Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý nước thải ao nuôi cá Tra trong điều kiện phòng thí nghiệm

Ket-noi.com
NGUYỄN HÂN NHI
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

SỬ DỤNG TẢO CHLORELLA SP.
ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI AO NUÔI CÁ TRA
TRONG ĐIỀU KIỆN PHÕNG THÍ NGHIỆM

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
TRẦN CHẤN BẮC

Cần Thơ, 2012


XÁC NHẬN LUẬN VĂN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn kèm theo đây, với tựa đề tài là “Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý
nước thải ao nuôi cá tra trong điều kiện phòng thí nghiệm”, do Nguyễn Hân Nhi
thực hiện và báo cáo đã được hội đồng luận văn thông qua.

Ths. Trần Chấn Bắc

TS. Nguyễn Văn Công

Ths. Nguyễn Thị Như Ngọc

ii


LỜI CẢM TẠ
…….

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
 Thầy Trần Chấn Bắc đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em trong suốt
quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
 Cố vấn học tập cô Trương Thị Nga đã hết lòng giúp đỡ để em có thể hoàn
thành chương trình đào tạo trong 4 năm học.
 Thầy Nguyễn Văn Công và cô Nguyễn Thị Như Ngọc đã chia sẽ những ý
kiến để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn:
 Quý Thầy Cô Bộ Môn Khoa Học Môi Trường – Khoa Môi Trường & Tài
Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt kiến
thức cho em trong 4 năm học tại trường và tạo mọi điều kiện cho em thực
hiện đề tài.
 Xin trân trọng ghi nhớ sự nhiệt tình, cảm thông và giúp đỡ của tất cả các bạn
lớp Khoa Học Môi Trường khóa 34 trong suốt thời gian cùng ngồi chung
giảng đường đại học.
 Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình tôi đã tạo mọi điều kiện để tôi được học tập
trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên, đồng thời ủng hộ tôi về
vật chất cũng như động viên về tinh thần để tôi có thể hoàn thành luận văn
tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Hân Nhi

iii


TÓM LƢỢC
Đề tài “Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý nước thải ao nuôi cá tra trong điều
kiện phòng thí nghiệm” được thực hiện từ tháng 12 năm 2011 đến cuối tháng 04
năm 2012 tại phòng thí nghiệm thuộc khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên
Nhiên trường đại học Cần Thơ. Nước thải cá tra được lấy trực tiếp từ ao nuôi của

nhà ông Trương Văn Bình số nhà 62/4 tổ 4 khu vực Bình Yên B, Quận Bình Thủy,
Thành phố Cần Thơ để làm thí nghiệm. Thí nghiệm được bố trí với 6 nghiệm thức,
trong đó 2 nghiệm thức chứa nước thải ao nuôi cá tra với tỉ lệ 75%, 100%, hai
nghiệm thức nước thải khác chứa 100% nước thải nhưng một nghiệm thức được lọc
loại bỏ tảo, một nghiệm thức nước thải loại bỏ tảo mang đun sôi, một nghiệm thức
đối chứng, một nghiệm thức nuôi trong môi trường Wanle.
Theo dõi trong 10 ngày đo đạc các chỉ tiêu: nhiệt độ, pH, DO mỗi ngày, thu
mẫu phân tích các chỉ tiêu: N-NO3-, N-NH4+, P-PO43-, Chlorophyll_a với chu kì
theo các ngày 1, 3, 5, 7, 9. Việc bố trí các tỉ lệ nước thải khác nhau nhằm tìm ra tỉ lệ
nước thải cho tảo phát triển và hấp thu dinh dưỡng tốt nhất.
Kết quả cho thấy nghiệm thức chứa 100% nước thải có tảo sau 3 ngày tăng
trưởng đã đạt được giá trị sinh khối cao nhất và hàm lượng dinh dưỡng của nước
thải được tảo hấp thụ tốt nhất trong thời gian này. Tuy nhiên giá trị đạt sinh khối
cao nhất trong thí nghiệm là nghiệm thức tảo nuôi trong môi trường wanle.

iv


MỤC LỤC

XÁC NHẬN LUẬN VĂN CỦA HỘI ĐỒNG ........................................................... i
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................. ii
TÓM LƢỢC ..............................................................................................................iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................ vi
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................ vii
I. MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
II. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................................... 3
2.1. Tổng quan về Chlorella ....................................................................................... 3
2.1.1. Đặc điểm phân loại ............................................................................................ 3

2.1.2. Hình thái cấu tạo ................................................................................................ 3
2.1.3. Thành phần hóa học của Chlorella .................................................................... 3
2.1.4 Một số đặc tính của tảo chlorella ........................................................................ 4
2.1.5 Sinh sản............................................................................................................... 5
2.1.6 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của tảo ........................ 6
2.1.7 Khả năng sử dụng tảo Chlorella. ........................................................................ 9
2.1.8 Ứng dụng tảo Chlorella .................................................................................... 10
2.1.9 Công nghệ nuôi tảo Chlorella trên thế giới ...................................................... 11
2.2 Tổng quan về nước thải cá tra. ............................................................................ 11
2.2.1 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước từ việc nuôi cá tra .................. 11
2.2.2 Biến động môi trường nước trong hệ thống nuôi cá tra thâm canh .................. 12
III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 14
3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu. .......................................................................... 14
3.1.1. Thời gian .......................................................................................................... 14
3.1.2. Địa điểm .......................................................................................................... 14
3.2. Phương tiện nghiên cứu ...................................................................................... 14
3.2.1 Dụng cụ............................................................................................................. 14
3.2.2 Hóa chất ............................................................................................................ 14
3.2.3 Nguồn giống ..................................................................................................... 14
3.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 14
3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm ......................................................................................... 14
3.3.2 Nguồn nước thải và cách xử ký ........................................................................ 15
3.3.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 15
3.3.4 Thu mẫu ............................................................................................................ 16
3.3.5 Phương pháp phân tích ..................................................................................... 16
3.3.6 Xử lý số liệu ..................................................................................................... 18
IV. KẾT QUẢ- THẢO LUẬN ................................................................................ 19
v

