Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng plasma lạnh

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