thử nghiệm chế phẩm sinh học EIP để xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản

báo cáo thử nghiệm chế phẩm sinh học EIP để xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP – TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN THỦY SẢN

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

THỬ NGHIỆM CHẾ PHẨM SINH HỌC EIP ĐỂ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NUÔI THỦY SẢN

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: KS TRỊNH THỊ LAN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP – TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN THỦY SẢN

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

THỬ NGHIỆM CHẾ PHẨM SINH HỌC EIP ĐỂ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NUÔI THỦY SẢN

BAN GIÁM HIỆU KHOA NÔNG NGHIỆP& TNTN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Năm 2010

TÓM TẮT

Đề tài: “Thử nghiệm chế phẩm sinh học EIP để xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản” được tiến hành từ tháng 12/2008 đến tháng 10/2010 Một số kết quả của

đề tài cho thấy:

Qua phỏng vấn nông hộ có 100% hộ nuôi cá đều thải nước thải từ ao nuôi trực tiếp

ra kênh rạch mà chưa qua xử lý theo quy đinh Trong quá trình nuôi bệnh xuấthuyết trên cá thường xảy ra nhiều nhất (50%) Khảo sát thành phần và hoạt tính

của EIP cho thấy, EIP có thành phần nấm men nấm mốc, tổng vi khuẩn, Bacillus subtilis tăng từ lúc lên men đến sau 15 ngày và 45 ngày Đến 6 tháng thì giảm dần

và mất tác dụng pH luôn nằm trong khoảng thích hợp cho hoạt động của EIP Sửdụng EIP để xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản sau 48 giờ thí nghiệm cho thấykết quả ở nghiệm thức 3 đạt hiệu quả tốt nhất Cụ thể: NO2-đạt 88,3%, NO3-đạt72,9%, COD đạt 67,2%, BOD đạt 73,6%, NH4+ đạt 85%, PO43-đạt 42,7%, độ đụcđạt 38,5% và coliforms đạt 90% Còn pH, DO sau khi sử dụng EIP để xử lý thìlàm cho pH, DO giảm thấp Đây là một vấn đề cần lưu ý khi sử dụng EIP để xử lýnước thải

Từ khóa: enzyme ionic plasma, xử lý, chất lượng nước, nuôi trồng thủy sản.

1.1 Sơ lược về thành phần nước thải từ ao nuôi thủy sản 2

1.3 Các phương pháp xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản hiện nay 4

1.5 Tình hình sử dụng enzyme và chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản 8

2.1 Nguồn tiếp cận thông tin kỹ thuật 152.2 Một số thông tin kỹ thuật trong xử lý ao nuôi 16

II Kết quả phân tích hoạt tính của enzyme ionic plasma 17

2.3 Tổng số vi khuẩn hiếu khí, Bacillus subtillis 18

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH SÁCH HÌNH

DANH SÁCH BẢNG

1 Chất lượng nước thải do nuôi tôm, cá ao, bè tập trung 3

4 Phương pháp thu và phân tích yếu tố môi trường 14

Chương 1

MỞ ĐẦU

An Giang là tỉnh đầu nguồn của sông Hậu và sông Tiền nên có một hệthống kênh rạch chằng chịt, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển củangành nuôi thủy sản đa dạng

Những năm gần đây, ngành nuôi trồng và chế biến xuất khẩu thủy sản tỉnh

An Giang phát triển rất mạnh, góp phần thúc đẩy nền kinh tế của tỉnh tăngtrưởng nhanh Cá Tra và cá Basa là một trong những loài cá có giá trị kinh

tế và giá trị xuất khẩu cao nên tốc độ nuôi phát triển nhanh Nhu cầu của thịtrường về cá thịt trắng ngày càng tăng

Trước sự phát triển của ngành nuôi trồng thủy sản ở An Giang thì lượngnước thải từ quá trình nuôi thủy sản chưa qua xử lý mà thải trực tiếp vàomôi trường ngày càng tăng Vì vậy, cần thiết cần phải có giải pháp giảmthiểu sự ô nhiễm nguồn nước và giảm thải lượng nước cần xử lý

Tuy nhiên, các vùng nuôi cá tra với mật độ dày đặc đã gây ô nhiễm môitrường làm cho người dân xung quanh rất bức xúc Nước thải từ các ao nuôi

cá cũng có nồng độ chất hữu cơ cao, không được xử lý mà thải thẳng trựctiếp ra môi trường gây ô nhiễm nguồn nước mặt, ảnh hưởng nghiêm trọngđến chất lượng cuộc sống và sức khỏe người dân xung quanh Ngoài ra, bùnthải nạo vét từ các ao nuôi cũng không được xử lý

Bảo vệ môi trường hiện đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu ởcác quốc gia đã và đang phát triển Ý thức được trách nhiệm của mình trongviệc bảo vệ môi trường, ngành nuôi trồng thủy sản cần phải có giải pháp xử

lý nước thải từ các ao nuôi để cùng các ngành sản xuất khác giảm mức độgây ô nhiễm môi trường

Trước tình hình thực đó, đề tài: ”Thử nghiệm chế phẩm sinh học EIP để

xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản” được thực hiện nhằm khảo sát khả

năng xử lý nước thải của chế phẩm enzyme Ionic Plasma

I MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Mục tiêu nghiên cứu

Lên men chế phẩm Enzyme Ionic Plasma từ các phụ phẩm nông nghiệp là

vỏ khóm, vỏ chanh

Khảo sát khả năng xử lý nước thải của EIP

2 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát hiện trạng môi trường nuôi thủy sản (hiện trạng xử lý nước thảicủa các ao nuôi thủy sản)

Sản xuất thử nghiệm chế phẩm sinh học Enzyme Ionic Plasma

Khảo sát khả năng xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản của chế phẩm sinhhọc Enzyme Ionic Plasma.