4.1 Sự biến động của nhiệt độ, pH, DO theo thời gian ............................................. 19
4.1.1 Sự biến động của nhiệt độ ................................................................................ 19
4.1.2 Sự biến động của pH theo thời gian ................................................................. 20
4.1.3 Sự biến động của DO theo thời gian ................................................................ 23
4.2 Sự biến động các chỉ tiêu N-NO3, N-NH4+, P-PO43- ........................................... 25
4.2.1 Sự biến động của chỉ tiêu N-NO3- .................................................................... 25
4.2.2 Sự biến động của chỉ tiêu N-NH4+.................................................................... 29
4.2.3 Sự biến động của chỉ tiêu P-PO43- .................................................................... 31
4.3 Sự biến động của mật độ tảo và sinh khối tảo theo thời gian .............................. 33
4.3.1 Sự biến động của mật độ tảo ............................................................................ 33
4.3.2 Sự biến động của sinh khối tảo......................................................................... 36
IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .............................................................................. 39
5.1 Kết luận
.......................................................................................................... 39
5.2 Đề xuất
.......................................................................................................... 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của Chlorella ............................................................... 4
Bảng 4.1 Sự biến động nhiệt độ của các nghiệm thức (TB)...................................... 19
Bảng 4.2 Sự biến động pH của các nghiệm thức (TB). ............................................. 20
Bảng 4.3 Sự biến động DO (mg/L) của các nghiệm thức (TB) ................................ 23
Bảng 4.4 Sự biến động chỉ tiêu NO3- (mg/L) của các nghiệm thức .......................... 26
Bảng 4.5: Sự biến động chỉ tiêu NH4+ (mg/L) của các nghiệm thức ........................ 29

Bảng 4.6: Sự biến động chỉ tiêu PO43- (mg/L) của các nghiệm thức ........................ 31

vii


DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1: Hình thái cấu tạo của Chlorella .............................................................. 3
Hình 2.1: Các giai đoạn phát triển của tảo (Coutteau, 1996). ................................ 6
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ......................................................................... 15
Hình 4.1: Sự biến động của mật độ tảo ................................................................ 33
Hình 4.2: Chu trình oxy và sản xuất tảo trong nước thải ..................................... 34
Hình 4.3: Sự biến động của sinh khối tảo ............................................................ 36

viii


CHƢƠNG I
MỞ ĐẦU
Ngày nay, để đáp ứng nhu cầu về nguyên vật liệu cũng như nguồn thực phẩm
cho con người, hàng loạt các ngành công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng và chế
biến thủy sản,… đã phát triển một cách nhanh chóng. Trong đó, ngành nuôi trồng
và chế biến thủy sản đang phát triển rất mạnh ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và
đã có những đóng góp quan trọng trong tăng trưởng kinh tế của vùng. Các loài thủy
sản nước ngọt như: cá tra, cá trê, cá sặc rằn,… được nuôi với số lượng rất lớn và
nước thải từ các ao nuôi này chứa hàm lượng dinh dưỡng rất cao khi thải ra sông
rạch mà không qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nước một cách trầm trọng, ảnh
hưởng đến sự đa dạng sinh học của các thủy vực, gây mất cân bằng sinh thái, ảnh
hưởng đến đời sống và sức khỏe con người.
Vấn đề đặt ra là phải tìm những biện pháp xử lý nguồn nước thải này một cách

có hiệu quả nhất. Bên cạnh các phương pháp xử lý: lý học, hóa học, thì phương
pháp sinh học là biện pháp có chi phí xử lý thấp, đạt hiệu quả cao và cải thiện được
môi trường, như việc nghiên cứu sử dụng tảo Spirulina để xử lý nước thải từ các ao
nuôi cá trê, cá sặc rằn của những đề tài trước được thực hiện rất thành công.
Trong những thập niên gần đây cùng với sự nổi bật của tảo Spirulina về vấn đề
xử lý nước thải và thu sinh khối, tảo Chlorella cũng đang được sự quan tâm nghiên
cứu của các nhà khoa học. Một số đề tài nghiên cứu sử dụng Chlorella để xử lý
nước thải từ hầm ủ Biogas và những công trình nuôi Chlorella để thu sinh khối với
kỹ thuật nuôi đơn giản và ít tốn kém đã được thực hiện rất thành công. Vì Chlorella
là loài tảo giàu protein, vitamin (A, C, B2, B6,…) và các khoáng chất (phosphor,
canxi, kẽm, iod, magie, sắt, đồng,…) nên được dùng làm thực phẩm, dược phẩm,
mỹ phẩm phục vụ cho con người (Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005).
Để góp phần thúc đẩy thế mạnh của tảo Chlorella ở nhiều lĩnh vực khác, đặc
biệt là trong xử lý nước thải thủy sản. Đề tài “Sử dụng tảo Chlorella sp. để xử lý
nƣớc thải ao nuôi cá tra trong điều kiện phòng thí nghiệm” được thực hiện.
* Mục tiêu tổng quát:
Đánh giá khả năng xử lý nước thải ao cá tra của tảo Chlorella sp.
* Mục tiêu cụ thể:
- Xác định sinh khối tảo và tìm ra tỷ lệ nước thải thích hợp để Chlorella sp.
phát triển đạt sinh khối tối ưu nhất.
- Phân tích các chỉ tiêu lý, hóa nhằm đánh giá khả năng hấp thu chất dinh
dưỡng của tảo.
* Nội dung thực hiện:
- Nhân giống tảo Chlorella sp.

1


- Tiến hành nuôi tảo Chlorella sp. trên 6 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được
bố trí với 3 lần lặp lại.

- Tiến hành thu mẫu: khảo sát mật độ tảo, sinh khối tảo.
- Phân tích các chỉ tiêu nhiệt độ, pH, DO, N-NO3-, N-NH4+, P-PO43-.

2


CHƢƠNG II
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về tảo Chlorella
Tảo Chlorella là một trong những loài tảo được phân loại đầu tiên từ năm
1980, trong tự nhiên chúng phân bố ở cả thủy vực nước ngọt và nước lợ. Chlorella
là loài tảo có giá trị dinh dưỡng cao thường được sử dụng làm thực phẩm cho con
người, trong nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi.
2.1.1 Đặc điểm phân loại
Theo Bold và Wyne (1978)( trích bởi Sharma, 1998) tảo Chlorella được phân
loại như sau:
- Ngành: Chlorophyta
- Lớp: Chlorophyceae
- Bộ: Chlorococales
- Họ: Chlorellaceae
- Giống: Chlorella
2.1.2 Hình thái, cấu tạo
Chlorella là loại tảo 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 2 - 10 µm tùy theo điều kiện môi trường và điều kiện
phát triển, tế bào có vách cellulose bao bọc, tế bào lục lạp có dạng hình chén và có
một hạt tạo tinh bột, một vài loài không có hạt tạo tinh bột. Tảo 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 thái cấu tạo của Chlorella
2.1.3 Thành phần hóa học của Chlorella
Theo Trần Đình Toại và Châu Văn Minh (2005). Chlorella rất giàu protein,
vitamin và các khoáng chất. Các protein của loài tảo này có chứa tất cả các amino
acid cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng của người và động vật.

