Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ Tôm đông lạnh Cá da trơn - basa Thủy sản đông lạnh pH - 6,5 - 9 6,5 - 7 5,5 - 9 SS mg/L 100 - 300 500 - 1.200 50 - 194 COD mgO2/L 800 - 2.000 800 - 2.500 694 - 2.070 BOD5 mgO2/L 500 - 1.500 500 - 1.500 391 - 1.539 NTổng mg/L 50 - 200 100 - 300 30 - 100 PTổng mg/L 10 - 120 50 - 100 3 - 50 Dầu và mỡ mg/L - 250 - 830 2.4 -100
1.3.3. Thực trạng ô nhiễm môi trường từ hoạt động chế biến thủy hải sản
Nước thải nuôi trồng thủy sản cũng chứa các thành phần độc hại có thể gây ơ nhiễm mơi trường cần được xử lý. Nước thải ni tơm cơng nghiệp có hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD5 12 - 35mg/l, COD 20 - 50mg/l), các chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn lơ lửng (12 - 70mg/l), ammoniac (0,5 - 1mg/l), coliforms (2,5.102 -3.104 MNP/100ml). Nước thải ni cá trê lai có thành phần BOD5 56mg/l, COD 118mg/l, tổng N 11,50 mg/l, tổng P 5,02 mg/l. Nước thải ni cá tra có thành phần BOD5 50mg/l, COD 112 mg/l, tổng N 4,81 mg/l, tổng P 2,17 mg/l. Nguồn nước thải nuôi trồng thủy sản trong một vụ nuôi (nuôi tôm thường 2 vụ/năm, nuôi cá 1 vụ/năm) có thể đạt đến 15.000 - 25.000 m3/ha tùy thuộc vào quy trình ni các loại thủy sản... có chứa nhiều thành phần độc hại và các nguồn dịch bệnh phải được xử lý triệt để trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Nước thải trong ngành chế biến thủy sản là nguồn nước thải từ nước rửa nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm, các nguồn nước vệ sinh nhà xưởng sản xuất, nước rửa máy móc thiết bị, dụng cụ sản xuất trong các phân xưởng nhà máy chế biến thủy sản với thành phần như sau: BOD5 khoảng 800 - 2.000mg/l, có lúc đạt đến 4.500mg/l. COD khoảng 1.000 - 2.500mg/l, có lúc đạt đến 5.000mg/l, chất rắn lơ
lửng (SS) khoảng 300 – 600 mg/l, nitơ tổng số (Nt) khoảng 100 – 150 mg/l, photpho tổng số (Pt) khoảng 20 - 50 mg/l, đặc biệt vi sinh Coliforms thường lớn hơn 1.105 MPN/100ml, với lưu lượng khoảng 20 - 35 m3/tấn sản phẩm, đây là nguồn gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng cần phải được xử lý đáp ứng quy chuẩn mơi trường quy định.
Nguồn khí thải từ các hệ thống lò hơi, máy phát điện, lò sấy… chứa các thành phần độc hại CO, CO2, NO2, SO2, với lưu lượng, thành phần thải khác nhau, cần được quản lý chặt chẽ và được xử lý tại nguồn đáp ứng quy chuẩn môi trường quy định trước khi thải ra mơi trường. Bên cạnh đó, trong sản xuất chế biến thủy sản cịn tạo ra mùi hơi do phân hủy chất hữu cơ như H2S, NH3, CH3SH (Methyl mercaptan), dung môi hữu cơ bay hơi, chất khử trùng phát sinh trong các công đoạn sản xuất chế biến thủy sản.
Chất thải sinh hoạt trong chế biến thủy sản do hoạt động của công nhân viên thải ra với định mức trung bình hàng ngày 0,5 - 1 kg người/ngày (đối với các trang trại doanh nghiệp). Thành phần trung bình: Thực phẩm khoảng 79,17%, giấy khoảng 5,18%, ni lông, nhựa khoảng 6,84%, kim loại khoảng 1,05%... chủ yếu là các thành phần hữu cơ dễ phân hủy, do đó có thể gây các tác động đến mơi trường và nhiễm vi sinh trong quá trình phân hủy tạo ra.
