Tác động môi trường của nuôi cá biển

Một bài báo rất hay về tác động của nghề nuôi biển đến môi trường và những biện pháp thiết thực để giảm thiểu tác động đó. Nuôi biển là nói tắt cho nghề nuôi những đối tượng sống ở biển, ví dụ như cá biển, tôm biển, hàu, trai ngọc, rong biển... Trong đó, nuôi cá biển chiếm đa số người tham gia. Như chúng ta đã biết, nghề nuôi biển trên thế giới cũng như ở Việt Nam ngày càng phát triển mạnh, tạo sinh kế cho hàng triệu người lao động và tạo ra nguồn lợi có giá trị hàng tỷ đô la. Để nghề nuôi biển tiếp tục phát triển bền vững với môi trường thì luôn cần có những đánh giá khách quan và chính xác tác động của nuôi biển đến môi trường. Từ đó có những biện pháp thích hợp để giảm thiểu tác động, giúp nghề nuôi biển hòa thuận với môi trường. Bài viết này, phần nào, giúp người đọc có được những nhìn nhận đó.

Tác động môi trường nuôi cá biển biện pháp giảm thiểu tác động Người dịch: Phan Minh Q Tóm tắt Tác động mơi trường ni cá biển phụ thuộc vào lồi ni, phương pháp nuôi, mật độ nuôi, loại thức ăn, chế độ thủy văn điểm nuôi tập quán nuôi Tuy nhiên, tất hệ thống nuôi, tỷ lệ lớn carbon hữu dinh dưỡng đưa vào hệ thống ni cá biển làm thức ăn bị thất vào mơi trường lãng phí thức ăn, tiết cá, phân cá hô hấp Tải lượng ô nhiễm cao mối quan tâm đáng kể môi trường nhiều quốc gia, đặc biệt vùng nước có sức tải hạn chế Hơn nữa, việc sử dụng hóa chất (chất trị bệnh, vitamin, sắc tố chất chống bám bẩn), du nhập mầm bệnh chủng di truyền gây lo ngại môi trường Mặc dù tải lượng ô nhiễm cao, kết từ nghiên cứu khác cho thấy khoảng 23% C, 21% N 53% P thức ăn đưa vào hệ thống ni tích tụ lớp trầm tích đáy tác động đáng kể thường giới hạn khoảng đến 1,5 km tính từ trại ni Tác động đáy biển, nơi dẫn đến nhu cầu oxy trầm tích cao, trầm tích thiếu oxy, sản sinh khí độc giảm đa dạng sinh vật đáy Sự giảm oxy hòa tan tăng mức độ dinh dưỡng nước thường giới hạn khu vực cục không hoạt động nuôi cá gây tượng phú dưỡng diện tích lớn Cũng khơng có chứng xác đáng chứng minh ni cá làm tăng tỷ lệ tảo nở hoa gây hại, việc sử dụng thuốc trị bệnh, vitamin, kháng sinh, du nhập mầm bệnh, chủng di truyền gây mối đe dọa đáng kể môi trường Những biện pháp thực tế để giảm thiểu tác động môi trường ni cá bao gồm giữ mật độ ni (theo tải lượng ô nhiễm) thấp sức tải thủy vực Các mơ hình mơ máy tính mơ hình thủy lực áp dụng để ước tính mật độ ni tối đa mà chất lượng nước trì cách bền vững Tải lượng ô nhiễm tác động đến môi trường giảm thiểu đáng kể cách cải tiến công thức thức ăn nuôi kết hợp (với thực vật, sinh vật ăn lọc sinh vật ăn đáy) Mở đầu Trên tồn cầu, ni cá biển phát triển mạnh mẽ năm gần dự kiến tăng trưởng thập kỷ tới (New Csavas, 1995) Sự phát triển nhanh chóng ngành dẫn đến lo ngại ngày tăng tác động môi trường xung đột với hoạt động khác ven biển Châu Âu, Bắc Mỹ, Úc Châu Á (Hammond, 1987; Waldichuk, 1987a, b; Morton, 1989; Miki et al., 1992) Thật vậy, lo ngại môi trường khiến nhiều quốc gia đưa biện pháp kiểm soát chặt chẽ Như lệnh tạm ngừng công trình kiểm sốt chặt chẽ đưa New Zealand, Đan Mạch, Na Uy, Canada Hồng Kông (Duff, 1987; Wu, 1988, Morton, 1989; BC Ministry of Environment, 1990) Ở Scotland Hồng Kông, xu hướng chung buộc phải nuôi cá biển khơi (Aldridge, 1988; Wu et al., 1994) Bài báo tổng quan hiểu biết có tác động môi trường nghề nuôi cá biển thảo luận biện pháp thực tế để giảm thiểu tác động Tải lượng nhiễm từ hoạt động nuôi biển Nuôi cá biển phát sinh tải lượng chất hữu dinh dưỡng cao, chủ yếu từ lãng phí thức ăn, tiết cá phân cá (Hình 1) Thức ăn lãng phí (Ackefors Enell, 1990; Seymour Bergheim, 1991) dao động từ đến 38%, tùy thuộc vào loại thức ăn, cách cho ăn, phương pháp ni lồi ni (Hình 2), nguồn nhiễm quan trọng Đáng ý lãng phí thức ăn cao nhiều hệ thống nuôi lồng bè biển, nơi cá tạp sử dụng làm thức ăn Lượng chất thải hữu lắng đọng ước tính khoảng kg/m2/năm khu vực lân cận trại nuôi 10 kg/m2/năm 1,8-31,3 kg C/m2/năm bên trại (Gowen Bradbury, 1987) Lượng thải cân khối lượng C, N, P xác định cho trại nuôi cá hồi (cá hồi vân nuôi thức ăn công nghiệp) 80% C, 76% N 82% P thức ăn đưa vào hệ thống bị thất vào mơi trường (Hall et al., 1990; Holby Hall, 1991; Hall et al., 1992) % thức ăn lãng phí Hình Thức ăn lãng phí phát sinh từ phương pháp ni khác (Warren-Smith, 1982 Leung et al., 1999) Hình Sự phân bố C, N, P trại nuôi cá đất liền (Gowen & Bradbury, 1987) Leung et al., (1999) xây dựng phân bố N cá mú ni lồng ngồi biển, ước tính 87,7% tổng lượng N đưa vào trại nuôi cá mú nuôi lồng ngồi biển bị thất vào mơi trường (tương đương 321 kg N/tấn cá nuôi) Sự tiết ammonia q trình làm thất N nhiều (46%), lãng phí thức ăn (37,7%) sau phân cá (4%) Trong trại nuôi cá hồi châu Âu sử dụng thức ăn chế biến chổ, người ta ước tính khoảng 80-84% C, 52-95% N 82% P thức ăn bị thất vào mơi trường (Hình 2) Tổng lượng N thất vào mơi trường ni cá hồi biển ước tính khoảng 95-102 kg N/tấn cá nuôi (Hall et al., 1992), chất lắng đọng từ trại ni cá bao phủ diện tích rộng khoảng 3,8 lần diện tích trại ni (Hall et al., 1990) Người ta ước tính có 10% chất hữu lắng xuống lớp trầm tích bên trại ni cá hồi bị phân hủy hàng năm (Aure Stigebrandt, 1990) Các dòng phát thải trầm tích C, N, P thấp, có đến 79% C, 88% N 95% P chất lắng đọng trại nuôi (tương đương 23% C, 21% N 53% P thức ăn đầu vào) tích tụ vào trầm tích trở nên bất hoạt Handy Poxton (1993) ước tính 59-66% P thức ăn tích lũy vào trầm tích Phốt phóng thích vào nước thơng qua trình giải hấp sinh học, nhiên việc giải phóng trở nên khơng đáng kể lớp cặn dày > cm (Hansen et al., 1990) Vì trình khống hóa N chủ yếu xảy lớp trầm tích bề mặt có oxy, nên tốc độ khống hóa chậm lớp trầm tích bên trại ni, nơi trầm tích thường kỵ khí khơng có xáo trộn sinh học khơng có hệ động vật đáy tái hoạt động (Rublee, 1982; Huettel, 1990) Thật vậy, Kaspar et al., (1988) không phát q trình nitrat hóa (nitrification) chỗ trầm tích trực tiếp trại ni cá hồi Các vitamin (như B12 biotin), kháng sinh (như aureomycin, oxytetracycline, terramycin, furazolidone nitrofurazone) sắc tố thường bổ sung vào thức ăn chế biến chổ nuôi cá vùng ôn đới Tuy nhiên, việc bổ sung hóa chất lại khơng phổ biến vùng nhiệt đới cận nhiệt đới, nơi chủ yếu sử dụng cá tạp làm thức ăn Các chất trị liệu (như xanh malachit, formalin, đồng sunphat dipterex) thường sử dụng để trị bệnh cho cá Các hóa chất độc hại (kim loại tributyltin, TBT) thường dùng để xử lý lưới lồng nhằm kiểm soát tắc nghẽn (Davies McKie, 1987; Thrower Short, 1991), việc sử dụng chúng bị cấm nhiều nước từ năm 1990 Alabaster (1982) ước tính việc sử dụng thuốc điều trị (aureomycins, oxytetracycline, terramycin, ivermectin, furazolidone nitrofurazone) từ 70 đến 2.000 mg/kg thức ăn Ở Na Uy, việc sử dụng chất trị bệnh nuôi cá (nitrofurazolidone, oxytetracycline, oxolinic acid, sulphamerazine trimethoprim-sulphadiazine) tăng từ 3,7 năm 1980 lên 32,6 năm 1988 (Grave et al., 1990); người ta ước tính khoảng 430 g kháng sinh sử dụng để sản xuất cá hồi (Rosenthal et al., 1988) Số liệu thống kê việc sử dụng hóa chất trị liệu nước khác khơng có sẵn, dự đốn số lượng sử dụng lớn (Chua, 1993) Tuy nhiên, số lượng hóa chất trị bệnh thải vào mơi trường chưa biết Tải lượng P N phát sinh từ nuôi cá tương ứng với phần không đáng kể (0,6% 0,2%) tổng tải lượng vùng ven biển Thụy Điển, tác động cục đáng kể (Ackefors Enell, 1990) Tương tự, tác động nuôi cá biển coi thấp so với hoạt động tạo chất thải khác dọc theo bờ biển phía tây Canada (BC Ministry of Environment, 1990) Ở Hồng Kông, nơi nuôi cá lồng hở sử dụng cá tạp, BOD N phát sinh từ nuôi hải sản chiếm khoảng 3% tổng tải lượng thải vào vùng biển Hồng Kông (Ove Arup et al., 1989) Tổng lượng P thải từ trại nuôi với sản lượng 50 tấn/năm tương ứng với lượng thải qua xử lý từ 7.000 người với giả thiết 90% P loại bỏ khỏi lượng thải (Holby Hall, 1991) Tuy nhiên, cần lưu ý so sánh trực tiếp chất thải trại nuôi cá với nước thải sinh hoạt, chủ yếu tỷ lệ C: N: P khác khác biệt đáng kể chất thải lắng đọng chất thải hòa tan (Rosenthal et al., 1988) Bám bẩn lồng lưới thường đáng kể, việc thải sinh khối bám bẩn vào nước sau làm lồng đơi gây nhiễm cao cho mơi trường Ví dụ, sinh khối bám bẩn lồng cá Hồng Kông ước tính 1,78 (sinh khối ướt) cá nuôi năm (tương đương với 31 kg BOD, kg N 70 g P) (Mak, 1982; Ove Arup et al., 1989) Tải lượng nhiễm nghiêm trọng sinh khối bẩn thải vào nước nuôi Tác động môi trường Tác động môi trường việc nuôi cá phụ thuộc phần lớn vào lồi ni, phương pháp ni, chế độ thủy văn điểm nuôi, loại thức ăn tập quán ni Nói chung, tác động ni cá biển chủ yếu đến trầm tích đáy mức độ thấp nhiều đến chất lượng nước Tác động đến trầm tích đáy Các chất hữu dinh dưỡng có nguồn gốc từ chất thải trại ni cá lắng đọng đáy biển làm tăng nhu cầu oxy trầm tích, dẫn đến tình trạng thiếu oxy sản sinh khí độc (như methane H2S) trầm tích đáy, ảnh hưởng bất lợi đến sinh vật đáy (Tucholski et al., 1980; Enell, 1982; Hall Holby, 1986) Những thay đổi đa dạng sinh vật đáy gần trại nuôi cá hậu việc làm giàu chất hữu trầm tích đáy điều kiện đáy thiếu oxy chứng minh rõ ràng Na Uy, Scotland, Nhật Bản Hồng Kông (Olsgard, 1984; Skogheim Bremnes, 1984; Brown et al., 1987; Tsutsumi et al., 1991; Wu et al., 1994) Một vùng vô sinh thường tìm thấy bên lồng ni suy giảm đa dạng sinh vật đáy xảy vùng lân cận trại nuôi (Ritz et al., 1989; Tsutsumi et al., 1991; Wu et al., 1994) Các tập hợp sinh vật đáy cách lồng từ 25 đến 150 m bình thường, lồng cá hồi cho ăn thức ăn nhân tạo (Brown et al., 1987; Weston, 1990), khu vực bị ảnh hưởng kéo dài đến km, nơi cho ăn cá tạp lưu thông nước (Wu et al., 1994) Một nghiên cứu gần Lu Wu (1998) cho thấy phục hồi sinh vật đáy lớp trầm tích làm giàu chất lắng đọng từ trại ni cá xảy vịng vài tháng, điều nói lên việc