiều hình thức tế hợp trong việc sử lý chất thải nuôi trồng thủy sản như: Hệ tôm
hoặc cá, vi tảo, hai mảnh vỏ; Hệ tôm hoặc cá, hai mảnh vỏ, rong, lồi có vỏ; và Hệ
tôm hoặc cá, rong
Các hệ này là bước tiến từ đa ni trồng có cách đây hàng trăm năm ở Trung Quốc cho
đến nuôi trồng công nghiệp hiện đại dựa trên nên tảng tễ hợp với rong biển Việc sử
dung hau và rong để xử lý chất thải nuôi tôm đã được nghiên cứu nhiều (Jakob et al 1993; Hopkins et al 1993; Shpigel et al 1993; Jones et al 2001b) Sử dụng hàu dé
lọc phù du thực vật, động vật, vi khuẩn và các chất rắn khác, thực vật kích thước lớn
để trao đổi dinh dưỡng có thé cải thiện chất lượng nước xã thải của các ao tơm Bên
cạnh lợi ích về môi trường, khả năng biến đổi cao thực phẩm hịa tan và khơng được
tôm sử dụng cũng đem lại lợi ích kinh tế (Wang, 1990)
Mơ hình xử lý tổng hợp trong nuôi trồng thuỷ sản thực chất là hình thức ni tổ hợp
nhiều đối tượng mà nguồn thức ăn của chúng trong hệ thống bổ sung cho nhau Hình thức cỗ truyền ni biển được tìm thấy ở Trung Quốc, Nhật bản, Hàn Quốc với các
nông trại nuôi cá/ tôm với động vật thân mềm và trồng rong bién (Neori et al 2004)
Tuy nhiên, những hình thức này ban đầu chỉ là sự bố trí hệ thống một cách ngẫu nhiên
(Fang et al 1996; Sohn, 1996), và cho đến những năm cuối của thế ký 20, khả năng đồng hoá của các hệ sỉnh thái tự nhiên mới được đặt đúng vị trí của nó trong hệ thống nuôi trồng thuỷ sản (Primavera, 1993; Rajendran and Kathiresan, 1997), Những hệ
thống nuôi sử dụng rong biển dé hấp thụ chất dinh đưỡng từ các khu vực nuôi cá, động
vật thân mềm và giáp xác đã được tái hiện trở lại (Gordin et al 1981; Chopin et al
1999) Và rồi nó thực sự thể hiện vai trò như chiếc chìa khố của việc phát triển nuôi
Trang 36trồng thuỷ sản bền vững và nâng cao hiệu quả kinh tế khi mà chất thải từ khu vực nuôi được dùng để phát triển táo, và nuôi động vật thân mềm ăn lọc, sau đó rong biển sẽ là nhà máy lọc sinh học để làm giảm nguồn muối dinh đưỡng vô cơ trong môi trường (Cuomo ct al 1997; Blancheton, 2000)
Mơ hình ni kết hợp giữa động vật thâm mềm ăn lọc và rong biển trong hệ thống
nuôi cá và tôm đã được giới thiệu bởi Enander and Hasselstrom (1994), Troell et al
(1997), Troell and Norberg (1998) và Chopin and Bastarache (2002) Trong các hệ thống này, động vật thân mềm ăn lọc đã làm giảm tác động môi trường của đối tượng
nuôi bằng cách lọc các thành phần chất vẫn Chúng bao gồm các vi sinh vật, chất hữu
cơ lơ lửng nhưng nó lại thải vào mơi trường muối dinh dưỡng vô cơ tác động tiêu cực
đối với môi trường (Troell et al 1997) Do đó, rong biển rất hữu dụng trong trường
hợp này
Như đã đề cập ở trên, hình thức nuôi tổng hợp này phải kể đến Goldman et al (1974), Ryther et al (1975) Họ đã tích hợp động vật thân mềm với tảo biển và rong biển trong
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Trong mô hình này, nước thải sinh hoạt được hoà
