Hiện nay, tôm thẻ chân trắng đang dần chiếm một vị thế quan trọng trong nghề nuôi tôm biển ở Việt Nam nói chung và Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Tôm thẻ chân trắng ở Đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu được nuôi thâm canh với các hình thức ngày càng phát triển đa dạng. Ưu điểm của nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh là thời gian nuôi ngắn, có thể nuôi với mật độ cao, thu hoạch sản lượng lớn. Tuy nhiên, nó cũng đòi hỏi kỹ thuật cao cũng như nguồn vốn đầu tư lớn, và nguy cơ dịch bệnh bùng phát luôn thường trực.

Trong số các vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn Vibrio spp. là tác nhân phổ biến nhất gây bệnh trên tôm. Đặc biệt, Vibrio parahaemolyticus là tác nhân chính gây ra hội chứng tôm chết sớm hay còn gọi là bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (EMS/AHPNS), một trong những dịch bệnh đáng lo ngại nhất trên tôm nuôi hiện nay. Hầu hết các trại sản xuất tôm giống và nuôi tôm thương phẩm đã dùng nhiều kháng sinh và hóa chất trong xử lí môi trường nước nuôi. Tuy nhiên, hiệu quả không được như mong đợi khi ngày càng có nhiều loại thuốc kháng sinh bị đề kháng, ngoài ra còn gây tồn dư một lượng hóa chất trong tôm dẫn tới việc giảm năng suất và chất lượng của tôm (FAO, 2013).

Vì thế, từ năm 2017 đến năm 2020, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Nano do TS. Đoàn Đức Chánh Tín dẫn đầu, đã thực hiện đề tài: “Xây dựng mô hình nuôi tôm bền vững tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long dựa trên kiểm soát và xử lý nước ao tôm bằng vật liệu và công nghệ nano”.

Đề tài nhằm thực hiện các mục tiêu sau:

- Xác định nồng độ diệt khuẩn tối ưu của dung dịch nano bạc đối với vi khuẩn Vibrio spp. gây bệnh trên tôm.

- Xác định nồng độ an toàn của dung dịch nano bạc đối với tôm thẻ chân trắng.

- Đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc trong nước nuôi tôm, ảnh hưởng của nano bạc đến chất lượng nước và sức khỏe tôm trong điều kiện thực nghiệm.

- Đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc trong nước nuôi tôm, ảnh hưởng của nano bạc đến chất lượng nước và sức khỏe tôm tại ao nuôi thực tế.

- Xây dựng hệ thống lọc nước, khử khuẩn cho nước ao tôm bằng hệ thống màng lọc kết hợp với xử lý vật liệu nano bạc.

- Thiết lập hệ thống thu thập các thông tin đo đạc được, lưu trữ và truyền thông tin qua mạng Internet và 3G.

Sau khoảng ba năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả sau:

Về thử nghiệm mô hình nuôi tôm dựa trên kiểm soát và xử lý nước ao nuôi tôm bằng vật liệu và công nghệ nano, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm mô hình nuôi tôm thâm canh 3 giai đoạn ứng dụng hệ thống cảm biến đo đạc các thông số môi trường nước và dung dịch nano bạc để diệt khuẩn trong nước ao tôm tại công ty Hoàng Vũ, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. Trong mô hình này, tôm được ương trong ao ương có diện tích nhỏ (1000 m2 ) từ lúc mới thả đến 50 ngày nuôi, sau đó tôm được chuyển một nửa từ ao ương sang ao mới có diện tích bằng với diện tích ao ương và nuôi ở 2 ao này trong 40 ngày tiếp theo. Sau 90 ngày nuôi, tôm được chuyển hoàn toàn sang nuôi trong ao đất với diện tích ao khoảng 4000 m2 cho đến lúc thu hoạch. Hệ thống cảm biến nano được dùng để đo đạc các thông số môi trường nước hàng ngày trong suốt quá trình nuôi. Dung dịch nano bạc được sử dụng để diệt khuẩn trong nước nuôi tôm tại thời điểm trước khi thả tôm giống 24 giờ và trong giai đoạn ao ương. Kết quả thử nghiệm cho thấy, các thông số môi trường nước nhờ được đo đạc hàng ngày bằng hệ thống cảm biến nên luôn được kiểm soát ở ngưỡng cho phép phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của tôm trong suốt quá trình nuôi, tiết kiệm được chi phí sử dụng hóa chất để xử lý và duy trì chất lượng nước ổn định. Dung dịch nano bạc bổ sung vào ao nuôi tôm trước khi thả tôm giống giúp hạn chế sự phát triển Vibrio trong nước, đảm bảo an toàn cho tôm ở giai đoạn mới thả nuôi.