ni cá khơng ảnh hưởng lâu dài đến cộng đồng sinh vật đáy giảm ngừng hoạt động nuôi Chất hữu lắng đọng đáy biển dẫn đến phát triển điều kiện thiếu oxy khử trầm tích sản sinh khí độc (như ammonia, methane hydrogen sulphide) Nhu cầu oxy trầm tích (SOD = sediment oxygen demand) trầm tích đáy làm giàu hoạt động ni cá tăng từ hai đến năm lần (Wu, 1990a; Wu et al., 1994), tổng chuyển hóa trầm tích cao mười lần (Holmer Kristensen, 1992) Sự gia tăng SOD nhanh chóng gây tình trạng thiếu oxy vùng nước đáy Nói chung, lượng chất hữu dinh dưỡng sinh nhiều từ hoạt động nuôi, song nuôi cá biển ảnh hưởng cục đến trầm tích đáy dường khơng mở rộng ngồi khoảng 1-1,5 km tính từ bè cá (Gowen Bradbury, 1987; Wu et al., 1994) Tác động cục phần phân tán hẹp thức ăn thừa phân cá (Frid Mercer, 1989; Lumb et al., 1989) giam hãm chất hữu dinh dưỡng trầm tích Tác động đến nước Sự gia tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD dinh dưỡng (P, N hữu N vô cơ, tổng C) giảm oxy cột nước thường xảy xung quanh trại nuôi cá (Muller Varadi, 1980; Bergheim et al., 1982; Beveridge Muir, 1982: Enell, 1982: Penczak et al., 1982; Enell Lof, 1983; Wienbeck, 1983; Beveridge, 1985; Bohl, 1985; Phillips Beveridge, 1986; Molver et al., 1988) Eloranta Palomaeki (1986) chứng minh sinh khối thực vật phù du, diệp lục a suất sơ cấp tăng lên tương ứng với tải lượng dinh dưỡng từ trại nuôi cá Những thay đổi chất rắn lơ lửng, hệ số tắt ánh sáng, diệp lục a sắc tố không quang hợp (phaeopigment) không đáng kể cục (Beveridge et al., 1994; Wu et al., 1994) Ở Hồng Kông, nhiều vùng nuôi cá, nồng độ ammonia, photphat vô cơ, nitrite nitrate số lượng thực vật phù du cột nước thường cao hơn, oxy hòa tan thấp (Wu, 1988) Nghiên cứu Wu et al., (1994) bốn vùng nuôi cá chứng minh biến đổi rõ ràng DO, BOD dinh dưỡng di chuyển khỏi trại nuôi cá, thông số chất lượng nước lúc giống với giá trị cách trại nuôi km Nitơ coi giới hạn dinh dưỡng suất sơ cấp vùng ven biển (Gundersen, 1981) Ammonia urê cá tiết dễ dàng thực vật phù du hấp thụ kích thích phát triển chúng Đáng ý phân cá thức ăn thừa có tỷ lệ N:P gần 7:1 w/w (tỷ lệ Redfield) (Aure Stigebrandt, 1990), cung cấp dinh dưỡng cân cho nhu cầu thực vật phù du Leung et al., (1999) ước tính khoảng 53% nitơ đưa vào hệ thống nuôi cá mú (trong lồng ni ngồi biển) bị thất vào mơi trường dạng ammonia với tải lượng ước tính 169,8 g ammonia-N (NH3-N) kg cá nuôi NH3 độc sinh vật biển độc tính phụ thuộc vào độ mặn, nhiệt độ pH; NH3 thúc đẩy tảo nở hoa Trái lại, phốt không quan trọng việc thúc đẩy tảo phát triển mơi trường biển, khơng có tác dụng đáng kể (xem Handy Poxton, 1993) Hiện tượng phú dưỡng nuôi cá lồng ghi nhận số nghiên cứu (ví dụ Enell Lof, 1983) Không thể loại trừ việc nuôi cá biển gây tượng phú dưỡng quy mô lớn, loại trừ khả phú dưỡng cục xảy khu vực lưu thông nước (Gowen Bradbury, 1987; Aure Stigebrandt, 1990; Wu et al., 1994) Mặc dù có chứng phịng thí nghiệm cho thấy có mối quan hệ việc xả thải trại nuôi cá với thủy triều đỏ tảo nở hoa (Nishimura, 1982; Takahashi Fukazawa, 1982; Molver et al., 1988), nhiên chứng thuyết phục chứng minh ni cá thúc đẩy xuất thủy triều đỏ Các tác động môi trường sắc tố vitamin chưa biết đến nhiều Biotin chứng minh có tác dụng kích thích phát triển số lồi thực vật phù du có liên quan đến độc tính tảo roi Gymnodinium aureoles (Gowen Bradbury, 1987) Vitamin B12 chứng minh yếu tố thúc đẩy tăng trưởng tảo Chrysochromulina polylepis (tảo gây giết hại hàng loạt cá hồi nuôi lồng vùng biển Scandinavia) tảo roi Heterosigma akashiwo (Graneli et al., 1993; Honjo, 1993) Thịt phân cá chứng minh có khả kích thích phát triển lồi thủy triều đỏ Gymnodinium loại 65 Chatonella antigua nuôi phịng thí nghiệm (Nishimura, 1982) Bất chấp kết phịng thí nghiệm này, khơng có chứng khoa học xác đáng để liên kết xuất thủy triều đỏ thực địa với chất thải trại nuôi cá Việc sử dụng kháng sinh trại ni cá dẫn đến phát triển tính kháng thuốc vi khuẩn gây bệnh cho cá, gây lo ngại khả lây truyền tính kháng thuốc đến mầm bệnh người (Aoki, 1989; Dixon, 1991) Sự phát triển quần thể vi khuẩn kháng thuốc trầm tích ghi nhận (Austin, 1985; Homer, 1992) Ví dụ, có tới 100% vi khuẩn kháng oxytetracycline ghi nhận từ trầm tích biển gần trại nuôi cá sau dùng thuốc; kháng thuốc tồn 13 tháng sau (Torsvik et al., 1988; Samuelsen et al., 1992) Tuy nhiên, khu vực trầm tích chứa dư lượng oxytetracycline tìm thấy cục (cách trại ni < 100 m) Chỉ có dư lượng dạng vết hàu thu thập gần trại nuôi, mức dư lượng cua vượt giới hạn cho phép Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (the US Food and Drug Administration) thủy sản thương mại 0,1 µg/g (Capone et al., 1996) Một chất khác, furazolidone bị vi khuẩn phân hủy nhanh chóng khơng thể phát hoạt tính kháng khuẩn trầm tích (Torsvik et al., 1988; Samuelsen et al., 1991) Việc ức chế q trình khử sunphat trầm tích đáy lồng nuôi sau