II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu

Phụ phẩm nông nghiệp: vỏ khóm, vỏ chanh

Nước thải từ ao nuôi cá tra được lấy tại hộ dân ở TP Long Xuyên

1.1 Sơ lược về thành phần nước thải từ ao nuôi thủy sản

Nước nuôi trồng thủy sản nói chung có mức độ ô nhiễm không quá nặng nềnhư các ngành sản xuất khác nhưng những chất ô nhiễm lại là chất gây độctrực tiếp cho loài nuôi với nồng độ rất thấp, điển hình nhất là amoniac,thành phần phân hủy từ chất thải So với các loại nước thải khác, tính chấtđặc thù của nước nuôi thủy sản có nồng độ amoni thấp, độ muối cao,thường chứa các chất ức chế (sử dụng trong quá trình nuôi, ví dụ như khángsinh), (Lê Anh Tuấn, 2007)

Với ước tính để sản xuất khoảng 1 triệu tấn thủy sản trong năm 2006 thì có

ít nhất 3 triệu tấn chất thải hữu cơ đã thải ra môi trường nước ở ĐBSCL.Các mẫu nước sông rạch lấy gần khu nuôi cá basa, cá tra đều cho thấy nồng

độ các chất ô nhiễm cao vượt mức tiêu chuẩn cho phép loại B từ vài trămđến vài ngàn lần, thậm chí vài chục ngàn lần (Lê Anh Tuấn, 2007)

Chất lượng nước trong các ao nuôi thủy sản gồm cá nước ngọt, nuôi tômven biển đặc biệt là trong các mô hình nuôi công nghiệp đã cho thấy dấuhiệu ô nhiễm hữu cơ (BOD, COD, nitơ, phốt pho cao hơn tiêu chuẩn chophép), có sự xuất hiện các thành phần độc hại như H2S, NH3, và hàm lượng

vi sinh Coliforms rất cao đã cho thấy nguồn nước thải này cần phải được xử

lý triệt để trước lúc thải ra sông rạch (Trí Quang, 2010)

Ô nhiễm môi trường do nước thải từ ao nuôi thủy sản phát sinh chủ yếu từthức ăn tồn đọng (chiếm từ 10 – 15% tổng lượng thức ăn), chất thải bài tiếtcủa vật nuôi và các hóa chất tích tụ ở đáy ao tạo thành một lớp bùn dày đặc(Nguyễn văn Phước, 2006) Ô nhiễm môi trường thường diễn ra trong suốtquá trình nuôi, hàm lượng DO, pH giảm, hàm lượng BOD, COD, H2S,muối dinh dưỡng và một số kim loại trong ao nuôi tăng Đồng thời hiệntượng thực vật phù du nở hoa và một số vi tảo độc đã xuất hiện trong môitrường trầm tích yếm khí, làm tăng hàm lượng carbon hữu cơ Ngoài hàmlượng Nitơ, Phospho cao trong thành phần nước thải, các nguồn hữu cơkhác từ mảnh vụn thực vật phù du, các chất hữu cơ hòa tan (hoặc huyền

phù) và một phần dư lượng của kháng sinh, kích thích tố, dược phẩm cũng

có trong nguồn nước thải

Bảng 1 Chất lượng nước thải do nuôi tôm và cá bè, cá ao tập trung

STT (mg/L)COD N-NO2

3-(mg/L) N-NH(mg/L)3 N tổng(mg/L)Nước thải

(Nguồn: Tạp chí khoa học công nghệ tỉnh An Giang 12/2005)

Kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy hầu hết các chỉ tiêu đều vượt tiêuchuẩn cho phép thải ra môi trường, các chất hữu cơ tích tụ trong quá trìnhnuôi đã gây ô nhiễm chất lượng nước nặng Đây là môi trường thích hợpcho các loại vi khuẩn, vi rút gây bệnh hoạt động, bệnh dịch phát triển

1.2 Hiện trạng môi trường vùng nuôi thủy sản ở An Giang

Tổng diện tích đang nuôi thủy sản ở An Giang khoảng 2.400 ha (không kểdiện tích sản xuất giống), trong đó diện tích nuôi cá tra 1.400 ha, nuôi tronglồng bè có tất cả 1.952 cái, gồm các loại cá tra, ba sa, rô phi, điêu hồng …Trong quá trình nuôi trồng, một thực trạng là hầu hết các nguồn nước thảiphát sinh đều thải trực tiếp vào nguồn nước, mà không qua bất kỳ hình thức

xử lý nào, trong khi đó khả năng tự làm sạch của dòng sông có hạn Bêncạnh đó, việc sử dụng thức ăn trong nuôi cá, đặc biệt là thức ăn tự chế sẽdẫn đến nguy cơ ô nhiễm nguồn nước do chất dinh dưỡng dư thừa, chủ yếu

là đạm và lân sẽ kích thích quá trình phú dưỡng và sự nở hoa của tảo (PhạmThị Hòa, 2009)

Chất thải trong nuôi trồng thủy sản thường là bùn thải chứa phân của cácloài thủy sản tôm cá, các nguồn thức ăn dư thừa bị phân hủy, các chất tồn

dư của các loại vật tư sử dụng trong nuôi trồng như: hóa chất, vôi và cácloại khoáng chất Diatomit, Dolomit, lưu huỳnh lắng đọng, các chất độc hại

có trong đất phèn Fe2+, Fe3+, Al3+, các thành phần chứa H2S, NH3 Đặc biệt,với các mô hình nuôi kỹ thuật cao, mật độ nuôi lớn như nuôi thâm canh,

nuôi công nghiệp thì nguồn thải càng lớn và tác động gây ô nhiễm môitrường càng cao (Trí Quang, 2010).

Đối với các ao nuôi công nghiệp, chất thải trong ao có thể chứa đến trên45% nitrogen và 22% là các chất hữu cơ khác Các loại chất thải chứa nitơ

và phốt pho ở hàm lượng cao, gây nên hiện tượng phú dưỡng môi trườngnước phát sinh tảo độc trong môi trường nuôi trồng thủy sản (Trí Quang,2010)

Đối với các hoạt động nuôi cá nói chung, đặc biệt là nuôi cá ao hầm thì việc

xả nước thải trực tiếp ra môi trường không qua xử lý cho thấy có tác độngđến chất lượng nguồn nước mặt như chỉ tiêu ô nhiễm chất hữu cơ BOD,COD, SS, N-NH3 và vi sinh vượt mức cho phép nhiều lần Cho thấy nồng

độ các chất ô nhiễm gia tăng đối với hình thức nuôi ao hầm, đặc biệt đối vớicác hầm 2 – 3 ngày chưa thay nước thì hầu hết các chỉ tiêu đều vượt tiêuchuẩn như: N-NH3 , BOD vượt cao hơn so với tiêu chuẩn và DO thấpkhông đạt tiêu chuẩn đối với nguồn nước nuôi trồng thủy sản Riêng chỉtiêu SS tại các điểm quan trắc đều nằm trong giới hạn cho phép Đối với 2hình thức nuôi quầng và bè, một số chỉ tiêu tuy có vượt hoặc không đạt tiêuchuẩn như SS, N-NH3, DO nhưng mức độ vượt không cao so với nuôi hầm(Phạm Ngọc Xuân và Huỳnh Văn Thái, 2006)

Trong các ao nuôi thủy sản đặc biệt là mô hình nuôi công nghiệp cho thấynước có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ (BOD5, COD, nitơ, phot pho cao hơn tiêuchuẩn cho phép) và sự xuất hiện các khí độc như H2S, NH3 (Lâm MinhTriết và Lê Đức Khải, 2008)

Khảo sát các chất ô nhiễm trong môi trường thành phố Long Xuyên chothấy: Tại một số ao nuôi có chỉ tiêu COD đầu vào rất thấp 5 – 10 mg/l, một

số địa điểm đạt lý tưởng cho nuôi trồng nhưng bên cạnh đó COD ở một số

ao vượt cao hơn tiêu chuẩn cho phép đối với tiêu chuẩn ngành (30 mg/l).Hàm lượng COD thường cao sau khi qua ao nuôi, có thể tăng từ 2 – 3 lần sovới đầu vào (trên 50 mg/l) Bên cạnh đó, tổng Coliformss ở phía ngoài aocũng thấp hơn mật độ Coliformss sau khi qua ao nuôi (Nguyễn Phước Dân,

Đặng Vũ Bích Hạnh và ctv, 2008).

