quản lý môi trường trong nuôi trồng thủy sản

4/14/2013 Học phần: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Trần Ngọc Tuấn Bộ môn Sinh thái Môi trường TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG NTTS Phần TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG, NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG NTTS Trong ao Kiểm soát đầu vào Trong ao Kiểm soát đầu Kiểm soát môi trường ao, nguồn nước cung cấp cho ao nuôi, nguồn thải từ hoạt động NTTS  Mục tiêu giảm đến mức thấp suy thoái, ô nhiễm MT  ảnh hưởng xấu đến MT tự nhiên MT ao nuôi Kiểm soát đầu Kiểm soát đầu vào Các công cụ áp dụng: - Công cụ điều chỉnh vĩ mô - Công cụ hành động - Công cụ hỗ trợ 4/14/2013 1.1 Khái niệm quản lý môi trường 1.1.1 Một số thuật ngữ: • - Công nghệ môi trường: Công nghệ môi trường (Environmental Technology) tổng hợp biện pháp vật lý, hoá học, sinh học nhằm ngăn ngừa xử lý chất độc hại phát sinh từ trình sản xuất hoạt động người  Công nghệ xử lý nước thải ao nuôi, • - Tiêu chuẩn môi trường: Tiêu chuẩn môi trường giới hạn cho phép thông số chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng chất gây ô nhiễm chất thải quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm để quản lý bảo vệ môi trường - QCVN 08:2008/ BTNMT – Quy chuẩn nước mặt • - Suy thoái môi trường: "Suy thoái môi trường suy giảm chất lượng số lượng thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu người sinh vật" - Theo Naylor cộng (2000), Thái Lan, ước tính kilôgam tôm sản xuất ra, ngư trường giảm 434kg cá Chỉ, chuyển đổi nơi cư trú - Ở vùng Chokonia, Bangladesh, ngư dân cho biết, sản lượng đánh bắt giảm 80% từ rừng ngập mặn bị phá đắp đê để khoanh vùng nuôi tôm Gần đây, nhiều tổ chức quốc tế FAO, IUCN, WWF, có khuyến cáo suy thoái tài nguyên, môi trường phá rừng ngập mặn để làm đầm tôm Một số thực tế: - Ở Ấn Độ Indonesia, suất tôm nuôi giảm xuống sau - 10 năm - Ở Thái Lan 20% trại tôm từ rừng ngập mặn bị bỏ sau - năm Trong số 1,3 triệu đất dành cho nuôi tôm Thái Lan, khoảng 250.000ha phải bỏ hoang - Quản lý môi trường bao gồm hai nội dung chính: quản lý Nhà nước môi trường quản lý doanh nghiệp, khu vực dân cư môi trường Trong đó, nội dung thứ hai có mục tiêu chủ yếu tăng cường hiệu hệ thống sản xuất (hệ thống quản lý môi trường theo ISO 14000) bảo vệ sức khỏe người lao động, dân cư sống khu vực chịu ảnh hưởng hoạt động sản xuất “Quản lý môi trường lĩnh vực quản lý xã hội, nhằm bảo vệ môi trường thành phần môi trường, phục vụ nghiệp phát triển bền vững sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên xã hội” - Quản lý môi trường thực tổng hợp biện pháp: luật pháp, sách, kinh tế, kỹ thuật, công nghệ, xã hội, văn hóa, giáo dục Các biện pháp đan xen, phối hợp, tích hợp với tùy theo điều kiện cụ thể vấn đề đặt - Việc quản lý môi trường thực quy mô: toàn cầu, khu vực, quốc gia, tỉnh, huyện, sở sản xuất, hộ gia đình, Mục tiêu QLMT Khắc phục phòng chống suy thoái, ô nhiễm MT Hoàn chỉnh hệ thống văn pháp luật BVMT Tăng cường công tác QLMT từ TW đến địa phương Phát triển KTXH theo nguyên tắc PTBV 4/14/2013 Kết hợp mục tiêu, cộng đồng dân cư Hướng tới PTBV Tiếp cận, hệ thống nhiều biện pháp Nguyên tắc QLMT 1.2.1 Một số công cụ quản lý môi trường Công cụ quản lý môi trường biện pháp hành động thực công tác quản lý môi trường nhà nước, tổ chức khoa học sản xuất Mỗi công cụ có chức phạm vi tác động định, liên kết hỗ trợ lẫn Công cụ quản lý môi trường phân loại theo chức gồm:  Công cụ điều chỉnh vĩ mô: luật pháp sách  Công cụ hành động: tác động trực tiếp tới hoạt động kinh tế - xã hội: quy định hành chính, quy định xử phạt v.v công cụ kinh tế  Công cụ hỗ trợ Phòng ngừa tai biến, suy thoái MT ưu tiên Nguyên tắc người gây ÔN trả tiền Phân loại công cụ QLMT Phân loại công cụ QLMT Theo chức Theo chất Công cụ điều chỉnh vĩ mô Công cụ hành động Công cụ hỗ trợ Pháp luật, sách Công cụ kinh tế Công cụ kỹ thuật Luật pháp, sách Quy định hành chính, xử phạt, kinh tế GIS, mô hình hóa, quan trắc MT, KTMT Văn luật, luật Thuế, phí,… Xử lý chất thải quan trắc MT, KTMT 4/14/2013 Phân loại công cụ QLMT Phân loại công cụ QLMT Pháp luật, sách Công cụ kinh tế Luật MT Chính sách MT Kế hoạch hóa MT TCMT Thuế/phí MT Kiểm soát quota Ký quỹ hoàn trả Nhãn sinh thái Luật BVMT 1993, 2005 Quan điểm, biện pháp Xây dựng chế sách Quy định nồng độ cho phép chất gây ÔN Thuế, phí, lệ phí phát thải Mềm dẽo, dễ sử dụng, chuyển nhượng Đặc cọc khoảng tiền lớn chi phí khắc phục Sản phẩm không gây ÔN MT Liên hệ NTTS Luật BVMT Điều 47 Luật BVMT 2005 – Quản lý MT NTTS Nghị định 29/2011/NĐ-CP – Quy định đánh giá MT chiến lược, ĐTM, Cam kết bảo vệ MT UBND tỉnh : Quy định bảo vệ môi trường lĩnh vực chăn nuôi gia súc, gia cầm nuôi trồng thủy sản 1.2 Khái niệm NTTS The FAO (2008) nuôi trồng thủy sản (aquaculture) nuôi thủy sinh vật môi trường nước lợ/mặn, bao gồm áp dụng kỹ thuật vào qui trình nuôi nhằm nâng cao suất; thuộc sở hữu cá nhân hay tập thể - Một số tác giả khái niệm nuôi thủy sản đơn giản nuôi hay canh tác động thực vật nước Do xuất xứ từ thuật ngữ aqua (nước) + culture (nuôi - trồng)  aquaculture: nuôi trồng thủy sản 4/14/2013 Phân loại NTTS Sự phân lại loài thủy sản dựa theo đặc điểm cấu tạo loài, tính ăn môi trường sống khí hậu a) Nhóm cá (fish) Là động vật nuôi có đặc điểm cá rõ rệt, chúng cá nước hay cá nước lợ Ví dụ: cá tra, cá bống tượng, cá chình,… c) Nhóm động vật thân mềm (molluscs) Gồm loài có vỏ vôi, nhiều nhóm hai mảnh vỏ đa số sống biển (nghêu, sò huyết, hàu, ốc hương, ) số sống nước (trai ngọc) b) Nhóm giáp xác (crustaceans) Phổ biến nhóm giáp xác mười chân, tôm cua đối tượng nuôi quan trọng Ví dụ: Tôm xanh, tôm sú, tôm thẻ, tôm đất, cua biển, d) Nhóm rong (Seaweeds) Là loài thực vật bậc thấp, đơn bào, đa bào, có loài có kích thước nhỏ, có loài có kích thước lớn Sargassium (lấy Alginate), Gracillaria (lấy agar),… 4/14/2013 e) Nhóm bò sát (Reptilies) lưỡng thê (Amphibians) Nhóm bò sát nuôi phổ biến cá sấu Lưỡng thê loài sống cạn lẫn nước (ví dụ: ếch) nuôi để lấy thịt, lấy da dùng làm thực phẩm dùng mỹ nghệ đồi mồi (lấy vây), ếch (lấy da thịt), cá sấu (lấy da), Phân loại theo môi trường: Căn vào đặc tính môi trường sống loài thủy sản chia thành thủy sản nước (freshwater species) thủy sản nước mặn/lợ (brackish/marine water