Ozone và ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản: Nghiên cứu khoa học

So với nuôi trồng thủy sản trong ao hoặc lồng, hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAQS) cho phép sử dụng nước hiệu quả hơn, với lượng nước thải thấp hơn và kiểm soát môi trường tốt hơn. Các hệ thống này yêu cầu thay nước thường xuyên để tránh tích tụ mầm bệnh và ký sinh trùng từ thức ăn và phân thải. Một giải pháp thay thế khả thi về mặt kinh tế là phân hủy các chất thải hữu cơ này bằng cách sử dụng chất khử nhiễm như ozone. Một số nghiên cứu đã chứng minh khả năng của ozone trong việc cải thiện tỷ lệ nở của trứng cá và tỷ lệ sống của ấu trùng, đồng thời giảm lượng vi khuẩn và các hạt vi rút trên cá (tỷ lệ nhiễm trùng và bệnh tật), do đó thúc đẩy sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá trong RAQS. Ngoài ra, ozon đã được sử dụng để giảm chất hữu cơ trong RAQS, bằng cách thúc đẩy quá trình keo tụ chất hữu cơ; do đó làm giảm tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy hóa học (COD) và carbon hữu cơ hòa tan (DOC); tải cho các bộ lọc sinh học và máy tạo oxy cũng giảm thông qua quá trình ozon hóa.

Ozone đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước ao nuôi thủy sản

Ứng dụng của ôzôn để làm sạch động vật có vỏ, loại bỏ độc tố tảo, cải thiện vị và mùi của cá, và loại bỏ màu nước cũng đã được nghiên cứu. Quan trọng hơn, việc nâng cao tổng thể chất lượng nước thông qua khử trùng chống lại vi khuẩn và vi rút (bao gồm cả Aeromonas hydrophilia, Vibrio parahaemolyticus và Motile Nhiễm trùng huyết do aeromonas) đã được ghi nhận rõ ràng. Tuy nhiên, để đạt được điều này, cần phải sử dụng liều lượng ôzôn cao hơn để khắc phục nhu cầu hữu cơ trong nước, để duy trì nồng độ ôzôn có khả năng vô hiệu hóa đáng kể vi khuẩn và vi rút. Ngoài ra, các tác động bất lợi của ozone đối với sức khỏe của cá, ngụ ý rằng ozone dư sẽ phải được loại bỏ khỏi nước trước khi đưa nước trở lại bể nuôi. Quá trình này cần phải diễn ra riêng biệt trong khi giữ cá trong một thùng chứa riêng cho đến khi nước được khử trùng này (hiện không có ozone) sẵn sàng cho cá.

Các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn ở các quy mô khác nhau (a) quy mô lớn; (b) quy mô thí điểm; (c) quy mô phòng thí nghiệm, cho thấy ứng dụng của các bong bóng nano ôzôn để tăng khả năng hòa tan ôzôn.

Ngược lại, có những báo cáo về ứng dụng ozone trực tiếp vào các hệ thống nuôi trồng thủy sản mang lại lợi ích tương tự như RAQS; tuy nhiên, bắt buộc phải xác định cửa sổ an toàn hoặc chỉ số điều trị liên quan đến liều lượng ôzôn được áp dụng. Liều lượng này thường sẽ cụ thể đối với loài cá, giai đoạn sống hoặc kích thước, quần thể cá trong hệ thống và cả loại bộ lọc sinh học được sử dụng. Các nhà khoa học đã chứng minh tầm quan trọng của việc xác định ngưỡng nồng độ ôzôn này đối với hiệu suất bền vững của bộ lọc sinh học; trong nghiên cứu của họ, ngưỡng này là 0,3 mg/L). Tiếp xúc trực tiếp với ozone ở mức thấp tới 1 ppbv có thể gây ra những bất thường về hành vi ở cá, cũng như những thay đổi về sinh lý, tổn thương mô (bao gồm tổn thương mang và mất cân bằng thẩm thấu) và thậm chí là tử vong. Một số tác giả không khuyến nghị xử lý ozone trực tiếp bể nuôi bằng ozone.

Những tác động gây chết người này của ôzôn đã đảm bảo việc áp dụng các hệ thống kiểm soát tích phân theo tỷ lệ (PI) để điều chỉnh tự động nồng độ ôzôn trong RAQS. Một nhược điểm tiềm năng khác là việc tạo ra các sản phẩm phụ khử trùng độc hại như các loại halogenua bị oxy hóa và bromat (là chất gây ung thư) có thể gây giảm pH và cản trở sức khỏe của cá. Do đó, bức xạ UV và lọc than hoạt tính có thể được sử dụng để tiền xử lý, đặc biệt nếu nước biển (thường có hàm lượng Br cao) sẽ được sử dụng. Các phương pháp tiền xử lý này cũng có hiệu quả để tăng tốc độ phân hủy của ozone dư trong nước được xử lý, trước khi đưa trở lại bể nuôi chính của RAQS. Tuy nhiên, điều đáng nhấn mạnh là ozone dễ dàng vượt trội so với ứng dụng UV cho mục đích giảm tải lượng vi sinh vật. Tóm lại, trong khi tác động của việc vô tình dùng quá liều ozone trong RAQS có thể gây bất lợi nghiêm trọng, thì quá trình ozone hóa dường như đang được chấp nhận, thể hiện qua số lượng đóng góp nghiên cứu ngày càng tăng và việc sử dụng toàn diện trên toàn thế giới.

Nguồn: ncbi.nlm.nih.gov