(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu khả năng giảm đạm, lân của Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
MÃ SỐ: 9440303

NGHI N CỨU HẢ N NG GIẢM ĐẠM
N
CỦA MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma) TRONG
NƯỚC THẢI AO NUÔI TH M CANH CÁ TRA

DI M

2019

IỀU


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
MÃ SỐ: 9440303

NGHI N CỨU HẢ N NG GIẢM ĐẠM
N
CỦA MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma) TRONG
NƯỚC THẢI AO NUÔI TH M CANH CÁ TRA

DI M

IỀU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGs. Ts NGÔ THỤ DI M TRANG
Gs. Ts. HANS BRIX

2019
ii


ỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi
trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý
Thầy Cô và các bạn đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập
và nghiên cứu.
Xin kính gửi đến PGs. Ts. Ngô Th y Di m Trang và Gs. Ts. Hans Brix lời
cảm ơn chân thành và sâu s c nhất, trong nh ng n m qua Cô và Thầy đã ân cần
hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập,
nghiên cứu bồi dưỡng kiến thức và hoàn thành luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các em học viên cao học ngành Khoa học Môi
trường, trường Đại học Cần Thơ kh a
và sinh viên ngành Khoa học Môi
trường, trường Đại học Đồng Tháp kh a
,
,
và
đã nhiệt tình
giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án.

Một lần n a, tôi chân thành cảm ơn gia đình nhất là ba m , chồng, em, bạn
bè và đồng nghiệp luôn luôn động viên chia sẽ giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi
nhất cho tôi c thể hoàn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn!

iii


CAM

ẾT

Tôi xin cam kết luận án này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên
cứu của chính bản thân tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng
cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác.
Người hướng dẫn

Cần Thơ, ngày 04 tháng 3 năm 2019
Nghiên cứu sinh

g Th y i m Tr ng

i m i u

iv


MỤC ỤC
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................... III

CAM KẾT ......................................................................................................................IV
MỤC LỤC ....................................................................................................................... V
TÓM TẮT ...................................................................................................................VIII
DANH SÁCH BẢNG ..................................................................................................... X
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................... XII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................... XIV
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ............................................................................................ 1
. Giới thiệu ..................................................................................................................... 1
. M c tiêu nghiên cứu..................................................................................................... 2
. . M c tiêu tổng quát ................................................................................................. 2
. . M c tiêu c thể ...................................................................................................... 2
. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 2
. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 3
. . Đối tượng ............................................................................................................... 3
. . Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 3
.5 Ý nghĩa luận án ............................................................................................................ 4
.5. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................... 4
.5. Ý nghĩa thực ti n ................................................................................................... 4
.6 Điểm mới của luận án .................................................................................................. 4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI IỆU........................................................................ 6
. Đặc điểm môi trường sống của cá Tra ......................................................................... 6
. Đặc tính của nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra và tình trạng xử lý ......................... 7
. . Nồng độ đạm trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra ...................................... 7
. . Nồng độ lân trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra ...................................... 10
. . Tần suất thay nước và tải lượng N và P của ao nuôi thâm canh cá Tra .............. 11
2.2.3.1 Tần suất thay nước ........................................................................................ 11
2.2.3.2 Tải lượng đạm, lân của ao nuôi cá Tra ......................................................... 12
2.3 Thực vật xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản ............................................................ 13
. . Vai trò của thực vật trong xử lý nước thải........................................................... 13
. . Ứng d ng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản ............ 14

. Nh ng yếu tố ảnh hư ng đến sinh trư ng và khả n ng hấp thu N, P của thực vật thủy
sinh ................................................................................................................................... 16
. . nh hư ng nồng độ và t lệ nồng độ N, P .......................................................... 16
. . . nh hư ng nồng độ đạm .............................................................................. 16
. . . nh hư ng nồng độ lân ................................................................................ 16
. . . nh hư ng của t lệ nồng độ N:P ................................................................ 17
. . nh hư ng của nồng độ và t lệ NH4+-N:NO3--N .............................................. 19
. . nh hư ng của mật độ trồng ............................................................................... 22
2.5 Tổng quan về cỏ Mồm mỡ ......................................................................................... 24
.5. Đặc điểm phân loại và phân bố ........................................................................... 24
.5. Đặc điểm sinh trư ng .......................................................................................... 24
.5. Khả n ng xử lý nước thải của cỏ Mồm mỡ ......................................................... 25

v


.6 Hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy mặt xử lý nước thải nuôi thủy sản ................ 26
.6. Đất ngập nước kiến tạo xử lý nước thải .............................................................. 26
.6. . Phân loại ........................................................................................................... 26
.6. .
u và nhược điểm của các loại hình đất ngập nước kiến tạo ........................... 27
.6. Hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy mặt ......................................................... 28
.6. Các yếu tố ảnh hư ng đến hiệu suất xử lý chất ô nhi m trong hệ thống đất ngập
nước kiến tạo chảy mặt ................................................................................................. 29
2.6.3.1 Thời gian tồn lưu nước ................................................................................. 29
2.6.3.2 Vai trò của thực vật ....................................................................................... 30
2.6.3.3 Điều kiện s c khí .......................................................................................... 32
2.6.3.4 Các yếu tố khác ............................................................................................. 32
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ........................................................ 34
. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 34

. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................ 35
. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 35
. . Phương pháp bố trí thí nghiệm, theo dõi, thu mẫu và phân tích ......................... 37
. . . Phương pháp bố trí thí nghiệm xác định ảnh hư ng của nồng độ N, P đến
sinh trư ng và hấp thu N, P ...................................................................................... 37
. . . Phương pháp bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của t lệ nồng độ N:P Thí
nghiệm 1.3) ............................................................................................................... 39
. . . nh hư ng của nồng độ N, P đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ
Thí nghiệm . ) ....................................................................................................... 41
3.3.1.4 Phương pháp xác định ảnh hư ng t lệ nồng độ NH4+-N:NO3--N đến sinh
trư ng và hấp thu N của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm ) .............................................. 43
3.3.1.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư ng
và hấp thu N và P Thí nghiệm ) ............................................................................. 44
3.3.1.6 Phương pháp bố trí thử nghiệm cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải ao nuôi
thâm canh cá Tra trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ................... 46
3.3.1.7 Phương pháp bố trí thử nghiệm cỏ Mồm mỡ xử lý nước thải ao nuôi thâm
canh cá Tra trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c Thí nghiệm 5).... 50
3.3.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nước, thực vật và bùn ................................. 52
. . . Phương pháp phân tích mẫu nước ................................................................ 52
. . . Phương pháp phân tích mẫu thực vật và bùn ................................................ 53
3.4 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu ...................................................................... 54
. . Phương pháp tính toán kết quả ............................................................................ 54
3.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 54
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 56
. nh hư ng của N, P đến sinh trư ng và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ ................ 56
. . nh hư ng của nồng độ N Thí nghiệm . ) ...................................................... 56
4.1.1.1 nh hư ng của nồng độ N đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ...................... 56
4.1.1.2 nh hư ng của nồng độ N đến hàm lượng N trong mô và khả n ng tích l y
N của cỏ Mồm mỡ .................................................................................................... 58
. . . Cân b ng N ................................................................................................... 60

4.1.2 nh hư ng của nồng độ P ................................................................................... 61
. . . nh hư ng của nồng độ P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm
1.2) ............................................................................................................................ 61

vi


. . . nh hư ng của nồng độ P đến hàm lượng P và tích l y P trong mô cỏ Mồm
mỡ ............................................................................................................................. 63
. . . Cân b ng P .................................................................................................... 65
4.1.3 nh hư ng của nồng độ N, P và t lệ N:P đến sinh trư ng và hấp thu dinh
dưỡng của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm . ) .................................................................... 66
4.1.3.1 nh hư ng của nhân tố N, P đến sinh trư ng, hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ
.................................................................................................................................. 66
. . . nh hư ng của sự kết hợp N và P đến hàm lượng và tích l y N, P trong mô
cỏ Mồm mỡ ............................................................................................................... 70
. . . Cân b ng đạm lân ......................................................................................... 74
. . nh hư ng của nồng độ N, P đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ Thí
nghiệm . ) ................................................................................................................... 78
. . . nh hư ng của N, P đến thời gian sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ
.................................................................................................................................. 78
. . . nh hư ng của N và P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ............................ 80
. . . nh hư ng của N, P đến hàm lượng và tích l y N, P trong mô cỏ Mồm mỡ
.................................................................................................................................. 82
. . . Cân b ng đạm lân ......................................................................................... 85
. nh hư ng t lệ NH4+-N:NO3--N đến sinh trư ng và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ
.......................................................................................................................................... 87
. . nh hư ng t lệ NH4+-N:NO3--N đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ .................. 87
. . Hàm lượng và khả n ng tích l y đạm của cỏ Mồm mỡ ...................................... 91
. . . Hàm lượng đạm trong thân và r cỏ Mồm mỡ ............................................. 91

. . . Khả n ng tích l y đạm của cỏ Mồm mỡ ....................................................... 94
. nh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư ng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ ...... 99
. . nh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ......................... 99
. . . Chiều cao cây, dài r và số chồi của cỏ Mồm mỡ ........................................ 99
. . . Sinh khối khô của cỏ Mồm mỡ ................................................................... 100
. . Hàm lượng và khả n ng hấp thu đạm và lân của cỏ Mồm mỡ .......................... 102
. . Cân b ng đạm lân .............................................................................................. 105
. Kết quả thử nghiệm cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải .......................................... 108
. . Khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ trong hệ thống
theo mẽ ........................................................................................................................... 108
. . . Thí nghiệm th m dò khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của
cỏ Mồm mỡ trong hệ thống theo mẽ Thí nghiệm . ) .......................................... 108
. . . Thử nghiệm khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm
mỡ trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ Thí nghiệm . ) ........... 117
. . Khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ trong hệ
thống ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c Thí nghiệm 5) ....................................... 126
. . . Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra ......................................... 126
CHƯƠNG 5: ẾT UẬN VÀ ĐỀ UẤT ................................................................. 138
5. . Kết luận ................................................................................................................... 138
5. . Đề xuất .................................................................................................................... 139

vii


TÓM TẮT
Đồng b ng sông Cửu Long là vùng nuôi cá Tra Pangasianodon hypophthalmus)
trọng điểm Việt Nam. Lượng nước thải của ao nuôi cá Tra trung bình là 9133,3 m3/tấn
cá, tương ứng với lượng đạm N) và lân P) thải ra là 6,5 kg N và 9, kg P tấn cá và
hầu hết không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Luận án “Nghiên cứu khả năng
giảm đạm lân của cỏ Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma trong nước thải ao nuôi

thâm canh cá Tra” nh m làm cơ s cho việc ứng d ng cỏ Mồm mỡ vào hệ thống đất
ngập nước kiến tạo ĐNNKT) xử lý nước thải. Một chuỗi thí nghiệm đánh giá nhu cầu
N, P và các t lệ nồng độ N:P thí nghiệm 1), t lệ và dạng N vô cơ hòa tan NH4+N:NO3--N (4:0, : , : , : và : ) thích hợp cho sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ thí
nghiệm ) được thực hiện t
5 đến
7 trong điều kiện nhà lưới trường Đại
học Đồng Tháp trước khi tiến hành thử nghiệm ngoài đồng. Các thí nghiệm ngoài đồng
được triển khai t
7 đến
7 nh m đánh giá ảnh hư ng mật độ trồng
, ,
và
chồi m2) thí nghiệm ); đánh giá tính khả thi của hệ thống ĐNNKT chảy mặt
kết hợp với cỏ Mồm mỡ vận hành nạp nước theo mẽ thí nghiệm ) và liên t c thí
nghiệm 5) các vùng nuôi cá Tra của Tỉnh Đồng Tháp. Kết quả cho thấy, nồng độ N và
P thích hợp cho sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ là
mg N L và 5 mg P L.
Đạm ảnh hư ng đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Môm mỡ, nhưng P ít ảnh hư ng.
nồng độ N và P thấp
mg L và mg P L), cao 8 mg N L và
mg P L) và t lệ
mol N:P 13,3 (với môi trường c nồng độ N là
và 6 mg N L) c thể hạn chế sinh
trư ng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ. Trong điều kiện thí nghiệm, đạm NO3--N thích
hợp hơn cho sinh trư ng và hấp thu N của cỏ Mồm mỡ. R cây Mồm mỡ c màu nâu
đen, ng n lại và lá bị úng khi trồng trong môi trường c nồng độ NH4+-N cao t lệ
NH4+-N:NO3--N là : và : ) vào tuần thứ 8. Mồm mỡ được trồng mật độ chồi m2 c sinh khối và lượng N, P hấp thu tốt hơn cây trồng với mật độ
chồi m2. Cỏ
Mồm mỡ trồng trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt với độ che phủ 5 -75
6-5

chồi m2) c hiệu quả xử lý tốt và không cần bổ sung khí sau 9 giờ lưu nước. Do đ , hệ
thống ĐNNKT thử nghiệm được vận hành nạp nước theo mẽ với thời lưu nước 9 giờ,
sau tháng vận hành hiệu suất loại NO2--N, NO3--N, NH4+-N, TN, PO43--P và TP lần
lượt là 85, 8 , 6 , 7, 7 và %. Sinh khối tươi cỏ Mồm mỡ trong hệ thống này thu
được 7 ,7 tấn tương ứng , tấn sinh khối khô ha/lần thu hoạch), giúp giảm 0,3 N
và 2,2 P trong nước đầu vào. Khi vận hành nạp nước liên t c kết hợp với tải lực thủy
nạp 7 L và
L phút tương ứng thời gian lưu ,5 đến 7 giờ) hiệu suất xử lý TSS, COD,
+
NH4 -N, TN, PO43--P và TP của hệ thống ĐNNKT c cỏ Mồm mỡ đạt tương ứng 49,063,5; 30,8-48,5; 91,9-96,6; 38,9-40,7; 14,0-20,3 và 11,7-14,9%. Nước thải đầu ra của
các hệ thống c cỏ Mồm mỡ đạt QCVN - :
BNNPTNT và QCVN 08-MT: 2015
BTNMT và c thể tuần hoàn nước lại ao nuôi. Cỏ Mồm mỡ đều sinh trư ng tốt, giúp
hấp thu N, P và c hàm lượng dinh dưỡng cao c thể đáp ứng chất lượng thức n cho gia
súc. Nh ng kết quả trên đã chứng minh cỏ Mồm mỡ c tiềm n ng tốt trong ứng d ng
vào hệ thống ĐNNKT xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra c nồng độ N và P cao.
cá Tra, cỏ Mồm mỡ, đạm, lân, đất ngập nước chảy mặt, nước thải, ĐBSCL.

viii


ABSTRACT
The Mekong delta of Vietnam is well known as the main region for catfish
(Pangasianodon hypophthalmus) farming. The mean discharge wastewater volume of
catfish ponds is 9133,3 m3/tonne fish which contains total amount of nitrogen (N) and
phosphorus (P) of 36.5 kg N and 9.1 kg P/tonne fish and is not treated before being
discharged into the environment. The purposes of “Study on nitrogen and phosphorus
removal capacity of Hymenachne acutigluma in intensive striped catfish aquaculture
wastewater” are to serve as a basis for the application of H. acutigluma for wetland
systems to treat wastewater. A series of experiments were conducted from 3/2015 to

