So sánh hiệu quả của lọc vi sinh và lọc bằng rong biển (Caulerpa serrata) trong hệ thống tuần hoàn ương nuôi ấu trùng tôm Hymenocera picta DANA, 1852

i

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Vorathep Muthuwan và PGS.TS Lại
Văn Hùng vì sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình trong quá trình tôi thực hiện đề tài, cũng
như trong quá trình hoàn thành cuốn luận văn này.
Tôi cũng đồng thời gửi lời cảm ơn đến tập thể lãnh đạo cũng như cán bộ làm
việc và nghiên cứu tại Viện Nghiên Cứu Biển – trường Đại học Burapha, đặc biệt là
TS. Saowapa Sawatpeera và cán bộ thuộc đơn vị Aquarium unit vì đã nhiệt tình giúp
đỡ, chỉ bảo cho tôi, cả về kiến thức, kinh nghiệm, và cơ sở vật chất trong thời gian tôi
thực hiện đề tài tại Viện.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến ba bạn Linh, Trang, Dũng, những người đã
luôn sát cánh bên tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của bản thân đến gia đình vì tình
yêu thương, sự động viên, giúp đỡ và khích lệ trong suốt quá trình học cũng như thời
gian tôi thực hiện đề tài.
ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những kết quả được trình bày trong luận văn này là trung
thực, do tôi trực tiếp thực hiện. Và những kết quả này chưa từng được công bố trong
bất kì công trình nghiên cứu nào khác.
Người cam đoan


Phạm Trung Hiếu

iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
LỜI CAM ĐOAN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 TỔNG QUAN 3
1.1. Hệ thống tuần hoàn nước trong Nuôi trồng Thủy sản 3
1.2. Lọc sinh học trong hệ thống tuần hoàn 5
1.2.1. Lọc vi sinh (Bacterial biofilter) 5
1.2.2. Lọc bằng rong biển (Seaweed biofilter) 14
1.3. Đặc điểm sinh học sinh thái tôm cảnh Hymenocera picta 18
1.3.1. Hệ thống và đặc điểm phân loại 18
1.3.2. Một số đặc điểm sinh học sinh sản của tôm Hymenocera picta 19

1.3.3. Nghiên cứu sản xuất giống tôm Hymenocera picta 21
1.3.4. Một vài nét về tình hình sản xuất giống các đối tượng giáp xác
cảnh 21
Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 25
2.2. Đối tượng nghiên cứu 25
2.3. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu của đề tài 25
2.4. Vật liệu và phương pháp 26
2.4.1. Vật liệu cần dùng và chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm 26
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu 30
iv

2.4.3. Phương pháp phân tích chất lượng nước 33
2.4.4. Xử lý số liệu 34
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
3.1. Tính toán thiết lập hệ thống tuần hoàn nước 35
3.1.1. Tốc độ bài tiết Ammonia 35
3.1.1. Tốc độ xử lý Ammonia 35
3.1.2. Tính toán kích thước lọc sinh học cần dùng cho thí nghiệm 39
3.2. Ảnh hưởng của các hình thức lọc sinh học khác nhau trong RAS
lên ương nuôi ấu trùng tôm cảnh Hymenocera picta 39
3.2.1. Một số yếu tố môi trường cơ bản trong quá trình thí nghiệm . 39
3.2.2. Diễn biến các yếu tố Ammonia, Nitrite, Nitrate trong các hệ
thống nuôi khác nhau 41
3.2.3. Hiệu quả của các hệ thống ương nuôi khác nhau đến ương nuôi
ấu trùng tôm cảnh Harlequin Hymenocera picta 48
Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 55
4.1. Kết luận 55
4.2. Đề xuất ý kiến 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Thời gian phát triển ấu trùng của một số loài giáp xác cảnh 23
Bảng 3.1: Diễn biến các yếu tố môi trường cơ bản - Thí nghiệm đợt 1 40
Bảng 3.2: Diễn biến các yếu tố môi trường cơ bản - Thí nghiệm đợt 2 41
Bảng 3.3: Khoảng dao động và giá trị trung bình (±ĐLC) nồng độ các hợp chất
Nitơ qua hai đợt thí nghiệm 46
Bảng 3.4: Tỷ lệ chuyển giai đoạn ấu trùng tôm trong các hệ thống nuôi khác
nhau – thí nghiệm đợt 2 49

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1-1: Đường cong diễn biến nồng độ TAN, NO
2
-N và NO
3
-N trong hệ
thống lọc sinh học mới thiết lập. 6
Hình 1-2: Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling filter) 10
Hình 1-3: Sơ đồ bể lọc đĩa quay sinh học (Rotating Biological Contactors) 11
Hình 1-4: Sơ đồ cấu tạo đơn giản của một bể lọc sinh học tầng hóa lỏng

(Fluidized bed filters) 12
Hình 1-5: Sơ đồ cấu tạo lọc sinh học với giá thể dạng hạt (Bead filters). 13
Hình 1-6: Tôm bố mẹ Hymenocera picta. 20
Hình 2-1: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu. 25
Hình 2-2: Hệ thống nuôi vỗ tôm Hymenocera picta bố mẹ. 26
Hình 2-3: Giá thể lọc sinh học dùng trong thí nghiệm. 27
Hình 2-4: Bể ương nuôi ấu trùng 28
Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 29
Hình 3-1: Quá trình hấp thụ Ammonia của rong Caulerpa serrata. 36
Hình 3-2: Diễn biến quá trình oxy hóa Ammonia của vi khuẩn Nitrate hóa. 37
Hình 3-3: Diễn biến nồng độ Nitrite trong hệ thống bể lọc vi sinh. 38
Hình 3-4: Diễn biến nồng độ TAN trong các hệ thống nuôi khác nhau - Thí
nghiệm đợt 1. 41
Hình 3-5: Diễn biến nồng độ TAN trong các hệ thống nuôi khác nhau - Thí
nghiệm đợt 2. 42
Hình 3-6: Diễn biến nồng độ NO
2
-
-N trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 1. 43
Hình 3-7: Diễn biến nồng độ NO
2
-
-N trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 2. 44
Hình 3-8: Diễn biến nồng độ NO
3
-N trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 1. 45
vii

Hình 3-9: Diễn biến nồng độ NO
3
-N trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 2. 45
Hình 3-10: Tỷ lệ chuyển giai đoạn ấu trùng tôm trong các hệ thống nuôi khác
nhau – thí nghiệm đợt 2. 49
Hình 3-11: Tỷ lệ sống của ấu trùng trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 1. 52
Hình 3-12: Tỷ lệ sống của ấu trùng trong các hệ thống nuôi khác nhau – Thí
nghiệm đợt 2. 53
1