3


Rất nhiều vitamin có trong thành của Chlorella pyrenoidosa như: Vitamin C,
tiền vitamin A (β caroten), riboflavin (B2), pyridoxine (B6), niacin (vitamin PP), axit
panthothenic (vitamin B3), axit folic (vitamin B9), vitamin B12, biotin (vitamin H),
choline, vitamin K, axit lipoic và inositol. Các nguyên tố khoáng ở Chlorella
pyrenoidosa gồm có: Phosphor, canxi, Kẽm, iod, Magie, sắt và đồng.
Ngoài hàm lượng cao các vitamin, amino axit, peptit, protein, đường và axit
nucleic. 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 axit, protein và axit nucleic mà người
ta cho rằng nó có nguồn gốc từ nhân của tảo.
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của Chlorella
Số TT
Thành phần
Hàm lƣợng
Đơn vị tính
1
Protein
40 - 60
%
2

Gluxit
25 - 35
%
3
Lipit
10 - 15
%
4
Sterol
0,1 - 0,2
%
5
Sterin
0,1 - 0,5
%
6
β-carotene
0,16
%
7
Chlorophyll_a
2,2
%
8
Chlorophyll_b
0,58
%
9
Axit nucleic
6

%
10
Tro
10 - 34
%
11
Xanthophyll
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/ 100 gr
16
Vitamin B12
7-9
mg/ 100 gr
17

Niacin
25
mg/ 100 gr
18
Axit nicotinic
145
mg/ 100 gr
19
Vitamin B6
2,3
mg/ 100 gr
(Theo Trần Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005)
2.1.4 Một số đặc tính của tảo Chlorella
Tảo Chlorella có những đặc điểm sau :
- Sinh sản vô tính, tốc độ sinh sản nhanh.
- Điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, nhiệt độ cao, môi trường có tính kiềm
và không khí sạch.
- Có xu hướng chìm xuống đáy nước.
4


- Có diệp lục, do đó tảo là sinh vật tự dưỡng.
- Hiệu quả quang hợp là 8%.
- Không bị virut tấn công, môi trường nuôi cấy đơn giản.
2.1.5 Sinh sản
Dưới những điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, nước trong và không khí
sạch Chlorella sinh sản với tốc độ vô cùng lớn. Quá trình sinh sản nói chung được
chia thành nhiều bước: Sinh trưởng - trưởng thành - thành thục - phân chia (Trần
Đình Toại và Châu Văn Minh, 2005).
Tảo Chlorella sinh sản nhanh, trong 3 giờ có khả năng gấp đôi mật độ. Tảo

Chlorella không có hiện tượng sinh sản hữu tính. Quá trình sinh sản được hình
thành nhờ sự hình thành trong cơ thể mẹ các bào tử. Tùy theo loài tảo và điều kiện
môi trường mà số lượng các loại bào tử có thể là 2, 4, 6, 8, 16, 32 (thậm chí có
trường hợp tạo ra 64 tự bào tử ) sau khi kết thúc sự phân chia, bào tử tự tách khỏi cơ
thể mẹ bằng cách phá hoại màng tế bào cơ thể mẹ. Các tế bào này lớn lên và phát
triển đến giai đoạn chín sinh dục, toàn bộ chu trình lập lại từ đầu (Trần Văn Vỹ,
1995).
a. Vòng đời của tảo Chlorella
Theo Tamiya (1963)(trích bởi Sharma, 1998) vòng đời của tảo Chlorella chia
thành 4 giai đoạn:
- Giai đoạn tăng trưởng: ở giai đoạn này các tự bào tử sẽ tăng nhanh về kích
thước nhờ sản phẩm sinh tổng hợp.
- Giai đoạn bắt đầu chín: tế bào mẹ bắt đầu quá trình phân chia.
- Giai đoạn chín mùi: tế bào nhân lên trong điều kiện có ánh sáng hoặc trong
bóng tối.
- Giai đoạn phân cắt: tế bào mẹ bị phá vỡ ra, các tự bào tử được phóng thích ra
ngoài.
b. Sự phát triển của quần thể tảo
Trong điều kiện nuôi với chất dinh dưỡng thích hợp, sự phát triển của quần thể
tảo trải qua 5 giai đoạn (Countteau,1996) ( Hình 2.1)
- Giai đoạn đầu:
Là giai đoạn bắt đầu nuôi cấy. Ở giai đoạn này các tế bào tảo lớn lên về kích
thước nhưng không có sự phân chia nên mật độ tế bào không tăng lên hoặc tăng rất
ít. Đây là giai đoạn mà sự trao đổi chất của tế bào sẽ thích nghi với các điều kiện vật
lý của môi trường để phát triển, sự tăng lên của enzyme và trao đổi chất bao gồm sự
phân chia tế bào và cố định carbon. Thời gian giai đoạn này nhanh hay chậm tùy
thuộc vào nguồn tảo giống và thành phần môi trường, pha này sẽ không xảy ra nếu
tảo giống sử dụng để nuôi cấy đang ở pha tăng trưởng nhanh.
- Giai đoạn tăng trưởng nhanh:

5


Mật độ tảo

Đây là giai đoạn tế bào phân chia nhanh chóng. Tốc độ này phụ thuộc vào điều
kiện môi trường như dinh dưỡng, ánh sáng,… ở giai đoạn này mật độ tảo sẽ phát
triển theo phương trình sau:
C1= C0.emt
Với C1, Co là mật độ tảo tại thời điểm t và 0.
m: tốc độ phát triển đặc trưng. Tốc độ này phụ thuộc vào loài tảo, cường độ
ánh sáng và nhiệt độ.
- Giai đoạn tăng trưởng chậm:
Ở giai đoạn này tốc độ của tảo giảm dần khi các điều kiện về dinh dưỡng, ánh
sáng, pH, CO2,… trở thành những 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. Trong thực tế, có nhiều yếu tố
có thể ảnh hưởng đến sự suy tàn của tảo như hàm lượng dinh dưỡng trong môi
trường nuôi cạn kiệt, không đủ ánh sáng cung cấp, quá nóng hoặc do sự ô nhiễm các
loài tảo khác hoặc protozoa.

Thời gian nuôi
Hình 2.1: Các giai đoạn phát triển của tảo (Coutteau, 1996).
2.1.6 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của tảo
a. Ánh sáng

Cũng như tất cả 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), tảo có đặc điểm hiệu ứng lại với sự tăng lên của cường độ ánh sáng. Khi

6


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 hàm lượng 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 quang hợp giảm và tốc độ quang
hợp sẽ ngược với ánh sáng khi vượt qua giới hạn giá trị cao nhất mỗi loài tảo khác
nhau sẽ thích hợp với mức ánh sáng khác nhau. Tảo sẽ giảm lượng chlorophyll
trong tế bào khi cường độ ánh sáng vượt qua giới hạn thích ứng, khi tảo ở trong
điều kiện ánh sáng cao kéo dài sẽ dẫn đến sự tổn hại quá trình quang tổng hợp trong
tế bào.
Cường độ ánh sáng thích hợp hay không còn tùy thuộc vào điều kiện nuôi.
Trong điều kiện bình thủy tinh, dung tích nhỏ cường độ ánh sáng đòi hỏi càng lớn,
khoảng 5000 - 10000 lux. Nếu sử dụng ánh sáng nhân tạo thì thời gian chiếu sáng ít
nhất 18 giờ/ngày. Trong mô hình nước xanh cải tiến, kết hợp với cá rô phi, cường
độ chiếu sáng cho sự phát triển của Chlorella khoảng 4000 - 30.000 lux (Nguyễn
Thanh Phương, 2003).
b. Nhiệt độ
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quang tổng hợp của các tế bào tảo Chlorella khác
nhau theo từng loài (Oh-Hama và Miyachi, 1986). Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng
trực tiếp hoặc gián tiếp lên quá trình trao đổi chất mà còn tác động lên cấu trúc tế
bào (Payer, 1980).

Mỗi loài tảo có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau. Nhưng nhìn chung nhiệt
độ tối ưu để nuôi tảo dao động trong khoảng 23 - 30oC tùy theo loài (Trương Sĩ Kỳ,
2004) .Tuy nhiên, nhiệt độ thích hợp cho tảo Chlorella thích hợp là 25 - 35oC nhưng
tảo có thể chịu đựng nhiệt độ 37oC (Liao và ctv, 1983). Nhiệt độ dưới 10oC hoặc
trên 37oC đều ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo. Theo Semenenko (1969)(trích
bởi Oh-Hama and Miyachi, 1986) khi quan sát tảo Chlorella cho rằng khi di chuyển
từ nhiệt độ 37oC đến 43oC thì tốc độ gia tăng tế bào giảm nhanh chóng khi hoạt
động quang tổng hợp vẫn tiếp tục trong một khoảng thời gian nhất định. Đồng thời
thành phần sinh hóa của tảo cũng thay đổi rất lớn sinh tổng hợp carbohydrate tăng
nhanh làm cho hàm lượng của chúng đạt đến 45% trọng lượng khô và hàm lượng
protein giảm từ 43% còn 18% trong thời gian 14 giờ. Theo Trần Thị Thủy (2008)
nhiệt độ tối ưu cho tảo Chlorella phát triển là 34 oC.
c. pH
Giới hạn pH cho sự phát triển của các loài tảo từ 7 - 9, nhưng thích hợp trong
khoảng từ 8.2 - 8.7. Nếu pH thay đổi lớn có thể làm cho tảo bị tàn lụi (Nguyễn
Thanh Phương, 2003). Trong trường hợp nuôi tảo có mật độ cao thì bổ sung CO2

7


nhằm ổn định pH dưới mức 9 trong suốt quá trình phát triển của tảo là cần thiết, pH
thích hợp cho tảo Chlorella 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 NH4+ sẽ làm giảm pH (Oh-Hama và Myjachi,
1986). Việc sử dụng ure ít làm thay đổi pH của môi trường ngay cả trong điều kiện
tự dưỡng và dị dưỡng.
d. 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 và Pauw
(1980), nhận xét giữa các chế độ sục khí kiên 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.
e. Dinh dƣỡng
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 hàm
lượng 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 cần thiết cho
quá trình phát triển của tảo và tỷ lệ N/P thường được đề nghị là 6/1 (Valero và
Abuin, 1981).
* Đạm
Đối với Chlorella các dạng đạm thường được hấp thu là amonium, nitrat và
urea. Trong đó amonium cho kết quả tốt nhất (Iriarte, 1991). Trường hợp môi
trường có amonium, nitrat và urea thì Chlorella sẽ sử dụng amonium trước tiên còn
nitrat và urea sẽ được chuyển hóa thành amonium trước khi kết hợp vào thành phần
hữu cơ. Việc bổ sung amonium vào tế bào tảo khi đang hấp thu nitrat thì lập tức hạn
chế hoàn toàn quá trình này. Sự hấp thu amonium là nguyên nhân hạn chế việc hấp
thu nitrat. Amonium không ảnh hưởng đến sự tổng hợp tiền thể của enzyme nitrat
nhưng amonium và các sản phẩm chuyển hóa của nó dường như ngăn cản kết nối
tiền thể protein vào trong enzyme hoạt hóa bằng cách hạn chế quá trình tổng hợp
protein cần thiết cho sự kết nối này (Oh-Hama và Myjachi, 1986).

8

Chlorella có thể sử dụng nguồn urea khi nó có thể là nguồn cung cấp đạm duy
nhất theo Roon (1968)(trích bởi Oh-Hama 1998) khi chuyển N-NO3- thành NH4+
đòi hỏi nguồn năng lượng và enzyme khử nitrat tương tự theo nghiên cứu của Ojeda
(1986), về sự phát triển và thành phần hóa học của 3 loài tảo sử dụng 4 nguồn nitơ
khác nhau. Ông nhận thấy khi sử dụng nguồn nitrat là urea trong khi Chlorella có
tốc độ phát triển cao ở giai đoạn tăng trưởng khi sử dụng amonium.
*Lân
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. Tảo sử dụng chủ yếu là phosphor vô cơ, phosphor hữu
cơ thường được thủy phân bởi các enzyme ngoại bào như phosphoesterase,
phosphatase để chuyển sang dạng phosphor 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 (DIP) hoặc phosphor vô cơ hòa
tan (DOP). Hầu hết phosphor hòa tan là DOP. DIP thường ở dạng orthophosphat
(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 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 hàm lượng
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).
* Vitamin B12
Theo Maruyama (1980), thì khả năng hấp thu B12 của tảo Chlorella nước ngọt
phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy. Ở Chlorella vulgaris K-22 tích trữ B12 trong cấu
trúc tế bào với trữ lượng từ 0.2 - 1100 µm/100g. Vitamin B12 có thể được giữ lại

trong tế bào trong đảm bảo đến 30 ngày trong điều kiện lạnh và 3 ngày nếu giữ tảo
trong nước biển nhân tạo.
2.1.7 Khả năng sử dụng tảo Chlorella.
a. Nuôi tảo Chlorella thu sinh khối
Trong thủy sản và chăn nuôi, chlorella 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,… khi các
khả năng bắt mồi và tốc độ tiêu hóa của ấu trùng Strombus gigas (nhuyễn thể) đối
với 8 loài tảo. Theo Aranda và ctv (1994), nhận thấy khả năng bắt mồi của ấu trùng
đối với Chlorella cao hơn so với các loài tảo khác như I. aff galbana, D. tertiolecta,
Chlamydomonas coccoides, T. fluviatilis và T. suecica. Khả năng tiêu hóa bắt đầu
9


sau khi ăn 1giờ với tốc độ tiêu hóa của Chlorella nhanh hơn D. tertiolecta và T.
fluviatilis. Ngoài ra Chlorella còn được sử dụng trong hệ thống nước xanh khi ương
nuôi các ấu trùng tôm càng xanh, ấu trùng cua biển, và các ấu trùng các loại cá biển
như cá măng (Chanos chanos). Sự bổ sung tảo vào bể ương ấu trùng tôm càng xanh
sẽ cung cấp một số thành phần vi lượng hòa tan trong nước những dinh dưỡng cần
thiết không có trong thức ăn. Mặt khác hạn chế được khả năng gây bệnh từ vi khuẩn
nhờ sự phát triển của tảo trong bể ương. Chlorella 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.
Công nghệ sản xuất đại trà Chlorella: những thực nghiệm nuôi trồng đại trà
Chlorella bắt đầu ở Đức vào những năm 1940 sau khi người ta nhận thấy tế bào tảo
này có tới 50% protein trong sinh khối khô. Đầu những năm 1950, các nhà khoa học
Mỹ cho thấy hàm lượng chất béo và protein trong Chlorella thay đổi theo điều kiện
nuôi và môi trường và đã xây dựng một số nơi nuôi đại trà tảo. Năm 1957, Tamiay
đã công bố công trình liên quan đến nuôi trồng Chlorella ở Nhật Bản. Nhật Bản
được xem như quốc gia đầu tiên sản xuất và khinh doanh Chlorella dưới dạng thức

ăn bổ dưỡng và tác nhân kích thích sinh trưởng (Đặng Đình Kim, 1999).
b. Nuôi tảo Chlorella để xử lý nƣớc thải
Theo Benerman (2009), nuôi tảo Chlorella để phục vụ cho chất đốt sinh học
nói chung và sự khai thác dầu nói riêng không phải là một viễn cảnh. Ngoài ra tảo
Chlorella cũng có vai trò trong việc xử lý nước thải, tảo sẽ loại bỏ nitơ và phospho
ra khỏi môi trường nước.
Một số thí nghiệm đã được tiến hành để kiểm tra sự chuyển hóa Đạm (TN) và
photpho (TP) ra khỏi môi trường nước thải bằng tảo Chlorella như thí nghiệm của
Gozalez (1997)(trích dẫn bởi Trần Sương Ngọc, 2003). Tác giả là người đã phát
hiện ra Chlorella vulgaris và Scenedesmus dimorphus hấp thu 95% NH4+ và TP
50% trong nước thải. Tảo được nuôi trong các ống hình trụ và bình tam giác, cho
thấy giai đoạn đầu Scenedesmus có hiệu quả xử lý tốt hơn trong loại bỏ dinh dưỡng
nhưng thời kỳ cuối thí nghiệm thì tương tự nhau. Thí nghiệm cho thấy có thể dùng
tảo Chlorella này để xử lý nước thải trên các sông ở Colombia.
Sreesai and Pakpain (2007), đã nghiên cứu khả năng loại bỏ dinh dưỡng ra
khỏi nước thải từ tảo Chlorella vulgaris, qua việc đo hàm lượng TN và TP. Sự loại
bỏ dinh dưỡng cao nhất ở nghiệm thức nuôi tự nhiên và lượng TN và TP được loại
bỏ khỏi môi trường nước lần lượt là 88% và 68%.
2.1.8 Ứng dụng tảo Chlorella
- Trong y học.
- Làm thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và vitamin.
- Mỹ phẩm.
- Dùng nước thải để sản xuất dầu sinh học.
10


- Sản xuất biodiesel.
- Nuôi trồng thủy hải sản (làm thức ăn cho luân trùng).
2.1.9 Công nghệ nuôi tảo Chlorella trên thế giới
- Nuôi trồng Chlorella đầu tiên được tiến hành vào năm 1890.

- Nuôi trồng tảo Chlorella với quy mô lớn bắt đầu vào đầu những năm 1960 tại
Nhật Bản.
- Đến năm 1980 đã có 46 nhà máy quy mô lớn ở châu Á sản xuất hơn 1000 kg
Chlorella khô/tháng.
- Tới đầu những năm 60 của thế kỷ XX các sản phẩm từ Chlorella đã được bán
rộng rãi trên thị trường.
a. Nuôi trong hệ thống hở
- Ao hồ tự nhiên.
- Hệ thống mặt nghiêng.
- Hệ thống bể tròn.
- Hệ thống ao nước chảy.
b. Hệ thống nuôi kín
- Là hệ thống nuôi với tỷ lệ chiếu sáng rất cao (>90%).
- Ánh sáng không tác động trực tiếp lên bề mặt tảo nuôi mà phải xuyên qua
thành thiết bị nuôi.
- Hệ thống này cho phép giới hạn sự trao đổi trực tiếp của không khí và các
chất gây ô nhiễm (bụi, vi sinh vật…) giữa tảo nuôi với môi trường ngoài.
2.2 Tổng quan về nƣớc thải cá tra.
2.2.1 Một số nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc từ việc nuôi cá tra.
- Theo Nguyễn Thị Thu Trang (2008), nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường
của nước thải cá tra là do:
(i) Kỹ thuật nuôi cá truyền thống sử dụng nguồn thức ăn tự chế làm cho các
vật chất trong ao nuôi ngày càng tăng.
(ii) Lượng các hóa chất và kháng sinh sử dụng cho cá trong quá trình nuôi
tăng.
(iii) Chưa có ao xử lý chất thải trước khi thải ra môi trường chiếm tỷ lệ cao
(98% tổng số hộ nuôi).
- Những người nuôi cá thường sử dụng các hóa chất vệ sinh cải tạo ao nuôi,
các vật tư chuyên dụng như vôi bột, chế phẩm sinh hóa học và các loại thuốc kháng
sinh, chất kích thích tăng trưởng cá với số lượng nhiều và gây nguồn nước ngày

