Tên đề tài: “Biến động NH₄⁺/NH3 và H₂S trong ao nuôi, ảnh hưởng của chúng lên cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) và biện pháp giảm thiểu” .

 Tác giả: Phạm Quốc Nguyên, Khóa 2010 đợt 2

 Chuyên ngành: Môi trường đất và nước;  Mã số: 62440303. Nhóm ngành: Môi trường.

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Nguyễn Văn Công, Trường Đại học Cần Thơ.

 Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Trương Quốc Phú, Trường Đại học Cần Thơ.

 Thời gian bảo vệ: 14 giờ 00, Thứ bảy ngày 25 tháng 11 năm 2017.

 Địa điểm bảo vệ: Phòng Bảo vệ luận án tiến sĩ (Phòng họp 3, lầu 2, Nhà điều hành), Khu II – Trường Đại học Cần Thơ

1. 1. Tóm tắt nội dung luận án

Đồng bằng sông Cửu Long là vùng nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) trọng điểm ở Việt Nam. Cá được nuôi ở mật độ rất cao nên thải nhiều sản phẩm bài tiết, có thể gây ô nhiễm nước và ảnh hưởng đến cá nuôi. Luận án này nghiên cứu biến động các dạng đạm vô cơ và H₂S trong ao nuôi thâm canh, ảnh hưởng của tổng đạm amôn (TAN) và H₂S đến cá tra và giải pháp xử lý nước trước khi thải ra môi trường.

Luận án tập trung vào (i) khảo sát biến động một số thông số chất lượng nước trong ao nuôi thâm canh cá tra theo thời gian trong ngày ở các độ sâu khác nhau và theo giai đoạn phát triển của cá, (ii) xác định nồng độ TAN và H₂S gây chết 50% (LC₅₀) cá tra cỡ giống ở pH 6, 7 và 8, (iii) xác định ảnh hưởng của TAN đến sinh trưởng cá tra giống ở pH khác nhau trong điều kiện phòng thí nghiệm, và (iv) nghiên cứu xử lý nước thải nuôi thâm canh cá tra.

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ, pH, DO trong ao nuôi cá tra thâm canh đều khác biệt theo thời gian trong ngày, độ sâu và thời gian nuôi (p<0,05). Nhiệt độ biến động trong khoảng 24,5-35,8^oC. Thông số pH, DO, NO₂^- và NO₃^- có xu hướng giảm theo thời gian nuôi và có giá trị lần lượt 6,05-7,78, 0,01-7,55mg/L, 0,34-1,15mg/L và 0,27-1,78mg/L. Các thông số TAN, NO₂^- và NO₃^- khác biệt không có ý nghĩa theo thời gian trong ngày và độ sâu (p>0,05). TAN tăng dần theo thời gian nuôi (p<0,05), có giá trị trung bình sau 30, 110 và 195 ngày nuôi lần lượt là 1,4, 3,2 và 5,7 mg/L, nồng độ TAN cao nhất là 9,19 mg/L.  

Cá tra cỡ giống chịu đựng rất cao với TAN và H₂S. Giá trị LC₅₀ của TAN đối với cá trong 96 giờ ở pH 6, 7 và 8 lần lượt là 1.599, 327 và 67 mg/L. Giá trị LC₅₀ của tổng sulfua hydro gây chết 50% cá trong 24 giờ ở điều kiện pH 6, 7 và 8 lần lượt là 2,61, 6,44 và 7,83 mg/L.

Tùy theo pH nước, ở nồng độ TAN vừa phải cá tra tăng trưởng tốt. Trong 90 ngày nuôi ở pH 6,5-7, lượng thức ăn bình quân trong ngày cá đã tiêu thụ (FI) ở TAN 10 mg/L bằng 87,2% đối chứng, nhưng tốc tăng trưởng (SGR) và khối lượng tươi lần lượt bằng 116,9 và 107,8% đối chứng. Ở pH 7,5-8, FI ở nghiệm thức TAN 6,5 mg/L bằng 95,9% đối chứng, nhưng SGR và khối lượng tươi lần lượt bằng 112,8 và 111,1% đối chứng.  

Đất ngập nước kiến tạo kết hợp lục bình và sục khí có hiệu suất xử lý chất ô nhiễm trong nước nuôi cá tra thâm canh cao; chỉ tiêu NH₄⁺, H₂S và CO₂, đạt quy chuẩn ngành ở thời gian lưu nước 21,6 giờ, chỉ tiêu NO₂^- đạt quy chuẩn ngành sau khi lưu nước 43,2 giờ. 

2. 2. Những kết quả mới của luận án:

Luận án đã cho thấy cá tra có khả năng chịu đựng TAN và H₂S rất cao, nồng độ TAN và H₂S gây chết cá tra cao hơn nồng độ TAN và H₂S đã khảo sát được trong nước ao nuôi rất nhiều lần.