MỞ ĐẦU
Kinh doanh các đối tượng sinh vật cảnh nước mặn là một ngành công nghiệp
triệu đô. Cùng với san hô, giáp xác cảnh là một trong những đối tượng phổ biến của
ngành công nghiệp này [16, 61]. Với hình dạng kì lạ, màu sắc rực rỡ, tôm Harlequin
Hymenocera picta nhận được rất nhiều sự quan tâm của những người chơi sinh vật
cảnh [14, 32]. Tuy nhiên, cho đến hiện nay, vẫn chưa có nhiều nghiên cứu được tiến
hành trên đối tượng này.
Giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường của các hoạt động có liên
quan đến Nuôi trồng thủy sản là nhân tố chính đảm bảo cho sự phát triển nền vững của
ngành nghề này [109]. Một trong những giải pháp lâu dài là ứng dụng hệ thống nuôi
tuần hoàn, một hình thức nuôi đã được bắt đầu nghiên cứu và phát triển từ hơn 30 thập
niên trước. Đây là một hình thức nuôi thâm canh [106] mà ở đó, vật nuôi được duy trì
ở mật độ cao, được cho ăn đầy đủ để đạt tốc độ tăng trưởng tối đa, trong khi vẫn đảm
bảo duy trì sự ổn định của chất lượng môi trường nước [65], nhờ đó giảm thiếu được
sự trao đổi nước với môi trường bên ngoài, từ đó hạn chế vấn đề ô nhiễm và lây lan
dịch bệnh [91].
Hệ thống nuôi tuần hoàn là sự lựa chọn phổ biến cho các đối tượng tôm cảnh

nước mặn, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng, do có thể thiết lập một cách dễ dàng trong
điều kiện diện tích hạn chế, có thể vận hành với cả nước mặn tự nhiên hay nhân tạo.
Hơn nữa, vấn đề kiểm soát chất lượng nước và sinh vật kí sinh được thực hiện dễ dàng
hơn trong hệ thống tuần hoàn [13].
Hạn chế lớn nhất của hệ thống tuần hoàn là sự tích lũy của các chất thải Nitơ,
trong đó, đặc biệt là Ammonia, sản phẩm bài tiết chủ yếu [93, 121], và cũng là chất có
độc tính cao đối với động vật thủy sản [94]. Vì lí do này, hệ thống lọc sinh học, với vai
trò chủ yếu là kiểm soát nồng độ Ammonia, được xem là trái tim của hệ thống tuần
hoàn.
Về cơ bản, có hai phương thức khác nhau được sử dụng để loại bỏ Ammonia ra
khỏi môi trường nước trong hệ thống lọc sinh học.
2

- Lọc vi sinh (Bacterial biofilter): là quá trình xử lý Ammonia dựa trên hoạt động
của các vi khuẩn Nitrate hóa, oxy hóa Ammonia thành các dạng ít độc hơn là Nitrite
và sau đó là Nitrate, được thực hiện bởi hai chủng Vi khuẩn Nitrosomonas và
Nitrobacter, thông qua quá trình Nitrate hóa.
- Lọc sinh học bằng rong biển (Seaweed biofilter): dựa trên khả năng hấp thụ các
chất dinh dưỡng (C, N, và P) để hình thành nên sinh khối của cơ thể [81], rong biển
được sử dụng với vai trò lọc sinh học để xử lý nguồn nước thải của hoạt động Nuôi
trồng thủy sản. Các nghiên cứu sử dụng rong biển với vai trò lọc sinh học chủ yếu tập
trung trên hai giống là Ulva và Gracilaria. Và các nghiên cứu này, hầu hất được thực
hiện ở những khu vực ôn đới và hàn đới. Rong biển thuộc giống Caulerpa, một loài
phân bố phổ biến ở vùng nhiệt đới, gần đây cũng đã được chứng minh là có thể được
sử dụng với vai trò lọc sinh học [88].
Hai hình thức lọc sinh học trên đã được nghiên cứu và ứng dụng trong thực
tiễn nghề nuôi từ hơn 3 thập niên qua, nhưng cho đến hiện nay, chưa có một nghiên
cứu cụ thể nào được tiến hành để so sánh và đánh giá hiệu quả của hai hệ thống lọc
sinh học nêu trên trong vấn đề duy trì chất lượng nước, tính ổn định trong quá trình
hoạt động.

Xuất phát từ những lí do trên, đề tài “So sánh hiệu quả của lọc vi sinh và lọc
bằng rong biển (Caulerpa serrata) trong hệ thống tuần hoàn ương nuôi ấu trùng
tôm Hymenocera picta Dana, 1852” được tiến hành với những nội dung như sau:
- So sánh hiệu quả xử lý nước của hai hình thức lọc sinh học (vi khuẩn và rong
biển), với sự nhấn mạnh đến các Ammonia, Nitrite và Nitrate.
- Ảnh hưởng của chất lượng môi trường nước trong từng hệ thống lên ương nuôi
ấu trùng tôm cảnh biển Harlequin Hymenocera picta
3

Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Hệ thống tuần hoàn nước trong Nuôi trồng Thủy sản
Nuôi trồng thủy sản được nhận định sẽ là một trong ba ngành kinh tế có tiềm
năng lớn trong thiên niên kỷ mới. Hiện nay, Nuôi trồng thủy sản đáp ứng gần 1/3 nhu
cầu tiêu dùng của thế giới [106], và con số này sẽ còn tăng cao trong tương lai cùng
với sự phát triển của khoa học kỹ thuật.
Nuôi trồng thủy sản truyền thống làm gia tăng mối lo ngại của cộng đồng về
các vấn đề môi trường do nguồn nước thải nó sản xuất ra. Bên cạnh đó, quỹ đất thích
hợp cho phát triển nghề Nuôi cũng đang dần trở nên hạn chế do vấn đề bùng nổ dân
số. Vì thế, phát triển hình thức nuôi mới, vừa đảm bảo sản lượng trong khi giảm thiểu
các mâu thuẫn do hoạt động của nó gây ra là cơ sở đảm bảo cho sự phát triển bền vững
của hoạt động Nuôi trồng thủy sản. Ứng dụng hệ thống tuần hoàn trong Nuôi trồng
thủy sản (Recirculating Aquaculture System – RAS) được xem là một giải pháp thích
hợp.
Theo định nghĩa của Lybey (1996), hệ thống tuần hoàn nước trong Nuôi trồng
thủy sản là một hệ thống nuôi, trong đó, nước liên tục được xử lý và tái sử dụng, nhờ
đó mà giảm thiểu được sự trao đổi nước với môi trường bên ngoài [58].
Các nghiên cứu nhằm phát triển và cải tiến việc ứng dụng hệ thống tuần hoàn
trong nuôi trồng thủy sản đã được tiến hành trong suốt hơn 3 thập niên qua [71]. Tuy
hiện nay, hệ thống nuôi này vẫn chủ yếu được sử dụng nhằm phục vụ cho mục đích
nghiên cứu, nuôi với quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm; trong khi tiềm năng của nó