1.3 Các phương pháp xử lý nước thải từ ao nuôi thủy sản hiện nay

Hiện nay, có rất nhiệu biện pháp xử lý nước thải được các nhà khoa học đềxuất và tính toán Nhưng cơ bản là có hai giải pháp chính đó là xử lý bằngphương pháp hóa lý và phương pháp sinh học

1.3.1 Phương pháp hóa lý

Thông thường nước thải ao nuôi cá thường chứa hàm lượng các hóa chấtkháng sinh, thức ăn thừa và đặc biệt là hàm lượng các loại vi sinh gây bệnhcao Quá trình xử lý hóa ký thông thường ứng dụng quá trình keo tụ - tạobông để xử lý các phần tử keo hữu cơ lơ lửng trong nước thải và áp dụngquá trình khử trùng nhằm diệt khuẩn và ngăn chặn sự phát triển của các loại

vi sinh vật có hại và tảo ảnh hưởng đến chất lượng nguồn tiếp nhận

Hiện nay, PAC có nhiều ưu điểm hơn so với phèn nhôm sulfate đối với quátrình keo tụ lắng Như hiệu quả lắng trong cao hơn 4- 5 lần, thời gian keo tụnhanh, ít làm biến đổi pH, không cần hoặc dùng rất ít chất trợ keo tụ, khôngcần các thiết bị và thao tác phức tạp, không bị đục khi dùng thiếu hoặc thừaphèn PAC có khả năng loại bỏ các chất hữu cơ không hòa an cùng kim loạinặng tốt hơn phèn sulfate Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong việc tạo ranguồn nước chất lượng cao, kể cả xử lý nước đục Tuy nhiên, giá thànhPAC tương đối cao nên phương pháp keo tụ hầu như không phù hợp cho xử

lý nước thải thủy sản

Quá trình sinh học kị khí: Phương pháp này sử dụng các vi sinh vật

kị khí để phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ Hệ thống này không thích hợp cho

xử lý ô nhiễm môi trường tròn nuôi trồng thủy sản do chi phí xây dựng cao

và khả năng phân hủy kém

Sử dụng hệ động thực vật: Bản chất của việc sử dụng hệ động thựcvật để loại bỏ các chất ô nhiễm dựa trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chấttrong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn

Tùy theo thành phần tính chất nước thải và yêu cầu chất lượng nước thảisau xử lý mà có thể áp dụng quá trình xử lý sinh học hiếu khí hay kị khí.Quá trình này có thể được tiến hành trong điều kiện tự nhiên hay nhân tạo.Trong các biện pháp xử lý nước thải thì biện pháp sinh học được quan tâmnhiều nhất và cũng cho hiệu quả cao nhất So với biện pháp hóa thì biệnpháp sinh học chiếm vai trò quan trọng về qui mô cũng như giá thành đầu

tư, do chi phí cho một đơn vị chất khử là ít nhất Đặc biệt xử lý nước thảiằng biện pháp sinh học sẽ không gây tái ô nhiễm môi trường - một nhượcđiểm của biện pháp hóa lý hay mắc phải Biện pháp sinh học sử dụng khảnăng rất quí của vi sinh vật là khả năng đồng hóa được nhiều nguồn cơ chấtkhác nhau (Chu Thị Thơm, 2006)

Thực chất của phương pháp sinh học là nhờ hoạt động sống của vi sinh vậtbiến đổi các hợp chất hữa cơ cao phân tử trong nước thải thành các hợp chấtđơn giản hơn Trong quá trình chuyển hóa này, vi sinh vật sẽ lấy các chấtlàm nguyên liệu để xây dựng cơ thể do vậy sinh khối của vi sinh vật sẽ tănglên rất nhanh

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học có nhiều ưu điểm và được sử dụngrộng rãi Tuy nhiên, việc áp dụng biện pháp sinh học thì cần phải có nhữngđiều kiện nhất định như thành phần hữu cơ trong nước thải phải là nhữngchất dễ bị oxy hóa, nồng độc các chất độc và kim loại nặng phải nằm trong

giới hạn cho phép của vi sinh vật Chính vì vậy, trước khi xử lý thì cần phảiđiều chỉnh các nồng độ này cho phù hợp.

Trần Thị Hồng Ngọc (2007) đã thử nghiệm sử dụng các dòng vi khuẩnPseudomonas stutzeri để xử lý Ammonia trong ao nuôi tôm cho thấy dòngP8 và dòng phối trộn P10 - P8 đạt hiệu suất xử lý (80.78% ) cao hơn cácdòng vi khuẩn lấy từ nước ngoài ATCC (55.78%)

1.4 Tổng quan về enzyme

1.4.1 Khái niệm enzyme

Năm 1897, E.Buchner thu dịch nấm men nghiền nát và thấy hoạt tính lênmen rượu của nó Ông gọi đó là enzyme (tiếng Hy Lạp: en = trong, zyme =nấm men và enzyme có nghĩa là trong nấm men) (Phạm Thành Hổ, 2008).Còn theo Lê Ngọc Tú, Nguyễn Chúc (1975) enzyme hay men là nhữngprotein có tính chất xúc tác, là những protein đặc hiệu Nhờ sự hoạt độngnhịp nhàng, cân đối và hài hòa của chúng mà tất cả các quá trình hóa họcđều xảy ra trật tự và theo một phương hướng nhất định

Hiện nay có 2 phương pháp tổng hợp enzyme từ việc nuôi cấy vi sinh vật

đó là:

Nuôi cấy bề mặt: là phương pháp mà trong đó vi sinh vật được phát triểntrên bề mặt môi trường hoặc trên bề mặt hạt, vật liệu, dạng rắn, xốp, ẩm.Các vi sinh vật được nuôi bằng phương pháp này thường là vi sinh vật hiếukhí

