TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
LÊ THỊ QUYÊN EM
Luận văn Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi trường
KHẢ NĂNG XỬ LÝ N-NH4+ và P-PO43TRONG NƯỚC THẢI AO NUÔI THÂM CANH CÁ TRA
(Pangasianodon hypophthalmus)
CỦA TẢO Chlorella sp.
Cán bộ hướng dẫn:
NGUYỄN XUÂN LỘC
Cần Thơ, 2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
LÊ THỊ QUYÊN EM
Luận văn Đại học
Chuyên ngành Khoa học Môi trường
KHẢ NĂNG XỬ LÝ N-NH4+ và P-PO43TRONG NƯỚC THẢI AO NUÔI THÂM CANH CÁ TRA
(Pangasianodon hypophthalmus)
CỦA TẢO Chlorella sp.
Cán bộ hướng dẫn:
quá trình học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực
hiện tốt luận văn tốt nghiệp trong suốt thời gian qua.
Xin chân thành cám ơn thầy Trần Chấn Bắc và thầy Nguyễn Xuân Lộc đã
tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Như Ngọc và cô Ngô Thụy Diễm Trang
đã hết lòng giúp đỡ để tôi và các bạn có thể hoàn thành tốt chương trình đào tạo
trong bốn năm đại học, cũng như đã có những ý kiến đóng góp để đề tài nghiên
cứu của tôi và các bạn được hoàn chỉnh hơn.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Anh Kha, thầy Trần Sỹ Nam, thầy
Dương Trí Dũng, thầy Nguyễn Công Thuận và cô Đỗ Thị Mỹ Phượng đã tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi có thể hoàn thành tốt việc phân tích tại phòng thí nghiệm
trong suốt thời gian qua.
Và cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn lớp Khoa Học Môi Trường
khóa 37 và các bạn Khoa Học Môi Trường khóa 38 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình học tập và làm việc.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Lê Thị Quyên Em
ii
TÓM LƯỢC
Đề tài “Khả năng xử lý N-NH4+, P-PO43- trong nước thải ao nuôi thâm canh
cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) của tảo Chlorella sp.” được thực hiện
nhằm khảo sát diễn biến chất lượng nước và sinh khối của tảo Chlorella sp. trong
môi trường nước thải ao nuôi cá tra. Đề tài được thực hiện với 3 nghiệm thức (1)
nước thải ao nuôi các tra, (2) nước thải ao nuôi cá tra qua lọc kết hợp 10% tảo
2.6 Các công trình nghiên cứu về tảo Chlorella sp. ........................................... 14
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................... 17
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................ 17
3.2 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu ..................................................... 17
3.3 Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................ 24
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 25
4.1 Diễn biến mật độ và sinh khối tảo Chlorella sp. theo thời gian ................... 25
4. 2 Diễn biến về sinh khối của tảo Chlorella sp. theo thời gian ........................ 31
4. 3 Diễn biến nồng độ N-NH4+ của các NT theo thời gian ............................... 33
4. 4 Diễn biến nồng độ P-PO43- của các nghiệm thức theo thời gian ................. 37
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................... 41
5.1 Kết luận ......................................................................................................... 41
5.2 Đề xuất .......................................................................................................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
iv
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Hình dạng của tảo Chlorella sp. ............................................................... 3
Hình 2.2. Vòng đời sinh trưởng của tảo Chlorella sp. ............................................. 4
Hình 2.3. Các giai đoạn phát triển của tảo Chlorella sp. ......................................... 6
Hình 3.1: Lưới lọc phiêu sinh (lỗ lọc 5 µm) .......................................................... 18
Hình 3.2: Kích thước mỗi bể nuôi tảo ngoài trời ................................................... 19
Hình 3.3: Vị trí đếm tảo trong buồng đếm ............................................................. 23
Hình 4.1. Diễn biến mật độ tảo ở thí nghiệm 1 theo thời gian ............................... 26
Việt Nam là một trong 5 nước có sản lượng nuôi trồng thủy sản, nhóm 10
nước xuất khẩu thủy sản cao nhất thế giới (Bùi Duy Nhân, 2013). Chỉ trong 12
năm (20012012) diện tích nuôi cá tra trong cả nước tăng gấp 5 lần, sản lượng
tăng gấp 36 lần (Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn, 2013); riêng đồng
bằng sông Cửu Long diện tích nuôi cá tra đạt trên 5.000 ha với sản lượng trên 1
triệu tấn (Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn, 2013). Tuy nhiên, nuôi cá tra
thâm canh đã và đang làm gia tăng ô nhiễm môi trường đặc biệt là làm ô nhiễm
môi trường nước và phú dưỡng hóa do nồng độ đạm, lân vượt quá sức tải của môi
trường (Uraiwan, 2007 trích bởi Nguyễn Phan Nhân, 2011). Bình quân để sản xuất
được 1 kg cá tra cần 69,9g nitơ, 11,3g photpho; đồng thời thải ra môi trường là
23,2g nitơ, 8,66g photpho (Lê Bảo Ngọc, 2004). Như vậy, sản xuất cá tra ở
ĐBSCL thải ra môi trường là 31,602 tấn N, 9,893 tấn P năm 2007 và 50,364 tấn
N, 15,766 tấn P năm 2008 (Sena et al., 2010 trích Nguyễn Phan Nhân, 2011).