trong nuôi công nghiệp quy mô lớn mới chỉ bắt đầu được nhận ra và chứng minh, ứng
dụng trong thực tiễn sản xuất còn hạn chế [102]. Nhưng trong tương lai, hình thức
nuôi này sẽ ngày càng trở nên phổ biến do những ưu thế của nó so với các hình thức
nuôi khác.
Một trong những ưu thế chính của hệ thống tuần hoàn là có thể quản lý một
cách hiệu quả môi trường và các thông số chất lượng nước để có thể tối ưu sức khỏe
cũng như là tốc độ tăng trưởng của vật nuôi thông qua các hệ thống xử lý chất lượng
nước (lọc sinh học, lọc cơ học), cũng như là các hệ thống hỗ trợ khác (sục khí, hệ
4

thống ổn nhiệt, hệ thống khử trùng bằng Ozon hay tia UV). Nhờ đó mà hoạt động sản
xuất trong RAS có thể tiến hành liên tục trong năm với tỷ lệ trao đổi nước với môi
trường bên ngoài là thấp nhất (5-10%). Điều này, một mặt giúp giảm bớt các vấn đề về
môi trường có liên quan đến Nuôi trồng thủy sản, nhưng cũng đồng thời tránh được
các nguy cơ đe dọa đến vụ nuôi như ô nhiễm, dịch bệnh, địch hại từ bên ngoài.
RAS linh động hơn các hình thức nuôi truyền thống trong việc lựa chọn địa
điểm nuôi, có thể được xây dựng ở nhưng nơi nguồn nước là một yếu tố giới hạn (như
không đảm bảo về số lượng và chất lượng) hay điều kiện tự nhiên không phù hợp (thời
gian thích hợp cho sản xuất ngắn hay không thích hợp đối tượng nuôi) [57] nhờ khả
năng quản lý tốt các yếu tố môi trường, ít phụ thuộc vào nguồn nước cấp. Vì thế, RAS
có thể được phân bố ở những nơi gần thị trường tiêu thụ. Điều này giúp cung cấp cho
người tiêu dùng sản phẩm thủy sản chất lượng, an toàn; còn đối với người sản xuất, sẽ
góp phần tăng lợi nhuận do sản phẩm tươi có giá thành cao hơn so với hàng đông lạnh,
trong khi chi phí vận chuyển được giảm đến mức thấp nhất.
Hệ thống tuần hoàn có thể áp dụng cho đa dạng các loại đối tượng nuôi (cá,
giáp xác, nhuyễn thể) ở các môi trường sống khác nhau (ngọt, mặn, lợ), ở các giai
đoạn nuôi và trên các quy mô khác nhau. Bên cạnh đó, nhờ khả năng kéo dài thời gian
nuôi nhốt, nên hệ thống tuần hoàn cho phép người nuôi xác định thời điểm thu hoạch
thích hợp, tùy theo nhu cầu của thị trường, giúp tối đa năng suất và lợi nhuận.
Với những lợi thế trên, có thể nói, hệ thống nuôi tuần hoàn cho phép đạt được

năng suất và lợi nhuận tối đa trong điều kiện hạn chế cả về quỹ đất xây dựng cũng như
là sự hạn chế về nguồn nước cấp [112]. Đây là yếu tố hết sức quan trọng, đảm bảo cho
sự phát triển của nghề nuôi trồng thủy sản.
Tuy nhiên, hệ thống tuần hoàn cũng có những hạn chế nhất định. Hạn chế lớn
nhất của hệ thống tuần hoàn là chi phí đầu tư và duy trì hoạt động của cả hệ thống
tương đối lớn so với các hình thức nuôi truyền thống. Hơn nữa, đây là một tập hợp
phức tạp, bao gồm các bộ phận có quan hệ chặt chẽ với nhau. Bất kì một bộ phận nào
trục trặc, hoạt động không hiệu quả, có thể dẫn đến nguy cơ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ
thống, từ đó ảnh hưởng xấu, thậm chí là gây chết vật nuôi. Do đó, vận hành RAS đòi
hỏi phải là người có kiến thức tốt, nắm được những nguyên lý cơ bản quá trình xử lý
của từng bộ phận và sự vận hành của cả hệ thống.
5

Mặc dù có những hạn chế nhất định, nhưng với những lợi ích mà hệ thống nuôi
tuần hoàn mang lại như quản lý chất thải, bảo vệ môi trường, chất lượng sản phẩm,
tính sẵn có của sản phẩm, hệ thống nuôi này vẫn hấp dẫn đối với nhà đầu tư, và là sự
lựa chọn cho các dự án Nuôi trồng thủy sản trong tương lai [106].
1.2. Lọc sinh học trong hệ thống tuần hoàn
Trong quản lý môi trường nuôi thủy sản, kiểm soát các hợp chất có chứa Nitơ
được xem là mối quan tâm chủ yếu [106]. Trong đó, Ammonia, sản phẩm bài tiết chủ
yếu của động vật thủy sinh, nhận được nhiều sự quan tâm nhất [102]. Ammonia là sản
phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi protein và được cá bài tiết qua mang dưới dạng
Ammonia phi ion (NH
3
). Ngoài ra Ammonia còn được hình thành từ quá trình phân
hủy của phân, thức ăn thừa và các chất vẩn trong hệ thống nuôi. Ammonia (hay còn
gọi là Ammonia tổng số - TAN) tồn tại dưới hai dạng là Ammonia ion (NH
4
+
-N) và