càng trở nên ô nhiễm (Phạm Đình Đôn, 2008).
- Do người nuôi cá không tính kỹ lượng ăn của cá nên dẫn đến dư thừa trong
quá trình nuôi. Đây là vấn đề thường thấy ở những người nuôi cá hiện nay (Phạm
Đình Đôn, 2008). Bên cạnh đó, Châu Thị Đa và ctv (2008), cho rằng lượng chất thải
từ thức ăn dư thừa và sự chuyển hóa chất thải từ của hệ thống nuôi cá sử dụng thức
11


ăn tự chế và thức ăn tươi từ xác cá tra thì rất cao và cao gấp 9 - 10 lần so với hệ
thống nuôi sử dụng thức ăn viên. Qua đó cho thấy, sử dụng nguồn thức ăn tự chế
trong nuôi cá tra sẽ tăng lượng chất hữu cơ trong đáy ao và nguồn nước trong ao
nuôi ô nhiễm nhanh hơn.
2.2.2 Biến động môi trƣờng nƣớc trong hệ thống nuôi cá tra thâm canh.
Hàm lượng chất dinh dưỡng và vật chất hữu cơ lơ lững trong nước ao nuôi cá
tra thâm canh tăng kéo theo lượng tiêu hao sinh học và ô nhiễm môi trường tăng
(Muir, 1992). Theo Veerina (1989), hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước thải từ
ao nuôi cá thâm canh rất cao và hơn 64% đạm tổng và 77% lân tổng từ thức ăn thất
thoát ra môi trường nước (Udomkarm, 1989).
Việc nuôi cá da trơn thâm canh trong bè hoặc ao sử dụng hoàn toàn thức ăn
chế biến (Nguyễn Thanh Phương, 1998), và sản phẩm thải đi trực tiếp vào nước
sông, kênh, rạch... Kết quả là các chất dinh dưỡng, vật chất hữu cơ đã làm giảm chất
lượng môi trường nước phía hạ lưu của bè nuôi cũng như xung quanh vùng ao nuôi
(Pillay, 1992).
Môi trường nước của các ao cá có hàm lượng BOD và phần trăm hàm lượng
hữu cơ lơ lững cao. Các muối dinh dưỡng hoà tan như NO3-, PO43- đạt giá trị cao từ
tháng nuôi thứ 4 cho đến khi thu hoạch. Hàm lượng COD trong các ao có khuynh
hướng tăng dần theo thời gian, khi lượng chất thải của cá và thức ăn dư thừa tích tụ
ngày càng nhiều trong ao. Biến động của COD trong ao dao động từ 6.4 – 15.5 ppm
trong các tháng của vụ nuôi. Lê Như Xuân (1994), Cho rằng COD thích hợp cho
các ao nuôi cá từ 15 - 30 ppm, giới hạn cho phép là 15 - 40 ppm. Kết quả phân tích

của Huỳnh Trường Giang (2008), ở An Giang thì hàm lượng BOD trong các ao
nuôi cá tra dao động rất lớn từ 1.9 - 23 ppm, DO dao động từ 0.44 – 15.9 ppm. Theo
kết quả nghiên cứu của Dương Thúy Yên (2003) thì DO thích hợp cho nuôi cá tra
ao là trên 2 ppm.
Trương Quốc Phú và Yang Yi (2003), đã công bố rằng phần trăm vật chất hữu
cơ lơ lững (OSS) chứa trong tổng vật chất lơ lững (TSS) biến động từ 36.6% đến
48.9% cho thấy các phần tử hữu cơ có nguồn gốc từ thức ăn đã làm tổng vật chất
hữu cơ lơ lững tăng lên. Kết quả khảo sát của tác giả cũng cho thấy trên sông Hậu
vào các tháng từ 4 - 6 thường xuyên có TSS cao hơn 200 ppm. Kết quả nghiên cứu
của Lê Bảo Ngọc (2004), đã báo rằng hàm lượng OSS trong ao nuôi cá tra rất cao
và luôn ở mức lớn hơn 100 ppm nhưng cá vẫn sinh trưởng tốt. Dương Nhựt Long và
ctv (2003), trong ao nuôi cá tra thâm canh DO dao động ngày đêm lớn từ 1.12 –
7.87 ppm, tỷ lệ sống của cá tra dao động 89 - 95%. Khi nuôi cá ở mật độ cao ao
nuôi thường xảy ra thiếu oxy cục bộ do sự gia tăng của hàm lượng CO2 trong nước,
pH giảm, NO2 tăng và sự biến động của một số yếu tố môi trường khác.
Trong nước mặt tự nhiên hàm lượng lân hoà tan tồn tại từ 0.005 – 0.02 ppm,
riêng đối với nuôi thuỷ sản, để quản lý tảo trong ao tốt thì lượng lân hoà tan phải
12


dao động trong khoảng 0.005 – 0.2 ppm (Boyd, 1998). Lân hoà tan không gây ảnh
hưởng trực tiếp cá nuôi nhưng khi ở hàm lượng cao, dễ gây ra hiện tượng nở hoa
của tảo. Chất dinh dưỡng gây ô nhiễm chủ yếu ở môi trường nuôi cá nước ngọt là
photpho, lượng P2O5 thải ra môi trường trong nuôi cá bè là 16 kg/tấn thức ăn viên.
Theo Trương Quốc Phú và Yang Yi (2003), trong môi trường sự biến động pH ngày
đêm phụ thuộc vào mật độ phiêu sinh thực vật, tuy nhiên trong môi trường nước ao
nuôi cá tra pH ít ảnh hưởng đến sự phát triển của cá do cá tra có thể sống trong môi
trường có pH rất thấp (pH = 4) (Dương Thuý Yên, 2003).
Theo Lê Bảo Ngọc (2004), bình quân sản xuất 1 kg cá tra sẽ thải ra môi trường
23.2g Nitơ và 8.6g photpho, 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. Dinh dưỡng Nitơ, photpho tích luỹ trong cá lần lượt
là 65.4 – 16.8% và thải ra môi trường là 34.6% N và 83.2% P. Theo Phạm Đình
Đôn (2007), các nguồn chất thải trong nuôi trồng thuỷ sản ở khu vực đồng bằng
sông Cửu Long hàng năm thải ra 450 triệu m3 bùn thải, chất thải chưa được xử lý và
riêng chất thải nuôi cá tra và cá basa trên 2 triệu tấn/năm.
Theo Enell và Log (1983, trích dẫn bởi Lê Bảo Ngọc, 2004) trong mô hình
nuôi cá tra bè có khoảng 10 – 20 kg P và 75 - 95 kg N thải ra hàng năm khi sản xuất
1 tấn cá. Theo Lam Mỹ Lan và ctv (2004), nguồn dinh dưỡng đầu vào cho ao nuôi
cá trê lai (Clarias macrocephalus x C. gariepnus) từ thức ăn chiếm 95% TN và 97%
TP trong tổng số lượng đạm và lân tổng trong ao. Phần lớn nguồn dinh dưỡng cấp
cho ao được tích tụ ở bùn đáy (42.6% TN và 72.5% TP), chỉ có 14.5% tổng N và
10.1% tổng P của thức ăn tạo thành sản phẩm cá thu hoạch và thất thoát 35.5% tổng
N và 10.4% tổng P.
Theo Lê Bảo Ngọc (2004), việc nuôi cá tra thâm canh tại Cần Thơ có hàm
lượng TN trong khoảng 2.86 mg/L khi không thay nước trong ao. Do đó mức độ
lắng đọng thức ăn thừa ở đáy ao cao làm cho TN cao, hàm lượng N-NO3- nằm trong
khoảng 5.14 – 6.54 mg/L và cao nhất ở thời điểm thu hoạch là 19.5 mg/L, hàm
lượng PO43- dao động trong khoảng 0.42 – 0.52 mg/L. Còn nước nuôi cá tra thâm
canh ở An Giang vào mùa khô có hàm lượng PO43- dao động trong khoảng 0.004 –
1.97 mg/L, hàm lượng N-NO3- dao động trong khoảng 0.122 - 18 mg/L. Vào mùa
mưa hàm lượng PO43- dao động trong khoảng 0.003 – 2.28 mg/L, hàm lượng NNO3- dao động trong khoảng 0.194 – 8.74 mg/L (Huỳnh Trường Giang, 2008).

13


CHƢƠNG III
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu.
3.1.1 Thời gian

Từ 12/2011 đến 04/2012.
3.1.2 Địa điểm
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm của khoa Môi Trường và Tài
Nguyên Thiên Nhiên, trường Đại học Cần Thơ.
3.2 Phƣơng tiện nghiên cứu
3.2.1 Dụng cụ
- Máy sục khí, máy đo pH, máy đo DO, nhiệt kế.
- Chai nhựa 110 ml, keo thủy tinh 10 lít.
- Lame, lamelle, ống nhỏ giọt.
- Kính hiển vi, buồng đếm phiêu sinh Sedgwick Rafter.
- Dụng cụ phân tích chỉ tiêu N-NO3- ; N-NH4+ ; P-PO43-.
- Lưới lọc phiêu sinh với mắc lưới 5µm.
- Giấy lọc Whatman 0.45 µm.
3.2.2 Hoá Chất
- Dung dịch môi trường wanle.
- Hoá chất phân tích đạm, lân (N-NH4+, N-NO3-, P-PO43-).
- Formol.
- Cồn 90o, MgCO3 1%, HCl 2N.
- Một số hóa chất phục vụ cho phân tích chỉ tiêu đạm, lân như:
+ NH4+: Sodium salicylate (Trung Quốc), Trisodium citrate (Trung Quốc),
Sodium nitroprusside (MERCK), Sodium hydroxide (Trung Quốc), Sodium
dichloroisocyanurate (MERCK).
+ NO3-: Acid H2SO4 đậm đặc, Natri salicylate, C4H4KNaO6.4H2O, NaOH 10N.
+ PO43-: Ammonium molybdate ((NH4)6C4H4O6.4H2O), Acid ascorbic, H2SO4
5N, Potassium antinomyltartrate (K(SbO)C4H4O6.1/2H2O), Phenolphtalein.
3.2.3 Nguồn Giống
Tảo Chlorella sp. được nuôi cấy tại phòng thí nghiệm Khoa Môi trường và
Tài Nguyên Thiên Nhiên, trường Đại học Cần Thơ để bảo quản và nhân giống bằng
phương pháp cấy truyền trong môi trường wanle.
3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu.

3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm
- Tảo giống: được nuôi trong môi trường wanle độ thuần 100%, được sử dụng
làm nguồn tảo đầu vào cho thí nghiệm.
- Pha trộn tỉ lệ nước thải, wanle mỗi loại 15 lít.

14


- Làm vệ sinh các dụng cụ thí nghiệm: rửa bằng xà phòng sau đó rửa lại bằng
nước máy và ngâm acid sau 24 giờ vớt lên rửa lại bằng nước máy, sau đó tráng
bằng nước cất.
- Lắp đặt hệ thống chiếu sáng và hệ thống sục khí.
- Thu mẫu đầu vào.
3.3.2 Nguồn nƣớc thải và cách xử lý
a. Nguồn nƣớc thải cá tra
Nước thải được lấy trực tiếp từ ao nuôi cá tra ở nhà ông Trương Văn Bình số
nhà 62/4 tổ 4 khu vực Bình Yên B, Quận Bình Thủy, Thành phố Cần Thơ.
Ao nuôi cá tra đã được 4.5 tháng, nước trong ao được xả ra khi nước thủy triều
xuống và cấp vào khi thủy triều lên.
b. Cách xử lý
- Nước thải mang về để lắng khoảng 2 ngày.
- Lọc để loại bỏ tảo qua lưới lọc phiêu sinh mắt lưới 5µm.
3.3.3 Bố trí thí nghiệm
Bố trí thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức
được lặp lại 3 lần. Dự kiến thời gian thí nghiệm là 10 ngày.
- Nghiệm thức 1: nuôi tảo trong môi trường nước lọc để đối chứng.
- Nghiệm thức 2: nuôi tảo trong môi trường wanle.
- Nghiệm thức 3: nuôi tảo trong môi trường nước thải 75%.
- Nghiệm thức 4: nuôi tảo trong môi trường nước thải 100%.
- Nghiệm thức 5: 100% nước thải cá tra không có tảo.