1/2017 at the net house in Dong Thap university to carry out prior field trials to assess
single levels N, P requirement and N:P concentration ratios (the 1st experiment), ratios and
forms of dissolved inorganic nitrogen NH4+-N: NO3--N (4:0, 3:1, 1:1, 3:1 and 0:4) which
were suitable for the growth of H. acutigluma (the 2nd experiment). The field experiments
were conducted from 2/2017 to 11/2017 to evaluate the effects of planting density (10, 20,
30 and 40 plants/m2) (the 3rd experiment); to examine the feasibility of surface flow (SF)
constructed wetland system planted with H. acutigluma which operated with batch loading
(the 4th experiment) and continuous loading (the 5th experiment) at intensive catfish farms
in Dong Thap town. The results showed that the suitable N and P levels for H. acutigluma
growth and development were 120 mg N/L and 5 mg P/L. The growth and development of
H. acutigluma were affected by N but were less pronounced by P. The low (30 mg N/L
and 4 mg P/L), high (180 mg N/L and 10 mg P/L) concentrations of N and P and the mole
ratio N:P of 13.3 (in the background N levels of 30 and 60 mg N/L) could limit the growth
and N and P uptake capacity of H. acutigluma. The NO3--N form was more suitable for
growth and N uptake of H. acutigluma under the experimental conditions. The H.
acutigluma roots were turning dark brown and short and leaf necrosis which were
observed when grown in the high concentration of NH4+-N (NH4+-N:NO3--N ratio of 4:0
and 3:1) at the eighth week. H. acutigluma at a density of 20-40 plants/m2 produced a
higher biomass and had a better N and P uptake rate than that at the density of 10
plants/m2. H. acutigluma in the SF wetlands with vegetation surface coverage of 50-75%
(36-54 plants/m2) had good treatment efficiency and did not require aeration after
hydraulic retention time (HRT) of 93 hours. Therefore, a consecutive pilot wetland system
was operated with batch loading and the 93-hour HRT. After 2-month operation, removal
rates of NO2--N, NO3--N, NH4+-N, TN, PO43--P and TP were 85, 82, 64, 47, 71 and 33%,
respectively. Fresh biomass of H. acutigluma in this system was 73.7 tonnes (equivalent to
12.3 tonnes of dried matter/ha/harvest) which helped to reduce 20.3 N và 2.2% P from
the influent. The continuous loading SF wetlands operation at loading rates of 7 L and 14
L/minute (corresponding to HRT of 3.5 to 7 hours) planted with H. acutigluma had
removal efficiencies for TSS, COD, NH4+-N, TN, PO43--P and TP of 49.0-63.5, 30.8-48.5,
91.9-96.6, 38.9-40.7, 14.0-20.3 and 11.7-14.9%, respectively. Taken together, these results

indicated that H. acutigluma had good potential for application to wetland systems to treat
wastewater with high concentration of N and P from intensive catfish ponds.
Keywords: striped catfish, Hymenachne acutigluma, nitrogen, phosphorus, surface flow
wetlands, wastewater, The Mekong delta of Vietnam.

ix


DANH SÁCH BẢNG
Bảng . : Chất lượng nước cấp cho ao nuôi cá Tra ........................................................... 7
Bảng 2.2: Nồng độ đạm trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra ......................................... 8
Bảng . : Nồng độ lân trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra ......................................... 10
Bảng .4: Chu kỳ thay nước ao nuôi cá Tra theo thời gian nuôi .................................. 11
Bảng .5: Tải lượng TN và TP của ao nuôi thâm canh cá Tra......................................... 12
Bảng .6: Nh ng loài thực vật thủy sinh được nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi thủy sản
.......................................................................................................................................... 15
Bảng .7: Nồng độ N thích hợp cho sinh trư ng một số loài thực vật thủy sinh............. 16
Bảng .8: Nồng độ P thích hợp cho sinh trư ng của một số loài thực vật thủy sinh ....... 17
Bảng .9: Khả n ng hấp thu chất N và P của một số loài thực vật thủy sinh .................. 19
Bảng . : Nh ng loài thực vật thủy sinh thích nghi với NH4+-N hoặc NO3--N ............ 20
Bảng . : Các loại hình ĐNNKT xử lý nước thải Vymaza,
)............................... 26
Bảng . : u và nhược điểm của loại hình ĐNNKT Kadlec and Wallace,
9;
Vymaza, 2010) ................................................................................................................. 27
Bảng . : Nồng độ N, P và t lệ N:P của các nghiệm thức trong thí nghiệm ảnh hư ng
của t lệ N:P đến sinh trư ng cỏ Mồm mỡ ...................................................................... 40
Bảng . : Nồng độ N và P của các nghiệm thức trong thí nghiệm ảnh hư ng của N, P
đến sinh trư ng và phát triển cỏ Mồm mỡ ....................................................................... 41
Bảng . : T lệ, nồng độ, dạng hợp chất bổ sung NH4+-N và NO3--N của các nghiệm thức 43

Bảng . : Nghiệm thức thí nghiệm hệ thống ĐNN vận hành liên t c kết hợp cỏ Mồm mỡ . 51
Bảng .5: Phương pháp đo và phân tích các chỉ tiêu của mẫu nước ................................ 53
Bảng .6: Phương pháp phân tích mẫu thực vật và bùn .................................................. 53
Bảng . : Hàm lượng N ) và lượng N tích l y mg chậu) của cỏ Mồm mỡ trồng các
nồng độ N khác nhau........................................................................................................ 59
Bảng . : Hệ số tương quan Pearson của nồng độ N với sinh trư ng và hấp thu N của cỏ
Mồm mỡ ........................................................................................................................... 59
Bảng . : Cân b ng đạm của các nghiệm thức ................................................................ 60
Bảng . : Sinh khối tươi, sinh khối khô và tốc độ t ng trư ng sinh khối khô tuyệt đối
của cỏ Mồm mỡ các mức nồng độ P khác nhau ........................................................... 63
Bảng .5: Hệ số tương quan Pearson của nồng độ P với sinh trư ng và hấp thu P của cỏ
Mồm mỡ ........................................................................................................................... 64
Bảng .6: Cân b ng dinh dưỡng trong các nghiệm thức .................................................. 65
Bảng .7: Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p) ảnh hư ng của các yếu tố
N, P đến sinh trư ng và tích l y dinh dưỡng của cỏ Mồm mỡ ........................................ 67
Bảng .8: Cân b ng dinh dưỡng của các nghiệm thức sau ngày thí nghiệm .............. 75
Bảng .9: Cân b ng dinh dưỡng của các nghiệm thức sau
ngày thí nghiệm trong điều
kiện c bùn ....................................................................................................................... 77
Bảng . : nh hư ng của N và P đến thời gian sinh trư ng, phát triển của cỏ Mồm mỡ
.......................................................................................................................................... 78
Bảng . : nh hư ng của N và P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ............................. 80
Bảng . : nh hư ng của N và P đến bộ phận sinh sản của cỏ Mồm mỡ ..................... 81
Bảng . : nh hư ng của N và P đến sinh khối khô của cỏ Mồm mỡ .......................... 82
Bảng . : nh hư ng của N và P đến t lệ N P tích l y trong mô cỏ Mồm mỡ ........... 84
Bảng . 5: nh hư ng của N và P đến hiệu quả sử d ng N, P của cỏ Mồm mỡ ............ 85

