Chế phẩm sinh học xử lý nước bị nhiễm amoni

Chế phẩm sinh học này giúp tăng cường khả năng phục hồi và thúc đẩy quá trình tự làm sạch trong các đầm, ao nuôi tái sử dụng nước; loại bỏ ngay mầm bệnh ngay từ ban đầu, nâng cao năng suất và chất lượng nuôi trồng thủy sản.

Các nhà khoa học ở Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dùng để xử lý nước bị nhiễm amoni, đặc biệt là nước nuôi trồng thủy sản như các đầm, ao nuôi tôm cá công nghiệp.

Một trong những loại ô nhiễm phổ biến nhất ở các vùng nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam hiện nay là ô nhiễm amoni (NH3) – một loại chất độc phát sinh từ các thức ăn dư thừa và chất thải của tôm cá. Mặc dù nồng độ amoni trong các vùng nuôi trồng thủy sản thường không cao bằng các loại nước thải sinh hoạt song vẫn dễ dàng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của các loài thủy sản chỉ với hàm lượng rất nhỏ. Ô nhiễm amoni sẽ kéo theo ô nhiễm nitrit – hợp chất cực kỳ độc cho động vật thủy sinh, đặc biệt là các ấu trùng nuôi, chỉ với hàm lượng nitrit vượt quá 0,3 mg/l sẽ ức chế vận chuyển oxy trong máu.

Hiện nay, các cơ sở nuôi trồng thủy sản đã áp dụng nhiều giải pháp để làm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm amoni, trong đó giải pháp tăng cường sinh học – sử dụng các chế phẩm sinh học chứa các vi khuẩn có khả năng oxy hóa amoni và nitrit được coi là phù hợp nhất do có tính ổn định cao và thân thiện với môi trường.

Trên thị trường Việt Nam hiện nay cũng lưu hành nhiều loại chế phẩm sinh học xử lý nước nhiễm amoni, tuy nhiên hầu hết vẫn là sản phẩm nhập khẩu. Bởi vậy các chế phẩm này thường có giá thành cao, chất lượng chưa được kiểm chứng triệt để về mức độ an toàn, vi khuẩn không có nguồn gốc rõ ràng và đôi khi không phù hợp với điều kiện ngoại cảnh của Việt Nam.

Để khắc phục những nhược điểm đó, TS. Hoàng Phương Hà và các cộng sự ở Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã đề xuất quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dùng đề xử lý nước bị nhiễm amoni, dựa trên nguyên lý hoạt động của nhóm vi khuẩn nitrat hóa. Quy trình này là kết quả của quá trình nghiên cứu lâu dài mà TS. Hoàng Phương Hà theo đuổi từ khi còn làm nghiên cứu sinh.

Về bản chất, quy trình sản xuất chế phẩm này cũng tương tự quy trình sản xuất các chế phẩm sinh học chứa vi khuẩn xử lý ô nhiễm nước nói chung, điểm khác biệt lớn nhất là tỉ lệ phối trộn các thành phần. Các bước cụ thể bao gồm: (1) chuẩn bị môi trường khoáng cơ sở và nền mang (tro trấu); (2) hoạt hóa và nhân giống riêng rẽ các chủng vi khuẩn oxy hóa amoni và chủng vi khuẩn oxy hóa nitrit; (3) thu sinh khối; (4) chuẩn bị môi trường lên men xốp bằng cách phối trộn dịch sinh khối vi khuẩn – môi trường – nền mang theo tỉ lệ 1-10-20; (5) lên men trong 3 ngày ở nhiệt độ 28oC; (6) sấy, kiểm tra mật độ tế bào và đóng gói.

Việc sử dụng tro trấu là cơ chất cho bước lên men xốp của quy trình sản xuất là một điểm hoàn toàn mới so với các chế phẩm xử lý nước nhiễm amoni khác trên thị trường, vừa phù hợp cho sự phát triển của vi khuẩn, vừa tận dụng được nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam. Từ quy trình trên, các nhà khoa học sẽ thu được chế phẩm sinh học chứa hỗn hợp các chủng vi khuẩn nitrat hóa, bao gồm chủng vi khuẩn oxy hóa amoni Nitrosomonas eutropha PĐ 58, Nitrosomonaseuropaea PĐ 60 và chủng vi khuẩn oxy hóa nitrit Nitrobacter winogradski 2NM, Nitrobacter vulgaris 5NM.

Khi bổ sung chế phẩm vào môi trường nước bị ô nhiễm amoni, đặc biệt là nước nuôi trồng thủy sản, các vi khuẩn này sẽ bám dính trên chất mang của hệ thống hoặc trôi nổi theo dòng nước, sử dụng các hợp chất nitơ vô cơ gây ô nhiễm làm nguồn thức ăn, nhờ đó giúp nguồn nước luôn luôn được làm sạch.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm chế phẩm sinh học để xử lý 1000 lít nước bị ô nhiễm amoni, với hàm lượng 5 – 50g chế phẩm nitrat hóa rắc đều trên 1000 lít nước. Kết quả cho thấy, chỉ sau 48 giờ cả hai thành phần amoni và nitrit trong mẫu nước bị ô nhiễm amoni đã được chuyển hóa gần như hoàn toàn, hàm lượng amoni chỉ còn 0,05 mgN/L, đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với cơ sở nuôi trồng thủy sản thương phẩm.

Chế phẩm có hiệu quả cao trong việc làm sạch môi trường nước bị ô nhiễm amoni, giúp tái sử dụng nước nuôi trồng thủy sản mà không cần thay nước, lại an toàn, đơn giản, dễ thực hiện và phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam. Chế phẩm này và quy trình sản xuất nó đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002027 được công bố vào ngày 27/5/2019.

Chế phẩm này rất cần cho các khu nuôi trồng thủy sản. Nguồn ảnh: Thuysan247.

Mỹ Hạnh
(Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học và Phát triển)