Nếu môi trường lỏng thì tuyệt đối không được khuấy trộn Vì nếu khuấytrộn, các vi sinh vật sẽ phát triển ở sâu hẳn môi trường lỏng mà không còn

là phương pháp bề mặt nữa

Nuôi cấy bề sâu: môi trường nuôi cấy bề sâu là môi trường hoàn toàn lỏng

Sự khác nhau giữa môi trường lỏng và môi trường rắn là sự thay đổi pH củamôi trường khi tế bào vi sinh vật bắt đầu phát triển Nguyên liệu chính củamôi trường nuôi cấy bề sâu chủ yếu là dung dịch đường Gluco, Fructo, tinhbột, Cellulo, Sacaro hoặc dịch thủy phân (Trần Minh Tâm, 2000)

1.4.2 Vai trò của Enzyme

Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của các phản ứng hóa học bằngcách tạo thành nhiều phản ứng trung gian mà các phản ứng này chỉ đòi hỏinăng lượng hoạt hóa ít hơn nhiều so với khi không có chất xúc tác tham gia

Vì vậy, phản ứng có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn mà vẫn làm tăngđược tỉ lệ các phân tử có hoạt tính hóa học của hệ thống và do đó làm tăngtốc độ phản ứng lên Có thể hoạt hóa phân tử bằng cách tăng nội năng hoặctăng động năng của chúng Cách thứ nhất có thể thực hiện được trong cácphản ứng quang hóa hoặc do các phân tử hấp thụ năng lượng của bức xạhoặc trong quá trình va chạm với các nguyên tử hay phân tử có hoạt tínhcao Cách thứ hai có thể thực hiện được bằng cách tăng nhiệt độ Theo địnhluật Vanhoff tốc độ phản ứng tăng lên hai lần khi nhiệt độ tăng lên 10°C

Enzyme có đầy đủ những tính chất cơ bản của chất xúc tác, ngoài ra còn cónhững đặc tính riêng của nó (tính ưu việt) như: tính đặc hiệu rất cao và hiệntượng xúc tác rất lớn ( hoạt động trong điều kiện nhẹ nhàng).

Cũng như những chất xúc tác khác, tác dụng xúc tác của enzyme là ở chỗlàm giảm năng lượng hoạt hóa nhưng có tác dụng mạnh hơn nhiều

Với bản chất là những protid đặc hiệu do tế bào sống tổng hợp nên và hoạtđộng trong môi trường cơ thể sống, cho nên hoạt động của enzyme chịu sựchi phối, điều khiển của tế bào và của cơ thể sinh vật Hoạt tính của enzymechịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố lí, hóa và sinh học: nhiệt độ, ánh sáng,tia cực tím, sóng siêu âm, pH của môi trường, trạng thái sinh lí, bệnh lí củasinh vật,

1.4.3 Đặc tính của Enzyme

Bản chất của enzyme là protid đặc hiệu có cấu tạo phân tử rất phức tạp.Cũng như các chất protid khác, enzyme cũng hòa tan trong nước hoặc trongdung dịch muối loãng, do kích thước phân tử lớn nên không qua được màngthẩm tích Tất cả các yếu tố làm biến tính protid như acid đặc, kiềm đặc,muối kim loại nặng, nhiệt độ cao đều có thể làm cho enzyme bị biến tính

và mất tác dụng xúc tác Enzyme cũng thường bị kết tủa và biến tính trongcác dung môi hữu cơ như rượu, acêton

Do bản chất protid nên tùy theo pH của môi trường, phân tử enzyme có thểtồn tại ở dạng anion, cation hoặc ở dạng lưỡng tính trung hòa điện tích

Về hoạt tính của enzyme có thể tóm tắt một số đặc điểm như sau:

Enzyme có hiệu lực xúc tác rất lớn, ở điều kiện thích hợp hầu hết các phảnứng enzyme xảy ra với tốc độ nhanh gấp từ 108 – 1011 lần so với nhữngphản ứng cùng loại không có sự xúc tác của enzyme

Hầu hết các phản ứng enzyme có tính đặc hiệu cao đối với bản chất hóa họccủa phản ứng được xúc tác

1.4.4 Nguyên liệu sản xuất một số enzyme quan trọng

1.4.4.1 Thu nhận Bromelin từ cây dứa (khóm)Cây dứa là loài thực vật phát triển nhiều ở các nước nhiệt đới Người tatrồng dứa chủ yếu để lấy quả dùng như một thực phẩm cao cấp Trong rấtnhiều bộ phận của cây dứa có chứa bromelin Bromelin là một loại enzymeprotease thực vật, có nhiều ở vỏ quả, đặc biệt là chúng có nhiều ở chồi dứa.Đây là những phần không sử dụng được với mục đích làm thực phẩm Do

đó, việc khai thác bromelin từ các bộ phận này vừa có ý nghĩa làm sạch môitrường vừa có ý nghĩa sản xuất enzyme bromelin.Bromelin được ứng dụngnhiều trong việc làm mềm thịt, trong sản xuất thuốc tiêu hóa và các ngànhcông nghiệp khác (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

1.4.4.2 Thu nhận enzyme từ vi sinh vật

Nguồn enzyme từ vi sinh vật là nguồn enzyme duy nhất được đưa vào sảnxuất theo quy mô công nghiệp Khác với thực vật và động vật, vi sinh vậtđược cấu tạo từ một tế bào, chính vì cơ thể chỉ được cấu tạo từ một tế bàonên vi sinh vật có nhiều ưu điểm hơn hẳn động vật và thực vật.

Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một khối lượng cơ chất lớn hơn khốilượng cơ thể chúng hàng ngàn lần sau một ngày đêm Do đó, vi sinh vậtphải tổng hợp một lượng enzyme rất lớn trong một khoảng thời gian ngắn,điều này cũng đồng nghĩa với khả năng tổng hợp enzyme của vi sinh vậthơn hẳn khả năng tổng hợp enzyme ở động vật và thực vật

Tốc độ sinh sản của vi sinh vật rất cao nên chỉ trong một thời gian ngắn ta

có thể thu được lượng sinh khối vi sinh vật rất lớn Đặc điểm này giúp tatrong một thời gian ngắn thu được một lượng enzyme nhiều (Nguyễn ĐứcLượng, 2004)

Nguyên liệu dùng để sản xuất enzyme từ vi sinh vật rất dễ tìm và rẻ tiền.Những nguyên liệu dùng để sản xuất enzyme có thể chỉ là phế liệu của mộtngành sản xuất nào đó Điều này không chỉ có nghĩa về mặt kinh tế (nguyênliệu rẻ tiền), mà còn có ý nghĩa rất lớn về mặt môi trường sống Chính vìthế, enzyme được sản xuất từ vi sinh vật thường rẻ tiền hơn enzyme từ cácnguồn khác (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

Bảng 2: Một số nguồn enzyme và enzyme quan trọng

STT Enzyme Nguồn enzyme Nội bào, ngoại bào Mức độ sản xuất ứng dụng trong công nghiệp

Ghi chú: +++: sản lượng >100 tấn/năm; ++: sản lượng >10 tấn/năm;

+: sản lượng >1 tấn/năm; -: sản lượng <1 tấn/năm.