1.3.4. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy hải sản
Những năm qua, ngành chế biến thủy hải sản đã có nhiều nỗ lực trong cơng tác BVMT, trong đó đề XLNT đã được các chủ doanh nghiệp quan tâm. Tuy nhiên, vẫn còn một số cơ sở chế biến thủy hải sản xả nước thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận không đạt yêu cầu của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản như thông số tổng phốt pho (tính theo P); Amoni (NH4+ tính theo N)… Nguyên nhân chủ yếu là do đầu tư hệ thống XLNT chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Để xử lý triệt để thành phần P và N có trong nước thải; kỹ thuật vận hành công nghệ xử lý trong bối cảnh khá phức tạp của thành phần nước thải cần được xử lý (yếm khí UASB, hiếu khí Aerotenk…xử lý P và N)… Điều này địi hỏi trách nhiệm xã hội của các chủ
doanh nghiệp trong việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chế biến thủy hải sản trước khi thải ra môi trường theo quy định của pháp luật[12].
TT Thông số Đơn vị TCVN 5945:2005 QCVN 11:2008/BTNMT QCVN 11:2015/BTNMT A B C A B A B 1 pH - 6-9 5.5-9 5-9 6-9 5.5-9 6-9 5.5-9 2 BOD5 (20oC) mg/l 30 50 100 30 50 30 50 3 COD mg/l 75 150 400 50 80 75 150 4 TSS mg/l 50 100 200 50 100 50 100 5 Amoni mg/l 5 10 15 10 20 10 20 6 Tổng nitơ mg/l 20 40 60 30 60 30 60 7 Tổng Phospho mg/l 4 6 8 -(*) -(*) 10 20 8 Tổng dầu, mỡ ĐTV mg/l 500 1000 30 20 20 10 20 9 Clo dư mg/l 1 2 - 1 2 1 2 10 Coliform MPN/100ml 3000 5000 - 3000 5000 3000 5000
Ghi chú: Cột A dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Cột B khơng dùng cho
mục đích cấp nước sinh hoạt. Cột C không được phép thải ra môi trường. (*) tham chiếu áp dụng tại Bảng 1, TCVN 5945:2005 (mục 2.2).
1.3.5. Tác động của nước thải chế biến thủy hải sản đến mơi trường
Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực.
Đối với nước ngầm tầng nơng, nước thải chế biến thuỷ sản có thể thấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm. Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt [10].
Đối với các nguồn nước mặt, các chất ơ nhiễm có trong nước thải chế biến thuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau:
− Các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản chủ
yếu là dễ bị phân hủy. Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo… Khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng độ oxy hịa tan dưới 50% bão hịa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tơm, cá. Oxy hịa tan giảm khơng chỉ gây suy thối tài ngun thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.
− Chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó
hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu... Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến ài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lịng sơng, cản trở sự lưu thơng nước và tàu bè…
− Chất dinh dưỡng (N, P):
+ Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện
tượng thiếu oxy. Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực. Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới khơng có ánh sáng. Q trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ. Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sinh, nghề nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và cấp nước.
+ Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ làm chết tơm, cá, từ 1,2 ÷ 3 mg/l. Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l.
− Vi sinh vật: Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong
nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính.
1.4. Các phương pháp thử nghiệm độc học nước
1.4.1. Thử nghiệm độc cấp tính
Các thử nghiệm độc học cấp tính nhằm mục đích đánh giá các tác động của các tác nhân độc lên các loài sống dưới nước trong suốt thời gian ngắn trong vịng đời của chúng [13].
Trong khi đó, tác nhân gây độc tính cấp được hấp thu nhanh chóng vào cơ thể và sản sinh ngay lập tức các hiệu ứng độc cho cơ thể, song cũng có trường hợp, tiếp xúc cấp tính bị suy giảm độc tính.
Để đánh giá độc tính cấp và ngưỡng độc người ta dùng các đại lượng sau:
− LD50 (median lethal dose): liều lượng gây chết 50% số sinh vật thí nghiệm. Thường áp dụng cho nhóm sinh vật trên cạn. Đơn vị mg/kg động vật.