Ammonia phi ion (NH
3
-N). Trong đó trạng thái phi ion được xem là có độc tính cao
đối với động vật thủy sinh. Chính vì lí do này mà kiểm soát nồng độ Ammonia trong
môi trường nước được xem là mục đích thiết kế chủ yếu của hệ thống tuần hoàn nước
[64, 65]. Với lí do này, hệ thống lọc sinh học (Biofiltration) được xem như là trái tim
của hệ thống tuần hoàn nước.
1.2.1. Lọc vi sinh (Bacterial biofilter)
Nguyên lý hoạt động của hình thức lọc sinh học này là Ammonia (ở trạng thái
ion NH
4
+
-N) sẽ được chuyển hóa thành các dạng có độc tính thấp hơn là Nitrite (NO
2
-
-
N) và sau đó là Nitrate (NO
3
-
-N) nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn hóa tự dưỡng
(chemosynthetic autotrophic bacteria). Quá trình chuyển hóa Ammonia gồm hai bước
nêu trên được gọi là quá trình Nitrate hóa (Nitrification proccess), và các vi khuẩn
tham gia vào các phản ứng đó được gọi là vi khuẩn Nitrate hóa (Nitrifying bacteria).
Có nhiều chủng vi khuẩn khác nhau tham gia vào quá trình này, trong đó hai chủng
phổ biến nhất là Nitrosomonas và Nitrobacter. Các chủng vi khuẩn này sử dụng O
2

như là tác nhân oxi hóa (Oxidizing agent) và sử dụng CO
2
hoặc HCO

3
-
như là nguồn
Carbon cho sự sinh trưởng. Phương trình mô tả quá trình chuyển đổi hóa học cơ bản
xảy ra trong quá trình Nitrate hóa như sau:

6

Nitrosomonas:

Nitrobacter:

Phương trình tổng quát:



Hình 1-1: Đường cong diễn biến nồng độ TAN, NO
2
-N và NO
3
-N trong hệ thống lọc sinh
học mới thiết lập.
(Nguồn: Timmons, 2002) [106]
Hiệu quả cũng như là tốc độ của quá trình Nitrate hóa phụ thuộc vào các yếu tố
sau đây:
Thời gian (ngày)
Nồng độ (ppm)
7

Ammonia: bản thân nồng độ Ammonia cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ

của quá trình Nitrate hóa. Nhìn chung, khi nồng độ của Ammonia tăng lên thì hiệu quả
của lọc sinh học cũng tăng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nồng độ Ammonia trên
3mg/L sẽ đạt hiệu quả xử lý tốt nhất. Tuy nhiên, nồng độ Ammonia quá cao cũng sẽ có
khả năng ức chế hoạt động của các vi sinh vật.
Oxy hòa tan: bởi vì vi sinh vật cần oxy cho sự tăng trưởng, đồng thời còn dùng
trong quá trình chuyển đổi Ammonia thành Nitrate. Do đó nhất thiết phải cung cấp đủ
lượng oxy cần thiết cho hệ thống lọc sinh học trong suốt chu trình sản xuất. Các
nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hoạt động của chủng vi khuẩn Nitrosomonas giảm khi
lượng oxy trong nước xuống dưới mức 4mg/L, trong khi đó, nồng độ tương tự của
Nitrobacter là 2 mg/L.
Nhiệt độ: tương tự như các phản ứng hóa học và các phản ứng động năng sinh
học, nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng đến tốc độ của quá trình Nitrate hóa. Hoạt
động của vi khuẩn xảy ra trong khoảng từ 0 cho đến 30
o
C, và tốc độ phản ứng tăng khi
nhiệt độ tăng trong biên độ này. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của Vi khuẩn là khoảng
30
o
C. Tuy nhiên, vi khuẩn vẫn có thể hoạt động với hiệu quả cao ở nhiệt độ thấp nếu
quá trình thuần hóa nhiệt độ được diễn ra một cách từ từ.
pH: quá trình Nitrate hóa có thể diễn ra trong khoảng pH dao động tương đối
lớn. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu của Antoniou et al. (1990) cho thấy, ngưỡng pH
tối ưu cho vi khuẩn Nitrate hóa là từ 7.2 đến 7.8 [6]. Mặc dù vậy, hệ thống lọc sinh
học vẫn có thể hoạt động trong khoảng pH từ 6 đến 9, tùy thuộc vào sự thích nghi của
vi sinh vật trong điều kiện vận hành thực tế.
Độ kiềm (Alkalinity): là khả năng ổn định pH của môi trường nước. Nitrate hóa
là quá trình acid hóa do ion H
+
được hình thành. Do đó, nếu nước trong hệ thống lọc
sinh học có hệ đệm kém, pH hệ thống sẽ bị giảm, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động của

lọc sinh học.
Vật chất hữu cơ: sự hiện diện của vật chất hữu cơ trong hệ thống lọc sinh học
cũng sẽ có ảnh hưởng đến quá trình thực hiện chức năng của hệ thống lọc sinh học.
Bởi đây là điều kiện cho cho các chủng vi khuẩn khác phát triển bên trong hệ thống
lọc và cạnh tranh với vi khuẩn Nitrate hóa. Các chủng vi khuẩn hiếu khí dị dưỡng sử
8

dụng các chất hữu cơ như là nguồn Carbon, và với tốc độ phát triển nhanh hơn [118],
chúng sẽ dần dần thay thế cho các vi khuẩn Nitrate hóa.
Độ mặn: cũng có ảnh hưởng đến quá trình Nitrate hóa, bởi vì ion chlor Cl
-
gây
ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn. Vì lí do này mà Nitrate hóa trong nước ngọt diễn
ra nhanh hơn trong nước mặn.
Ánh sáng: hệ thống lọc sinh học cần phải được che tối để hạn chế ánh sáng.
Mặc dù nguyên nhân chính xác vẫn chưa được xác định, nhưng ánh sáng được cho là
có khả năng làm giảm hiệu quả của quá trình Nitrate hóa [5]. Ngoài ra, hạn chế ánh
sáng còn nhằm mục đích hạn chế sự phát triển không mong muốn của các loại vi tảo
trên bề mặt giá thể, vốn có thể ảnh hưởng đến sự hoạt động của hệ thống lọc sinh học
[102].
Giá thể: giá thể được sử dụng phải có tỷ lệ diện tích bề mặt trên một đơn vị thể
tích lớn (high specific surface area), đồng thời phải có tỷ lệ khoảng trống thích hợp để
quá trình lưu thông của nước được dễ dàng. Vật liệu sử dụng làm giá thể lọc sinh học
phải là chất trơ, tính chịu nén cao, và không bị phân hủy sinh học. Các loại vật liệu
phổ biến thường được dùng trong hệ thống lọc sinh trong Nuôi trồng thủy sản bao gồm
cát, sỏi, nhựa hoặc vật liệu từ sứ có dạng hạt nhỏ, hình cầu, hay vòng.
Đã có nhiều công nghệ khác nhau phát triển dựa trên nguyên lý cơ bản của hệ
thống lọc sinh học sử dụng vi sinh vật. Mỗi loại đều có những điểm mạnh cũng như là
điểm yếu, tùy theo từng điều kiện sử dụng cụ thể mà cho hiệu quả tốt nhất. Những
công nghệ lọc sinh học được sử dụng rộng rãi trong Nuôi trồng thủy sản là:

Lọc sinh học ngập nước (Submerged biofilter): hay còn gọi là lọc ướt. Đây là
hình thức lọc sinh học được sử dụng rộng rãi nhất trong Nuôi trồng thủy sản. Đúng
như tên gọi, giá thể mà ở các loại vi khuẩn Nitrate hóa bám vào và phát triển được đặt
hoàn toàn trong môi trường nước. Nước thải đi vào bề lọc có thể từ trên xuống hay từ
dưới lên, nhờ đó mà thời gian lưu giữ nước có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi
tốc độ dòng chảy [118].
Có nhiều loại giá thể khác nhau được dùng trong hình thức lọc sinh học này,
nhưng nhìn chung thì có thể phân thành 2 nhóm là giá thể cố định (fixed media) và giá
thể ngẫu nhiên hay tự do (random media). Mỗi giá thể ngẫu nhiên là một đơn vị vật
9

liệu nhỏ dùng để cung cấp bề mặt cho vi sinh vật bám và sinh trưởng. Các giá thể này
được phân tán ngẫu nhiên trong bể lọc sinh học. Các ví dụ thường gặp của loại giá thể
này bao gồm cầu sinh học (bioball), vòng nhựa, sỏi. Giá thể cố định là một tấm hay
khối vật liệu lọc sinh học được xếp theo dãy cố định. Giá thể có thể là một khối của
những tấm nhựa có nếp gấp hoặc các tấm làm bằng vật liệu dạng sợi.
Oxy hòa tan cung cấp cho bề lọc sinh học là oxy có trong nước đi qua bể lọc.
Đây chính là hạn chế của hình thức lọc sinh học này. Một vấn đề khác là các chất rắn
lơ lững từ bể nuôi có thể bị tích lũy trong bể lọc sinh học. Quá trình này có thể làm
giảm khoảng không trong bể lọc, do đó đòi hỏi vệ sinh thường xuyên để đảm bảo vận
hành lâu dài. Để hạn chế hiện tượng tắc, một giải pháp là sử dụng giá thể có kích
thước lớn. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là diện tích bề mặt cho vi sinh vật
phát triển bị giảm đi đáng kể. Ngoài ra, thiết kế lọc sinh học theo hình thức này còn có
hạn chế là chi phí xây dựng và vận hành cao, và có nguy cơ của ô nhiễm sinh học
(biofouling).
Lọc phun hay lọc nhỏ giọt (Trickling filter): kết cấu và cách thức vận hành của
hình thức lọc sinh học này hoàn toàn giống với lọc ướt, điểm khác biệt duy nhất là giá
thể ở đây được giữ ẩm thay vì ngâm hoàn toàn trong nước [118].
Trong bể lọc, các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một
đơn vị thể tích lớn nhất trong điều kiện có thể. Nước thải được bơm lên trên đỉnh của

bể lọc và được hệ thống phân phối phun thành giọt đều khắp trên bề mặt của lớp vật
liệu. Nước sau khi chạm lớp vật liệu chia thành các hạt nhỏ chảy thành màng mỏng
qua khe vật liệu đi xuống dưới. Bởi vì không khí có thể đi vào khe hở giữa các giá thể
nên vi sinh vật luôn nhận đủ lượng oxy cần thiết. Ngoài ưu điểm đó ra, khả năng loại
bỏ khí CO
2
cũng như là chi phí đầu tư ban đầu cho lọc sinh học dạng này tương đối rẻ
nên nó đang được ứng dụng rộng rãi trong Nuôi trồng thủy sản. Trong hệ thống xử lý
nước thải, giá thể thường được dùng cho lọc sinh học dạng này là đá. Tuy nhiên, hiện
nay hầu hết giá thể được làm từ nhựa do có khối lượng nhẹ, diện tích bề mặt riêng cao
(100-300m
2
/m
3
), và tỷ lệ khoảng trống cao (>90%). Hạn chế lớn nhất của hệ thống lọc
sinh học này là kích thước tương đối lớn, và chi phí cho giá thể lọc sinh học là lớn
[65].

10


Hình 1-2: Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling filter).
(Nguồn: Losodor, 1999) [65]
Đĩa quay sinh học (Rotating biological contactors - RBC): được sử dụng lần
đầu tiên tại Đức vào năm 1960, và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước
thải sinh hoạt, và cũng đang dần trở nên phổ biến trong Nuôi trồng thủy sản.
RBC gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng làm bằng polystyren (PS) hoặc
polyvinylclorua (PVC) lắp trên một trục bằng thép có đường kính tới 3,5m. Các đĩa
được đặt ngập một phần trong nước thải (40%). Tốc độ quay của trống phải được tính
toán một cách hợp để có thể đảm bảo duy trì quần thể vi khuẩn Nitrate hóa , nhưng

vẫn đạt hiệu quả xử lý nước. Nếu tốc độ quay quá chậm có thể làm cho vi khuẩn bị
thiếu khí khi nổi lên khỏi mặt nước. Nhưng nếu tốc độ qúa nhanh thì màng sinh học có
thể bị tách ra khỏi trống. Tốc độ quay phổ biến là 1.5 – 3 vòng/phút.
Trong quá trình vận hành, các vi sinh vật sẽ sinh trưởng gắn kết trên bề mặt đĩa
và hình thành lớp màng mỏng nhầy trên bề mặt ướt của đĩa (1 – 4mm). Khi đĩa quay,
Trục tay quay
phân bố nước
Nước đi vào
Giá thể lọc
sinh học
Nước ra khỏi bể
lọc, được đưa trở
l
ạ
i b
ể

nuôi

Vị trí lắp
đặt hệ thống
sục khí

11

lần lượt làm cho lớp màng vi sinh vật tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với
không khí để hấp thụ oxy. Đĩa quay cũng là cơ chế để tách các chất rắn thừa ra khỏi
bề mặt các đĩa nhờ lực ly tâm.
Ưu điểm của hệ thống này là vận hành đơn giản, có khả năng loại bỏ CO
2

, tự
làm sạch và bổ sung O
2
. Hạn chế của hệ thống trên là chi phí đầu tư cao, hiệu quả xử
lý thấp, và có thể xuất hiện các vấn đề về cơ học trong quá trình vận hành [57, 65,
106].