Lượng chất thải này hầu hết được bơm trực tiếp ra sông hay kênh rạch do các hộ
nuôi chưa có phương án xử lý làm cho môi trường nước mặt ngày càng xấu đi,
không chỉ ảnh hưởng đến cuộc sống của những hộ dân xung quanh mà còn ảnh
hưởng đến kinh tế nuôi trồng thủy sản (Trương Quốc Phú, 2007). Vì vậy, việc bảo
vệ môi trường trong nuôi trồng thủy sản là một vấn đề vô cùng quan trọng và cấp
bách hiện nay cần được tập trung giải quyết để đảm bảo sự phát triển bền vững.
Tảo Chlorella sp. là một loài tảo phân bố rộng ở cả môi trường nước ngọt
và nước lợ, rất có lợi cho các hệ sinh thái thủy vực đồng thời có giá trị dinh dưỡng
lớn, kỹ thuật nuôi đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm, có nhiều ứng
dụng trong y học, đặc biệt có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng như đạm và
lân rất tốt (Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005),…nên việc nuôi tảo bằng
nguồn nước có nồng độ đạm, lân cao như nước thải từ ao nuôi thâm canh cá tra đã
được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ
mới bước đầu tìm hiểu khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng (chủ yếu là đạm, lân)
và khả năng thu sinh khối của tảo Chlorella sp. trong điều kiện phòng thí nghiệm
mà chưa được ứng dụng rộng rãi vào thực tế xử lý nước thải làm giảm ô nhiễm
môi trường. Theo Trần Chấn Bắc (2013) thì tảo Chlorella sp. phát triển tốt trong
Chlorella sp. phân bố tự nhiên trong cả nước ngọt và nước lợ. Chúng có thể phát
triển trong những điều kiện môi trường khác nhau ngay cả trên đất hay môi trường
ẩm ướt. Chlorella sp. là giống tảo có giá trị dinh dưỡng cao thường được sử dụng
làm thực phẩm cho con người và trong nghề nuôi thủy sản lẫn trong chăn nuôi
(Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005).
2.1.1 Đặc điểm phân loại
Theo Bold và Wyne (1978, trích bởi Sharma, 1998) thì tảo Chlorella sp.
được phân loại như sau:
Ngành: Chlorophyta
Lớp: Chlorophyceae
Bộ: Chlorococales
Họ: Chlorellaceae
Giống: Chlorella sp.
2.1.2 Hình thái cấu tạo
Chlorella sp. là giống tảo lục đơn bào không có tiêm mao, không có không
bào co rút, nhưng có nhân nằm ở giữa, không có khả năng di chuyển chủ động. Tế
bào có dạng hình oval. Kích cở tế bào từ 3 5 µm, hay 2 4 µm tùy loài, tùy điều
kiện môi trường và điều kiện phát triển. Tế bào được bao phủ bởi vách tế bào bằng
cellulose dày, tế bào lục lạp có dạng hình chén và có một hạt tạo tinh bột (một vài
loài không có khả năng tạo tinh bột) nên chịu được những tác động cơ học nhẹ. Sự
thay đổi của các điều kiện môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, thành phần các chất
hóa học trong môi trường sẽ ảnh hưởng đến hình thái và chất lượng tế bào tảo
(Trần Văn Vỹ, 1995).