− LC50 (median lethal concentration) nồng độ gây chết 50% sinh vật thí nghiệm, thường áp dụng để đánh giá độc tính của chất độc dạng lỏng, hồ tan trong nước hay nồng độ hơi, bụi trong khơng khí ơ nhiễm. Đơn vị mg/l dung dịch độc.
− EC50 (effective concentration)/ED50 (effective dose): nồng độ/liều lượng chất độc gây ra các ảnh hưởng sinh học khác nhau cho 50% đối tượng thí nghiệm. Nghiên cứu “Đánh giá độc tính của một số nước thải cơng nghiệp điển hình” của Đồn Đặng Phi Cơng và cộng sự thử nghiệm độc học cấp tính trên vi giáp xác Ceriodaphnia cornuta được phân lập từ mẫu nước sông Đồng Nai, vi tảo Selenastrum capricornutum và vi khuẩn Photobacterium phosphoreum.
− Vi khuẩn Photobacterium phosphoreum: Độc tính được đánh giá qua chỉ số EC50 - nồng độ chất thử tại đó khả năng phát quang của vi khuẩn bị giảm 50%. Chỉ số này được xác định ở các thời điểm 5 phút và 15 phút tính từ lúc vi khuẩn tiếp xúc với chất thử.
− Vi tảo Selenastrum capricornutum: Từ các số liệu thực nghiệm, tính tốn tốc độ phát triển (growth rate), mức độ bị ức chế phát triển (% inhibition) của tảo ở các nồng độ nước thải khác nhau. Tính tốn giá trị EC50 - nồng độ nước thải tại đó tốc độ phát triển của tảo bị ức chế 50%.
− Vi giáp xác Ceriodaphnia cornuta: Từ số lượng sinh vật chết sau 48 giờ, tính tốn mức độ ức chế tỷ lệ sống của Ceriodaphnia cornuta trong môi trường chứa nước thải ở các nồng độ khác nhau. Xác định giá trị LC50 - nồng độ nước thải tại đó tỷ lệ sống của sinh vật bị ức chế 50%.
1.4.2. Thử nghiệm độc mãn tính
Các thử nghiệm độc học cấp tính nhằm đánh giá các tác động của các chất độc đối với các loài sống dưới nước trong suốt một phần chu kỳ sống của sinh vật, thường thì 1/10 hay nhiều hơn trong một vòng đời của sinh vật. Các nghiên cứu độc mãn tính thường đánh giá các tác động dưới mức gây chết của chất độc lên sự sinh sản, tăng trưởng và tập tính do phá vỡ cấu trúc về sinh lý và sinh hóa.
Nhiễm độc mãn tính thường do hàm lượng chất độc thấp và có khả năng tích luỹ trong các cơ quan trong cơ thể. Số lượng cá thể bị nhiễm độc mãn thường nhiều hơn so với nhiễm độc cấp, thời gian tiếp xúc dài hơn. Nhiễm độc mãn thường khó phát hiện khó xác định nguyên nhân. Trong nghiên cứu độc tính mãn, thường mục
tiêu là xác định giá trị ngưỡng, hay mức độ tiếp xúc với chất độc để chưa thể gây ra bất cứ ảnh hưởng bất lợi có thể nhìn thấy được.
Nghiên cứu “Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt lên vi giáp xác Daphnia magna” của Ngô Thị Thanh Huyền và Đào Thanh Sơn với mục tiêu nghiên cứu về ảnh hưởng mãn tính của nước thải sinh hoạt tại TP.HCM (trước và sau khi xử lý) lên sinh vật, vi giáp xác D. magna.
Thí nghiệm được thực hiện với 14 - 15 cá thể D. magna con (≤ 1 ngày tuổi) được lựa chọn ngẫu nhiên cho mỗi thí nghiệm mãn tính và được ni riêng lẻ trong các bình thủy tinh. D. magana được phơi nhiễm với nước thải ở 3 nồng độ khác nhau (10%, 50%, và 100%) và với môi trường đối chứng (môi trường không chứa nước thải). Daphnia được cho ăn bằng tảo lục Scenedesmus sp. Môi trường và thức ăn được thay mới sau mỗi 2 ngày thí nghiệm. Thí nghiệm kéo dài trong 30 ngày. Các đặc điểm sinh học của sinh vật được theo dõi, ghi nhận hàng ngày bao gồm: số lượng sinh vật còn sống/chết, ngày thành thục, số lượng con non trong một lứa đẻ. Các kết quả thí nghiệm ảnh hưởng mãn tính của nước thải lên D. magna cũng cho thấy khả năng đáp ứng của sinh vật đối với mức độ ô nhiễm khác nhau, chất lượng nước thải đầu vào gây ảnh hưởng mạnh lên sự tồn tại của sinh vật so với nước thải đầu ra.