Về chế tạo hệ thống cảm biến đo các thông số môi trường nước, các tác giả cũng đã chế tạo được một hệ thống cảm biến đo được 8 thông số bao gồm pH, DO, ORP, độ mặn, nhiệt độ, nồng độ ion NH4 +, NO2 -, Cl-… Hệ thống tích hợp bộ thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu qua mạng không dây. Dữ liệu đo đạc được lưu trữ và hiển thị trên web server, người dùng có thể truy cập web server để xem và truy xuất dữ liệu trực tuyến. Hệ thống hoạt động ổn định trong phòng thí nghiệm và khi thử nghiệm thực tế tại các ao nuôi tôm cá. Tuy vậy, để tiếp tục phát triển thiết bị có thể được cải tiến hơn nữa thông qua: thu gọn nhỏ hệ thống để thuận tiện cho việc sử dụng đo đạc, chế tạo bộ transmitter cho các đầu dò cảm biến, nâng cấp mạch để tiết kiệm điện cho hệ thống.

Về chế tạo hệ thống lọc nước, các nhà khoa học đã hoàn thành nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống lọc nước tuần hoàn. Dựa trên những chi tiết sẵn có trên thị trường để chế tạo nguyên mẫu đầu tiên. Nguyên mẫu này được thực hiện với đa số các chi tiết bằng nhựa do vật liệu này nhẹ và rẻ, chống được ăn mòn bởi nước mặn và nhiệt độ ngoài trời. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn như ống, khuỷu tay, thùng chứa, băng keo... Đặc điểm này của nguyên mẫu cho phép giảm chi phí sản xuất. Đó là một lợi thế thực sự cho việc bảo trì thiết bị. Các bộ phận có thể được thay thế nhanh chóng và dễ dàng nếu chúng bị hư hỏng. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy hệ thống lọc rất hiệu quả, nước vào trong bộ lọc hoàn toàn sau khi đi ra ngoài. Tuy nhiên, hệ thống lọc này chỉ có thể áp dụng cho trại nuôi tôm giống với lượng chất thải không nhiều, khó có thể áp dụng cho các ao nuôi lớn với lượng chất thải lớn và lượng nước ao tôm lớn. Hệ thống lọc chế tạo trong đề tài này được sử dụng để lọc tuần hoàn nước biển khi mua về để nuôi tôm thử nghiệm trong bồn nuôi và thử nghiệm lọc trong quá trình nuôi khi nước ao tôm ô nhiễm.
PD (TH)

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17057/2020) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

Hiện nay, tôm thẻ chân trắng đang dần chiếm một vị thế quan trọng trong nghề nuôi tôm biển ở Việt Nam nói chung và Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Tôm thẻ chân trắng ở Đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu được nuôi thâm canh với các hình thức ngày càng phát triển đa dạng. Ưu điểm của nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh là thời gian nuôi ngắn, có thể nuôi với mật độ cao, thu hoạch sản lượng lớn. Tuy nhiên, nó cũng đòi hỏi kỹ thuật cao cũng như nguồn vốn đầu tư lớn, và nguy cơ dịch bệnh bùng phát luôn thường trực.

Trong số các vi sinh vật gây bệnh, vi khuẩn Vibrio spp. là tác nhân phổ biến nhất gây bệnh trên tôm. Đặc biệt, Vibrio parahaemolyticus là tác nhân chính gây ra hội chứng tôm chết sớm hay còn gọi là bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (EMS/AHPNS), một trong những dịch bệnh đáng lo ngại nhất trên tôm nuôi hiện nay. Hầu hết các trại sản xuất tôm giống và nuôi tôm thương phẩm đã dùng nhiều kháng sinh và hóa chất trong xử lí môi trường nước nuôi. Tuy nhiên, hiệu quả không được như mong đợi khi ngày càng có nhiều loại thuốc kháng sinh bị đề kháng, ngoài ra còn gây tồn dư một lượng hóa chất trong tôm dẫn tới việc giảm năng suất và chất lượng của tôm (FAO, 2013).

Vì thế, từ năm 2017 đến năm 2020, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Nano do TS. Đoàn Đức Chánh Tín dẫn đầu, đã thực hiện đề tài: “Xây dựng mô hình nuôi tôm bền vững tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long dựa trên kiểm soát và xử lý nước ao tôm bằng vật liệu và công nghệ nano”.

Đề tài nhằm thực hiện các mục tiêu sau:

- Xác định nồng độ diệt khuẩn tối ưu của dung dịch nano bạc đối với vi khuẩn Vibrio spp. gây bệnh trên tôm.

- Xác định nồng độ an toàn của dung dịch nano bạc đối với tôm thẻ chân trắng.

- Đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc trong nước nuôi tôm, ảnh hưởng của nano bạc đến chất lượng nước và sức khỏe tôm trong điều kiện thực nghiệm.

- Đánh giá khả năng diệt khuẩn của nano bạc trong nước nuôi tôm, ảnh hưởng của nano bạc đến chất lượng nước và sức khỏe tôm tại ao nuôi thực tế.