1.5 Tình hình sử dụng chế phẩm sinh học và Enzyme trong nuôi trồng thủy sản

Sử dụng chế phẩm sinh học (men vi sinh) trong nuôi trồng thủy sản làhướng đi có ý nghĩa thực tiễn cho việc bảo vệ môi trường và đảm bảo hiệuquả sản xuất Từ đó, góp phần đưa nghề nuôi trồng thủy sản phát triển bềnvững Cũng chính những vấn đề trên mà người nuôi còn quan tâm đến: Haithành phần chủ yếu của men vi sinh là vi khuẩn có lợi và các chất dinh

dưỡng để nuôi vi khuẩn Vi khuẩn có lợi được phân lập từ nhiều nơi khácnhau như trong đất, trong nước biển, trong rác Chúng gồm các loài như

Bacillus sp Nitrosomonas, Nitrobacter Chất dinh dưỡng là các loại

đường, muối canxi, muối magie

Về hình thức, men vi sinh có 02 dạng, dạng nước và dạng bột (hay dạngviên) Thông thường, dạng bột có mật số vi khuẩn có lợi cao hơn so vớidạng nước Về chủng loại, men vi sinh có 02 loại, loại dùng để xử lý môitrường (loài vi khuẩn chủ yếu là Bacillus sp) và loại trộn vào thức ăn chotôm cá (loài vi khuẩn chủ yếu là Lactobacillus)

Các lợi ích mang lại khi sử dụng men vi sinh gồm một hay nhiều điều sauđây: (1) Làm ổn định chất lượng nước và nền đáy trong ao nuôi tôm cá (2)Nâng cao sức khỏe và sức đề kháng tôm cá nuôi (3) Giảm thiểu ô nhiễmmôi trường ao nuôi và xung quanh do nuôi trồng thủy sản gây nên (4)Nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn

Các lợi ích đạt được như trên là do hoạt động tích cực của vi khuẩn qua mộthay nhiều cơ chế tác động như sau: (1) Cạnh tranh mạnh mẽ chất dinhdưỡng, năng lượng và nơi bám với các loài vi khuẩn có hại và tảo độc (2)Chuyển hóa các chất hữu cơ như thức ăn dư thừa, xác tảo, cặn bã thành CO2

và nước; chuyển các chất độc hại như NH3, NO2-thành các chất không độcnhư NO3−, NH4+ (3) Hạn chế vi khuẩn có hại trong đường ruột và giúpchuyển hóa hiệu quả thức ăn (4) Tiết ra một số chất kháng sinh, enzymehay hóa chất để kìm hãm hay tiêu diệt mầm bệnh và tảo độc (NguyễnThành Phước, 2006)

Chính vì lợi ích của men vi sinh mang lại cho NTTS mà ngày nay đã cónhiều công trình nghiên cứu về chúng để góp phần cải thiện môi trườngnước đồng thời nâng cao năng suất con giống và giảm thiểu mầm bệnh cho

ao nuôi thủy sản

Hiện nay có nhiều chế phẩm sinh học trong xử lí môi trường rất đa dạng vềchủng loại và công dụng trong NTTS Ngày nay các chế phẩm này đangđược người nuôi quan tâm và sử dụng một trong số nhiều chế phẩm đượcnghiên cứu và ứng dụng khá phổ biến như:

Chế phẩm BZT được nghiên cứu và sản xuất bởi các nghiên cứu sinh thuộccông ty United - Tech Inc (UTI) dùng để xử lí môi trường nước trong aonuôi tôm và đã đem lại hiệu quả rất tốt

Theo Tạp chí Fish Farming Internationa (2006) thì công nghệ của UTI chỉbao gồm toàn các vi khuẩn và enzyme tự nhiên Sản phẩm của UTI là mộtkết hợp giữa vi khuẩn và enzyme, được gọi là BZT Aquaculture và BZTWaste Digester sẽ loại bỏ lớp bùn ô nhiễm, và làm cho môi trường nướcsạch sẽ

Ngày nay, chế phẩm BZT được ứng dụng rộng rãi ở Hoa Kì và 5 nước khácven biển Thái Bình Dương trong đó có Philippine (Theo Fish FarmingInternationa, 2006)

Ở Việt Nam cũng có một số các công trình nghiên cứu thành công trongviệc dùng enzyme và chế phẩm sinh học để xử lí và cải thiện môi trường.

Và cũng trong thời gian gần đây, một loại chế phẩm mới đã được nghiêncứu sinh Võ Thị Hạnh nghiên cứu và cho biết đã sản xuất được chế phẩmprobiotic BIO I (dùng trong chăn nuôi heo) và chế phẩm probiotic BIO II(dùng trong nuôi trồng thủy sản)

Theo tác giả, trong nuôi trồng thủy sản, chế phẩm BIO II có tác dụng: phânhủy những thức ăn thừa và các khí thải ở đáy ao, ổn định pH và màu nước

ao, kìm hãm sự tăng trưởng của các vi sinh vật gây bệnh cho tôm, cá nhưcác vi khuẩn Vibrio spp, tăng năng suất nuôi trồng (Nam Anh, 2003).Ngoài việc sử dụng chế phẩm sinh học, Công ty công trình đô thị NinhThuận đã nghiên cứu và đưa vào hoạt động công nghệ yếm khí tùy nghiA.P.T để xử lí nước thải không những với nước thải NTTS mà ngay cả một

số loại nước thải như nước thải chế biến lương thực thực phẩm, nước thảichế biến cao su, bột mì, nước thải các khu công nghiệp, các làng nghề Công nghệ này xử lý triệt để mùi hôi thối do quá trình phân hủy chất hữu cơgây ra, không sử dụng điện năng và hóa chất Có thể sử dụng cho mọi quy

mô công suất khác nhau

Hệ thống xử lý nước thải được hoạt động theo phương pháp dòng chảy vớivận tốc Hazen và dòng chảy rơi theo trọng lực tạo chuyển động khối nước

để phá vỡ sự hình thành các phân tử NH3 và tạo chuyển động hỗn loạntrong khối chất lỏng làm tăng năng lượng sinh hóa, giúp phân giải nhanhcác chất hữu cơ trong nước với sự tác động của các enzyme do vi sinh vậttạo ra Trong hệ thống xử lý được bố trí các chế phẩm sinh học P2 vàP.MET để phân giải các chất hữu cơ trong nước thải và xử lý triệt để BOD,COD, ổn định pH trong nước thải, đồng thời tiêu diệt các vi khuẩn độc hại.Tác động của các enzyme do tổ hợp vi sinh tạo ra làm phân giải triệt để cácchất hữu cơ thành mùn khi qua hệ thống lọc nước thải đã được chuyển qua

hệ thống lọc sinh học (Anh Phương, 2006)

Bên cạnh việc nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm sinh học trong NTTS phátmột cách mạnh mẽ, các chế phẩm trong nước cũng khá đa dạng và đồngthời cũng cho hiệu quả rất tốt trong việc xử lí môi trường và hạn chế dịchbệnh Tuy nhiên bên cạnh hiệu quả mang lại thì việc sử dụng một số chếphẩm sinh học làm tăng giá thành trong chi phí sản xuất, đồng thời cũngchưa giải quyết được đầu ra của nguồn nước nuôi, hầu hết các chế phẩmsinh học đều chỉ xử lí được nguồn nước trong môi trường ao nuôi

Ở nước ta các công trình nghiên cứu hệ thống xử lí nước thải trong NTTShầu như rất ít mà đặc biệt là các công trình nghiên cứu xử lí nước thải bằngenzyme

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Phòng thí nghiệm Trường Đại học An Giang

Thời gian nghiên cứu: từ tháng 12/2008 – 10/2010

2.2 Nguyên, vật liệu nghiên cứu

Phiếu phỏng vấn nông hộ

Các dụng cụ cần thiết để lên men và bố trí thí nghiệm

Chanh, khóm, đường…

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phỏng vấn nông hộ để khảo sát tình hình xử lý nước thải

từ ao nuôi thủy sản

Phỏng vấn 90 phiếu (tập trung kéo dài từ huyện Thốt Nốt – Cần Thơ; TP.Long Xuyên và huyện Châu Phú- An Giang) để khảo sát tình hình xử lýnước thải từ các ao nuôi thủy sản Mỗi huyện phỏng vấn 30 phiếu

2.3.2 Lên men chế phẩm enzyme Ionic Plasma

Hình 1: Hỗn hợp lên men chế phẩm enzyme Ionic Plasma

Trộn đều 3kg vỏ chanh, vỏ khóm với 1kg đường, cho thêm 8 lít nước sạch.Sau đó cho hỗn hợp trên vào đầy 2/3 keo thủy tinh 20 lít Sau 15 ngày, lấyvải dày lược lấy dịch chiết ta thu được dung dịch Enzyme Ionic Plasma

2.3.3 Kiểm tra hoạt tính của chế phẩm enzyme ionic plasma

Enzyme Ionic Plasma là một chế phẩm mới, bao gồm nhiều thành phần Dochưa có một nghiên cứu nào về chế phẩm này nên chúng tôi chỉ khảo sátmột số đặc tính trung gian để giải thích kết quả, làm nền cho các nghiên cứutiếp theo về định danh, phân loại enzyme một cách cụ thể hơn

Các đặc tính của chế phẩm được khảo sát vào thời điểm sau 15 ngày, 45ngày và sau 06 tháng

pH: Quá trình trao đổi chất của phần lớn sinh vật làm thay đổi pH của môi

trường nuôi kem theo những biến đổi về sinh lý của sinh vật pH tối ưu chohầu hết các vi sinh vật phát triển là 5 -7 pH được đo bằng máy đo pH

Nấm men, nấm mốc tổng số: Được đo bằng bằng phương pháp đếm khuẩn

lạc các sinh vật của giới nấm là những sinh vật tiêu thụ không có khả năng

di chuyển Các vi nấm như nấm mốc, nấm men là những Eucaryotae đơnbào hay đa bào, hấp thụ dính dưỡng qua vách tế bào và màng sinh chất nhờphân giải các sinh vật chết hay phế thải của môi trường Qua chỉ tiêu này, ta

có thể đánh giá được sự phân giải các phế thải từ ao nuôi thủy sản (thức ăn

dư thừa, phân,…)

Vi khuẩn tổng số: Được đo bằng bằng phương pháp đếm khuẩn lạc Qua

chỉ tiêu này ta có thể đánh giá được sự phân hủy chất hữu cơ của các vi sinhvật Mật số vi khuẩn càng nhiều thì quá trình phân hủy càng diễn ra nhanh

Bacillus subtilis: Được đo bằng bằng phương pháp đếm khuẩn lạc Chúng

có chức năng phân hủy hợp chất hữu cơ thải ra từ thức ăn thừa và phế thảinhờ khả năng tổng hợp enzyme phân hủy hữu cơ như protease, amylase.Chúng còn có khả năng tổng hợp chất kháng khuẩn làm giảm số lượngVSV gây bệnh phát triển quá mức như Vibrio, Aeromonas… do chất lượngnước nuôi bị giảm

2.3.4 Bố trí thí nghiệm sử dụng chế phẩm enzyme Ionic Plasma

để xử lý nước thải

Nước thải được lấy từ các ao nuôi cá tra thịt được 5 tháng (trước khi thaynước ao) Mẫu nước thải được thu tại đầu ra của các ao nuôi cá của ôngHuỳnh Tấn Tài thuộc khóm Tây An, phường Mỹ Thới, TP Long Xuyên.Thí nghiệm được bố trí vào các xô nhựa 20 lít Mỗi thùng cung cấp vào 15lít nước thải từ ao nuôi thủy sản Sau đó bổ sung EIP vào theo tỷ lệ ở Bảng3

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 4 nghiệm thức (NT),trong đó 1 nghiệm thức đối chứng (không bổ sung EIP) và 3 nghiệm thức

có bổ sung EIP với 3 mức nồng độ khác nhau và được lặp lại 3 lần để thửnghiệm khả năng xử lí nước thải Cụ thể các nghiệm thức được bố trí nhưHình 2

Bảng 3: Tỉ lệ EIP để bố trí xử lý nước thải

Trên đây là bảng các mức nồng được sử dụng để bố trí thí nghiệm khảo sátkhả năng xử lý nước thải của chế phẩm EIP Chế phẩm sử dụng để bố trí thínghiệm đã lên men được 45 ngày Do đây là thời điểm mà các thành phần(hoạt tính) của EIP đạt cao nhất và ổn định nhất

Hình 2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xử lý nước thải ao nuôi thủy sản bằng

enzyme ionic plasma

Thí nghiệm được lặp lại ba lần để theo dõi các chỉ tiêu môi trường nước:

pH, oxy hòa tan (DO), BOD, COD, độ đục, NH4+, PO43-, NO2-, NO3- ,Coliforms tại thời điểm đầu vào (trước khi bố trí thí nghiệm), sau khi bố tríthí nghiệm được 24 giờ, và 48 giờ để khảo sát sự biến đổi chất lượng nướcthải khi xử lý bằng EIP