lẫn với nước biển, cho hàu và sò lọc hầu hết vật chất lơ lửng, phiêu sinh vật, sau đó
chất dinh đưỡng hoà tan sẽ được rong biển hấp thụ (ở đây chủ yếu là rong Gracilaria
và va) Một câu hỏi đặt ra là hệ thống này có tương thích trong xử lý nước thái từ nuôi trồng thuỷ sản thâm canh hay không (Huguenin, 1976), và nó đã được trả lời
nhanh chóng bởi Tenore (1976) Từ đó, hệ thống này phát triển rất nhanh chóng, được
nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới Nhưng Shpigel et al (1993) mới là
người đánh giá một cách định lượng hệ thống nuôi tổng hợp Cá / vi tảo / động vật 2 vỏ
/ rong biển Theo mơ hình này, ít nhất 60% muối dinh dưỡng thải ra từ trang trại được “chuyển thành” các sản phẩm có giá trị kinh tế Về mặt lý thuyết, cứ đầu tư nuôi 35 tắn
cá Tráp, người ta sẽ thu được 100 tấn động vật 2 vỏ và 125 tấn rong biển Mặt khác,
theo đánh giá của Enander and Hasselstrom (1994) hệ thống nuôi tổng hợp giữa tôm
su (Penaeus monodon) v6i vem (Mytilus edulis) va rong dé (Gracilaria sp.) c6 kha
nang giam dén 81% lượng amonium, 19% luong nitrat, 72% TN, 83% Phosphat va 61
% TP Mới đây, Jones et al (2001b) da tién hành thí nghiệm mơ hình xử lý chất thải
Trang 3714%, NH, 1a 76%, NO3: 30%, PO4: 35%, vi sinh vat: 30% va chlorophyll-a: 0.7% Do
đó, mơ hình này cho phép có thể ứng dụng vào thực tiễn trong việc xử lý nước thải và nâng cao chất lượng môi trường nước Điều quan trọng hơn cả của việc ứng dụng mơ hình tổ hợp xử lý nước thải trong nuôi trồng thuỷ sản là giảm chỉ phí trả cho việc phục héi mi trudng (Chopin et al 2001) Theo Folke et al (1994), chi phi dé xử lý N là
6,4 —- 12,8 USD/kg và P là 2,6 - 3,8 USD/kg Như vậy, chi phí cho việc xử lý nước
thải trong việc nuôi 250 tấn cá hồi vào khoảng 201.411 USD Nhưng khi ứng dụng mơ hình xử lý tổng hợp với rong biển và động vật ăn lọc thi chi phí này chỉ còn khoảng 64.000 USD, tức là giảm 68.2% chỉ phí (Buschmamn et al 1996), nghĩa là tăng được
lợi nhuận trong sản xuất và kinh doanh Điều này càng được khẳng định với những kết
quả nghiên cứu của Neori et al (1996); Neori and Shpigel (1998), va Chopin et al (2001)
Tóm lại, từ những dẫn liệu trên cho thấy mô hình tổ hợp xử lý chất thải trong nuôi trồng thuỷ hải sản đã được chú ý và nghiên cứu từ rất sớm vì giá trị kinh tế, môi
trường của chúng Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu này được áp dụng trong nuôi cá ở vùng vũng vịnh, trong đất liền và ngoài bién khơi Còn những nghiên cứu ứng dụng mơ hình này trong ni tơm thì chỉ mới được chú ý trong thời gian gần đây Nhưng dường như vị trí của nó trong phát triển kinh tế nuôi trồng hải sản vẫn cịn bỏ ngõ Do đó, ứng dụng hệ thống này trong nuôi tôm ở Việt Nam sẽ góp phần thúc đây phát triển kinh tế biển Việt Nam nói chung và phát triển ni tơm nói riêng
L2 Các đặc trưng sinh lý và sinh thái của hai loài rong câu cước @rdcilaria heteroclada và rong câu chi gracilaria tenuistipitata