điều trị kháng sinh báo cáo (IOE, 1992) Ảnh hưởng vitamin môi trường biển chưa biết đến nhiều Trong mơi trường có oxy, thời gian bán phân hủy kháng sinh vitamin ngắn (< ngày nước biển 32-64 ngày trầm tích trại ni cá oxytetracycline biotin) (Samuelsen, 1989; Capone et al., 1996), tích tụ vitamin kháng sinh môi trường chắn xảy Mặc dù oxytetracycline tồn lâu trầm tích trại ni cá thiếu oxy (lên đến 419 ngày), mặt sinh học khơng có sẵn trường hợp (Bjoerklund et al., 1990) Ivermectin (là loại thuốc có hiệu chống lại nhiều loại ký sinh trùng) sử dụng rộng rãi để điều trị nhiễm rận biển cá hồi ni, độc tính cao Ivermectin chứng minh số động vật không xương sống biển, làm dấy lên lo ngại tác động có hại đến hệ sinh vật biển (Grant Bigg, 1998) Thời gian bán hủy dài (> 100 ngày) ivermectin độc tính cao giun nhiều tơ gây nguy đáng kể sinh vật đáy biển sống xung quanh lồng cá (Davis et al., 1998) Ô nhiễm TBT phát từ mô cá nuôi (Davies McKie, 1987; Waldichuck, 1987b) nước (Balls, 1987; Thrower Short, 1991) nơi sử dụng TBT để xử lý lồng lưới Tuy nhiên, khơng có thay đổi đáng kể tỷ lệ chết tốc độ tăng trưởng cá bị nhiễm TBT (Thrower Short, 1991) Tình trạng phát triển quan sinh dục đực (imposex) báo cáo ốc vặn săn mồi (dogwhelk Nucella lapillus) sống vịnh hẹp Scotland, nơi TBT sử dụng để xử lý lồng cá (Davies et al., 1987) Mặc dù ngày có nhiều lo ngại lây lan dịch bệnh từ cá nuôi sang cá tự nhiên (Hill, 1991), song có ví dụ ghi nhận Trong hầu hết trường hợp, bệnh xác định quần thể cho lây lan từ quần thể khác (Brackett, 1991) Các lồi ni thích nghi với mơi trường tự nhiên, cá ni ngồi lai tạp với cá tự nhiên, làm thay đổi nguồn gen cá tự nhiên sau Tuy nhiên, khơng có đủ chứng để xác định tác động sinh thái đàn cá ni ngồi Chắc chắn gene du nhập vào quần thể tự nhiên bị loại bỏ nhanh chóng chọn lọc tự nhiên Giảm thiểu tác động môi trường Giữ lượng ô nhiễm sức tải Tác động môi trường nuôi cá biển phụ thuộc nhiều vào lưu thông nước, mật độ nuôi, tập quán nuôi loại thức ăn (Wu et al., 1994) Tác động ô nhiễm đáng kể nơi có lưu thơng nước tốt lượng nuôi thấp, điều cho thấy giảm thiểu đáng kể tác động mơi trường việc nuôi cá cách chọn điểm nuôi có lưu thơng nước tốt thơng lượng thủy triều tốt, giữ mật độ nuôi thấp sức tải nước nuôi (Wu et al., 1994) Sức tải nước phụ thuộc vào thơng lượng thủy triều, dịng chảy khả đồng hóa thủy vực chất nhiễm Mức tiêu thụ oxy lồi nuôi dao động từ 83 đến > 400 g O2/tấn lồi ni/h (Wu, 1990b; McLean et al., 1993) Giả sử lượng oxy hòa tan nước biển mg/l, cần 17-57 m3 nước biển để bù cho lượng oxy tiêu thụ cá nuôi, chưa kể đến nhu cầu oxy cho chất thải từ q trình ni Trong hệ thống ni lồng vùng nước mở, người ta cho với sản lượng 200 cá năm cần dòng chảy m3/giây (Tervet, 1981) Khi xác định giới hạn chấp nhận thông số chất lượng nước trầm tích để hỗ trợ phát triển cá ni an tồn cho đời sống sinh vật biển, ước tính lượng cá nuôi cho phép tối đa, mà đảm bảo khơng vượt q chất lượng nước / trầm tích xác định, kỹ thuật mơ hình hóa chất lượng nước (Hình 4) Các mơ hình chất lượng nước phát triển để xác định sức tải nước liên quan đến quần đàn cá nuôi vùng nuôi cá (Wu et al., 1999) Trong nghiên cứu này, hai mơ hình xác định (đó mơ hình thủy động lực mơ hình chất lượng nước) sử dụng Mơ hình thứ mơ hình thủy động lực D, lớp dòng chảy thủy triều vận chuyển muối, mơ hình tính toán mực nước, vận tốc độ mặn ô lưới 50 m2 lớp vùng nuôi khoảng 30 giây chu kỳ thủy triều Kết từ mơ hình dịng chảy cung cấp số liệu thủy động lực để đưa vào mơ hình chất lượng nước thủy triều D, chạy để mô chất lượng nước tải lượng ô nhiễm cụ thể từ hoạt động ni cá biển (Hình 5) Mơ hình chất lượng nước định lượng mối quan hệ thành phần sinh vật (đó là: vi khuẩn, thực vật phù du, động vật phù du, thực vật lớn, sinh vật đáy cá) thành phần phi sinh vật (đó là: độ mặn, carbon hữu cơ, oxy hòa tan, nitơ, phốt oxy) điểm ni cá, đồng thời mơ tả q trình sinh học hóa học thịnh hành (bao gồm: q trình oxy hóa carbon hữu cơ, động lực dinh dưỡng thực vật phù du, thủy phân oxy hóa N hữu vơ cơ, tăng trưởng, quang tổng hợp, hô hấp, phân hủy carbon thực vật, SOD, hô hấp cá BOD) Sinh khối cá chất ô nhiễm kéo theo (chất thải hữu dinh dưỡng) tạo từ hoạt động khác (như lãng phí thức ăn, phân cá chất tiết cá, v.v.) định lượng đưa vào mơ hình Dựa tải lượng chất hữu dinh dưỡng đầu vào từ mật độ ni cho trước, mơ hình tính tốn hàm lượng NH3, NO2, NO3, tổng N hữu cơ, oxy hịa tan BOD nước tiếp nhận Hình Tải lượng nhiễm từ loại hình ni cá biển khác Hình Những thay đổi tiềm oxy hóa khử trầm tích dọc theo đường cắt ngang vùng nuôi cá Hồng Kông (Wu et al., 1994) Hình Sự thay đổi hydro sunfua (hydrogen sulphide = H2S) trầm tích dọc theo đường cắt ngang vùng nuôi cá Hồng Kông (Wu et al., 1994) Hình Những thay đổi số đa dạng (H') dọc theo đường cắt ngang vùng nuôi cá Hồng Kông (Số liệu từ Wu et al., 1994) Các kết mô gần