Hình 1-3: Sơ đồ bể lọc đĩa quay sinh học (Rotating Biological Contactors).
(Nguồn: Losodor, 1999) [65]
Lọc sinh học tầng sôi hay tầng hóa lỏng (Fluidized bed filters): hệ thống lọc
này đã được ứng dụng trong các hệ thống Nuôi trồng thủy sản thương mại quy mô lớn.
Một đặc điểm nổi bật của của hệ thống lọc sinh học này là có diện tích bề mặt riêng
lớn với giá thể là các hạt cát có cùng kích cỡ (đường kính nhỏ hơn cát sử dụng trong
bể lọc thô) hay các hạt nhựa có kích thước nhỏ. Một dòng nước đi từ dưới lên, đi qua
đáy cát (hay các hạt nhựa) với một lưu tốc đủ để nâng và giữ cho cát luôn ở trạng thái
lơ lửng (vì lí do này nên còn được gọi là hóa lỏng) và di chuyển liên tục. Nước đi ra
ngoài qua ống thoát gần đỉnh của bể lọc. Lưu tốc trong bể phải được điều chỉnh cẩn
thận để đảm bảo giữ cho giá thể lơ lững những vẫn không bị tràn ra ngoài. Thông
thường, lưu tốc được điều chỉnh để thể tích của giá thể tăng thêm 50%.
Giá thể lọc sinh học
Trục
tay
quay

Nước vào
N
ư
ớ
c ra

Mực
nước
B
ể

l
ọ
c RBC

12

Lọc sinh học tầng hóa lỏng là một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi
khuẩn. Vi khuẩn có thể hình thành khuẩn lạc trên toàn bộ diện tích bề mặt của giá thể.
Sự va chạm giữa các giá thể trong khi được xáo trộn trong bể lọc giúp loại bỏ những vi
khuẩn chết, nhờ đó mà hệ thống lọc có khả năng tự làm sạch.
Lợi thế lớn của hệ thống lọc sinh học này là có diện tích bề mặt riêng lớn, nên
có khả năng Nitrate hóa cao. Lọc sinh học tầng hóa lỏng có khả năng loại bỏ 50 đến
90% lượng Ammonia có trong nước chỉ với 1 lần lọc trong hệ thống Nuôi trồng thủy
sản nước lạnh và nước mát [105]. Tốc độ Nitrate hóa trong hệ thống nước lạnh là 0.2-
0.4 kg TAN/day/m
3
, và 0.6-1.0 kg TAN/day/m
3
đối với hệ thống nước lạnh [107]. Chi
phí đầu tư cho giá thể là cát rẻ hơn rất nhiều so với các loại giá thể khác.

Hình 1-4: Sơ đồ cấu tạo đơn giản của một bể lọc sinh học tầng hóa lỏng (Fluidized bed
filters).
(Nguồn Losodro, 1999) [65]
Giá thể

lọc sinh
học - cát
Nước quay trở
lại bể nuôi
Nước
đi vào
từ bể
nuôi
Đĩa có đục lỗ để
phân bố nước
13

Hạn chế chính của hệ thống lọc sinh học tầng hóa lỏng là chi phí cho năng
lượng (sử dụng bơm) khá cao, vận hành phức tạp hơn so với các hệ thống lọc sinh học
vi sinh khác, gặp nhiều khó khăn trong công tác bảo dưỡng vì vấn đề liên quan đến
chất vẩn lơ lửng và ô nhiễm sinh học.
Lọc sinh học với giá thể dạng hạt (Bead filters): mục đích sử dụng ban đầu
của hệ thống lọc này là để loại bỏ chất rắn lơ lửng trong nước. Các hạt nhựa có kích
thước nhỏ, tỷ trọng thấp được sử dụng để giữ và loại bỏ chất rắn lơ lửng có trong nước
thải khi nước được cho đi qua lớp hạt theo chiều từ dưới lên. Chất rắn lơ lững được
loại bỏ bằng cách chạy một mô tơ quay hệ thống các chân vịt có trong bể lọc. Các
chân vịt làm xáo trộn các hạt lọc và phải phóng chất vẩn dính trên các hạt. Khi hệ
thống các chân vịt ngừng hoạt động, các hạt nhựa nổi lên bề mặt của bể lọc còn chất
rắn thì từ từ lắng xuống đáy bể.

Hình 1-5: Sơ đồ cấu tạo lọc sinh học với giá thể dạng hạt (Bead filters).
Van điều chỉnh
nước cấp
Nước vào

Nước ra
Trục quay để
xáo trộn giá thể
14

(Nguồn Timmonos, 2002) [106]
Đồng thời với vai trò loại bỏ chất vẩn trong nước, các hạt nhựa còn là một giá
thể rất tốt cho sự phát triển của các vi khuẩn Nitrate hóa. Chính vì thế mà hệ thống này
còn được ứng dụng như là một thiết bị lọc sinh học để xử lý những nguồn nước thải
nhỏ hoặc trung bình trong Nuôi trồng thủy sản. Bởi vì các hạt giá thể nằm hoàn toàn
trong môi trường nước nên vi khuẩn được cấp oxy thông qua nước đi vào bể lọc.
Ưu điểm của hệ thống này là quá trình lọc sinh học và lọc cơ học có thể diễn ra
cùng một lúc, thiết lập và vận hành tương đối đơn giản; hạn chế là chất thải tích tụ ở
đáy bể lọc có thể phân hủy và gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước của hệ thống.
Do đó, cần vệ sinh định kỳ để hạn chế vấn đề trên. Tuy nhiên, tránh vệ sinh quá
thường xuyên vì có thể gây ảnh hưởng đến trạng thái thích hợp của bể lọc.
1.2.2. Lọc bằng rong biển (Seaweed biofilter)
1.2.2.1. Nghiên cứu sử dụng rong biển trong Nuôi trồng thủy sản với
vai trò lọc sinh học
Bên cạnh việc sử dụng lọc vi sinh trong hệ thống tuần hoàn, ứng dụng trong
Nuôi trồng thủy sản để xử lý nước thải, quản lý chất lượng nước môi trường nuôi, một
phương pháp tiếp cận khác là sử dụng rong biển với vai trò lọc sinh học cũng đã được
nghiên cứu và ứng dụng [81]. Nguyên lý của việc sử dụng rong biển như là lọc sinh
học là dựa trên khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng có trong nước [44, 110], trong
đó, đặc biệt là các hợp chất có chứa Nitơ.
Hình thức này đã được bắt đầu từ giữa những năm 70 của thế kỷ trước [42, 56],
và ngày càng nhận được sự quan tâm của các nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng thực
tiễn của phương pháp này trong các hệ thống nuôi thâm canh và bán thâm canh để xử
lý nguồn nước thải, cải thiện chất lượng nước, cho phép tải sử dụng hoặc thải ra môi
trường [10, 11, 19, 24, 29, 42, 47, 55, 68, 70, 72-74, 80, 82, 84, 85, 95, 96, 98, 99,