x

Bảng . 6: Cân b ng dinh dưỡng trong chậu thí nghiệm t ng nghiệm thức ................ 86
Bảng . 7: Bảng cân b ng dinh dưỡng TB Độ lệch chuẩn, n= ) của N và P g m2)
trong các nghiệm thức sau 56 ngày thí nghiệm.............................................................. 107
Bảng . 8: Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra .......................................... 109
Bảng . 9: Di n biến nhiệt độ, pH, DO, EC, TSS và COD trong nước theo thời gian lưu
........................................................................................................................................ 110
Bảng . : Di n biến nồng độ NO2--N, NO3--N, NH4+-N, TN, PO43--P và TP trong nước
theo thời gian lưu ........................................................................................................... 113
Bảng . : Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p) .................................... 115
Bảng . : Trọng số của các thành phần chính ............................................................. 116
Bảng . : Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra .......................................... 118
Bảng . : Lượng N và P đưa vào hệ thống xử lý trong thời gian vận hành ................ 118
Bảng . 5: Di n biến nhiệt độ, pH, DO của nước thải khi qua hệ thống ...................... 119
Bảng .26: Trọng số của các thành phần chính ............................................................. 122
Bảng . 7: Sinh trư ng chiều cao cây và số chồi của cỏ Mồm mỡ ............................... 123
Bảng . 8: Sinh khối, hàm lượng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ ............................. 125
Bảng . 9: Hàm lượng dinh dưỡng của thân và lá cỏ Mồm mỡ .................................... 125
Bảng . : Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra .......................................... 127
Bảng . : ượng N và P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra đưa vào hệ thống . 127
Bảng . : Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p) .................................... 128
Bảng . : Trọng số của các thành phần chính ............................................................. 135
Bảng . : Sinh khối của cỏ Mồm mỡ sau ngày thí nghiệm .................................... 136
Bảng . 5: Hàm lượng và lượng N và P cỏ Mồm mỡ hấp thu sau
ngày .................. 136
Bảng . 6: Hàm lượng dinh dưỡng của thân và lá cỏ Mồm mỡ sau ngày ................ 137

xi


DANH SÁCH HÌNH

Hình . : T m t t nội dung, công việc và m c tiêu các thí nghiệm của luận án ............. 36
Hình . : T m t t nội dung nghiên cứu của luận án ........................................................ 37
Hinh . : Hình chồi cỏ Mồm mỡ bố trí thí nghiệm . và . ......................................... 38
Hinh . : Hình ) chồi cỏ Mồm mỡ bố trí vào chậu, B) bố trí thí nghiệm t lệ N:P ... 40
Hinh .5: Hình ) hạt cỏ Mồm mỡ, B) cỏ Mồm mỡ 5 ngày tuổi ............................... 42
Hình .6: Bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của mật độ đến sinh trư ng và hấp thu N, P của
cỏ Mồm mỡ ...................................................................................................................... 45
Hình .7: Mô hình ô thí nghiệm theo mẽ m2................................................................. 47
Hình .8: Hệ thống đất ngập nước trồng Mồm mỡ vận hành theo mẽ ............................ 49
Hình .9: Sơ đồ hệ thống ĐNN vận hành liên t c kết hợp với cỏ Mồm mỡ ................... 50
Hình . : nh hư ng của nồng độ N đến ) chiều cao cây, B) chiều dài r , C) số chồi
mới và D) số lá của cỏ Mồm mỡ theo thời gian ............................................................. 57
Hình . : Sinh khối tươi và khô ) và B) RGR của cỏ Mồm mỡ sau
ngày............. 58
Hình . : nh hư ng nồng độ P đến ) chiều cao cây, B) dài r , C) số chồi mới, và
D) số lá của cỏ Mồm mỡ theo thời gian ......................................................................... 62
Hình . : nh hư ng nồng độ P đến ) hàm lượng P, B) lượng P tích l y và C) hiệu
quả sử d ng P của cỏ Mồm mỡ ........................................................................................ 64
Hình .5: nh hư ng sự kết hợp N và P đến chiều cao cây, dài r
) thủy canh và B)
c bùn, sinh khối khô C) thủy canh và D) c bùn, RGR sinh khối E) thủy canh và F)
c bùn của cỏ Mồm mỡ .................................................................................................... 69
Hình .6: nh hư ng của sự kết hợp N và P đến hàm lượng N ) thủy canh, B) c bùn
và hàm lượng P C) thủy canh, D) c bùn trong thân và r cỏ Mồm mỡ ....................... 71
Hình .7: nh hư ng của sự kết hợp N và P đến lượng N ) thủy canh, B) c bùn và
lượng P C) thủy canh, D) c bùn tích l y trong thân và r cỏ Mồm mỡ ....................... 74
Hình .8: Thời gian sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ ...................................... 79
Hình .9: nh hư ng của N, P đến hàm lượng N ) và P B) trong mô của cỏ Mồm mỡ . 83
Hình . : nh hư ng của N và P đến lượng N ) và P B) tích l y trong r , thân, lá và
cả cây cỏ Mồm mỡ ........................................................................................................... 84

Hình . : Chiều cao cây ), chiều dài r B) và số chồi mới C) của cỏ Mồm mỡ theo
thời gian ........................................................................................................................... 88
Hình . : Sinh khối khô thân ), sinh khối khô r B), sinh khối khô cây C), tỉ lệ
thân r D) và RGR E) của cỏ Mồm mỡ theo thời gian.................................................. 90
Hình . : Hàm lượng NO3--N ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian .... 92
Hình . : Hàm lượng NH4+-N ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian.... 93
Hình . 5: Hàm lượng TKN ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian ... 94
Hình . 6: Lượng NO3-N tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo thời gian .. 95
Hình . 7: Lượng NH4+-N tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo thời gian . 96
Hình . 8: Lượng TKN tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo thời gian 97
Hình . 9: nh hư ng của t lệ NH4+-N:NO3--N đến hiệu quả sử d ng N của ) thân,
B) r và C) cả cây cỏ Mồm mỡ theo thời gian .............................................................. 98
Hình . : Sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ) chiều cao cây, B) chiều dài r và C) số
chồi qua các đợt thu mẫu................................................................................................ 100
Hình . : Sinh khối khô ) thân, B) r và C) RGR của cỏ Mồm mỡ qua các đợt thu
mẫu ................................................................................................................................. 101

xii


Hình . : Hàm lượng ) TKN của thân, B) TKN của r , C) TP của thân, D) TP của
r cỏ Mồm mỡ qua các đợt thu mẫu............................................................................... 102
Hình . : Lượng TKN ) thân, B) r và C) thân và r , TP D) thân, E) r và F)
thân và r cỏ Mồm mỡ hấp thu ...................................................................................... 104
Hình . : nh hư ng của mật độ trồng đến hiệu quả sử d ng ) N và B) P của cỏ
Mồm mỡ theo thời gian .................................................................................................. 105
Hình . 5: Di n biến nồng độ NO2-N (A), NO3-N (B), NH4-N (C), TN (D), PO4-P E)
và TP F) qua các đợt thu mẫu ....................................................................................... 121
Hình . 6: Di n biến nhiệt độ ), pH B), DO C), TSS D) và COD E) trong nước
qua các đợt thu mẫu ....................................................................................................... 130

Hình . 7: Di n biến nồng độ NO2--N (A), NO3--N (B), NH4+-N (C), TN (D), PO43--P
E) và TP F) qua các đợt thu mẫu ................................................................................. 133
Hình . 8: Sinh trư ng chiều dài thân ), dài r B) và số chồi D) của cỏ Mồm mỡ 135

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
ADF
ADP
ATP
BNN&PTNN
BTNMT
BOD
CO2
COD
ĐBSCL
ĐC
ĐNN
ĐNNKT
DO
EC
Hemi
HLR
HRT
LC50
N
NDF
NUE

NH3
NH4+
NO2NO3PUE
QCVN
RGR
rp
SBR
SK
SKK
SKT
TAN
TKN
TN
TP
VASEP

Chú thích
Acid Detergent Fiber chất xơ không tan trong acid)
adenosine diphosphate
adenosine triphosphate
Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn
Bộ Tài nguyên và Môi trường
nhu cầu oxy sinh học
Đioxit cacbon
nhu cầu oxy h a học
Đồng b ng sông Cửu Long
Đối chứng
Đất ngập nước
Đất ngập nước kiến tạo
Lượng oxy hòa tan trong nước.