giống với kết từ nghiên cứu thực địa địa điểm báo cáo trước (Wu et al., 1994) Bằng cách so sánh kết chất lượng nước đầu kịch khác mật độ ni, mơ hình đóng vai trị cơng cụ hữu ích giúp đưa định quản lý lượng cá tối đa cho phép điểm nuôi cụ thể mà đáp ứng mục tiêu chất lượng nước chấp nhận cho phát triển bền vững ngành Ở Scotland, mơ hình hộp đơn giản phát triển để làm sở đánh giá tác động nuôi cá biển điều chỉnh hoạt động nuôi vịnh hẹp (Gillibrand Turrell, 1995) Giảm tải lượng ô nhiễm công nghệ chế biến thức ăn Khoảng 80-84% C, 52-95% N 82% P thức ăn đưa vào hệ thống nuôi bị thất thơng qua thức ăn thừa, tiết phân cá (Hình 3), giảm thiểu tổn thất công nghệ sản xuất thức ăn tiên tiến Có thể giảm lãng phí thức ăn cách tăng tính ổn định giảm tốc độ chìm thức ăn, đồng thời cung cấp cho cá thức ăn có kích thước phù hợp với giai đoạn phát triển khác Lượng ammonia cá tiết hàm số lượng protein cá ăn vào giữ mức tối thiểu; với thức ăn dễ tiêu hóa cung cấp tỷ lệ protein/năng lượng tối ưu cho loài giai đoạn phát triển chúng Nhu cầu lượng cá đáp ứng carbohydrate chất béo, nhờ đó, protein dành cho xây dựng mô thể Đã chứng minh khả giữ lại protein Sparus aurata (cá tráp đầu vàng) tăng từ 24,3 lên 31,3% cách tăng lượng lipid phần ăn lên 37% (Kissil Lupatsch, 1992) Rõ ràng, giảm N phần ăn cách sử dụng thức ăn nhân tạo Có chút nghi ngờ thức ăn nhân tạo chế biến theo công thức tốt cá tạp giá trị dinh dưỡng, khả bảo quản, khả cung ứng tải lượng ô nhiễm Lý mà cá tạp sử dụng rộng rãi Châu Á (như Nhật Bản, Hồng Kông, Singapore Thái Lan) chưa hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng lồi ni khơng phải cá hồi Điều cho thấy cần phải cấp thiết nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng lồi cá ni khơng phải cá hồi Ni kết hợp Các lồi tảo biển hấp thụ N, cịn lồi ăn lọc (như hai mảnh vỏ) loại bỏ hạt thực vật phù du khỏi nước với tốc độ đáng kể (Inui et al., 1991; Prins et al., 1994) Thu hoạch dinh dưỡng phát sinh từ nuôi cá biển loài tảo biển sinh vật ăn lọc lựa chọn hấp dẫn điều mặt làm giảm ô nhiễm dinh dưỡng, mặt khác làm tăng suất nuôi Việc sử dụng luống vẹm/hàu để kiểm soát phát triển thực vật phù du phú dưỡng đề xuất Cloern (1982) Loo Rosenberg (1989) Gần đây, ni tổng hợp hệ thống ni khép kín bán khép kín với thực vật (Ulva sp Gracilaria sp.), hải sản có vỏ cá thử nghiệm thành công Israel, Chile, Canada, Pháp Na Uy (Kaas, 1998) Người ta cho thấy kg Ulva lactuca loại bỏ 90% NH3-N nước thải 75 kg cá tạo cho suất tối đa 55 g khối lượng khô/m2/ngày trại nuôi cá đất liền (Cohen Neori, 1991; Neori et al., 1991) Jimenez et al., (1996) cho thấy cần 153 m2 bề mặt bể cho rong Ulva rigida (với mật độ 2,5 g khối lượng tươi/lít) để thu hồi 100% DIN (dissolved inorganic nitrogen = Nitơ vô hòa tan) cá tráp Sparus aurata tạo Tương tự vậy, nuôi tảo nâu (Laminaria Macrocystis) gần trại nuôi cá để loại bỏ dinh dưỡng Petrell et al., (1993) coi khả thi kinh tế kỹ thuật Sản lượng cá tăng (khoảng 1,5%) oxy hòa tan tăng (khoảng 9%) báo cáo từ hệ thống nuôi lồng hở cá tráp đỏ với rau diếp biển (Ulva) Nhật Bản (Anonymous, 1994) Trong hệ thống nuôi đất liền, Shpigel et al., (1993) chứng minh thu hồi khoảng 63% N thức ăn cách nuôi hai mảnh vỏ (Crassostrea gigas Tapes semidecussatus) rong biển (Ulva lactuca) hệ thống Ni thủy sản có vỏ để loại bỏ dinh dưỡng thải từ hoạt động nuôi lựa chọn khả thi thực tế, nên áp dụng cho hệ thống nuôi lồng hở Hơn nữa, rong biển thủy sản có vỏ có giá trị kinh tế nên sử dụng để nâng cao lợi nhuận nuôi Tài liệu tham khảo Ackefors H and Enell M 1990 Discharge of nutrients from Swedish fish farming to adjacent sea areas Ambio 19: 28-35 Alabaster JS 1982 Report of the EIFAC workshop on fish-farm effluents EIFAC Technical Paper 41, 166 pp Aldridge CH 1988 Atlantic salmon pen strategies in Scotland Proceedings of Aquaculture International Congress Aquaculture International Congress, Vancouver, BC, 1988, 28 pp Anonymous 1994 Japanese project grows fish with seaweeds Fish Farming International August Aoki T 1989 Ecology of antibiotic-resistant determinants of R plasmids from fish pathogenic bacteria In: T Hattori, Y Ishida, Y Maruyana, RY Mortia and A Uchida (editors), Recent Advances in Microbial Ecology, pp 571-576 Japan Societies Press, Tokyo Aure J and Stigebrandt A 1990 Quantitative estimates of the eutrophication effects of fish farming on fjords Aquaculture 90: 135-156 Austin B 1985 Antibiotic pollution from fish farms: effects on aquatic microflora Microbiology Science 2: 113117 Balls PW 1987 Tributyltin (TBT) in the waters of a Scottish sea loch arising from the use of anti-foulant treated netting by salmon farms Aquaculture 65: 227-237 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 BC Ministry of Environment 1990 Environmental Management of Marine Fish Farms British Columbia Ministry of Environment, Victoria (Canada), 28 pp