110]. Các nghiên cứu trên đã chỉ ra rằng, nước thải từ hoạt động nuôi cá là nguồn dinh
dưỡng thích hợp cho sản xuất rong biển, đồng thời, nuôi kết hợp với rong biển giúp
giảm đáng kể lượng nước trao đổi với môi trường bên ngoài do rong biển có thể loại
bỏ đến trên 90% lượng Ammonia do cá thải ra [11, 19, 95], kỹ thuật đơn giản, rẻ tiền,
có thể xử lý một khối lượng nước lớn trong một khoảng thời gian ngắn [95].
15

So với lọc sinh học dựa trên quá trình Nitrate hóa được thực hiện bởi các vi
khuẩn, rong biển với vai trò lọc sinh học có những lợi thế hơn. Hệ thống lọc sinh học
vi sinh trong quá trình hoạt động cần có oxy cho các vi khuẩn Nitrate hóa để thực hiện
các phản ứng oxy hóa Ammonia và sau đó là Nitrite để tạo Nitrate. Do đó có thể dẫn
đến sự cạnh tranh oxy với vật nuôi [23, 39]. Theo thời gian hoạt động, Nitrate sẽ bị
tích lũy trong hệ thống nuôi, thậm chí đôi khi là cả Nitrite nếu hệ vi sinh hoạt động
không ổn định hay phát triển chưa đầy đủ [113, 117], môi trường nước bị acid hóa
[113]. Một hạn chế nữa là đôi khi, hệ thống lọc vi sinh có thể đối mặt với nguy cơ bị
phá sản không thể dự báo trước do sự thay đổi của quần xã vi sinh vật [29].
Trong khi đó, đối với rong biển với vai trò lọc sinh học, vấn đề duy trì sự hoạt
động đơn giản hơn. Rong biển có thể hấp thụ mọi dạng Nitơ vô cơ có trong hệ thống
nuôi. Đồng thời, rong biển còn rất hiệu quả trong việc loại bỏ CO
2
và làm giàu thêm
oxy hòa tan trong nước thông qua hoạt động quang hợp [84, 99]. Theo Carl
Demetropoulos, Chris Langdon (2000) [29], rong biển có thể làm tăng lượng oxy hòa
tan lên đến 233%, trong khi, lượng oxy rong biển sử dụng vào ban đêm cho quá trình
hô hấp lại rất ít [81]. Cuối cùng, rong biển còn có thể đem lại các lợi ích khác cho
người sản xuất. Rong biển có thể được dùng làm thức ăn cho các đối tượng thủy sản
khác (nhuyễn thể, cá). Ngoài ra, rong biển có thể được sử dụng trực tiếp làm thực
phẩm hoặc dùng để sản xuất các dạng thuốc thực phẩm (nutraceuticals), mỹ phẩm và
dược phẩm [81], nhờ đó mà tạo thêm một nguồn thu nhập khác cho người nuôi.
Để lựa chọn một loại rong dùng trong hệ thống nuôi kết hợp, cần đạt những tiêu

chí sau (theo Neori A., 2004) [81]:
- Có tốc độ tăng trưởng và khả năng hấp thụ các hợp chất có chứa Nitơ cao. Đối
với rong biển, về mặt hình thái, tỷ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích càng lớn thì tốc
độ tăng trưởng càng cao [62]. Tốc độ tăng trưởng này cần phải được duy trì trong điều
kiện môi trường có nồng độ các chất dinh dưỡng cao, đặc biệt là Ammonia.
- Dễ nuôi và có thể kiểm soát được vòng đời
- Có sức đề kháng với sinh vật ký sinh (epiphytes) và các sinh vật gây bệnh
- Có sự phù hợp giữa các đặc điểm sinh lý học sinh thái và môi trường nuôi.
- Loại rong biển được lựa chọn tốt nhất là giống bản địa
16

- Ngoài ra, việc lựa chọn còn phụ thuộc vào mục đích của người sản xuất. Nếu
mục đích chủ yếu là thu sinh khối, quyết định sẽ dựa trên chất lượng và các giá trị thứ
cấp đi kèm. Nếu mục đích là các quá trình xử lý sinh học, khi đó, khả năng hấp thụ, dữ
trữ và tăng trưởng sẽ được xem xét đến.
1.2.2.2. Khả năng hấp thụ các hợp chất có chứa Nitơ của rong biển
Trong tự nhiên, Nitrate (NO
3
-
-N) và Ammonia (NH
4
+
-N) là hai nguồn Nitơ chủ
yếu của rong biển. Tuy có thể hấp thụ cùng lúc các nguồn Nitơ khác nhau, nhưng tốc
độ không nhất thiết phải như nhau. Một số loài rong, đặc biệt là các loại rong thuộc
giống rong bẹ Laminaria, có khả năng hấp thụ cả hai chất trên với tốc độ như nhau
[45]. Đối với phần lớn các loai rong còn lại, bao gồm cả những loại rong được ưa
chuộng trong Nuôi trồng thủy sản, Ammonia là chất được ưa thích hơn [44], và tốc độ
đồng hóa Ammonia có thể nhanh hơn Nitrate từ 2 đến 3 lần [3, 82]. Điều này có thể là
do Ammonia sau khi được hấp thụ có thể được chuyển hóa ngay thành các amino acid,