Độ dẫn điện
Hemicellulose
Hydraulic Loading Rate (tải nạp thủy lực)
Hydraulic Retention Time (thời gian tồn lưu nước)
Nồng độ gây chết 5
sinh vật thí nghiệm
Nitơ
Neutral Detergent Fibre chất xơ không tan trong dung dịch
trung tính)
Nitrogen Use Efficiency Hiệu quả sử d ng đạm)
Ammonia
Ammonium
Nitrite
Nitrat
Phosphorus Use Efficiency Hiệu quả sử d ng lân)
Quy chuẩn Việt Nam
Relative growth rate tốc độ t ng trư ng tương đối)
Hệ số tương quan tuyến tính Pearson r
Phương pháp xử lý dạng mẽ
S c khí
Sinh khối khô
Sinh khối tươi
Tổng đạm amôn
Tổng nitơ Kjeldahl
Nitơ tổng số
Tổng Phốt-pho
Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam
xiv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1 1 Giới thiệu
Đồng b ng sông Cửu Long ĐBSCL) là vùng nuôi cá Tra Pangasianodon
hypophthalmus) trọng điểm của Việt Nam với diện tích n m
7 là 6. 78 ha, sản
lượng đạt 1.250 ngàn tấn, t ng 5,
so với n m
6 V SEP,
8). Cá Tra
2
thường được thả nuôi mật độ cao t 50,3-66,3 con/m (Trần Trọng Tân và
Trương Hoàng Minh, 14), lượng thức n được sử d ng 3,2-3,6 tấn thức n tự
chế hoặc 1,5-1,6 tấn thức n công nghiệp tấn cá De Silva et al., 2010) và cá chỉ
hấp thu 7 N và 5 P trong thức n nh et al.,
). Lượng thức n dư th a
+
và bài tiết của cá làm nồng độ NH4 -N, NO3 -N, TN và PO43--P trong nước ao
nuôi c xu hướng tích l y t ng cao cuối v nuôi Nguy n H u Lộc, 2009; Phạm
Quốc Nguyên và ctv., 2014). Lượng nước thải của ao nuôi cá Tra trung bình là
9133,3 m3/tấn cá, tương ứng với lượng N và P thải ra là 6,5 kg N và 9, kg P tấn
cá Anh et al., 2010) và hầu hết không được xử lý trước khi thải ra môi trường
(Cao V n Thích,
8).
Hiện nay, việc sử d ng các vùng đất ngập nước kiến tạo ĐNNKT) để lưu
tr , điều tiết nước thải và kiểm soát ô nhi m nước đang tr nên phổ biến và hiệu
quả hơn nhiều nơi trên thế giới (Zhang et al., 2008 a, b). Trong ĐNN, thực vật
là thành phần quan trọng và c vai trò tích cực trong xử lý các chất ô nhi m trong
nước đặc biệt là các chất dinh dưỡng như đạm (N) và lân P) (Brix, 1997;
Vymazal, 2011). Theo Brix (1994) ghi nhận một số loài thực vật nửa ngập nước
như C i Cyperus papyrus), Sậy (Phragmites australis), Bồn bồn (Typha

latifolia) c thể hấp thu N, P và tích l y vào sinh khối lần lượt là 1,1; 2,5; 1,0 tấn
N ha n m và 5 ;
; 8 kg P ha n m. Mặc dù vậy, việc ứng d ng ĐNNKT kết
hợp với thực vật để xử lý nước thải ao nuôi cá Tra Việt Nam chưa rộng rãi, vì
phương pháp này yêu cầu diện tích lớn ít nhất cần c diện tích b ng 10% diện
tích của ao nuôi cá) Lê nh Tuấn,
7). Do đ , việc lựa chọn nh ng loài thực
vật thủy sinh c khả n ng xử lý nước thải với chi phí xử lý thấp, lại v a mang lại
hiệu quả kinh tế là vấn đề cấp thiết khi muốn phát triển mô hình xử lý nước thải
ao nuôi cá Tra n i riêng và nuôi thủy sản n i chung b ng hệ thống ĐNNKT kết
hợp với thực vật.
Cỏ Mồm mỡ Hymenachne acutigluma) là loài cỏ sống nửa ngập Phạm
Hoàng Hộ,
), c khả n ng sống điều kiện ngập nước t B c vào Nam
1


Việt Nam Võ V n Chi,
), ngay cả nh ng thủy vực ô nhi m c độ sâu
mực nước 7 -149 cm Trương Hoàng Đan và ctv.,
). Loài thực vật này c
khả n ng sinh trư ng trong môi trường nước thải c nồng độ đạm lân cao 78, 6,5 mg N L và 8,67 mg P L), g p phần giảm nồng độ TN (74,09%), TP
89, 7 ) sau 6 ngày Bùi Trường Thọ,
). Trong điều kiện trồng trên các
ruộng ngập nước, loài cỏ này cho sinh khối tươi trung bình sau 5 ngày dao động
t 6,5- 8,6 tấn ha, tương ứng với sinh khối khô ,5 - ,86 tấn ha, n ng suất
protein thô , -0, 7 tấn ha Nguy n Thị Hồng Nhân,
a) và khoáng tổng là
8,98% trọng lượng chất khô Nguy n Thị Hồng Nhân,
b). Vì vậy, loài cỏ

này đã được trồng làm thức n cho gia súc khá phổ biến các vùng ĐNN của
ĐBSCL Lưu H u Mãnh và ctv., 2007; Nguy n Thị Hồng Nhân,
a).
Tuy nhiên, cho đến nay c rất ít thông tin về khả n ng xử lý nước thải ao
nuôi cá Tra của cỏ Mồm mỡ, c ng như các yếu tố ảnh hư ng đến khả n ng hấp
thu N, P của cỏ Mồm mỡ trong môi trường này. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu
khả năng giảm đạm lân của Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) trong nước
thải ao nuôi thâm canh cá Tra” được thực hiện nh m tìm hiểu khả n ng loại bỏ
N, P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ và c thể sử d ng
loài thực vật này vào xử lý nước thải, g p phần hạn chế tác động đến môi trường.
1 2 Mục tiêu nghiên cứu
1 2 1 Mục tiêu tổng quát
G p phần giảm ô nhi m nguồn nước mặt t các ao nuôi thâm canh cá Tra
ĐBSCL qua cơ chế hấp thu b i thực vật.
1 2 2 Mục tiêu cụ thể
- Xác định được nhu cầu đạm, lân, dạng đạm ammonium và nitrate) của cỏ
Mồm mỡ;
- Xác định được khả n ng hấp thu đạm, lân trong nước thải ao nuôi thâm
canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ mật độ cây khác nhau;
- Xác định được khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ
Mồm mỡ c n cứ vào nhu cầu dinh dưỡng trong điều kiện thử nghiệm.
1 3 Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát nhu cầu đạm, lân của cỏ Mồm mỡ và khả n ng hấp thu đạm lân
trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra điều kiện nhà lưới;
2


- Khảo sát nhu cầu đạm, lân và t lệ N:P của cỏ Mồm mỡ cho sinh trư ng
và phát triển của cỏ Mồm mỡ điều kiện nhà lưới;
- Khảo sát nhu cầu dạng đạm ammonium và nitrate) và khả n ng hấp thu

hai dạng đạm này trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ
điều kiện nhà lưới;
- Đánh giá lượng đạm, lân cây hấp thu
kiện ngoài đồng;

các mật độ trồng khác nhau

điều

- Đánh giá khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm
mỡ c n cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của cây và mức độ ô nhi m của nước thải
trong điều kiện thử nghiệm ngoài đồng của ) ĐNNKT chảy mặt vận hành theo
mẽ và ) ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c kết hợp với cỏ Mồm mỡ.
1 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1 4 1 Đối tượng
- Hạt và chồi cỏ Mồm mỡ được thu
Cao Lãnh, Đồng Tháp.

các vùng ĐNN tự nhiên của thành phố

- Nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra vùng nuôi cá Tra ven sông Tiền của
huyện Lấp Vò, vùng nuôi cá Tra Thị trấn Tràm Chim, huyện Tam Nông và ấp
Rọc Muống, xã Tân Công Chí, huyện Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp.
1 4 2 Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi thời gian: thời gian nghiên cứu của luận án là t tháng
đến tháng
7.