Chi rong Câu phân bể rộng trên thế giới, có mặt khắp các vùng ôn đới và nhiệt đới, là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp chế biến agar và là thức ăn tươi quan trọng cho nhiều cộng đồng cư dân ven biển Chúng thuộc Bộ Gigarrinales, ngành rong Đỏ Rhodophyta Uu diém cia chỉ rong Câu là chúng có khả năng thích nghỉ rộng, sinh trưởng nhanh, sản lượng cao, nuôi và thu hoạch dễ dàng Trong khi đó một số chỉ khác cũng cho agar, thuộc ngành rong Đó nhw Gelidium, Pterocladia, Ahnfeltia lại có tốc độ tăng trưởng chậm, mọc ở những vùng nước sâu Một số nước châu Á sản xuất
Trang 38nhiều rong Câu như Trung Quốc với khoảng 3000 tấn rong khô/năm, Đài Loan khoảng 2000 tân/năm Ở Việt Nam rong Câu là nguyên liệu chính cho chiết rút agar Các nghiên cứu cho thấy có khoảng 15 loài
Trong tự nhiên rong Câu có 2 dạng sông:
- Dạng sống bám trên các đài vật cứng như đá, san hô chết, vỏ só ốc, thường
sinh sản hữu tính, phân bố ven các bờ đá, phát triển tốt nhất từ tháng 2 đến tháng 6 hàng năm
- _ Dạng không bám, sinh sản đưỡng, có thể phát triển từ các đoạn nhánh Cách
sinh sản này được ứng dụng rộng rãi trong nuôi trồng Chúng sống trong các ao đầm nước lợ, vũng vịnh, trên đáy bùn hay bùn cát Chúng thường mọc thành bụi, vùi một phần xuống bùn, tổn tại và phát triển quanh năm Mùa
mưa lũ độ mặn hạ thấp, hay mùa khô nhiệt độ quá cao thường làm rong
chết Đây chính là nguồn rong Câu đang được khai thác hiện nay
Ven biển Việt Nam, từ Bắc đến Nam đều có rong Câu phân bố Hai đối tượng được
chọn để thí nghiệm xử lý nước ao tôm là 2 lồi rong Câu có khả năng sinh thái rộng và phân bố phố biến nhất đó là rong Câu cước Gracilaria heteroclada Zhang et Xia, và rong Câu chỉ Gracilaria tenuistipitata Zhang et Xia và Cả hai thuộc Bộ Gigarfinales, ngành rong Đó ##ødophya Chúng được ni trồng phổ biến và thu hoạch đại trà tại
Bình Định
21 Rong Cau cuéc Gracilaria heteroclada
Hình thái: Rong dạng sợi, trụ tròn, to cỡ ! mm hay hơn, phân nhánh nhiều và không
đều, mọc thành bụi dày 20 cm hay hơn, có màu nâu đỏ hay vàng xanh Phần gốc có đĩa bám nhỏ nếu rong mọc ở vùng triều và sinh sản hữu tính hay chỉ cài quấn và vùi một phan trong bun (sinh sản dinh đưỡng)
Sinh sản: Rong sinh sản bằng 3 cách: Sinh sản vô tính nhờ bào tử, sinh sản hữu tính và sinh sản vơ tính bằng các đoạn nhánh
Phân bố: Trung Quốc, Philippin, Nhật Bản, được nuôi trồng phổ biến ở các tỉnh ven
Trang 39Một số các đặc điểm sinh thái: Nghiên cứu cường độ quang hợp và cường độ hô hấp của rong Câu cước ở các độ mặn khác nhau, kết quả đã cho thấy ở độ mặn 30% rong
Câu cước có cường độ quang hợp cao nhất
Bảng 1: Đặc trưng quang hợp của rong Câu cước theo độ mặn
Độ mặn (%o) | Sô ngày | Cường độquang hợp (mgOz/g/h) | Cường độ hô hâp (mg Oz/g/h) ]