trong khi đó, Nitrate cần phải được chuyển về dạng Nitrite, và sau đó là Ammonia thì
mới được sử dụng [45].
Một điểm đặc biệt là một số loại rong biển có khả năng hấp thụ các chất dinh
dưỡng vượt quá nhu cầu cần thiết cho tăng trưởng [24, 77, 110]. Hiện tượng này
thường được ghi nhận đối với Ammonia (NH
4
+
-N) và được xem là quá trình thụ động
[45]. Nhờ khả năng này mà rong biển được lựa chọn với vai trò lọc sinh học, xử lý
nguồn nước thải giàu chất dinh dưỡng từ hoạt động Nuôi trồng thủy sản.
Sự hấp thụ các sản phẩm có chứa Nitơ của rong biển chịu sự tác động của các
điều kiện môi trường, tuy nhiên hiểu biết của con người về vấn đề này còn hạn chế.
Theo Harrison & Hurd (2001) [45], khả năng hấp thụ Nitrate của rong biển chịu sự
ảnh hưởng bởi ánh sáng, trong khi đó điều này lại kém rõ ràng hơn đối với sự hấp thụ
Ammonia [97]. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự hấp thụ của rong biển vẫn chưa đầy đủ.
Tuy nhiên có một đặc điểm chung là khi nhiệt độ tăng lên gấp đôi thì tốc độ hấp thụ
cũng tăng lên gấp đôi [45]. Các nghiên cứu trên rong Asparagopsis armata và Ulva
rigida [72] và Gracilaria chilensis [111] cũng phần nào chứng minh được giả thuyết
trên.
Ngoài ra, sự chuyển động của nước cũng có ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ
các chất dinh dưỡng của rong. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng,
17

lưu tốc nước từ 2 đến 6 cm s
-1
là cho tốc độ hấp thụ tối đa [51, 52]. Và như đã thảo
luận trước đó, nồng độ cũng như là dạng tồn tại của chất dinh dưỡng cũng có ảnh
hưởng đến tốc độ hấp thụ của rong biển.
Bên cạnh các yếu tố bên ngoài, các nhân tố sinh học như biến dị, lịch sử dinh
dưỡng, dạng mô, tuổi và vòng đời, tỷ lệ giữa diện tích bề mặt và thể tích, và các thay

đổi về hình thái cấu tạo cơ thể bên ngoài cũng có ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của
rong biển.
1.2.2.3. Các loài rong biển được sử dụng phổ biến trong Nuôi trồng
thủy sản
Hiện nay các nghiên cứu ứng dụng rọng biển với vai trò lọc sinh học trong Nuôi
trồng thủy sản chủ yếu tập trung trên hai nhóm đối tượng chủ yếu là rong xà lách (hay
còn gọi là rong cải biển) Ulva spp. và rong câu Gracilaria spp., là hai giống được xem
là có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng là cao nhất [81].
Trong đó, các nghiên cứu tổng thể trên rong xà lách Ulva đã được hoàn thiện,
bao gồm cả vòng đời và cách thức quản lý. Với đặc điểm hình thái dạng lá mỏng, có
tốc độ tăng trưởng và thành phần Nitơ cao, Ulva được xem là sự lựa chọn tốt để quyết
các vấn đề về môi trường do hoạt động Nuôi trồng thủy sản gây ra. Và các loại rong
thuộc giống Ulva đã được sử dụng một cách hiệu quả trong các hệ thống nuôi biển quy
mô vừa và lớn [9, 19, 20, 31, 55, 72, 75, 74, 80, 82-85, 95, 96, 99, 100, 115, 116]. Hạn
chế duy nhất của các loại rong biển thuộc giống Ulva là có giá trị kinh tế thấp.
Rong thuộc giống rong câu Gracilaria đã có lịch sử nghiên cứu và ứng dụng
trong nghề nuôi hải sản [2, 10, 11, 42, 44, 48, 68, 70, 75, 83, 85, 97, 100, 110, 111].
Bên cạnh khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong quá trình phát triển, các chất
chiết xuất từ loại rong này cũng là một yếu tố quan trọng cho sự sử dụng phổ biến của
Gracilaria, cho dù chúng có tốc độ tăng trưởng chậm hơn so với Ulva. Bên cạnh hai
nhóm rong chính nêu trên, một nhóm khác cũng được ứng dụng phổ biến trong hệ
thống nuôi kết hợp là các rong thuộc giống rong mứt Porphyra [25]. Ngoài những ưu
điểm tương tự rong Ulva, đây còn là đối tượng có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, khó
khăn của đối tượng này là hiểu biết về vòng đời của nó còn chưa đầy đủ [81].
18

Các loài bẹ (Kelp) thuộc hai giống Larminaria và Macrocystis, là những loài có
giá trị kinh tế, cũng đang bắt đầu được nghiên cứu và ứng dụng [3, 43, 52, 89, 90].
Hiện nay, chưa có nhiều các nghiên cứu về các hệ thống nuôi kết hợp với rong
biển trong Nuôi trồng thủy sản ở khu vực nhiệt đới [74, 76], trong khi hệ thống nuôi

cũng như là tính đa dạng của các loại rong rất khác so với vùng ôn đới và hàn đới [88].
Trong một nghiên cứu gần đây được tiến hành ở phía đông bắc của Australia của Paul
và Nys (2008) cho thấy, các loài rong thuộc giống rong nho Caulerpa có thể được sử
dụng với vai trò làm sạch sinh học nguồn nước thải của hoạt động Nuôi trồng thủy sản
thâm canh [88].
1.3. Đặc điểm sinh học sinh thái tôm cảnh Hymenocera picta
1.3.1. Hệ thống và đặc điểm phân loại
Theo một số tài liệu, Hymenocera picta được xếp vào Họ Gnathophyllidae [33,
34]. Tuy nhiên hầu hết các tài liệu phân loại gần đây đều xếp đối tượng này vào Họ
Hymenoceridae [21, 28, 32, 69, 92, 108].
Giới (Kingdom) Animalia
Ngành (Phylum) Arthropoda
Phân ngành (Subphylum) Crustacea Brünnich, 1772
Lớp (Class) Malacostraca Latreille, 1802
Phân lớp (Subclass) Eumalacostraca Grobben, 1892
Liên bộ (Superorder) Eucarida Calman, 1904
Bộ (Order) Decapoda Latreille, 1802
Phân bộ (Suborder) Pleocyemata Burkenroad, 1963
Cận bộ (Infraorder) Caridea Dana, 1852
Liên họ (Superfamily)

Palaemonoidea Rafinesque, 1815

Họ (Family) Hymenoceridae Ortmann, 1890