Tỷ lệ thể tích EIP/ thể thích nước thải

Nghiệm thức ĐC Nghiệm thức 1 Nghiệm thức 2 Nghiệm thức 3

NT3 R2

ĐC R3

NT1

R1

NT2

2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường

Bảng 4: Phương pháp thu và phân tích các chỉ tiêu môi trường

Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Phương pháp thu mẫu

Chương 2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

I Kết quả khảo sát hiện trạng môi trường nuôi thủy sản

2.1 Nguồn tiếp cận thông tin kỹ thuật

Điều tra 90 hộ nuôi trên địa bàn tỉnh An Giang cho thấy hầu hết người dân

có số năm trong nghề từ 1 năm trở lên, trung bình là 5 – 6 năm, trong đócao nhất là có kinh nghiệm 15 năm Do đó, nguồn thông tin phản ánh tốt kỹthuật nuôi của 2 vùng nuôi thủy sản của tỉnh

Trong số các hộ nuôi cá tra cho thấy mỗi hộ sở hữu từ 1 – 8 ao nuôi vớidiện tích trung bình là 4200 m2 Một số hộ nuôi có diện tích ao không lớn(nhỏ hơn 1000 m2) tuy nhiên có hộ có diện tích ao lên đến 7 ha

Nguồn thông tin về kỹ thuật nuôi được người dân khai thác chủ yếu qua cácnguồn như: người khác, thân nhân, qua ti vi, tạp chí và hợp tác xã hay kỹthuật viên, thể hiện cụ thể qua Hình 3:

Hình 3: Tỉ lệ % các hộ tiếp cận kiến thức chuyên môn của các hộ dân

Nguồn khai thác thông tin phản ánh kỹ thuật nuôi của hộ dân trong vùng,qua hình cho thấy khá đông hộ dân lấy nguồn thông tin từ người khác trongvùng (chiếm 42%), trong khi đó có 32 % hộ dân lấy nguồn thông tin, họchỏi kỹ thuật từ các hợp tác xã và kỹ thuật viên trong vùng Cũng 23 % lấythông tin từ người thân nhưng chỉ có 3 % là qua sách báo, tạp chí hay tivi

Họ chủ yếu nuôi theo kinh nghiệm, được học hỏi từ những người nuôi trướcthông qua việc hỏi thăm tình hình nuôi, cách thức nuôi, cách thức sử dụngthuốc hóa chất để phòng trị bệnh trong quá trình nuôi Sau đó về áp dụngcho ao nuôi nhà mình mà không được qua các lớp đào tạo, tập huấn về kỹthuật nuôi, cách thức quản lý ao nuôi, cách xử lý nguồn nước thải, hoặcđược hướng dẫn nuôi cá theo qui trình nuôi cá sạch nhằm nâng cao chấtlượng cá nuôi Điều này đã phần nào hạn chế năng suất cá nuôi, đặc biệt là

khâu bảo vệ môi trường, phòng chống dịch bệnh trên cá nuôi hiện nay vẫnchưa được coi trọng.

2.2 Một số thông tin kỹ thuật trong xử lý ao nuôi:

Theo thông tin từ các hộ dân, khâu cải tạo ao ban đầu chỉ chủ yếu là sửdụng vôi và muối với liều lượng khoảng 100 kg cho ao nuôi 1000 m2 Sau 2– 7 ngày phơi ao bắt đầu cấp nước vào

Trong quá trình nuôi, người dân nhận thấy bệnh xuất hiện chủ yếu gồm cácbệnh: xuất huyết, gan thận mủ, ký sinh trùng và một số loại khác như sốt,phù đầu Tỷ lệ mắc bệnh được thể hiện qua Hình 4:

Hình 4: Tỉ lệ % các bệnh xuất hiện trong vụ nuôi

Qua hình 4 cho thấy, tỷ lệ mắc bệnh xuất huyết là cao nhất chiếm 40 %, kếtiếp là gan thận có mủ (chiếm 24 %), ký sinh trùng (chiếm 22 %) và cácloại bệnh khác (14 %) Tuy nhiên, do không được đào tạo kỹ thuật nên phầnlớn người dân trị bệnh cho đối tượng nuôi của mình qua sự truyền đạt kinhnghiệm từ người khác sau đó tự mua thuốc về điều trị (chiếm 70,37 %) Chỉ

có 29,63 % hộ dân trị bệnh theo sự hướng dẫn của nhà thuốc thú y hay các

kỹ thuật viên trong vùng

Tuy nhiên, trong quá trình nuôi, hầu hết người dân nhận thấy rằng khó khănchủ yếu mà họ gặp phải là 2 vấn đề: vốn và thị trường Theo đa số ý kiến có76,92 % người dân bị thiếu vốn và phải vay vốn từ bên ngoài dẫn đến lợinhuận không cao Bên cạnh đó, thị trường cũng gây không ít khó khăn chongười dân Giá cả đầu ra chênh lệch, chưa ổn định làm người dân khó khăntrong việc quyết định thời điểm thu hoạch cá do đó làm gia tăng chi phíthức ăn và dẫn đến giá thành thấp mà chi phí đầu tư cao, có 61,53 % ý kiếncho rằng khó khăn là đến từ thị trường Qua tổng kết cho thấy được trong số

đó có 38,46 % người dân cho nhận định là khó khăn cả về vốn và thịtrường

2.3 Vấn đề xử lý nước thải trong quá trình nuôi

Môi trường nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm, do đó việc sử dụngnguồn nước là một trong những vấn đề cần quan tâm trong nghề nuôi cá.Lượng chất thải từ các ao nuôi cá, nhất là những vùng nuôi tập trung và cómức thâm canh cao thường rất lớn, đã ảnh hưởng xấu đến nguồn nước sảnxuất và sinh hoạt Qua phỏng vấn trực tiếp 90 hộ nuôi cá thâm canh tại ThốtNốt, Long Xuyên và Châu Phú cho thấy hầu hết các hộ nuôi đều thay nướcdựa theo thủy triều chiếm 100% Nước thải từ ao nuôi được xả trực tiếp rakênh, rạch, sông (100%) mà không qua xử lý Lượng nước thải ra môitrường rất lớn, do các hộ nuôi chưa ý thức về việc xử lý nguồn nước thải và

do các cơ quan chức năng chưa tích cực vận động, tổ chức các lớp tập huấn

về kỹ thuật nuôi và qui trình xử lý nguồn nước thải hợp lý Tình trạng nàynếu không có biện pháp khắc phục kịp thời sẽ dẫn đến hiện tượng ô nhiễmnguồn nước sinh hoạt cho các hộ dân tại khu vực và dần dần sẽ lan rộng ratrên toàn khu vực

II Kết quả lên men chế phẩm EIP

Với qui trình công tức lên men chế phẩm EIP là Trộn đều 3kg vỏ chanh, vỏkhóm với 1kg đường, cho thêm 8 lít nước sạch Sau đó cho hỗn hợp trênvào đầy 2/3 keo thủy tinh 20 lít Sau 15 ngày, lấy vải dày lược lấy dịchchiết ta thu được dung dịch Enzyme Ionic Plasma Sau khi lược bỏ cặn bã,

ta thu được 5 lít dịch chiết là chế phẩm EIP Sau đó, tiến hành đo các thànhphần của chế phẩm sau 15 ngày, 45 ngày và sau 6 tháng Kết quả được trìnhbày ở Bảng 5

Bảng 5: Kết quả phân tích hoạt tính của EIP

pH ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ phản ứng Nhiều phản ứng enzyme có tốc

độ nhanh nhất ở một giá trị pH được gọi là pH tối thích, trong khi các phảnứng enzyme khác có tốc độ như nhau trong một phạm vi các giá trị pH xác

định Ảnh hưởng của pH đối với tốc độ phản ứng có thể giúp xác định cácnhóm acid tại trung tâm hoạt động.