species) - Loài nước loài có hết hay phần lớn đời sống sống môi trường nước cá tra, cá mè, cá trắm, tôm xanh (có phần lớn đời sống nước ngọt) - Loài nước mặn/lợ loài có hoàn toàn chu kỳ sống môi trường nước lợ và/hoặc nước mặn (nước biển) tôm sú, tôm hùm, cá chẽm, cá mú,  Tuy nhiên, có số loài sống môi trường nước nước lợ cá rô phi, cá nâu,… 1.3 Các loại hình NTTS a) Nuôi luân canh Nuôi thủy sản luân canh hình thức không nuôi liên tục hai hay nhiều vụ đối tượng diện tích sản xuất Ví dụ nuôi vụ tôm xanh vụ trồng lúa ruộng lúa hay nuôi luân phiên vụ tôm sú vụ cá rô phi ao tôm 1.3 Các loại hình NTTS c) Nuôi thủy sản kết hợp Nuôi thủy sản kết hợp hình thức nuôi thủy sản chia tài nguyên nước, thức ăn, quản lý,… Nuôi cá hồ chứa nước (thủy lợi, thủy điện) b) Nuôi kết hợp thủy sản với nông nghiệp Nuôi thủy sản bán thâm canh kết hợp với nông nghiệp (bao gồm chăn nuôi) hình thức thức nuôi phối hợp để tận dụng điều kiện Ví dụ: nuôi kết hợp cá với trồng lúa Cá Tầm 4/14/2013 1.3 Các loại hình NTTS 1.3 Các loại hình NTTS d) Nuôi thủy sản quảng canh Nuôi thủy sản quảng canh hình thức nuôi mà mức độ kiểm soát hệ thống nuôi thấp (môi trường, thức ăn, địch hại, bệnh,…); mức độ đầu tư ban đầu, kỹ thuật áp dụng hiệu sản xuất thấp (năng suất 9,0 vào buổi chiều nắng to, sử dụng Formol phun xuống ao với liều lượng 3-4ml/m nước ao 4/14/2013 Các thông số chất lượng nước ao nuôi tôm Đặc tính hóa học môi trường nước 3.1 Độ mặn Độ mặn nhân tố môi trường có ảnh hưởng lớn trực tiếp gián tiếp đời sống thủy sinh vật Mức quy định phù hợp 10 – 30, tôm sú phát triển tốt 15 – 25%, biến động ngày không 5% - Cần kiểm tra độ mặn trước lúc thả nuôi - Độ mặn cao, tôm chậm lớn (khó lột xác) nhiễm bệnh vi khuẩn Đặc tính hóa học môi trường nước Độ hòa tan CO2 (mg/L) nước có nhiệt độ nồng độ muối khác từ không khí ẩm áp suất atm 3.3 CO2 CO2 nguồn carbon ban đầu cho trình sinh học thủy vực CO2 hòa tan nước cung cấp từ số trình sau: - Khuếch tán từ không khí hòa tan CO2 áp suất không khí atm (760 mm Hg) Độ hòa tan CO2 xác định theo bảng sau: Tảo CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 4/14/2013 Ý nghĩa sinh thái học CO2 môi trường nước CO2 đóng vai trò quan trọng đời sống vùng nước, CO2 tham gia vào việc tạo thành chất hữu trình quang hợp Vì vậy, hàm lượng CO2 hòa tan nước thấp hạn chế suất sinh học sơ cấp Tuy nhiên, CO2 tồn dạng tự nồng độ cao lợi cho đời sống thủy sinh vật Nếu áp suất CO2 nước lớn áp suất CO2 máu cá làm cản trở trình tiết CO2 từ máu cá môi trường ngoài, đưa đến tích tụ CO2 máu cá dẫn đến thay đổi mạnh mẽ phản ứng sinh lý thể cá - Làm giảm khả vận chuyển oxy máu - Làm tăng ngưỡng oxy cá Để tránh tượng tích lũy CO2 gây độc cho động vật thủy sản, nuôi cá cần ý điểm sau đây: - Sau chu kỳ cần vét đáy ao, để lại lớp bùn đáy không 20 cm phơi đáy ao từ 2-3 ngày để hợp chất hữu đáy ao bị phân hủy hoàn toàn - Trong trình nuôi, không cho nhiều cỏ rác, mùn bã hữu vào ao, bón phân hữu cần ý liều lượng thích hợp - Khi nuôi cá với mật độ cao cần phải sục khí để làm tăng khuếch tán CO2 không khí tăng hàm lượng oxy hòa tan Khi CO2 nước cao áp dụng biện pháp làm giảm CO2 