Luận án này đã phát hiện nồng độ TAN không quá 10mg/L ở pH 6,5-7 hay TAN không quá 6,5mg/L ở pH 7,5-8 không làm giảm tăng trưởng cá Tra.  Đây là thông tin quan trọng đóng góp cho tối ưu hóa trong quản lý chất lượng nước ao nuôi, góp phần giảm chi phí nuôi và bảo vệ môi trường.

            Luận án này đóng góp thêm biện pháp giúp giảm ô nhiễm nước thải ao nuôi cá tra bằng lục bình với các chỉ tiêu NH₃, NO₃^- và NO₂^- đều đạt cột A2 QCVN 08:2008/BTNMT; thông số SS, H₂S và CO₂ đạt Thông tư 44/2010-BNNPTNT.

3. 3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

            Nghiên cứu đã cho thấy sử dụng lục bình ở thời gian lưu hợp lý có thể giảm thiểu chất ô nhiễm do nước thải từ ao nuôi cá tra, góp phần bảo vệ môi trường.

            Nghiên cứu đã phát hiện ở nồng độ TAN vừa phải, cá sinh trưởng tốt. Tuy nhiên, vấn đề này cần được nghiên cứu ngoài thực địa ở quy mô lớn.

            Cần nghiên cứu ảnh hưởng của H₂S lên sinh trưởng cá tra ở các điều kiện pH thường gặp trong ao nuôi.

1. Summary

            Mekong delta is the major area of catfish (Pangasianodon hypophthalmus) aquaculture in Vietnam. The fish is cultured with high density leading to rise of waste products. The thesis study on the variation of inorganic nitrogen and H₂S in intensive aquaculture, effects of total ammonium nitrogen (TAN) and H₂S on catfish and wastewater treatment solution.

The dissertation studied (i) Surveying variation of some water quality parameters (DO, temperature, pH, inorganic nitrogen forms and H₂S) in intensive catfish breeding pond by time during a day with different depths, and by growth stages of the fish. (ii) Determining lethal concentration 50% of H₂S and TAN (LC₅₀) on breed catfish at pH 6, 7 and 8. (iii) Determining effect of TAN on growing of breed catfish at different pH in lab condition. (iv) Studying waste water treatment model from intensive catfish breeding pond combines with water hyacinth.

            The results showed that temperature, pH, and DO in the ponds were varied during a day, depth of the pond, and culturing periods (p<0.05). The temperature fluctuated at 24.5 - 35.8^oC. The values pH and DO decreased at the end of culturing period and were of 6.05 – 7.78 mg/L and 0.01-7.55 mg/L, respectively. The concentrations of TAN, NO₂^- and NO₃^- were insignificantly different (p>0.05) during culturing period and depth. TAN concentration gradually increased during culturing period (p<0.05) reaching to the highest value of 9.19 mg/L and were of 1.4, 3.2 and 5.7 mg/L at 30, 110 and 195 days, respectively.

LC₅₀ of TAN at 96 hours in conditions of pH 6, 7 and 8 were of 1.599, 327 and 67 mg/L, respectively. LC₅₀-24h of H₂S at pH 6, 7 and 8 values were of 2.61, 6.44 and 7.83 mg/L, respectively.

            At moderate concentration of TAN catfish grew well. During 90 days of culturing period, FI, SGR and fresh weight were of 87.2%, 116.9% and 107.8% as compared to the control treatment at pH 6.5-7.0 and TAN 10 mg/L. The percentage of FI, SGR and fresh weight were slightly higher at pH 7.5-8 and TAN 6.5 mg/L, which were of 95.9%, 112.8% and 111.1% as compared to the control, respectively.

            The integration of planting water hyacinth and aeration had high removal efficiency; N-NH₄⁺, H₂S and CO₂reached national standard at the first compartment at hydraulic retention time of 21.6 hours, while NO₂^- reached national standard at the second compartment at the hydraulic retention time of 43.2 hours.

2. The novel aspects from the thesis

This dissertation showed catfish could tolerate to high concentrations of TAN and H₂S. The concentrations of TAN and H₂S caused the mortality of catfish were higher than those in the ponds in the field condition.

This dissertation showed catfish could grow in moderate concentration of TAN (10 mg/L TAN at pH 6.5-7.0 and 6.5 mg/L TAN at pH 7.5-8.0). These findings contributed to optimize water quality in the fish pond, lower the cost and protect the environment.

The dissertation contributed to eleminate the catfish pond wastewater pollution by water hyacinth via parameters NH₃, NO₃^- and NO₂^- that met the A2 column of QCVN 08:2008/BTNMT; SS, H₂S and CO₂ concentrations met the Circulars of 44/2010-BNNPTNT.

3. Application prospect and suggestions for further study

            The results of this dissertation showed that the water hyacinth could be used to eliminate the pollution from catfish pond wastewater and contribute to protect the environment.

            The study found that catfish could grow at the moderate of TAN concentration. However, field-scale study should be taken into account in further study.

            It is necessary to study the effects of H₂S on the catfish growth at normal pH condition in field-scale.

>> Xem chi tiết nội dung luận án

>> Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo.