Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng Plasma lạnh
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC
CẤP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BẰNG PLASMA LẠNH
Phạm ị Tuyết Ngân1, Nguyễn Hoàng Nhật Uyên1,
Trần Trung Giang1, Nguyễn Văn Dũng2, Đặng Huỳnh Giao2
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đáng giá khả năng cải thiện chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của công nghệ
plasma lạnh. Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm được thực hiện trên bể nước ngọt (thí nghiệm 1), nước lợ (thí nghiệm 2)
và bể nuôi cá lóc thâm canh (thí nghiệm 3), mỗi thí nghiệm gồm 2 nghiệm thức lặp lại 3 lần. Mẫu nước được thu
trước và sau khi xử lý định kỳ hàng ngày và theo dõi trong vòng 7 ngày để đánh giá chất lượng nước. Kết quả cho
thấy tất cả các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước ở các thí nghiệm đều nằm ở ngưỡng thích hợp cho nuôi trồng
thủy sản. Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước, pH và DO. Ở thí nghiệm 1, plasma lạnh làm giảm COD,
TAN và TSS trong khi đó làm tăng NO2. Đối với thí nghiệm 2 và 3, plasma lạnh tăng TAN và NO2. Ngoài ra, plasma
lạnh còn làm giảm đáng kể mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở tất cả các thí nghiệm (P < 0,05).
Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli được ghi nhận luôn ở mức < 10 cfu/mL. Điều này cho thấy công nghệ
plasma lạnh có tiềm năng sử dụng trong việc cải thiện chất lượng nước và đặc biệt là khả năng xử lý tốt các mầm
bệnh vi sinh trong môi trường nước.
Từ khóa: Plasma lạnh, chỉ tiêu chất lượng môi trường nước, mật độ vi khuẩn
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
(Grinevich et al., 2011, Kuraica et al., 2006; Majeed
et al., 2012; Rong et al., 2014). Tuy nhiên, việc nghiên
cứu tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước
nuôi trồng thủy sản vẫn chưa được thực hiện tại
nước ta. Do đó, nghiên cứu này tiến hành khảo sát
tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước cũng
như vi sinh trong nước.
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gồm 13 tỉnh
và thành phố với tổng dân số gần 18 triệu người.
Hiện nay, tỷ lệ dân cư nông thôn được sử dụng nước
đạt tiêu chuẩn còn ở mức thấp (Đoàn u Hà, 2013).
Bên cạnh đó, ĐBSCL là vùng trọng điểm của cả
nước về sản xuất nông nghiệp và thủy sản, các hoạt
động nuôi trồng thủy sản hiện nay phát triển một
cách ồ ạt, thiếu kiểm soát, chủ yếu là các vùng nuôi
nhỏ lẻ. eo khảo sát của Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh
Chung (2009) thì có khoảng 59,8% số hộ không xử
lý nước trước khi cấp vào bể nuôi cá lóc, đây chính
là điều kiện để cho mầm bệnh phát triển và lây lan.
Tuy nhiên, do không có hệ thống xử lý nước đi kèm
nên trong quá trình nuôi trồng thủy sản dễ bị nhiễm
bệnh dẫn đến tỉ lệ hao hụt tăng và giảm quá trình
tăng trưởng của động vật thủy sản. Do đó, việc tìm
ra giải pháp hữu hiệu để xử lý nước cấp nuôi trồng
thủy sản với chi phí hợp lý và thân thiện môi trường
đang là một vấn đề cấp thiết hiện nay.
Có nhiều phương pháp xử lý nước cung cấp
cho nuôi trồng thủy sản. Mỗi phương pháp có ưu,
nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong
những năm gần đây, công nghệ plasma lạnh đã được
nghiên cứu để xử lý nước. Do tác động tổng hợp của
ozone, UV và các thành phần ôxy hóa khác mà công
nghệ xử lý nước bằng plasma lạnh có hiệu quả cao
hơn hẳn so với các phương pháp truyền thống như
clorine, ozone, UV và vi sinh. Ngoài khả năng diệt
khuẩn, plasma còn có khả năng diệt tảo và phân rã
các chất độc hại như thuốc trừ sâu và bảo vệ thực vật
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Mẫu nước từ ao nuôi cá lóc và ao nuôi tôm thẻ
(độ mặn 0‰ và 5‰) được sử dụng để thực hiện thí
nghiệm. Mô hình xử lý nước cấp nuôi trồng thủy
sản bằng công nghệ plasma lạnh với công suất xử lý
3 m3/12 h (Hình 1). Mô hình này hoạt động như sau:
đầu tiên, nước cần xử lý được bơm từ bể đầu vào qua
bể lắng đứng. Nước từ bể lắng đứng chảy vào cột lọc
thô do chênh lệch cột áp. Cột lọc thô chứa cát thạch
anh có đường kính hạt 0,8 ÷ 1 mm dùng để lọc bớt
các phù sa/cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng
đứng. Sau khi qua cột lọc thô, nước vào bể chứa 1.
Từ bể chứa 1, nước được bơm vào các cột xử lý
plasma với lưu lượng 2 lít/phút. Tại cột xử lý, plasma
lạnh được tạo ra do hiện tượng phóng điện ở điện
áp cao. Plasma tác động vào nước cần xử lý nhờ vào
ozone, tia cực tím và điện tử năng lượng cao. Nhờ
vào tác động tổng hợp của các thành phần này mà
plasma có khả năng diệt khuẩn, mầm bệnh và các
chất hữu cơ độc hại trong nước. Nước sau khi xử lý
được lưu trong bình chứa khoảng 30 phút để phân rã
hoàn toàn dư lượng ozone.
1 Khoa ủy sản, Đại học Cần ơ; 2 Khoa Công nghệ, Đại học Cần ơ
108
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Bể lắng
Cột lọc
thô
Bể đầu
vào
Tủ chứa
cụm xử lý
Bể
Bể
chứa 2
chứa 1
Hình 1. Mô hình thí nghiệm xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng plasma lạnh (3 m3/12 h)
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2. Phương pháp phân tích mẫu
Mẫu nước được thu cách mặt nước khoảng 20
- 30 cm. Các chỉ tiêu môi trường như nhiệt độ, pH
và DO được đo bằng máy trực tiếp; hàm lượng TSS,
TAN, NO2 và COD được phân tích theo phương
pháp chuẩn (APHA, 1995).
Mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp., Aeromonas
spp. và Escherichia coli được xác định bằng phương
pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch của Baumann et
al. (1980).
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm: thí nghiệm đánh
giá tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước và
mật độ vi sinh vật bể nước ngọt (thí nghiệm 1), bể
nước lợ (thí nghiệm 2) và bể cá lóc (thí nghiệm 3).
Nguồn nước bố trí của thí nghiệm 1 được lấy từ
ao nuôi cá lóc (độ mặn 0‰), nguồn nước của thí
nghiệm 2 (độ mặn 5‰) được lấy từ ao nuôi tôm thẻ
chân trắng. Cả 2 thí nghiệm đều được bố trí ngẫu
nhiên trên các bể nhựa 500 lít gồm 2 nghiệm thức
với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng (không xử
lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm thức xử lý
(nước được xử lý bằng plasma lạnh). Hệ thống bể
thử nghiệm được bố trí trong trại có mái che, được
lắp sục khí liên tục và không thay nước trong suốt
quá trình thử nghiệm.
í nghiệm 3 được bố trí ngẫu nhiên gồm 2
nghiệm thức với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng
(không xử lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm
thức xử lý (nước được xử lý bằng plasma lạnh). Các
nghiệm thức được bố trí trên bể nổi làm bằng bạt
HDPE diện tích là 15 m2 và được bố trí ngoài trời.
Sau khi nước được cấp vào các bể thí nghiệm thì thả
cá lóc giống trực tiếp vào nuôi ở ngày thứ 2. Kích cỡ
cá giống là 5 - 6 g, thả với mật độ 100 con/m2.
Nguồn nước sau khi cung cấp vào hệ thống sẽ
được thu mẫu nhằm đánh giá mật độ sinh vật và
chất lượng nước ban đầu. Sau khi hệ thống plasma
được bật để xử lý nước, mẫu nước được tiếp tục theo
dõi định kỳ hàng ngày trong vòng 7 ngày để đánh
giá hiệu quả xử lý nước của plasma lạnh. Các chỉ
tiêu đánh giá mật độ sinh vật và chất lượng nước bao
gồm mật độ tổng vi khuẩn; Bacillus spp.; Aeromonas
spp., E. coli, giá trị pH, nhiệt độ, hàm lượng oxy hòa
tan (DO), tổng vật chất lơ lửng (TSS), tiêu hao oxy
hóa học (COD), tổng đạm amonia (TAN) và hàm
lượng nitrite (NO2).
2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu
Số liệu được tính giá trị trung bình và độ lệch
chuẩn bằng chương trình Excel. Sự khác biệt giữa
các nghiệm thức được kiểm tra bằng phép thử
Independent T-test ở mức ý nghĩa 95% với phần
mềm SPSS 16.0.
2.3. ời gian và địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng
6 năm 2018, mẫu nước được thu và phân tích tại Bộ
môn ủy sinh học ứng dụng, Khoa ủy sản, Đại
học Cần ơ.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước
và mật độ vi sinh vật bể nước ngọt
3.1.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
Kết quả theo dõi nhiệt độ nước của hai nghiệm
thức biến động theo nhiệt độ của môi trường bên
ngoài. Nhiệt độ trung bình ở cả hai nghiệm thức ở
mức 28,3oC. Nhiệt độ và pH giữa hai nghiệm thức có
sự khác biệt không đáng kể (P > 0,05) và thích hợp
cho sự phát triển của đối tượng nuôi thủy sản nhiệt
đới. Điều này cho thấy plasma lạnh không tác động
lên nhiệt độ và pH của nước sau khi xử lý.
109
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Hình 2A cho thấy hàm lượng oxy hòa tan (DO)
trong cả hai nghiệm thức ổn định và không khác
biệt nhiều trong suốt thời gian thí nghiệm. Hàm
lượng DO ở các bể luôn ở mức trung bình khá cao,
dao động từ 4,2 đến 5,8 mg/L, thích hợp cho nhiều
đối tượng nuôi thủy sản. Trong khi đó hàm lượng
tiêu hao oxy hóa học (COD) có sự khác biệt giữa
hai nghiệm thức từ ngày thứ 3 sau khi xử lý. Hàm
lượng COD ở ao xử lý thấp và khác biệt có ý nghĩa
thống kê so với ao đối chứng (P < 0,05) (Hình 2B).
Hàm lượng COD nghiệm thức đối chứng dao động
từ 4,7 đến 6,6 mg/L, ở nghiệm thức xử lý là 3,3 đến
4,2 mg/L. Sau khi xử lý plasma lạnh, vật chất hữu cơ
bị phân hủy dẫn đến hàm lượng COD giảm thấp.
Như vậy, việc sử dụng hệ thống xử lý plasma lạnh
trong nước nuôi trồng thủy sản đã góp phần giảm
ô nhiễm môi trường nước. Tương tự nghiên cứu
của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) thì
hàm lượng COD của nước sau khi xử lý bằng công
nghệ plasma giảm đến 90,4%. Nghiên cứu khác của
Majeed và cộng tác viên (2012) thì hệ thống xử lý
nước thải bằng công nghệ plasma có thể làm giảm
lượng COD trong nước đến 30% sau khi xử lý.
A
B
Hình 2. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể nước ngọt
Hàm lượng TAN (Hình 3A) ở cả hai nghiệm thức
tương đối thấp và có xu hướng giảm dần về cuối thí
nghiệm. Hàm lượng TAN không có sự khác biệt
thống kê giữa hai nghiệm thức cho đến ngày thứ 4
sau khi xử lý. Từ ngày thứ 4 đến cuối thí nghiệm,
hàm lượng TAN ở nghiệm thức xử lý giảm nhanh
còn 0,14 mg/L ở cuối thí nghiệm, và khác biệt thống
kê so với đối chứng (P < 0,05). Hàm lượng TAN ở
nghiệm thức xử lý thấp hơn là do việc xử lý nước
bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng đến
việc chuyển hóa nitơ trong nước làm cho hàm lượng
TAN giảm thấp.
Hàm lượng vật chất hữu cơ lơ lửng (TSS) (Hình
3C) ở hai nghiệm thức giảm mạnh trong 2 ngày đầu
sau khi xử lý, đặc biệt ở nghiệm thức xử lý plasma
và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (P
< 0,05). Kết quả này cho thấy việc xử lý nước bằng
hệ thống plasma lạnh đã làm giảm hàm lượng TSS
trong nước. Kết quả nghiên cứu phù hợp với kết quả
của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) khi
nước được xử lý bằng hệ thống plasma làm giảm
hàm lượng TSS đến 80,3%.
3.1.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh
Trong khi đó, hàm lượng NO2 (Hình 3B) có sự
khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức đối
chứng và xử lý (P < 0,05). Hàm lượng NO ở nghiệm
thức xử lý giảm thấp ở ngày đầu tiên còn20,06 mg/L
so với ban đầu bố trí thí nghiệm là 0,25 mg/L. Tuy
nhiên, sang ngày thứ 2 thì lượng NO tăng cao đến
khi kết thúc thí nghiệm, điều này cho 2thấy việc xử lý
nước bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng
đến chuyển hóa NO2 trong nước. Nguyễn Văn Dũng
(2015) đã báo cáo về việc xử lý nước bằng hệ thống
plasma lạnh sẽ làm tăng rất mạnh hàm lượng nitrate
và nitrite của nước sau xử lý do hiện tượng phóng
điện màng chắn trong môi trường không khí ẩm.
Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 4A), Bacillus spp.
(Hình 4B) và Aeromonas spp. (Hình 4C) ở nghiệm
thức xử lý luôn thấp hơn đáng kể so với đối chứng,
mật độ vi khuẩn giảm mạnh từ 1 đến 2 ngày sau khi
xử lý bằng plasma lạnh và biến động nhẹ đến cuối thí
nghiệm. Mật độ E. coli ở tất cả các bể dưới 10 cfu/mL.
Kết quả cho thấy công nghệ plasma lạnh có khả năng
diệt khuẩn nhanh và hiệu quả đối với hầu hết tất cả
các loài vi sinh vật, và ngay cả đối với nhóm vi khuẩn
có Gram dương có vách tế bào dày và có khả năng
hình thành bào tử như Bacillus spp.
110
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
A
B
C
Hình 3. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước ngọt
A
B
C
Hình 4. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể nước ngọt
111
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
3.2. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước
và mật độ vi sinh vật bể nước lợ
thống kê giữa hai nghiệm thức. Giá trị pH ở đối
chứng tăng cao hơn so với nghiệm thức xử lý. Kết
quả còn cho thấy hàm lượng DO (Hình 5A) và COD
(Hình 5B) ở cả hai nghiệm thức đều có xu hướng
giảm. COD dao động trong khoảng từ 5,5 đến 8,2
mg/L thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. COD sau
khi xử lý bằng hệ thống plasma lạnh giảm từ 6,9 còn
4,7 mg/L ở ngày thứ nhất và tăng nhẹ từ ngày thứ 3.
3.2.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
Nhiệt độ nước của hai nghiệm thức không có sự
khác biệt đáng kể, nằm trong khoảng từ 25,5oC đến
29oC, trong ngưỡng nhiệt độ của các loài động vật
thủy sản. Trong khi đó chỉ số pH có sự khác biệt
A
B
Hình 5. Biến động hàm lượng DO (A) và COD (B) trong bể nước lợ
Kết quả theo dõi hàm lượng TAN trong nước
của hai nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê
(P < 0,05) (Hình 6A). Đối với nghiệm thức xử lý, hàm
lượng TAN trung bình sau khi xử lý ít bị biến động và
giữ ở mức ổn định đến ngày thứ 6 thì bắt đầu giảm
mạnh. Dựa vào kết quả phân tích mật độ và thành
phần các loài tảo (không trình bày số liệu trong bài)
cho thấy hàm lượng TAN trong nước giảm ở hai
nghiệm thức về cuối thí nghiệm một phần là do thực
vật phù du đã sử dụng TAN làm nguồn dinh dưỡng.
A
B
C
Hình 6. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước lợ
112
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Hàm lượng NO2 (Hình 6B) khi bắt đầu theo
dõi là 0,24 mg/L và tăng dần ở cả hai nghiệm thức.
Nghiệm thức đối chứng có hàm lượng NO2 biến
động ở mức thấp (từ 0,09 đến 0,77 mg/L). Trong
khi đó, hàm lượng NO2 ở nghiệm thức xử lý tăng
mạnh ngay từ ngày thứ nhất và đạt giá trị cao nhất
(1,61 mg/L) ở ngày thứ 6 sau khi xử lý bằng plasma
lạnh, khác biệt thống kê so với đối chứng (P < 0,05).
Hàm lượng TSS không có sự khác biệt nhiều giữa
hai nghiệm thức cũng như ít biến động trong suốt
thời gian thí nghiệm (Hình 6C), giá trị trung bình
khoảng 22,9 mg/L.
3.2.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh
Tương tự kết quả thí nghiệm 1, mật độ tổng
vi khuẩn (Hình 7A), Bacillus spp. (Hình 7B),
Aeromonas spp. (Hình 7C) và E. coli ở các bể xử lý
luôn thấp hơn đáng kể so với bể đối chứng.
A
B
C
Hình 7. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. trong bể nước lợ
3.3. Ảnh hưởng của plasma lạnh đến mật độ vi
sinh vật và chất lượng nước trong bể nuôi cá lóc
Nồng độ oxy hòa tan DO (Hình 8A) ở cả hai
nghiệm thức giảm dần trong suốt thời gian thí
nghiệm đặc biệt giảm mạnh ở nghiệm thức xử lý. Sự
sụt giảm nồng độ DO diễn ra là do yêu cầu oxy cho
hoạt động hô hấp của cá ngày càng tăng trong giai
đoạn thí nghiệm. Trong khi đó, hàm lượng COD
(Hình 8B) ở nghiệm thức xử lý thấp hơn đáng kể so
với đối chứng (P < 0,05), hàm lượng COD nghiệm
thức xử lý giảm mạnh từ 43,8 xuống còn 12,4 mg/L
ở thời điểm kết thúc thí nghiệm. Hàm lượng COD
ở các bể thí nghiệm khá cao nhưng vẫn nằm trong
ngưỡng cho phép trong nuôi trồng thủy sản và có
xu hướng tăng nhẹ vì hàm lượng TSS và hàm lượng
chất hữu cơ ngày càng tăng trong môi trường bể
nuôi cá.
3.3.1. Chỉ tiêu chất lượng nước
Nhiệt độ và giá trị pH của nước các bể nuôi cá lóc
ít biến động trong suốt quá trình thí nghiệm, và cũng
không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức
(P > 0,05). Nhiệt độ dao động từ 26oC đến 28,2oC,
giá trị pH từ 6,6 đến 7,2. eo Pillay (1990), nhiệt
độ tối ưu cho sự tăng trưởng và phát triển của cá lóc
từ 25 - 35oC. Courtenay và cộng tác viên (2004) cho
rằng cá lóc có thể sống trong khoảng pH thấp 4 - 5
và khoảng thích hợp 6,5 - 8,5. Do đó, khoảng nhiệt
độ và pH của thí nghiệm nằm ở điều kiện tối ưu cho
sự phát triển của cá lóc.
113
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
A
B
Hình 8. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể cá lóc
Tổng lượng đạm amôn TAN (Hình 9A) của cả
giới hạn cho phép từ 0,014 - 0,093 mg/L. Nghiệm
thức xử lý có xu hướng giảm còn bể đối chứng thì
ngược lại. Qua đó cho thấy bể xử lý bằng hệ thống
plasma lạnh có hàm lượng NO2 giảm thích hợp cho
hệ thống nuôi thâm canh cá lóc trong bể bạt.
hai nghiệm thức tăng dần trong suốt quá trình thí
nghiệm do các chất hữu cơ, chất thải, thức ăn dư
thừa, cặn bã tích tụ ngày càng nhiều trong bể nuôi
cá. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hàm lượng
NO2 (Hình 9B) ở cả 2 nghiệm thức đều nằm trong
A
B
C
Hình 9. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể cá lóc
3.3.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh
(Nguyễn Hữu ọ, 2001). Trong khi đó, mật độ
Bacillus spp. (Hình 10B) ở cả hai nghiệm thức lại
giảm nhẹ. Điều đáng lưu ý là mật độ tổng vi khuẩn,
Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở nghiệm thức xử
lý sụt giảm mạnh sau 1 ngày nước được xử lý bằng
plasma lạnh, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối
Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 10A) và Aeromonas
spp. (Hình 10C) ở tất cả nghiệm thức có khuynh
hướng tăng dần trong suốt thời gian thí nghiệm
do quá trình tích lũy vật chất hữu cơ là môi trường
thuận lợi cho tất cả các loài vi sinh vật phát triển
114
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
chứng (P < 0,05) mặc dù có khuynh hướng tăng dần
trở lại từ ngày thứ 3 trở về cuối thí nghiệm. Mật độ
để xử lý nước đã làm cho mật độ vi sinh vật trong
nước giảm đáng kể do đó thích hợp cho việc nuôi
tổng vi khuẩn giảm từ 6,7 103 CFU/mL còn 5,67
trồng thủy sản. Tuy nhiên, phương pháp xử lý nước
˟
˟
102 cfu/mL, trong khi đó hầu như không phát hiện
được Aeromonas spp. (mật độ < 10 cfu/mL) ở ngày
đầu tiên sau khi xử lý nước. eo Anderson (1993),
mật độ tổng vi khuẩn trong nước sạch là ít hơn 103
và trong nước bẩn là nhiều hơn 107 cfu/mL. Từ kết
quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng plasma lạnh
bằng plasma lạnh với công suất hiện tại và chỉ xử lý
nước ở giai đoạn cấp nước vẫn chưa phát huy hết
hiệu quả trong bể nuôi cá lóc khi quá trình tích lũy
vật chất hữu cơ ngày càng tăng trong suốt thời gian
thí nghiệm.
A
C
Hình 10. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể cá lóc
IV. KẾT LUẬN
Plasma lạnh có khả năng diệt khuẩn (tổng vi
khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp.).
Các yếu tố môi trường nước như nhiệt độ, giá trị
pH, hàm lượng oxy hòa tan (DO), tiêu hao oxy hóa
học (COD), tổng đạm amonia (TAN), hàm lượng
nitrite (NO2) và tổng vật chất lơ lửng (TSS) của các
bể thí nghiệm nằm trong ngưỡng thích hợp cho nuôi
trồng thủy sản.
Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước,
pH và hàm lượng DO nhưng làm giảm COD trong
nước ngọt và tăng COD trong nước lợ.
Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli
được ghi nhận chỉ ở mức < 10 cfu/mL qua các đợt
thu mẫu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nguyễn Văn Dũng, 2015, Nghiên cứu ứng dụng công
nghệ plasma lạnh trong xử lý nước: tổng hợp tài liệu.
Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần ơ, 36, trang
106-111.
Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng, 2015. iết kế và
chế tạo hệ thống xử lý nước uống đóng chai công
suất 07 m3/ngày bằng công nghệ lọc trao đổi ion và
Plasma. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, Trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM.
TAN và TSS giảm sau khi được xử lý bằng plasma
lạnh trong bể nước ngọt nhưng tăng trong bể thực
nghiệm nuôi cá lóc.
Plasma lạnh làm tăng hàm lượng NO2 trong nước.
115
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018
Đoàn u Hà, 2013. Đánh giá hiện trạng cấp nước nông
thôn vùng đồng bằng sông Cửu Long và đề xuất giải
pháp phát triển. Tạp chí Khoa học thủy lợi và Môi
trường, trang 43.
Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh Chung, 2009. Khảo sát các
mô hình nuôi cá lóc (Channa micropeltes và Channa
striatus) ở Đồng bằng sông Cửu Long. Kỷ yếu Hội
nghị khoa học thủy sản toàn quốc, Đại học Nông Lâm
TP HCM. 436-447.
Nguyễn Hữu ọ, 2001, Biến động của sulfite,
ammonia, nitrite, BOD, COD, chlo hữu cơ trong môi
trường nước ảnh hưởng đến khả năng xảy ra bệnh
đốm trắng, bệnh đàu vàng trên tôm nuôi ở Khánh
Hòa. Tạp chí ủy sản, 43, Bộ ủy sản-Trung tâm
Nghiên cứu thủy sản III, trang 5-15.
Courtenay, W.R., Jr., J.D. Williams., R. Britz,
M.N. Yamamoto., P.V. Loiselle, 2004. Identity
of Introduced Snakeheads (Pisces, Channidae)
in Hawaii and Madagascar, with comments on
Ecological concern. Bishop Museum Occasional
Papers, 77: 13.
Grinevich V.I., E.Y. Kvitkova, N.A. Plastinia and
V.V. Rybkin, 2011. Application of dielectric barrier
discharge for waste water purification. Plasma
Chemistry and Plasma Process. 31: 573-583.W.S.A.
Kuraica, M. M., Obradović, B., Manojlović, D.,
Ostojić, D. R., and Purić, J., 2006. Application of
coaxial dielectric barrier discharge for potable and
waste water treatment. Ind. Eng. Chem. Res, 45, 882-
905.
Anderson, I., 1993. e veterinary approach to marine
prawns. In: Aquaculture for veterinarians: fish
husbandry and medicine (Editor Brown L.): 271-296.
APHA, 1995. Standard Methods for the Examination
of Water and Wastewater. 19th Edition, American
Public Health Association Inc., New York.
Majeed W.S.A., E. Karunakaran, C.A Biggs., W.B.
Zinmmerman, 2012. Application of cascade
dielectric barrier discharge plasma atomizers
for waste water treatment. Proceeding of the 6th
InternationalConference on Environmental Science
and Technology. American science press.
Rong S.P., Y.B. Sun and Z.H. Zhao, 2014.
Degradation of sulfadiazine antibiotics by
water falling film dielectric barrier discharge. Chinese
Chemical Letter. 25: 187-192.
Baumann, P., L. Baumann, S.S. Bang, and M.J.
Woolkalis, 1980. Reevaluation of the taxonomy of
Vibrio, Beneckea, and Photobacterium: abolition of
the genus Beneckea. Curr. Microbiol. 4:127-132.
Efficiency of cold plasma in aquaculture water treatment
Pham i Tuyet Ngan, Nguyen Hoang Nhat Uyen,
Tran Trung Giang, Nguyen Văn Dung, Dang Huynh Giao
Abstract
is study was conducted to evaluate ability of cold plasma technology for improving water quality. e study included
3 experiments with three replications: in fresh water tanks (experiment 1), in brackish water tanks (experiment 2)
and in intensive fish tanks (experiment 3). Water samples collected before and afer water treatment by cold plasma
during 7-day experiment were analyzed to determine the efficiency of cold plasma in improving water quality. e
results showed that all water quality parameters in experiments were suitable for aquaculture. e cold plasma did
not affect water temperature, pH and DO. In experiment 1, the cold plasma decreased COD, TAN and TSS. However,
it was found that the cold plasma increased NO2. In experiments 2 and 3, the cold plasma increased TAN, and NO2.
In addition, the cold plasma has shown its ability in decreasing density of bacteria (total bacteria, Bacillus spp. and
Aeromonas spp.). Besides, the density of Escherichia coli in water was recorded under 10 cfu/mL. ese results proved
that cold plasma has potential in improving water quality and removing bacterial pathogens in water.
Keywords: Cold plasma, water quality parameters, bacterial density
Ngày nhận bài: 19/7/2018
Ngày phản biện: 25/7/2018
Người phản biện: PGS.TS. Ngô ị u ảo
Ngày duyệt đăng: 15/8/2018
116
9 trang
09/01/2024
55980
Free
Bạn đang xem tài liệu "Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng Plasma lạnh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- danh_gia_hieu_qua_xu_ly_nuoc_cap_nuoi_trong_thuy_san_bang_pl.pdf