- Nghiệm thức 6: 100% nước thải cá tra được lọc tảo và đun sôi 100oC.
Thể tích nước làm thí nghiệm là 5 lít, trong đó tảo đầu vào sẽ chiếm 10% thể
tích mỗi chậu (mật độ 1.130.200 cá thể/ml), các môi trường dinh dưỡng này sẽ được
pha sẵn sau đó đong vào mỗi keo với thể tích bằng nhau là 4.5 lít, cụ thể như sau:
+ Nghiệm thức 1: bao gồm 4.5 lít nước máy + 0.5 lít tảo đầu vào.
+ Nghiệm thức 2: gồm 4.5 lít môi trường Wanle + 0.5 lít tảo đầu vào.
+ Nghiệm thức 3, 4: chứa 4.5 lít nước thải lần lượt theo tỉ lệ 75%, 100% nước
thải đầu vào + 0.5 lít tảo.
+ Nghiệm thức 5: gồm 100% nước thải đã lọc tảo qua lưới lọc phiêu sinh
0.5µm.
+ Nghiệm thức 6: gồm 100% nước thải đã lọc tảo sau đó đun sôi 100oC.
Tất cả các keo phải có kích cỡ tương đối đồng đều nhau, và được đánh ký hiệu
NT được hiểu là “Nghiệm thức” + thứ tự nghiệm thức + số lần lặp lại.

15


Nước thải cá tra
Để lắng 2 ngày, lọc loại
tảo bằng mắt lưới 5µm
(Phân tích các chỉ tiêu: pH, nhiệt độ, DO, NO3-, PO43-,
NH4+, đếm mật độ tảo trước khi bố trí thí nghiệm)

Bố trí thí nghiệm gồm 6 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức
được lặp lại 3 lần

NT2

NT1

1

2

3

1

2

NT3

3

1

2

3

1

2

NT6

NT5

NT4

3

1

2

3

1

2

3

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm.
Tất cả các keo thủy tinh phải được sục khí, chiếu sáng liên tục 24/24 trong suốt
quá trình thí nghiệm và phải được đậy kín để tránh sự xâm nhiễm của các tảo khác.
3.3.4 Thu mẫu
Mẫu phân tích lý hóa và chlorophyll được thu vào chai nhựa 110 ml được bảo
quản lạnh trong tủ lạnh của phòng thí nghiệm, mẫu đếm mật độ thu 50 ml và cố
định bằng formaline 4%. Tổng số mẫu dự kiến thu trong 5 ngày là 90 mẫu.
Thu mẫu vào ngày 1, 3, 5, 7, 9 lúc 8h - 9h sáng để tính mật độ, phân tích các
chỉ tiêu NO3-, PO43-, NH4+ và chlorophyll_a.
Đo các chỉ tiêu pH, nhiệt độ, DO mỗi ngày.
3.3.5 Phƣơng pháp phân tích
a. Chỉ tiêu lý, hóa
- pH: xác định bằng máy đo pH của phòng thí nghiệm.
- DO: xác định bằng máy đo DO của phòng thí nghiệm.
- Nhiệt độ: xác định bằng nhiệt kế.
b. Xác định mật độ tảo

- Lắc đều mẫu trước khi đếm, cho mẫu vào buồng đếm bằng ống hút nhỏ giọt.
- Đếm số lượng tảo dưới kính hiển vi bằng buồng đếm Sedgwick Rafter.
- Xác định mật độ tảo theo công thức:

16


Y

X *1000 *Vcd
N *V

- Trong đó:
Y: là số cá thể trong 1lít.
X: số cá thể đếm được trung bình của 3 lần đếm.
N: số ô đếm.
V: thể tích nước thu (lít).
Vcđ: thể tích mẫu cô đặc.
c. Xác định sinh khối tảo.
Bằng phương pháp so màu quang phổ Nush 1980.
- Thu 100 ml mẫu cho vào chai thủy tinh 125 ml.
- Cho 3 ml MgCO3 1% trên giấy lọc khi đặt vào máy hút (trước khi lọc).
- Cho 100ml mẫu lọc qua giấy lọc đến khi nước lọc hết.
- Cuộn giấy lọc cho vào ống nghiệm 18 ml ethanol 90% (cồn 90 0).
- Đem đun ở 78oC khoảng 15 phút.
- Để nguội, đem ly tâm với 3000/phút trong 5 phút.
- So màu ở bước sóng 665nm và 750nm.
- Lấy 8 ml dung dịch vừa so màu acid hóa bằng 1 giọt HCl 2N.
- Tiếp tục so màu ở bước sóng 665nm và 750nm.
- Ghi nhận kết quả và tính toán theo công thức:

+ Chlorophyll a = [( E665 – E750 ) – ( E665a – E750a )] x (V1.D/V2.d) x 1000 x 29,6
(μg/L)
- V1: Thể tích ethanol (18 ml).
- V2: Thể tích nước lọc.
- D: Số lần pha loãng.
- d: Độ dài ánh sáng đi qua Cuvet (1 cm).
+ Sinh khối B = Chlorophyll- a x 67(μg/L).
d. Phân tích PO43- (sử dụng phƣơng pháp Orthophosphate: Ascorbic
Acid, Apha, 1998)
* Phƣơng pháp phân tích
- Lọc mẫu để loại chất lơ lững.
- Chuẩn bị dãy đường chuẩn từ dung dịch chuẩn 5 ppm, nồng độ tối đa cho
phép đến 3 mg/L (Bao gồm mẫu blank).
- Cho 0,8 ml chất hiện màu vào mỗi ống nghiệm, lắc đều hỗn hợp. Đem so
màu ở bước sóng 880nm (Nên đọc mẫu ngay sau khi cho chất hiển thị màu trong
thời gian không quá 30 phút).
e. Phân tích NO3- (sử dụng phƣơng pháp Salicylate, Apha, 1998)
* Phƣơng pháp
- Lọc mẫu để loại chất lơ lững.
17