5 5 -3,52 + 0,15 0,653 +0,047 10 - - 15 - - 20 - - 10 5 0,532+ 0,025 0,517 + 0,019 4 10 0,325 + 0,023 0,548 + 0,025 1§ - - 20 - - 15 5 0,705 + 0,012 0,435 + 0,011 10° 0,788 + 0,014 0,455 + 0,013 15 0,559 + 0,010 0,510 + 0,009 20 0,532 + 0,019 0,595 + 0,015 20 5 0,887 +0,012 0,359 + 0,009 | 10 1,085 +0,014 0,376 + 0,017 15 1,190 + 0,007 0,440 + 0,008 20 1,090 +0,012 0,496 + 0,016 25 5 1,092 + 0,109 0,294 + 0,024 | 10 1,285+ 0,015 0,312 + 0,026 15 1,364 + 0,013 0,357 + 0,026 | 20 1,520 + 0,031 0,380 + 0,027 30 5 1,326 + 0,016 0,380 + 0,021 10 1,480 + 0,019 0,384 + 0,019 15 1,560 +0,009 0,416 + 0,026 20 1,592 +0,032 0,429 + 0,029 35 5 1,131 + 0,019 0,386+ 0,026 10 1,014 + 0,037 0,452 + 0,022 15 0,975 + 0,012 0,489 + 0,027 7 20 0,819 +0,026 0,356 + 0,017 40 5 0,897 + 0,025 0,517 + 0,027 10 0,563 +0,017 0,555 +0,034 15 0,382 +0,020 0,592 +0,022
(Nguôn : Võ Thị Mai Hương and Trương Văn Lung , 2000)
Trang 40Độ mặn tốt nhất nằm trong khoảng từ 25-30%o Tuy nhiên, ảnh hưởng của độ mặn còn tùy thuộc một số các yếu tố khác như dinh dưỡng, nhiệt độ và sự lưu thông của nước
Trong các ao đìa ni tôm bỏ hoang ở ven biển các tỉnh Trung và Nam trung bộ, ở độ
mặn 35%o rong vẫn phát triển tốt
1.2.2, Rong Cau chi Gracilaria tenuistipitata
Hình thái: Rong dang soi, min, hinh tru, duong kinh nhé hon | mm, phan nhánh
nhiều và không đều tạo thành bụi day, to 10-15 em có màu vàng nâu hay nâu đỏ Nếu
mọc ở vùng triểu rong có đĩa bám nhỏ bám vào đá hay vỏ sị ốc, san hơ chết, còn khi mọc trong ao đầm thường cài quấn hay vùi trong bùn
Sinh sản: bằng 3 cách: Sinh sản vô tính nhờ bào tử, sinh sản hữu tính và sinh sản đinh dưỡng bằng các đoạn nhánh
Phân bỗ: phân bỗ rộng, được nuôi trồng phổ biến ở Trung Quốc, Đài Loan, trong các
ao đầm, vũng vịnh
Một số các đặc điểm sinh thái :
Là đối tượng agarophyte quan trọng của Việt Nam cũng như của nhiều nước trên thé giới Đây là lồi rong có nhiều đặc tính sinh lý đặc biệt nhự có khả năng thích nghi
rộng đối với các biến động về độ mặn, nhiệt độ, sống được trong mơi trường nước có
tỷ lệ nước lưu thông thấp, chống chịu ô nhiễm tốt Các kết quả nghiên cứu cho thấy rong Câu chỉ thường ở dạng không bám, chỉ vùi một phần cơ thể hoặc phủ trên đáy các ao đầm nước lợ Có nhiều ý kiến khác nhau của các tác giả trên thế giới về ngưỡng độ
mặn của chúng Tuy nhiên ở ven biển miền Trung chúng có thể sinh sống bình thường
trong khoảng độ mặn 5 - 40%o Khoảng thích hợp nhất từ 15 đến 25%o Ở dam Dé Di
(Bình Định) vào mùa khơ độ mặn tăng cao đến 40%o, chúng vẫn sống bình thường
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng của rong Nhiệt độ thích hợp
nhất cho phát triển của chúng là 18-25°C, tuy nhiên loài này có thể chịu được biên độ
nhiệt 5 - 35 °C Về mùa hè khi nhiệt độ cao kéo dài trên 35°C, rong Câu sẽ chết (Taw 1991) Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sự phát triển của rong còn tùy thuộc giai đọan phát triển của chúng Thông thường khi cịn non chúng khơng chịu được nhiệt độ cao, Theo Võ Thị Mai Hương and Trương Văn Lung (2000), nhu cầu ánh sáng đối với sự