Bergheim A, Hustveit H, Kittelsen A and Selmer-Olsen A 1982 Estimated pollution loadings from Norweign fish farms I Investigation 1978-79 Aquaculture 28: 347-361 Beveridge MCM 1985 Cage and pen fish farming Carrying capacity models and environmental impact FAO Fishery Technical Paper 255, 131 pp Beveridge M and Muir JM 1982 An evaluation on proposed cage fish culture on Loch Lomond, an important reservoir in central Scotland Canadian Water Resources Journal 7: 181-96 Beveridge MCM, Ross LG and Kelly LA 1994 Aquaculture and biodiversity Ambio 23: 497-502 Bjoerklund H, Bondestam J and Bylund G 1990 Residues of oxytetracycline in wild fish and sediments from fish farms Aquaculture 86: 359-367 Bohl M 1985 Impact of fish production on the receiving water Muench Beitr Abwasser-fish Flussbiology 39: 297-323 Brackett J 1991 Potential disease interactions of wild and farmed fish Annual meeting Aquaculture Association Canada 91: 79-80 Brown JR, Gowen RJ and McLusky DJ 1987 The effect of salmon farming on the benthos of a Scottish sea loch Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 109: 39-51 Capone, D.G., Weston, D.P., Miller, V., Shoemaker, C., 1996 Antibacterial residues in marine sediments and invertebrates following chemotherapy in aquaculture Aquaculture 145: 55-75 Chua TE 1993 Environmental management of coastal aquaculture development In: RSV Pullin, H Rosenthal and JL Maclean (editors), Environment and Aquaculture in Developing Countries, pp 199-212, ICLARM Conference Proceedings, Manila Cloern JE 1982 Does benthos control phytoplankton biomass in south San Francisco Bay? Marine Biology 9: 191-202 Cohen I and Neori A 1991 Ulva lactuca biofilter for marine fishpond effluents I Ammonia uptake kinetics and nitrogen content Botanica Marina 34: 475-482 Davies IM and McKie JC 1987 Accumulation of total tin and tributyltin in muscle tissue of farmed Atlantic salmon Marine Pollution Bulletin 18: 405-407 Davies IM, Bailey SK and Moore DC 1987 Tributyltin in Scottish sea lochs, as indicated by degree of imposex in the dogwhelk K Nucella lapillus L Marine Pollution Bulletin 18: 400-404 Davis, IM, Grilibrand PA McHenery JG, Rae GH 1998 Environmental risk of ivermectin to sediment dwelling organisms Aquaculture 163: 29-46 Dixon BA 1991 Antibiotic resistance of bacterial fish pathogens In: P Lavens, P Sorgeloos, E Jaspers and F Ollevier (editors), Fish and Crustacean Larviculture Symposium, Gent (Belgium) Special Publication European Aquaculture Society 15, 419 p Duff A 1987 Scottish fish farm pollution Marine Pollution Bulletin 18: 261 Enell M 1982 Changes in sediment dynamics caused by cage culture activities Proceedings of 10th Nordic Symposium Sediments, 72-8 pp Enell M and Lof J 1983 Miljoeffekter av vattenbruk- sedimentation och narsaltbelastning from fishkasseodingar Vatten 39: 364-375 Frid CLJ and Mercer TS 1989 Environmental monitoring of caged fish farming in macrotidal environments Marine Pollution Bulletin 20: 379-383 Gowen RJ and Bradbury NB 1987 The ecological impact of salmonid farming in coastal waters: a review Oceanography Marine Biology Annual Review 25: 563-575 Graneli E, Paasche E and Maestrini SY 1993 Three years after the Chrysochromulina polylepis bloom in Scandinavian waters in 1988: some conclusions of recent research and monitoring In: TJ Smayda and Y Shimizu (editors), Toxic Phytoplankton Blooms in the Sea, Volume 3, pp 23-32, Elsevier, The Netherlands Grant, A and Briggs AD 1998 Toxicity of ivermectin to estuarine and marine invertebrates Marine Pollution Bulletin 36:540-541 Gundersen K 1981 The distribution and biological transformation of nitrogen in the Baltic Sea Marine Pollution Bulletin 12: 199-205 Hall P and Holby O 1986 Environmental impact of marine fish cage culture Report C.M 1986/F:46 Mariculture Committee, Sweden 20 pp Hall POJ, Anderson LG, Holby O, Kollberg S and Samuelson MO 1990 Chemical flux and mass balances in a marine fish cage farm I Carbon Marine Ecological Progress Series 61: 61-73 Hammond LS 1987 Mariculture pollution Marine Pollution Bulletin 18: 148 Handy RD and Poxton MG 1993 Nitrogen pollution in mariculture: toxicity and excretion of nitrogenous compounds by marine fish Reviews in Fish Biology and Fisheries 3: 205-241 Hansen PK, Pitman K and Ervik A 1990 Effects of Organic Waste from Marine Fish Farms on the Sea Bottom Beneath the Cages Copenhagen-Denmark ICES, 14 pp Hill BJ 1991 The fish health situation in Europe and the prospectives for the community after 1992 Bulletin Society Ital Patol Ittica 5: 22-30 10 40 Holby O and Hall POJ 1991 Chemical flux and mass balances in a marine fish cage farm II Phosphorus Marine Ecological Progress Series 70:263-272 41 Holmer M and Kristensen E 1992 Impact of marine fish cage farming on metabolism and sulfate reduction of underlying sediments Marine