sau: - Dùng Ca(OH)2 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 Để làm giảm 88 mg CO2 cần dùng 74 mg Ca(OH)2 Vậy muốn làm giảm mg CO2 cần dùng 0,84 mg Ca(OH)2 Chú ý: dùng Ca(OH)2 nhiều (thừa) làm tăng pH nhanh chóng đến mức nguy hiểm, hàm lượng NH3 tăng pH tăng - Dùng Na2CO3 CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 Để làm giảm 44 mg CO2 cần dùng 105,98 mg Na2CO3 Vậy muốn làm giảm mg CO2 cần dùng 2,4 mg Na2CO3 Dùng Na2CO3 an toàn Ca(OH)2, tốn 4/14/2013 3.4 Oxy – O2 3.4 Oxy – O2 Oxy hòa tan nước chủ yếu khuếch Hàm lượng oxy hòa tan cần đo lần/ngày tán từ không khí vào, đặc Hàm lượng Oxy hoàn tan cho phép ao nuôi tôm sú – 12mg/L, tốt biệt thủy vực nước -7 chảy - Mức quy định phù hợp >4mg/L, tốt -6mg/L - Muốn quản lý tốt Oxy hòa tan buộc phải trì màu nước sử dụng thiết bị sục khí Sự biến động Oxy nước phụ thuộc vào trình hô hấp TV thủy sinh, trình oxy hóa vật chất hữu đáy ao 3.4 Oxy – O2 Nghèo dinh dưỡng Quá giàu dinh dưỡng Giàu dinh dưỡng Trong ao NTTS có biến động lớn Oxy theo ngày đêm phụ thuộc vào dinh dưỡng, phát triển thực vật 4/14/2013 Đa phần động vật thủy sinh thích hợp với oxy hòa tan >=5mg/L 4.3 Biện pháp tránh khắc phục tượng thiếu oxy ao nuôi cá Để tránh khắc phục tượng thiếu oxy ao nuôi cá, nuôi ta cần ý điểm sau: - Ao nuôi cần thoáng khí, trồng thực vật trồng góc ao không thả 1/3 diện tích mặt ao - Không cho ăn thức ăn dư thừa bón phân liều lượng,  tránh phú dưỡng, thiếu hụt oxy Có thể ban ngày thực vật phù du chết trình phân hủy chúng tiêu hao nhiều oxy môi trường phóng thích nhiều CO2, tích lũy nhiều NH3, H2S lợi cho đời sống thủy sinh vật ao 4.3 Biện pháp tránh khắc phục tượng thiếu oxy ao nuôi cá - Sử dụng chất oxy hóa KMnO4 (2-6 mg/L), hiệu không cao phải dùng 6,58 mg/L để tạo mg O2/L Hàm lượng KMnO4 mức gây độc cho cá 4KMnO4 + 2H2O → 4KOH + MnO2 + 3O2 KMnO4 có tác dụng oxy hóa làm giảm chất độc H2S, Fe2+, thuốc trừ sâu, kim loại nặng - Sử dụng H2O2 - Thay nước với nguồn nước có chất lượng tốt 2H2O2 → 2H2O + O2 Theo lý thuyết, 0,05 mL (1 giọt) H2O2 6% cho vào lít nước sản sinh 1,5 mg O2 - Khi thấy có tượng xấu cá đầu hàng loạt hoạt động yếu (không phản ứng với tiếng động) phải tiến hành sục khí hay cấp nước - Sử dụng CaO dạng hạt CaO + H2O → Ca(OH)2 + O2 Theo Chamberlian (1988) (trích dẫn Boyd, 1990), bón CaO (60%) vào đáy ao với liều lượng 25-100 g/m 2, CaO phân hủy dần giải phóng O2 Với liều lượng 2,7 kg CaO sinh kg O2 4/14/2013 3.5 H2S Khí H2S tích tụ đáy thủy vực chủ yếu trình (i) phân hủy hợp chất hữu chứa lưu huỳnh hay (ii) trình phản ứng sulfate hóa với tham gia vi khuẩn yếm khí H2S chất khí cực độc thủy sinh vật, tác dụng độc liên kết với sắt thành phần hemoglobine, sắt hemoglobine khả vận chuyển oxy cung cấp cho tế bào, thủy sinh vật chết thiếu oxy Theo Bonn Follis (1957)) nhiệt độ 25-30oC, - pH nước 6,8 nồng độ H2S LC50-3 0,8 mg/L - pH LC50-3 khí H2S cá Nheo bột Mỹ 1mg/L; 1,3 mg/L cá tiền trưởng thành 1,4 mg/L cá trưởng thành - Ở nồng độ thấp  oxy nước (1mg H2S tiêu tốn đến 1,3 mg oxy MT) - Mùa hè, H2S hình thành hạn chế phát triển ĐV đáy 3.5 H2S Biện pháp tránh tích lũy nhiều khí H2S Để tránh hình