5

- Phạm vi không gian: các thí nghiệm điều kiện phòng thí nghiệm được
thực hiện trong khuôn viên trường Đại học Đồng Tháp. Các thí nghiệm ngoài
đồng được thực hiện tại vùng nuôi cá Tra huyện Tân Hồng Thí nghiệm ),
huyện Tam Nông Thí nghiệm . ) và huyện Lấp Vò Thí nghiệm . và 5).
- Phạm vi nội dung: nghiên cứu về giảm N NO2--N, NO3--N, NH4+-N,
TKN, TN) và P PO43--P và TP) trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ
Mồm mỡ.

3


1 5 Ý nghĩa luận án
1 5 1 Ý nghĩa khoa học
Kết quả luận án cung cấp cơ s khoa học về khả n ng sinh trư ng và hấp
thu N, P tạo sinh khối của cây Mồm mỡ dưới các điều kiện nồng độ N, P khác
nhau, dạng N hòa tan và mật độ trồng cây để làm cơ s cho việc thiết kế hệ thống
ĐNNKT kết hợp trồng cỏ Mồm mỡ. Một chuỗi thí nghiệm triển khai điều kiện
ngoài đồng đã khẳng định thêm tính hiệu quả và tính khả thi của việc sử d ng cây
cỏ Mồm mỡ làm giảm N, P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra. Luận án
đ ng g p cơ s khoa học và tính hiệu quả của việc sử d ng ĐNNKT kết hợp với
cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải ao nuôi cá Tra và sử d ng nguồn nước mặt bền
v ng.
1 5 2 Ý nghĩa thực tiễn
Việc sử d ng thực vật thủy sinh, tự nhiên, d tìm khu vực ĐBSCL như cỏ
Mồm mỡ là giải pháp rẽ tiền, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Kết quả luận
án khẳng định khả n ng làm giảm N và P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá
Tra, g p phần trong việc quản lý chất lượng nước bảo vệ môi trường. Ngoài ra,
luận án còn cung cấp quy trình thiết kế hệ thống ĐNNKT kết hợp trồng cỏ Mồm
mỡ để xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.
Kết quả nghiên cứu là nguồn tư liệu c thể cung cấp tài liệu học tập, tham

khảo và nghiên cứu về ứng d ng thực vật để xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá
Tra n i riêng và nuôi trồng thủy sản n i chung.
1 6 Điểm mới của luận án
Luận án này đã cho thấy ảnh hư ng của N và P đến sinh trư ng, phát triển
và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ. Xác định được nồng độ, t lệ N:P và NH 4+N:NO3--N thích hợp cho sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ Lê Di m
Kiều và ctv.,
7a- Bài công bố số ). Đây là cơ s quan trọng giúp xác định
lượng N và P cung cấp và tạo điều kiện cho quá trình nitrate h a cho hệ thống
ĐNNKT kết hợp với cỏ Mồm mỡ xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.
Luận án này đã xác định mật độ trồng thích hợp để cỏ Mồm mỡ sinh trư ng
và hấp thu N và P tốt (Lê Di m Kiều và ctv., 2017b-Bài công bố số 3). Kết quả
này giúp chọn mật độ trồng cỏ Mồm mỡ tối ưu cho hệ thống ĐNNKT xử lý nước
thải ao nuôi thâm canh cá Tra.

4


Ngoài ra, luận án c ng đã xác định được khả n ng xử lý nước thải ao nuôi
cá Tra của hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ đạt hiệu quả với thời
gian lưu 9 giờ, thích hợp xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra vùng nội
đồng c lượng nước thải ít và nồng độ ô nhi m cao) Lê Di m Kiều và ctv.,
2017c- Bài công bố số 4). Khả n ng xử lý nước thải của hệ thống ĐNNKT chảy
mặt vận hành liên t c c cỏ Mồm mỡ c ng c hiệu quả xử lý tốt với thời gian lưu
nước ,5-7, giờ. Khi c sự hiện diện của cỏ Mồm mỡ thì hệ thống ĐNNKT
không cần bổ sung khí Lê Di m Kiều và ctv., 2018 - Bài công bố số 5). Hơn n a,
sinh khối cỏ Mồm mỡ thu t hệ thống ĐNNKT c hàm lượng dinh dưỡng phù
hợp c thể làm nguồn cỏ thức n cho gia súc. Đây là thông tin quan trọng đ ng
g p trong ứng d ng ĐNNKT kết hợp với cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải ao
nuôi cá Tra và sử d ng nguồn nước mặt bền v ng.

5


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI IỆU

2 1 Đ c điểm môi trường sống của cá Tra
Cá Tra c tên khoa học là Pangasius hypophthalmus Sauvage, 878 trước
đây còn c tên là P. micronemus thuộc họ Pangasiidae, ngoài tự nhiên cá sống
lưu vực sông Cửu Long Thái Lan, Lào, Cam-pu-chia và Việt Nam) (Poulsen et
al., 2004). Cá c khả n ng sống tốt trong điều kiện ao tù nước đọng, hàm lượng
chất h u cơ cao và oxy hòa tan thấp (Rainboth, 1996). Trong điều kiện phòng thí
nghiệm, cá Tra giống c khối lượng 25-27 g/con sẽ bị stress và ảnh hư ng nhiều
đến t ng trư ng khi nhiệt độ nước
C và 6 C; nhiệt độ t 30- C thời gian
đầu cá bị ảnh hư ng nên hàm lượng cortisol, glucose và IGF-I t ng cao so với
nhiệt độ 6- 8 C, sau
ngày các chỉ số này giảm dần về mức bình thường.
Nhiệt độ thấp cá t ng trư ng kém; nhiệt độ cao kích thích cá t ng trư ng và cá
t ng trư ng tốt nhất
C, khi nhiệt độ quá cao c ng gây stress cho cá vì làm ức
chế quá trình sinh trư ng và phát triển bình thường của cá Phan Vĩnh Thịnh và
ctv., 2014).
Cá Tra c khối lượng trung bình 9 g được nuôi với nồng độ H2S lần lượt là
, 6 , ,8 và ,96 mg L tương ứng với điều kiện đối chứng, an toàn, LC và
LC20) trong điều kiện phòng thí nghiệm đã ghi nhận nồng độ H2S càng cao thì t
lệ sống càng giảm tương ứng là 95, 95, 75 và 55 và tốc độ t ng trư ng tương
đối c ng giảm tương ứng là ,59, ,6 , , 7 và - ,
ngày. S c thịt của cá thay
đổi sang màu vàng nhạt điền kiện môi trường LC
Nguy n Thị Trúc Linh,

). Giá trị LC50-24 giờ của tổng sulfua điều kiện pH 6, 7 và 8 của cá Tra
giống lần lượt là ,6 ; 6, và 7,8 mg L Phạm Quốc Nguyên, 2017).
Cá Tra là loài c khả n ng chịu đựng độc tính của T N cao. Cá Tra giai
đoạn giống 8,
, 5 g) pH 6, 7 và 8 điều kiện nước tĩnh, nhiệt độ 6,68,9 C trong 96 giờ cho thấy LC5 -96 giờ pH 6, 7 và 8 lần lượt nồng độ T N
1.263, ; 57,7 và 5 mg L. pH c ảnh hư ng rõ rệt lên độc tính của TAN, khi pH
t ng sẽ làm t ng độc tính của T N Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2015). nh
hư ng của tổng đạm amôn T N) quy mô phòng thí nghiệm cho thấy sau 90
ngày nuôi, pH 6,5-7, cá Tra trong môi trường c bổ sung 10 mg/L TAN sinh
trư ng tốt hơn so với môi trường c bổ sung 6,5 mg L T N và môi trường
không bổ sung TAN (p<0,05); pH 7,5-8, trong môi trường c bổ sung 6,5 mg/L
T N, cá Tra sinh trư ng tốt so với môi trường bổ sung 10 mg/L TAN và môi
6


trường không bổ sung T N p> , 5). Hematocrit và Na+ trong máu giảm khi
nồng độ T N trong môi trường t ng Phạm Quốc Nguyên và ctv.,
5). Với khả
n ng chịu đựng tốt với môi trường ô nhi m và đảm bảo chất lượng nông sản
BNNPTNT đã ban hành chất lượng nước cấp cho ao nuôi cá Tra trong Quy chuẩn
k thuật quốc gia về cơ s nuôi cá Tra QCVN - :
BNNPTNT) như sau
Bảng . ):
Bảng .1: Chất lượng nước cấp cho ao nuôi cá Tra
TT
1
2
3
4
5