- Xây dựng hệ thống lọc nước, khử khuẩn cho nước ao tôm bằng hệ thống màng lọc kết hợp với xử lý vật liệu nano bạc.

- Thiết lập hệ thống thu thập các thông tin đo đạc được, lưu trữ và truyền thông tin qua mạng Internet và 3G.

Sau khoảng ba năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả sau:

Về thử nghiệm mô hình nuôi tôm dựa trên kiểm soát và xử lý nước ao nuôi tôm bằng vật liệu và công nghệ nano, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm mô hình nuôi tôm thâm canh 3 giai đoạn ứng dụng hệ thống cảm biến đo đạc các thông số môi trường nước và dung dịch nano bạc để diệt khuẩn trong nước ao tôm tại công ty Hoàng Vũ, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. Trong mô hình này, tôm được ương trong ao ương có diện tích nhỏ (1000 m2 ) từ lúc mới thả đến 50 ngày nuôi, sau đó tôm được chuyển một nửa từ ao ương sang ao mới có diện tích bằng với diện tích ao ương và nuôi ở 2 ao này trong 40 ngày tiếp theo. Sau 90 ngày nuôi, tôm được chuyển hoàn toàn sang nuôi trong ao đất với diện tích ao khoảng 4000 m2 cho đến lúc thu hoạch. Hệ thống cảm biến nano được dùng để đo đạc các thông số môi trường nước hàng ngày trong suốt quá trình nuôi. Dung dịch nano bạc được sử dụng để diệt khuẩn trong nước nuôi tôm tại thời điểm trước khi thả tôm giống 24 giờ và trong giai đoạn ao ương. Kết quả thử nghiệm cho thấy, các thông số môi trường nước nhờ được đo đạc hàng ngày bằng hệ thống cảm biến nên luôn được kiểm soát ở ngưỡng cho phép phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của tôm trong suốt quá trình nuôi, tiết kiệm được chi phí sử dụng hóa chất để xử lý và duy trì chất lượng nước ổn định. Dung dịch nano bạc bổ sung vào ao nuôi tôm trước khi thả tôm giống giúp hạn chế sự phát triển Vibrio trong nước, đảm bảo an toàn cho tôm ở giai đoạn mới thả nuôi.

Về chế tạo hệ thống cảm biến đo các thông số môi trường nước, các tác giả cũng đã chế tạo được một hệ thống cảm biến đo được 8 thông số bao gồm pH, DO, ORP, độ mặn, nhiệt độ, nồng độ ion NH4 +, NO2 -, Cl-… Hệ thống tích hợp bộ thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu qua mạng không dây. Dữ liệu đo đạc được lưu trữ và hiển thị trên web server, người dùng có thể truy cập web server để xem và truy xuất dữ liệu trực tuyến. Hệ thống hoạt động ổn định trong phòng thí nghiệm và khi thử nghiệm thực tế tại các ao nuôi tôm cá. Tuy vậy, để tiếp tục phát triển thiết bị có thể được cải tiến hơn nữa thông qua: thu gọn nhỏ hệ thống để thuận tiện cho việc sử dụng đo đạc, chế tạo bộ transmitter cho các đầu dò cảm biến, nâng cấp mạch để tiết kiệm điện cho hệ thống.

Về chế tạo hệ thống lọc nước, các nhà khoa học đã hoàn thành nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống lọc nước tuần hoàn. Dựa trên những chi tiết sẵn có trên thị trường để chế tạo nguyên mẫu đầu tiên. Nguyên mẫu này được thực hiện với đa số các chi tiết bằng nhựa do vật liệu này nhẹ và rẻ, chống được ăn mòn bởi nước mặn và nhiệt độ ngoài trời. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn như ống, khuỷu tay, thùng chứa, băng keo... Đặc điểm này của nguyên mẫu cho phép giảm chi phí sản xuất. Đó là một lợi thế thực sự cho việc bảo trì thiết bị. Các bộ phận có thể được thay thế nhanh chóng và dễ dàng nếu chúng bị hư hỏng. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy hệ thống lọc rất hiệu quả, nước vào trong bộ lọc hoàn toàn sau khi đi ra ngoài. Tuy nhiên, hệ thống lọc này chỉ có thể áp dụng cho trại nuôi tôm giống với lượng chất thải không nhiều, khó có thể áp dụng cho các ao nuôi lớn với lượng chất thải lớn và lượng nước ao tôm lớn. Hệ thống lọc chế tạo trong đề tài này được sử dụng để lọc tuần hoàn nước biển khi mua về để nuôi tôm thử nghiệm trong bồn nuôi và thử nghiệm lọc trong quá trình nuôi khi nước ao tôm ô nhiễm.
PD (TH)

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17057/2020) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.