Hình 2.1. Hình dạng của tảo Chlorella sp.
3
2.1.3 Sinh sản
Chlorella sp. chỉ có hình thức sinh sản vô tính với sự xuất hiện của tự bào
với đa số các acid béo không no. Chlorella sp. chứa hầu hết các vitamin: A, B1, B2,
B6, B12, C, D, K…đặc biệt rất giàu vitamin C, chứa 0,3 – 0,6 μg/g tảo tươi. Nồng
độ đạm khoảng 50% và chứa hầu hết các acid amin thiết yếu như Lysine,
Methionine, Tryptophan,…(Trần Văn Vỹ, 1995). Ngoài nồng độ cao các vitamin,
amino acid, peptit, protein, đường và acid nucleic thì Chlorella pyrenoidosa có
chứa một chất tan trong nước được gọi là yếu tố sinh trưởng Chlorella (CFG).
CFG chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của Chlorella pyrenoidosa, là một hợp
chất gồm các amino acid, protein và acid nucleic mà người ta cho rằng nó có
nguồn gốc từ nhân của tảo. Theo Đặng Đình Kim (1999) thì thành phần hóa học
của tảo phụ thuộc nhiều vào sự có mặt của nitơ trong môi trường, khi thiếu đạm
nồng độ protein giảm xuống rõ rệt trong khi lượng carbohydrate và acid béo tăng
lên.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của Chlorella sp.
Số
Thành phần
Nồng độ
Đơn vị tính
TT
1
Protein
40 – 60
%
2
Glucid
25 – 35
%
3
Lipid
10 – 15
%
3,6 - 6,6
%
12
Vitamin B1
18
mg/ gr
13
Vitamin C
0,3 - 0,6
mg/ gr
14
Vitamin K
6
mg/ gr
15
Vitamin B2
3,5
mg/ 100gr
16
Vitamin B12
7–9
mg/ 100gr
17
Niacin
25
mg/ 100gr
18
Acid nicotinic
145
mg/ 100gr
yếu tố giới hạn. Giai đoạn này sẽ xảy ra nhanh chóng với sự cân bằng
bằng của tốc độ phát triển và những yếu tố hạn chế, lúc này sự phát triển
của tảo sẽ bước vào giai đoạn cân bằng.
Giai đoạn cố định (cân bằng): Là giai đoạn mật độ tảo không đổi.
Giai đoạn suy tàn: Khi chất lượng nước trở nên xấu đi, các chất dinh
dưỡng giảm không đủ để tảo phát triển. Mật độ tảo giảm nhanh chóng
và suy tàn.
Thời gian nuôi
(Coutteau, 1996)
Hình 2.3. Các giai đoạn phát triển của tảo Chlorella sp.
6
2.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo Chlorella sp.
trong môi trường nước thải
2.2.1 Ánh sáng
Cũng như các loài thực vật khác, tảo tổng hợp carbon vô cơ thành vật chất
hữu cơ nhờ vào quá trình quang hợp trong đó ánh sáng đóng vai trò quan trọng
như một nguồn năng lượng cho quá trình quang hợp. Theo Graham và Wilcox
(2000, trích Nguyễn Hân Nhi, 2012) tảo có đặc điểm hiệu ứng lại với sự tăng lên
của cường độ ánh sáng. Khi cường độ ánh sáng ở mức thấp thì tỉ lệ quang hợp sẽ
cân bằng với tỉ lệ hô hấp, đây gọi là điểm đền bù, khi cường độ ánh sáng lớn hơn
điểm đền bù, thì quang hợp sẽ cao hơn so với hô hấp. Nếu tảo ở trong điều kiện
ánh sáng thấp nhiều giờ chúng sẽ thích nghi bằng cách tăng nồng độ chlorophyll
trong cơ thể. Khi ánh sáng nằm trong mức giới hạn thì quá trình quang hợp sẽ tăng
lên với sự tăng lên của cường độ ánh sáng. Khi ánh sáng tiếp tục tăng lên tốc độ
(Nguyễn Thanh Phương, 2003). Trong trường hợp nuôi tảo có mật độ cao thì bổ
sung CO2 nhằm ổn định pH dưới mức 9 trong suốt quá trình phát triển của tảo là
cần thiết, pH thích hợp cho tảo Chlorella sp. phát triển tốt nhất từ 8 9 (Trần Thị
Thủy, 2008).
Khi amonium hoặc nitrat được sử dụng như nguồn cung cấp nitơ cho tảo sẽ
dẫn đến sự biến đổi pH của môi trường. Sự hấp thụ ion NO3- sẽ dấn đến tăng pH
của môi trường ngược lại sự hấp thụ N-NH4+ sẽ làm giảm pH (Oh-Hama and
Myjachi, 1986). Việc sử dụng ure ít làm thay đổi pH của môi trường ngay cả trong
điều kiện tự dưỡng và dị dưỡng.
2.2.4 Sục khí
Trong nuôi cấy tảo, việc cung cấp khí có vai trò quan trọng trước mắt là sự
đảo trộn để tránh trường hợp để tảo bị lắng xuống đáy. Đảm bảo cho tế bào tảo đều
hấp thụ ánh sáng và dinh dưỡng đầy đủ. Mặt khác CO2 trong khí quyển chiếm
khoảng 0,03% cần thiết cho quá trình quang hợp cũng như ổn định pH (trong
trường hợp nuôi tăng sản lượng với mật độ cao cần bổ sung CO2). Hơn nữa, sục
khí cung cấp O2 cho quá trình hô hấp của tảo, nó cũng giúp hạn chế sự phân tầng
nhiệt độ, sự kết tủa của kim loại nặng cũng như sự lắng đáy và dẫn đến tình trạng
thối rữa các hợp chất hữu cơ. Thí nghiệm về sục khí trong bể nuôi Chlorella của
Persoone (1980, trích Nguyễn Huỳnh Phương, 2013), nhận xét giữa các chế độ sục
khí liên tục, bán liên tục và không sục khí đã nhận thấy năng suất tảo của bể sục
khí cao hơn 30% so với bể không sục khí.
2.2.5 Dinh dưỡng
Trong quá trình quang hợp, thực vật cần nhiều chất dinh dưỡng để tổng hợp
chất hữu cơ và sinh trưởng, trong số các nguyên tố cần thiết cho thực vật thì có vài
nguyên tố có thể đáp ứng đủ nhu cầu (O2 và H2), các nguyên tố còn lại đều có
nồng độ rất thấp so với nhu cầu của thực vật. Do đó, thực vật thường hấp thu và dự
trữ các nguyên tố C và O2 để phục vụ cho quá trình sinh trưởng cũng như tổng hợp
chất hữu cơ. Bên cạnh carbon, nitơ và phosphor là hai nguồn dinh dưỡng quan
trọng và cần thiết cho quá trình phát triển của tảo và tỉ lệ N/P thường được đề nghị
là 6:1 (Valeo, 1981). Ngoài ra, còn có một số khoáng vi lượng và đa lượng cũng
Lân là một trong những nguyên tố chính trong thành phần của tảo. Lân có
vai trò chính trong đa số các quá trình xảy ra trong tế bào tảo đặc biệt là quá trình
chuyển hóa năng lượng và tổng hợp acid nucleic. Giống như đạm, lân cũng là yếu
tố giới hạn sinh trưởng của tảo. Trong ao nuôi, sự phân hủy thức ăn thừa và phân
sẽ bổ sung liên tục phosphorus vào trong nước (Boyd, 1998). Tảo sử dụng chủ yếu
là phospho vô cơ, phospho hữu cơ thường được thủy phân bởi các enzyme ngoại
bào như phosphoesterase, phosphatase để chuyển sang dạng phospho vô cơ dễ
tiêu. Việc hấp thu lân ở tảo được kích thích bởi ánh sáng.
Lân thường tồn tại ở hai dạng phosphat hữu cơ (DOP) hoặc phospho vô cơ
hòa tan (DIP). Hầu hết phospho hòa tan là DIP. DIP thường ở dạng orthophosphat
(P-PO43-) một ít monophosphat (HPO42-) và dihydrogen phosphat (H2PO4-). Tảo
chỉ có thể sử dụng phosphat hữu cơ hòa tan. Khi môi trường thiếu phosphat hữu cơ
9
hòa tan, tảo có thể tiết ra enzyme alkaline phosphatase, đây là một enzyme ngoại
bào có khả năng giải phóng phosphat trong phạm vi chất hữu cơ. Hơn nữa, khi
nồng độ phosphat hữu cơ hòa tan biến động trong khoảng thời gian ngắn thì tảo có
thể hấp thu và dư trữ phosphat dưới dạng polyphosphat trong tế bào. Trong thời
gian biến động, một tế bào tảo có thể dự trữ phosphat đủ cho sự phân chia 20 tế
bào (Graham và Wilcox, 2000, trích bởi Nguyễn Hân Nhi, 2012).
Trong ao nuôi, sự phân hủy thức ăn thừa và phân sẽ bổ sung liên tục
phosphor vào trong nước (Boyd, 1998).
2.3 Khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của tảo Chlorella sp. trong môi trường
nước thải
Tảo Chlorella sp. có khả năng loại bỏ dinh dưỡng ra khỏi nước thải tương
đối cao (Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 1995). Để kiểm tra sự chuyển hóa
đạm (TN) và phospho (TP) ra khỏi môi trường nước thải bằng tảo Chlorella sp. thì
một số thí nghiệm đã được tiến hành như thí nghiệm của Gozalez (1997, trích bởi
Chlorella sp. cũng có vai trò trong việc xử lý nước thải, tảo sẽ loại bỏ nitơ và
phosphor ra khỏi môi trường nước (Benerman, 2009).
Chlorella sp. với giá trị dinh dưỡng cao có thể sử dụng như một nguồn
protein thay thế cho nguồn protein thông thường trong thức ăn cho động vật nuôi.
Do nồng độ dinh dưỡng cao nên Chlorella sp. thường được sử dụng như nguồn
thực phẩm cho con người ở một vài quốc gia như Mỹ, Nhật, Đức,…cũng như là
nguồn thực phẩm cho các nhà du hành vũ trụ.
Trong chăn nuôi thủy sản: Chlorella sp. là thức ăn lý tưởng cho luân trùng,
có khả năng tăng sinh khối cho luân trùng nhanh trong điều kiện ương nuôi cũng
như đảm bảo dinh dưỡng trong luân trùng đầy đủ cho các ấu trùng cá, cua,…Theo
Đỗ Đoàn Hiệp và ctv. (2007), tảo là cơ sở thức ăn chủ yếu của sinh vật thủy sinh
trong mọi thủy vực. Giống như cỏ trên mặt đất, tảo dưới nước làm màu nước có
màu xanh lục đặc trưng (màu của diệp lục). Chúng là mắc xích đầu tiên, vô cùng
quan trọng trong môi trường nước.
2.5 Thành phần đạm, lân trong nước thải cá tra thâm canh mà tảo Chlorella
sp. có khả năng hấp thu
Trong ao nuôi thủy sản có nhiều yếu tố góp phần quyết định đến chất lượng
môi trường nước ao từ đó ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật và đối tượng
nuôi trong ao mà mỗi đối tượng nuôi đòi hỏi một môi trường có điều kiện khác
nhau. Theo Huỳnh Trường Giang và ctv. (2007) thì môi trường nước của ao nuôi
cá tra thâm canh chứa một lượng dinh dưỡng đạm, lân và vật chất hữu cơ cao. Các
muối dinh dưỡng như NO3-, P-PO43- đạt giá trị cao từ tháng nuôi thứ tư cho đến
tháng thu hoạch; môi trường nước trong ao nuôi có đạm amonia (TAN), NO 2-, PPO43-, BOD, COD, H2S cao hơn nồng độ cho phép (Nguyễn Phan Nhân, 2011).
Bình quân để sản xuất 1 kg cá tra sẽ thải ra môi trường 23,2g nitơ và 8,6g
phosphor, vì khi cho cá ăn cá chỉ hấp thu được khoảng 17% năng lượng trong thức
ăn, phần còn lại 83% sẽ thải ra và hòa lẫn trong môi trường nước trở thành chất
hữu cơ phân hủy (Lê Bảo Ngọc, 2004). Dinh dưỡng nitơ, phospho tích luỹ trong cá
lần lượt là 65,45% và 16,8% và thải ra môi trường là 34,6% N và 83,2% P. Hầu hết
lượng thức ăn thừa lắng đọng ở đáy ao cao làm cho TN cao, nồng độ N-NO3- nằm
trong khoảng 5,14 – 6,54 mg/L và cao nhất ở thời điểm thu hoạch là 19,5 mg/L,
mg/L và mùa mưa nồng độ P-PO43- dao động trong khoảng 0,003 – 2,28 mg/L thể
hiện chất lượng nước trong ao nuôi có nồng độ dinh dưỡng khá phong phú, là điều
kiện để tảo phát triển tốt. Nồng độ TKN của nguồn thải từ ao nuôi cá tra thâm canh
tăng theo thời gian nuôi dao động từ 2,98 – 16,63 mg/L trong 6 tháng nuôi và đạt
trung bình từ 9,85 ± 1,07 mg/L. Nồng độ TP nguồn thải của ao nuôi gia tăng theo
thời gian nuôi, thấp ở đầu vụ và cao ở cuối vụ nuôi, dao động từ 0,19 – 6,03 mg/L
và đạt giá trị trung bình khoảng 2,9 ± 0,44 mg/L (Nguyễn Phan Nhân, 2011).
12
Bảng 2.2. Bảng ước lượng chất thải phát sinh từ 1 ha cá tra
Cách tính
Sản lượng cá
Thức ăn sử dụng
Chất thải phát sinh
Chất thải dạng N
Chất thải dạng P
Chất thải dạng BOD5
Khả năng phú dưỡng
của tảo
Thức ăn chứa 5% N, 1,2% P
Bằng 80% thức ăn khô
37% N được cá hấp thu
45% P được cá hấp thu
0.22kg BOD5/kg thức ăn
(Wimberly, 1990)
Bằng 2 3 lần lượng thức ăn sử
dụng
N/P hiện diện trong nước ao nuôi cá tra thâm canh phù hợp với nhu cầu N/P của
tảo, nồng độ dinh dưỡng trong nước thải phù hợp với sự phát triển của tảo. Nên có
thể sử dụng nguồn nước thải này để nuôi sinh khối tảo Chlorella sp. làm thức ăn
cho ấu trùng tôm cá nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước.
13
2.6 Các công trình nghiên cứu về tảo Chlorella sp.
Chlorella sp. là một loài tảo có thành phần dinh dưỡng cao, mỗi tảo là một
tế bào hiển vi sống trong môi trường nước và thực hiện quá trình dinh dưỡng CO2
cũng như các muối khoáng qua toàn bộ bề mặt tế bào. Trong tế bào có sự hình
thành chất dinh dưỡng mới cũng như việc sử dụng ngay chất dinh dưỡng ấy cho
quá trình sinh trưởng và sinh sản (Trương Văn Lung, 2004). Nhận thấy được điều
đó nên đã có nhiều nước trên thế giới tiến hành nuôi tảo Chlorella sp. để chiết suất
thu các chất có giá trị về kinh tế và y học...như Mỹ, Nhật, Đài Loan. Những năm
1977 Đài Loan có hơn 30 cơ sở sản xuất Chlorella sp. với sản lượng trên 1000 tấn,
phần lớn được dùng làm thực phẩm bổ dưỡng, với bốn kiểu nuôi trồng chính là: ao
lộ thiên có khấy đảo, ao lộ thiên có dòng chảy, nuôi cấy chìm trong bể lên men kín
và kết hợp giữa một ao lộ thiên với một bể lên men kín (Trương Văn Lung, 2004).
Tảo Chlorella sp. là một loài tảo có giá trị dinh dưỡng lớn, kỹ thuật nuôi
đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm, đặc biệt có khả năng hấp thu các
chất dinh dưỡng như đạm và lân rất tốt (Trần Đình Toại và Châu Văn Minh,
2005),…nên ngoài nuôi tảo Chlorella sp. để thu sinh khối và chiết suất lấy chất
dinh dưỡng, thì trong thời gian gần đây đã có nhiều nhà khoa học tiến hành nghiên
cứu nuôi tảo này bằng nhiều nguồn nước thải khác nhau để tìm ra một biện pháp
sinh học xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.
Nhằm đánh giá sự phát triển và khả năng loại bỏ N, P, COD và tổng các ion
kim loại trong nước thải của tảo lục Chlorella sp. Liang Wang đã tiến hành công
trình nghiên cứu “Nuôi tảo Chlorella sp. trong nuồn nước thải khác nhau từ nhà
trên đem nuôi 10 Daphnia (0 24 giờ tuổi)/500 mL, Sau 16 ngày nuôi Daphnia
sp. trong nước thải đã nuôi tảo Chlorella sp. 9 ngày, hàm lượng COD, BOD5 giảm
không đáng kể, nitơ tổng và phosphor tổng số còn lại lần lượt là 5 mg/L và 3,39
mg/L, tương ứng 94,15% và 80%, đạt tiêu chuẩn đổ ra nguồn nước. Kết quả trên
cho thấy tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. có khả năng lọc nước thải và khử mùi
rất hiệu quả.
Theo Lê Hữu Nhân (2009) nghiên cứu khả năng “sử dụng nước thải từ hầm
ủ biogas để nuôi tảo Chlorella được xác định qua 2 thí nghiệm. Trong thí nghiệm
1 xác định nồng độ nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp để nuôi tảo Chlorella sp.
với các nghiệm thức sử dụng nước thải có nồng độ đạm lần lượt là: 2 ppmN/ngày,
thay đổi (5 ngày đầu: 1 ppmN/ngày; Từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 10: 3
ppmN/ngày; Từ ngày thứ 11 đến ngày thứ 16: 2 ppmN/ngày), 1 ppmN/ngày,
Wanle (đối chứng). Thời gian thí nghiệm là 7 ngày, mật độ tảo đạt cao nhất là 7,85
± 0,28 triệu tb/mL (ngày thứ 5 của thí nghiệm) ở nghiệm thức sử dụng nước thải từ
hầm ủ biogas là 2 ppmN/ngày khác biệt rất có ý nghĩa so với các nghiệm thức
khác. Trong thí nghiệm 2 sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas là 2 ppmN/ngày với 4
nghiệm thức có tỷ lệ thu hoạch khác nhau: 10%, 30%, 50% và không thu hoạch.
Thí nghiệm tiến hành trong 10 ngày, khi mật độ tảo đạt trung bình khoảng 6,39 ±
0,47 triệu tb/mL (ngày thứ 4 của thí nghiệm) thì tiến hành thu hoạch. Kết quả cho
thấy tỷ lệ thu hoạch 30% là phù hợp vì mật độ tảo cao, ổn định. Qua đó có thể đề
xuất ứng dụng nuôi tảo Chlorella trong ao đất bằng nước thải từ hầm ủ biogas (2
ppmN/ngày) với tỷ lệ thu hoạch 30% để nuôi luân trùng, Moina.
15
Hay nghiên cứu “Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý nước thải ao nuôi cá
tra trong điều kiện phòng thí nghiệm” (Nguyễn Hân Nhi, 2012) cho thấy mật độ và
sinh khối của tảo Chlorella sp. cao nhất khi nuôi trong môi trường Wanle (mật độ
đạt: 2743760 ct/ml có sinh khối: 13,188 mg/L), thấp nhất là nghiệm thức nuôi
3.1.3 Đối tượng nghiên cứu
Tảo Chlorella sp. nuôi trong môi trường nước thải từ ao nuôi cá tra thâm
canh.
3.2 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Phương tiện nghiên cứu
a. Hóa chất
- Dung dịch môi trường Walne.
- Formol.
- Phân tích N-NH4+: Sodium salicylate, Trisodium citrate, Sodium
nitroprusside, Sodium hydroxide, Sodium dichloroisocyanurate.
- Phân tích P-PO43-: Ammonium molybdate ((NH4)6C4H4O6.4H2O), Acid
ascorbic, H2SO4 5N, Potassium antinomyltartrate (K(SbO)C4H4O6.1/2H2O),
Phenolphtalein.
b. Dụng cụ
- Máy sục khí, máy đo pH, máy đo DO, nhiệt kế.
- Chai nhựa 110 ml, keo thủy tinh 10 lýt.
- Lame, lamelle, ống nhỏ giọt.
- Kính hiển vi, buồng đếm phiêu sinh Neubaur Improved.
- Dụng cụ phân tích chỉ tiêu N-NH4+ ; P-PO43-.
- Túi lọc cơ học với mắc lưới 45µm và lưới lọc phiêu sinh với mắc lưới 5 µm
(loại bỏ tảo tạp).
- Giấy lọc Whatman 0,45 µm.
17