6

Thông số
Oxy hòa tan DO)
pH
Độ kiềm
NH3
H2S
Nhiệt độ

Đ nv
mg/L
mg CaCO3/L
mg/L
mg/L
C

Giá tr cho ph p
≥ ,
7-9
60-180
≤ ,
≤ , 5
25-32

2 2 Đ c tính của nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra và t nh trạng

l

Theo quyết định số

6 QÐ-UBND.HC ngày 9
5 của UBND tỉnh
Đồng Tháp về việc phê duyệt Quy hoạch chi tiết nuôi, chế biến cá Tra trên địa
bàn tỉnh Ðồng Tháp đến n m
, định huớng đến n m
5. Ngoài việc phát
triển nuôi cá Tra dọc sông Tiền thì nhiều khu kênh cấp và kênh cấp trong nội
đồng c ng được quy hoạch phát triển nuôi mà điển hình là các khu vực nuôi
thuộc huyện Tam Nông, Tân Hồng và thị xã Hồng Ngự với diện tích nuôi tương
ứng là 8,
, và
ha chiếm gần
tổng diện tích nuôi cá Tra của địa
phương. Kết quả điều tra trong quá trình thực hiện nghiên cứu này cho thấy, tính
đến tháng 5
6, diện tích nuôi cá Tra trong nội đồng của tỉnh Đồng Tháp là 8 7
ha, cao hơn so với quy hoạch đến n m
và
5 với 66 ha. Trong đ , diện
tích nuôi nội đồng Tam Nông đã là 5 ha 5
so với quy hoạch). Ngoài ra,
hiện nay tại Đồng Tháp xu hướng m rộng vùng nuôi vào nội đồng Bộ
NNPTNT, 2016).
2 2 1 Nồng độ đạm trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra
Đạm trong nước ao nuôi thủy sản c nguồn gốc t protein của thức n dư
th a, xác bã động thực vật thối r a, sản phẩm thải của cá. Nước ao nuôi cá Tra c
nồng độ TN, tổng đạm ammonium T N), NO2--N và NO3--N trung bình dao
động lần lượt 7,86-26,34, 0,033-7,56, , - , 5 và , -0,9 mg L. Nồng độ N
trong ao nuôi cá Tra chịu ảnh hư ng tình trạng sức khỏe cá, loại thức n, mùa trong
n m và tuổi của cá. Trong đ , ao cá bệnh c nồng độ NO2--N cao hơn so với ao cá

7


khỏe Huỳnh Trường Giang và ctv.,
8). Nồng độ T N t ng theo tuổi của cá,
nhưng nồng độ NO2 -N và NO3 -N lại giảm, nguyên nhân là do khi cá lớn lượng
chất thải và bài tiết t ng, bên cạnh đ tần suất thay nước của ao nuôi c ng t ng
nên đã giúp giảm nồng độ của NOx-N Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2014a). Nồng
độ N ít thay đổi theo mùa tr nồng độ NO3--N cao thời điểm mùa khô Huỳnh
Trường Giang và ctv.,
8) Bảng . ).
Bảng .2: Nồng độ đạm trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra
Nhân tố
Sức
khỏe
cá
Thức
ăn

Cá khỏe
Cá bệnh
Công
nghiệp
Tự chế
Đầu v

Thời
gian
nuôi

Mùa

Gi a v

TAN
1,332
(0,053-4,062)
1,491
(0,033-3,579)
0,103
0,082
1,43
(0,3-4,83)
3,36
(1,61-7,56)

Cuối v

5,66

Khô

1,166
(0,053-2,513)
1,322
(0,033-2,836)
1,617
(0,110-4,062)
1,396
(0,067-3,783)

Giao mùa
khô-mưa
Mưa
Giao mùa
mưa-khô

NO2--N
NO3--N
TN
TB (Khoảng dao động) (mg/L)
0,048
0,496
(0,0003-0,414)
(0,028-2,626)
0,054
0,490
(0,001-0,203)
(0,042-4,065)
0,009
0,032
0,662
(0,003-0,02)
0,030
0,077
0,569
0,350
0,402
26,34
(0,052-0,922)

(0,147-0,994)
(16,94-33,34)
0,103
0,273
7,86
(0,018-0,228)
(0,059-0,648)
(3,93-12,98)
0,128
0,061
10,13
(0,006-0,447)
(0,011-0,178)
(4,48-15,95)
0,040
0,910
(0,0003-0,414)
(0,028-4,065)
0,028
0,209
(0,001-0,192)
(0,058-0,483)
0,074
0,338
(0,010-0,414)
(0,044-1,974)
0,043
0,198
(0,001-0,298)
(0,031-1,276)

Tác giả
Huỳnh
Trường
Giang và
ctv. (2008)
Trần Kim
Hoàng
(2008)
Phạm
Quốc
Nguyên và
ctv., 2014

Huỳnh
Trường
Giang và
ctv. (2008)

Đạm dư th a được bài tiết qua mang cá Dabrowski, 986) chủ yếu chiếm
80%) dạng NH3 (Dolomatov et al.,
). Trong môi trường NH3 còn t ng do
+
được chuyển h a t NH4 khi nhiệt độ và pH t ng nhất là khi pH cao hơn 7,5
(Emerson et al., 1975; Tomasso, 1994). Tác động của pH và nhiệt độ đến hàm số
nồng độ NH3 được thể hiện theo công thức:
ƒNH3 = 1/ (10pKa-pH + 1)

(Emerson et al., 1975)

Trong đ : pKa=0,09018+2729,92/TKelvin (TKelvin=273, 5+T C).
Nồng độ NH3 của nước ao nuôi thâm canh cá Tra là , - ,
mg L thấp
nhất đầu v và cao nhất gi a v Phạm Quốc Nguyên,
7). Nồng độ NH 3
khảo sát
cơ s nuôi cá Tra công nghiệp Thanh Bình, Đồng Tháp dao động
0,3-1,0 mg/L Lê Hoàng Nam và ctv.,
7), vượt QCVN -20:2014/BNNPTNT

8


(NH3<0,3 mg/L - quy định giá trị cho phép của NH3 trong nước cấp cho ao nuôi
cá Tra).
* Độc tính của ammonia
Trong môi trường nước NH3 là dạng đạm c độc tính cao nhất do d dàng
được hấp thu qua mang Randall and Tsui,
). các loài cá nước ngọt, sự bài
tiết NH3 theo phương thức khuếch tán nên môi trường c nồng độ NH3 cao cá
giảm bài tiết làm t ng tích t NH3 trong máu và mô cá Wilkie and Wood, 996).
LC5
, 8, 7 và 96 giờ của cá L c Channa striata) pH 8 là cao hơn
5, ,
,5, 5 ,6 và 7, mg T N L hoặc cao hơn , , , , 7,6 và 5, mg
NH3-N L; pH 9 là cao hơn 5 , , 6 ,8, 56, và , mg T N L tương ứng cao
hơn 8, , ,6, 9, và ,9 mg NH3-N/L); và pH
là 5,7, ,6, , và 8,7
mg TAN/L (hay ,6, 8, , 7, và 5,7 mg NH3-N/L) (Qin et al., 997). LC5
, 8, 7 và 96 giờ của NH3 cá Chép Leporinus macrocephalus) lần lượt là