thành nhiều khí H2S gây độc cho ao nuôi cần hạn chế tích lũy hữu đáy ao tình trạng yếm khí - Cải tạo ao tốt đầu vụ nuôi - Quản lý tốt thức ăn hạn chế thức ăn thừa - Khi sử dụng phân bón, phân hữu nên hóa thành dung dịch tưới khắp mặt ao Lá dầm (phân xanh) ao phải giữ tầng mặt thường xuyên đảo trộn để chúng phân hủy nhanh - Ao phải thoáng để làm tăng oxy hòa tan nước nhằm tránh tượng yếm khí - Các ao nuôi thâm canh nên có sục khí để làm H2S thoát không khí nhanh - Mùa mưa, H2S đáy ao thiếu hụt oxy  chết cá 3.6 CH4 (C6H10O5) + nH2O → (nC6H12O6) → CH4 + H2O + Q Vi khuẩn tham gia vào trình có loài vi khuẩn yếm khí: Bacillus cellulosa metanicus Bacillus celulosa hydronicus Hàm lượng khí CH4 đáy thủy vực nhiều hay phụ thuộc vào số lượng mùn bã hữu có thủy vực: ao hồ sâu, nước tĩnh, bón phân hữu phân xanh, phân chuồng hay rụng nhiều, tích tụ đáy ao hình thành nhiều khí CH4 đáy CH4 có nhiều nước chứng tỏ trình phân hủy hữu yếm khí xảy ra, H2S sinh đồng thời với CH4 môi trường nước không thuận lợi cho đời sống cuả thủy sinh vật Ngoài ra, hàm lượng khí CH4 nước nhiều khuếch tán khí kéo theo lượng oxy môi trường nước làm thất thoát oxy thủy vực 3.7 NH3 Các hoạt động động vật thủy sinh ammonia (NH3) tiết sau chúng chết bị vi sinh vật phân hủy giải phóng NH3, trả lại N cho thủy vực Đây nguồn cung cấp dinh dưỡng trực tiếp cho thực vật hay gián tiếp sau NH3 bị oxy hóa thành nitrate - NH3 tăng cao cá khó tiết NH3 khỏi máu - NH3 làm tiêu hao oxy mô, giảm khả vận chuyển oxy máu VD: LC50-24  5,71mg/L LC50-96  1,26mg/L Nồng độ coi an toàn ao nuôi 0,13mg/L 10 4/14/2013 Đặc tính đáy ao Chất lượng nước có liên quan mật thiết đến đáy ao, trình hấp thụ giải phóng làm biến đổi chất lượng nước, đặc biệt hấp thụ giải phóng dinh dưỡng đáy ao 4.1 Nguồn gốc ao bùn Bao gồm thức ăn dư thừa, phân, phù sa, xác chết sinh vật Nguồn gốc gồm: • Xói mòn rửa trôi Đặc tính đáy ao 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lắng tụ - Tốc độ lắng tụ ảnh hưởng số nhân tố: dòng chảy, khuấy trộn đáy ao - Cỡ hạt: vật chất lơ lững có kích cỡ khác nhau, vật chất kích cỡ lớn lắng tụ nhanh vật chất có kích cỡ nhỏ • Sự lắng đọng SV kích thước nhỏ - Tính chất hóa học nước: nước có độ cứng độ mặn cao tốc độ lắng nhanh • Thức ăn, chất thải sinh vật nuôi • SS từ nguồn nước vào - Sự xáo trộn chuyển động nước: thủy vực nước tĩnh tốc độ lắng nhanh nước chảy • Phân bón (đặc biệt phân chuồng) - Khuấy động đáy: chuyển động cá, tôm hay trình tìm mồi chúng làm khuấy trộn • Bụi không khí • Thực vật bậc cao Đặc tính đáy ao 4.4 Sự phân hủy vật chất hữu 4.3 Vật chất hữu bùn Một số trình ảnh hưởng đến phân hủy chất hưu cơ: Vật chất hữu bùn có nguồn gốc: - Nhiệt độ: Tốc độ phân hủy tăng dần từ – 350C Nhiệt độ tăng 10oC, tốc độ phân hủy tăng gấp đôi  Thức ăn thừa  Phân bón (phân chuồng, phân xanh)  Xác phiêu sinh - pH: vi khuẩn thường hoạt động tốt môi trường trung tính hay kiềm yếu Nấm hoạt động tốt MT acid VC hữu phân hủy nhanh MT trung tính hay kiềm yếu so với acid  Chất tiết Trong ao NTTS thường tích lũy chất hữu cao so với đất nông nghiệp Chất hữu bùn biến thiên khoảng 1- 10% trung bình (25%), đất NN