1.4.3. Thử nghiệm độc tĩnh
Các thử nghiệm với nước thải sau xử lý, trầm tích và bùn đáy thường được tiến hành trong các hệ thống tĩnh hay thay mới tĩnh.
Đây là các xét nghiệm mà chúng ta không thay mới mơi trường thử nghiệm trong suốt q trình tiếp xúc. Loại thử nghiệm này thường đi kèm với thử nghiệm cấp tính.
Các thử nghiệm phổ biến được tiến hành với Daphnia, giáp sát và các loại cá.
1.4.4. Thử nghiệm độc động (liên tục)
Các thử nghiệm được thiết kế nhằm thay đổi môi trường thử nghiệm liên tục thay vào những thời điểm nhất định. Các thử nghiệm độc động được đánh giá tốt hơn
độc tĩnh do khả năng duy trì chất lượng nước cao dẫn đến đảm bảo tốt cho sức khỏe của sinh vật thử nghiệm.
Các thử nghiệm độc động thường khắc phục được các vấn đề liên quan đến sinh sản Amoni, việc sử dụng oxy hòa tan cũng như đảm bảo nồng độ chất độc duy trì ổn định.
1.5. Nguồn gốc độc tính của nước thải từ hoạt động nuôi trồng và chế biến thủy hải sản hải sản
1.5.1. Nguồn gốc độc tính của nước thải từ hoạt động nuôi tôm
Như đã biết, đáy ao gồm nhiều yếu tố như: Oxy hòa tan, độ trong của nước, sự phát triển của tảo, sự hình thành khí độc, sự phát triển của các loại vi khuẩn gây bệnh,… có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước ao nuôi tôm. Đáy ao tốt hay xấu phụ thuộc vào chất lượng đất bùn và sự lắng tụ chất thải trong q trình ni tơm, đặc biệt là chất thải hữu cơ [14].
Chất thải lắng tụ trong ao nuôi tơm sinh ra những sản phẩm chính có tính độc cao đối với nuôi tôm là NO2, NH3 và H2S [14].
− NH3 là dạng khí độc được sinh do sự bài tiết của tôm và sự phân hủy chất đạm có trong thức ăn ở điều kiện hiếu khí (có oxy) và yếm khí (khơng có oxy), H2S chỉ được sinh ra từ các chất hữu cơ lắng tụ khi phân hủy trong điều kiện yếm khí. Nếu nồng độ của những loại khí độc này trong ao ni cao, nước ni sẽ có mùi trứng thối đặc trưng, điều đó đồng nghĩa sẽ gây độc cho tơm.
− Khí NO2 sẽ gây giảm khả năng vận chuyển oxy trong máu từ đó khiến tơm ni bị ngạt. Khi tơm bị ngạt mãn tính sẽ yếu, dễ mắc bệnh hoặc chết khi sốc môi trường.
Chất thải hữu cơ chủ yếu được phát sinh từ phân tôm, thức ăn thừa và xác phiêu sinh vật:
− Amoni phát sinh từ thức ăn dư thừa và chất thải của tơm được bài tiết từ q trình chuyển hóa protein và sự phân hủy sinh học sinh vật hữu cơ. Khi nồng độ amoni cao, tơm trở nên khó hơ hấp và rất khó để lấy năng lượng từ thức ăn.
− Hàm lượng Nitơ tổng (TN) phát sinh do sự tích lũy của vật chất hữu cơ trong ao từ việc bổ sung thức ăn cho tôm dẫn đến sự gia tăng hàm lượng TN.
− Hàm lượng TSS biến động theo thời gian do quá trình bổ sung thức ăn cũng