Ecology Progress Series 80: 191-201 42 Homer M 1992 Impact of aquaculture on surrounding sediments: generations of organic-rich sediments In: Aquaculture and the Environment Special Publication Europe Aquaculture Society 16, 155-175 pp 43 Honjo T 1993 Overview on bloom dynamics and physiological ecology of Heterosigma akashiwo In: TJ Smayda and Y Shimizu (editors), Toxic Phytoplankton Blooms in the Sea, Volume 3, pp 33-42, Elsevier, The Netherlands 44 Huettel M 1990 Influence of the lungworm Arenicola marina on pore water nutrient profiles of sand flat sediments Marine Ecology Progress Series 62: 241-248 45 Inui M, Itsubo M and Iso S 1991 Creation of a new non-feeding aquaculture system in enclosed coastal seas Marine Pollution Bulletin 23: 321-325 46 IOE 1992 Chemotherapy in aquaculture: from theory to reality Internacional des Epizooties, Paris 47 Jimenez DRM, Ramazanov Z and Garcia-Reina G 1996 Ulva rigida (Ulvales, Chlorophyta) tank culture as biofilters for dissolved inorganic nitrogen from fish pond effluents Hydrobiologia 326: 61-66 48 Kaas R 1998 Use of macroalgae for treatment of fish farm effluents Salt marsh and aquaculture: sustainable activity for conservation and exploitation of coastal wetland (Ed Hussenot) Plouzane-France, IFREMER 19:234242 49 Kaspar HF, Hall GH and Holland AJ 1988 Effects of cage salmon fanning on sediment nitrification and dissimilatory nitrate reduction Aquaculture 70: 333-344 50 Kissil GW and Lupatschi I 1992 New approaches to fish feed in Israeli mariculture as a result of environmental constraint Israel Journal Aquaculture Bamidgeh 44: 125 51 Leung KMY, Chu JCW and Wu RSS 1999 Nitrogen budgets for the areolated grouper Epinephelus areolatus (Forskal) cultured under laboratory conditions and in open-sea cages Marine Ecology Progress Series 186: 271281 52 Loo LO and Rosenberg R 1989 Bivalve suspension-feeding dynamics and benthic-pelagic coupling in an eutrophicated marine Bay Journal of Experimental Marine Biology Ecology 130: 253-276 53 Lu L and Wu, RSS 1998 Recolonization and succession of marine macrobenthos in organic enriched sediment deposited from fish farms Environmental Pollution 107: 241-251 54 Lumb CM, Fowler SL, McManus J and Elliott M 1989 Assessing the benthic impact of fish farming In Developments in Estuarine and Coastal Study Techniques National Conservation Council Olsen & Olsen, Fredensborg, Denmark, 75-8 pp 55 McLean WE, Jensen JOT and Alderice DF 1993 Oxygen consumption rates and water flow requirements of Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in the fish culture environment Aquaculture 109: 281-313 56 Mak PMS 1982 Biofouling of mariculture cages in Hong Kong PhD Thesis, University of Hong Kong, pp 542 57 Miki K, Sano M and Bailly D 1992 The role and problems of coastal fish culture in Japan Oceanis-Doc Oceanography 18: 385-395 58 Molver J, Stigebrandt A and Bjerkenes V 1988 On the excretion of nitrogen and phosphorous from salmon Proceedings of Aquaculture International Congress Aquaculture International Congress, Vancouver, BC, 80 p 59 Morton B 1989 Hong Kong’s pig in the sea Marine Pollution Bulletin 20: 199-200 60 Muller F and Varadi L 1980 The results of cage fish culture in Hungary Aquaculture Hungary 2: 154-167 61 Neori A, Cohen I and Gordin H 1991 Ulva lactuca biofilter for marine fishpond effluents II Growth rate, yield and C:N ratio Botanica Marina 34: 483-489 62 New MB and Casvas I 1995 Aquafeed in Asia - a regional review Farm made aquafeed, FAO Fisheries Technical Paper 343, 1-24 pp 63 Nishimura A 1982 Effects of organic matters produced in fish farms on the growth of red tide algae Gymnodinium type 65 and Chattonella antiqua Bulletin Plankton Society Japan 29: 1-7 64 Olsgard F 1984 Pollution effects on soft bottom fauna from a nearby marine fish culture site Norsk Fiskeoppdrett 9: 32-38 65 Ove Arup, Furano, Hydraulic Research (Asia) and WRc (Asia) 1989 Assessment of the Environmental Impact of Marine Fish Culture in Hong Kong Final Report submitted to the Environmental Protection Department, Hong Kong Government 66 Pencazk T, Galicka W, Molinski M, Kusto E and Zalewski M 1982 The enrichment of a mesotrophic lake by carbon, phosphorous and nitrogen from the cage aquaculture of rainbow trout Salmo gairdneri Journal of Applied Ecology 19: 371-393 67 Petrell RJ, Mazhari TK, Harrison PJ and Druehl LD 1993 Mathematical model of Laminaria production near a British Columbia salmon sea cage farm Journal of Applied Phycology, 5: 1-14 68 Phillips M and Beveridge M 1986 Cage and the effect on water condition Fish Farmer 9: 17-19 69 Prins TC, Dankers N and Small AC 1994 Seasonal variation in the filtration rates of a semi-natural mussel bed in relation to seston composition Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 176: 69-86 70 Ritz DA, Lewis ME and Shen M 1989 Response to organic enrichment of infaunal macrobenthic communities 11 under salmonid seacages Marine Biology 103: 211-214 71 Rosenthal H, Weston D, Gowen R and Black E 1988 Report of the ad hoc Study Group on Environmental Impact of Mariculture’ Cooperative Research Report 154, 83 pp 72 Rublee PA 1982 Bacteria and microbial distribution in estuarine sediments In: VS Kennedy (editor), Estuarine Comparison, Academic Press, New York, 159-82 pp 73 Samuelsen OB 1989 Degradation of oxytetracyline in seawater at two different temperatures and light intensities and the persistence of oxytetracycline in the sediment from a fish farm Aquaculture 83: 7-16 74 Samuelsen OB, Solheim E and Lunestad BT 1991 Fate and microbiological effects of furazolidone in a marine aquaculture sediment Science of the Total Environment 108: 275-283 75 Samuelsen OB, Torsvik V and Ervik A 1992 Long range changes in oxytetracycline concentration in bacterial resistance towards oxytetracycline in a fish farm sediment after medication Science of the Total Environment 114: 25-36 76 Seymour EA and Bergheim A 1991 Towards a reduction of pollution from intensive aquaculture with reference to the farming of salmonids in Norway Aquaculture Engineering 10: 73-88 77 Skogheim O and Bremnes K 1984 Effect on the environment from fish farms in lakes Norsk Fisheoppdrett 9: 37-8 78 Takahashi M and Fukazawa N 1982 Effects of selective nutrient simulation on the growth of different phytoplankton species in natural waters Marine Biology 70: 267-73 79 Tervet DJ 1981 The impact of fish farming on water quality Journal of Water Pollution Control 80: 571-581 80 Thrower FP and Short JW 1991 Accumulation and persistence of tri-n-butyltin in pink and chum salmon fry cultured in marine net-pens Aquaculture 96: 233-239 81 Torsvik VL, Soerheim R and Goksoeyr J 1988 Antibiotic Resistance of Bacteria from Fish Farm Sediments Copenhagen-Denmark-IVES, pp 82 Tsutsumi H, Kikichi T, Tanaka M, Higashi T, Imasaka K and Miyazaki M 1991 Benthic faunal succession in a cove organically polluted by fish farming Marine Pollution Bulletin 23: 233-8 83 Tucholski F, Eclawski I and Wojno T 1980 Studies on removal of wastes produced during cage rearing of rainbow trout (Salmo gairdneri) in lakes Chemical composition of waste Rocz Nauk Roln 82: 17-30 84 Waldichuk M 1987a Fish farming problems Marine Pollution Bulletin 18: 2-3 85 Waldichuk M 1987b TBT in aquaculture salmon a concern Marine Pollution Bulletin 18: 265-266 86 Weston D 1990 Quantitative examination of macrobenthic community changes along an organic enrichment gradient Marine Ecological Progress Series 61: 233-244 87 Wienbeck H 1983 Reflections on ammonia content in fish culture Arb Dtsch Fisch-Verb 39: 21-33 88 Wu RSS 1988 Marine pollution in Hong Kong: a review Asian Marine Biology 5: 1-23 89 Wu RSS 1990a A respirometer for continuous in situ measurement of sediment oxygen demand Water Research 24: 391-4 90 Wu RSS 1990b Environmental tolerance of some marine fish: applications in mariculture management In: RC Ryans (editor), Proceeding of International Symposium Fishery Physiological Fish Toxicology Fishery Management, pp 197-207 USEPA, Athens 91 Wu RSS, Lam KS, MacKay DW, Lau TC and Yam V 1994 Impact of marine fish fanning on water quality and bottom sediment: a case study of the sub-tropical environment Marine Environmental Research 38: 115-145 92 Wu, R.S.S., Shin, P.K.S Mackay, D.W., Mollowney, M., Johnson, D., 1999 Management of marine fish farming in the sub-tropical environment: a modeling approach Aquaculture 174: 279-298 Dịch từ tài liệu: Environmental Impacts of Marine Fish Farming and their Mitigation Author: R S S Wu Centre for Coastal Pollution and Conservation City University of Hong Kong, Department of Biology and Chemistry Tat Chee Avenue, Kowloon, Hong Kong, SAR China Citation: Wu, R S S (2001) Environmental impacts of marine fish farming and their mitigation In L M B Garcia (Ed.), Responsible Aquaculture Development in Southeast Asia Proceedings of the Seminar-Workshop on Aquaculture Development in Southeast Asia organized by the Aquaculture Department, Southeast Asian Fisheries Development Center, 12-14 October 1999, Iloilo City, Philippines (pp 157–172) 12 ... nước nuôi Tác động môi trường Tác động môi trường việc nuôi cá phụ thuộc phần lớn vào lồi ni, phương pháp ni, chế độ thủy văn điểm nuôi, loại thức ăn tập quán ni Nói chung, tác động ni cá biển. .. Giảm thiểu tác động môi trường Giữ lượng ô nhiễm sức tải Tác động môi trường nuôi cá biển phụ thuộc nhiều vào lưu thông nước, mật độ nuôi, tập quán nuôi loại thức ăn (Wu et al., 1994) Tác động ô... Tương tự, tác động nuôi cá biển coi thấp so với hoạt động tạo chất thải khác dọc theo bờ biển phía tây Canada (BC Ministry of Environment, 1990) Ở Hồng Kông, nơi nuôi cá lồng hở sử dụng cá tạp,