, , ,9, ,5 và ,9 mg NH3 L trong môi trường pH 7,6 Pinto et al.,
6). LC5 96 giờ của T N đối với cá Tra trong môi trường nhiệt độ 6,6- 8,9 C, pH 6, 7 và
8 lần lượt là . 6 , , 57,7 và 5 mg T N L Phạm Quốc Nguyên và ctv.,
2014b). Tuy nhiên nồng độ , 7 và , 9 mg NH3 L pH 8, -8, đã ảnh
hư ng đến sinh trư ng của cá Tr m cỏ Ctenopharyngodon idella) (Ijaz et al.,
). Nồng độ T N ảnh hư ng đến sinh trư ng của cá Tra pH 7,5-8 là lớn
hơn 6,5 mg L và 6,5-7 là
mg L Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2015a). Cá L c
không nên tiếp xúc kéo dài với nồng độ NH3 cao hơn ,5 mg L pH 8, cao hơn
, 9 mg L pH 9 và hơn ,57 mg L pH
Qin et al., 997). Như vậy, so với
các loài cá khác thì cá Tra c khả n ng chịu đựng với môi trường ô nhi m T N
cao hơn.
* Độc tính của nitrite
Nitrite là một hợp chất trung gian của quá trình nitrate h a, khử nitrate, là
dạng đạm thực vật không thể hấp th hoặc hấp thu (Philips et al., 2002). NO2--N
c thể được cá hấp thu b i sự khuếch tán qua mang nhờ trao đổi với ion Cl/HCO3- và qua biểu mô ruột của cá và ảnh hư ng đến nhiều chức n ng sinh lý của
cá Jensen,
). Trong đ , tác động chủ yếu của NO2--N là thẩm thấu vào các tế
bào hồng cầu, oxy h a s t trong hemoglobin (Hb) sang Fe3+, hemoglobin bị thay
đổi thành methaemoglobin hoặc ferrihaemoglobin Kiese, 97 ), làm giảm khả
n ng vận chuyển oxy của máu và gây màu nâu. Hàm lượng NO2--N cao gây ra
nh ng rối loạn sinh lý nghiêm trọng, giảm sự t ng trư ng, suy giảm mi n dịch và
dẫn đến tử vong cá Chew et al., 2006). LC50 NO2--N ước tính thời điểm 24,
9


8, 7 và 96 giờ của cá Chép Leporinus macrocephalus) pH 7,65 lần lượt là
, , 6, , 5,8 và 9 , mg L Pinto et al.,
6). LC5 sau 96 giờ của NO2-N cá Tra là 75,6 mg L Đỗ Thị Thanh Hương và ctv., 2012); cá L c Channa

striata) là 8,8 mg L Đỗ Thị Thanh Hương và Lê Trần Tường Vi, 2013).
Như vậy, nồng độ T N và NO2--N trong nước ao nuôi cá Tra chưa ảnh hư ng
nhiều đến sinh trư ng của cá Tra. Tuy nhiên, nồng độ NH4+-N, NO2--N và NO3--N
của nước ao nuôi đã cao hơn rất nhiều so với QCVN 85 về chất lượng nước
mặt cho bảo tồn cuộc sống của động vật thủy sinh Cột
) và nồng độ NH3 đã
vượt quy chuẩn về chất lượng nước cấp cho ao cá Tra NH3< , mg L, QCVN :
BNNPTNT). Vì vậy, cần c giải pháp xử lý NH4+/NH3 (TAN), NO2--N và
TN trong nước thải trước khi thải ra môi trường và nước cấp cho ao nuôi.
2 2 2 Nồng độ lân trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra
Nồng độ PO43--P, TP trung bình trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra ít thay
đổi theo tình trạng sức khỏe cá, mùa và loại thức n, mà chủ yếu ph thuộc vào
thời gian nuôi Trần Kim Hoàng,
8; Huỳnh Trường Giang và ctv., 2008)
3(Bảng 2.3). Nồng độ PO4 -P các ao cá bệnh cao hơn các ao cá khỏe và ít c sự
thay đổi theo mùa trong n m Huỳnh Trường Giang và ctv.,
8). Nồng độ TP
t ng theo tuổi của cá Nguy n H u Lộc,
9).
Bảng .3: Nồng độ lân trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra

Sức khỏe
cá
Thức ăn
Thời gian
nuôi

Mùa

PO43--P

Cá khỏe

TP
TB (Khoảng dao động) (mg/L)
0,132 (0,001-0,721)
-

Cá bệnh

0,195 (0,001-0,744)

-

Công nghiệp
Tự chế
Đầu v
Gi a v
Cuối v
Khô
Giao mùa khômưa
Mưa
Giao mùa mưakhô

0,044
0,034
0,114 (0,046-0,176)
0,398 (0,134-0,923)
0,163 (0,013-0,349)
0,182 (0,001-0,644)

0,416
0,319
1,61 (0,89-2,14)
3,61 (2,31-5,62)
4,26 (2,49-6,97)
-

0,106 (0,002-0,429)

-

0,124 (0,001-0,744)

-

0,158 (0,002-0,721)

-

Nhân tố

Tác giả
Huỳnh Trường
Giang và ctv.
(2008)
Trần Kim Hoàng
(2008)
Nguy n H u Lộc
(2009)

Huỳnh Trường
Giang và ctv.
(2008)

Theo Boyd (1998), nồng độ PO43--P thích hợp cho ao cá t 0,005-0,2 mg/L
(Bảng . ). Tuy nhiên, nồng độ này khi thải ra các thủy vực tự nhiên sẽ gây ô
nhi m vì nước ao nuôi và ao thải c nồng độ PO43--P trung bình là 0,114-0,186 và
10


0,326-0,398 mg L luôn cao hơn so với nước sông (0,033-0,098 mg/L) (Nguy n
H u Lộc, 2009). Nồng độ PO43--P trong nước ao nuôi c ng cao hơn so với
QCVN08-2015 BTNMT về chất lượng nước mặt cho bảo tồn cuộc sồng của động
vật thủy sinh Cột ).
2 2 3 Tần suất thay nước và tải lượng N và P của ao nuôi thâm canh cá Tra
2.2.3.1 Tần suất thay nước
Nhìn chung, nồng độ N và P trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra đều t ng
theo thời gian nuôi do lượng thức n cho cá t ng theo thời gian nuôi và sự bài tiết
càng nhiều khi cá lớn đã dẫn đến sự tích l y các chất càng nhiều hơn khi cá lớn
Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2014a). Trong thực tế nh m đảm bảo cá sinh trư ng
tốt, người nuôi luôn t ng tần suất là lượng nước thay mới theo thời gian nuôi. Các
hệ thống ao nuôi ven các sông lớn c tần suất thay nước cao, hai tháng đầu sau
khi thả cá ao nuôi rất ít được thay nước khoảng sau - ngày Nguy n H u Lộc,
2009; Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2014a; Lam et al., 2009) với lượng nước thay
khoảng 10lượng nước của ao (Nguy n H u Lộc,
9). Tháng thứ đến
cuối v nuôi nước trong ao được thay 1-2 lần ngày theo chế độ triều với lượng
nước thay t 25-4
lượng nước trong ao Cao V n Thích,

8; Nguy n H u
Lộc, 2009; Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2014; Lam et al., 2009) Bảng . ).
Bảng .4: Chu kỳ thay nước
Tháng nuôi
1
2
3
4
5
6
7
8
Nguồn tham khảo

ao nuôi cá Tra theo thời gian nuôi

Trung b nh số lần thay nước trong tháng
o nuôi ven sông lớn
o nuôi nội đồng
4
1
30
2
60
5
60
10
60
20
60

30
60
30
60
30
Nguy n H u Lộc, 2009;
Bộ NNPTNT,
6
Nguy n Phan Nhân và Bùi Thị Nga,
2012

Tổng lượng nước thải của ao nuôi cá Tra là khoảng 2.162.000 m3/ha/v (với
thời gian nuôi 8 ngày v ) tương ứng với lượng nước thải 9
, m3/tấn cá
(Anh et al.,
), nh ng ao nuôi cá Tra các hệ thống kênh cấp và cấp c
tần suất thay nước Bảng . ) và lượng nước thải thấp hơn với khoảng 5
m3/tấn cá Bộ NNPTNT,
6). Vì thế, cần phải giảm nồng độ N và P trong nước
11