Ảnh hưởng của pH đến độ bền của Enzyme:

Độ bền của phân tử Enzyme cũng phụ thuộc vào trạng thái ion hoá củaphân tử, phần lớn Enzyme bền trong khoảng 5<pH<9

Bản chất hoá học của thành phần dung dịch đệm cũng ảnh hưởng tới độbền, hoạt độ xúc tác của Enzyme

Theo Phạm Thành Hổ (2008) pH tối ưu cho các vi sinh vật hoạt động là từ

5 – 7, qua kết quả phân tích cho thấy pH nằm trong khoảng thích hợp cho

sự phát triển của vi sinh vật trong chế phẩm enzyme ionic plasma

2.2 Tổng số nấm men, nấm mốc trong EIP

Qua Bảng 5 cho thấy, tổng số nấm men nấm mốc trong thành phần của EIPtăng từ khi lên men đến sau 15 ngày và 45 ngày (3.108CFU/ml) Từ thờiđiểm bắt đầu lên men đến sau 15 ngày và 45 ngày, mật số các vi khuẩntrong thành phần của enzyme đều tăng vì môi trường lên men là điều kiệnthuận lợi và là nguồn thức ăn sẵn có thích hợp cho nấm men nấm mốc pháttriển, sinh sôi nảy nở Nhưng đến sau 06 tháng thì tổng số nấm men, nấmmốc giảm đáng kể, chỉ còn 3.104CFU/ml Điều này cho thấy hoạt tính củaEIP giảm sau 06 tháng Hàm lượng nấm men nấm mốc có trong thành phầncủa EIP có ảnh hưởng rất lớn đến việc sản sinh enzyem rất lớn Vì theoNguyễn Đức Lượng (2004) thì nấm men, nấm sợi có khả năng sản sinh mộtlượng rất lớn enzyme amylase, cellulase, glucoamylase, protease,…

2.3 Tổng số vi khuẩn, Bacillus subtilis

Qua Bảng 5 cho thấy, tổng số vi khuẩn và Bacillus subtilis trong thành phần

của EIP tăng từ khi lên men đến sau 15 ngày và 45 ngày Nhưng từ sau 45ngày cho đến thời điểm được 6 tháng thì mật số nấm men, nấm mốc, vi

khuẩn tổng số và Bacillus subtilis giảm rõ rệt là do thức ăn ngày cạn kiệt,

nguồn dinh dưỡng giảm nên chúng chết dần đi Điều này cho thấy, hoạt tínhcủa enzyem thể hiện tốt nhất là sau 15 ngày đến 45 ngày sau khi lên mentrong điều kiện thí nghiệm này Sau 6 tháng hoạt tính của EIP giảm dần Do

đó, nếu sử dụng EIP thì tốt nhất nên sử dụng trong khoảng thời gian từ 15đến 45 ngày thì hoạt tính của chế phẩm mới đạt cao nhất, sau đó sẽ giảm

dần Mật số Bacillus subtilis trong thành phần của EIP khá lớn nên đây

cũng là thành phần rất quan trọng trong việc sản sinh ra enzyme amylase,protease, glucose somerase,…(Nguyễn Đức Lượng, 2004)

III Kết quả thử nghiệm xử lý nước thải bằng EIP

Hình 5: Kết quả xử lý pH bằng enzyme trong các nghiệm thức

Dựa vào bảng 6 cho thấy pH đầu vào là 7,09 Khi xử lý với EIP sau 24 và48h cho thấy pH thay đổi rõ rệt (giảm từ 2 – 29 %) Phân tích thống kê chothấy pH giảm ít nhất là nghiệm thức đối chứng (ở 24h là 6,837±0,100 vàsau 48h là 6,860±0,168), đồng thời khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5

% so với các nghiệm thức còn lại Điều này cho thấy enzyme đã có sự tácđộng lên pH của nước thải, làm cho pH giảm xuống khoảng 28 – 29 % (ởnghiệm thức 1, 2, 3), trong khi nghiệm thức đối chứng giảm 2 – 3 %,nguyên nhân làm cho pH giảm xuống là do quá trình phân hủy hữu cơ và hô

hấp của vi sinh vật (Trương Quốc Phú et all, 2006) Theo QCVN 08:2008 –

BTNMT quy định giới hạn pH thích hợp cho sinh hoạt, bảo tồn động thực

vật thủy sinh (cột A1, A2) là 6 – 8,5 pH thích hợp cho việc sử dụng nướcphục vụ tưới tiêu, thủy lợi (cột B1, B2) là 5,5 – 9 Chính vì vậy, pH sau 24giờ xử lý bằng EIP thì nghiệm thức 1, 2, 3 không thích hợp cho việc sửdụng với bất kỳ mục đích nào Sau 48 giờ cho thấy pH của các nghiệm thứcnày có sự tăng lên và nằm trong khoảng cột B1 và B2, pH tăng là do sựhoạt động của vi khuẩn tổng số và sự phát triển của tảo Do đó, các nghiệmthức có bổ sung EIP để xử lý có khả năng sử dụng cho các mục đích tướitiêu và thủy lợi, còn khả năng sử dụng cho mục đích nuôi trồng thủy sản thìvẫn không đạt quy chuẩn Vì theo Boyd (1998) giới hạn pH thích hợp chonuôi trồng thủy sản là 6,5 - 9 Nước có pH từ 6,8 - 9 thích hợp cho hầu hếtcác loài cá nuôi (Nguyễn Văn Bé, 1995) Riêng đối với nghiệm thức đốichứng, pH luôn nằm trong khoảng thích hợp sau 48 giờ, điều này khẳngđịnh sự ảnh hưởng của EIP lên pH của nước thải trong quá trình thí nghiệm.

Vì trong dịch EIP khi khảo sát pH rất thấp (Bảng 5) nên khi bổ sung vàonước thải đã làm giảm pH trong nước, còn nghiệm thức đối chứng không bổsung EIP nên không bị ảnh hưởng Do đó, khi sử dụng enzyme để xử lýnước thải thủy sản cần chú ý đến pH sẽ bị giảm thấp

Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có các chữ cái giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa

thống kê (p > 0,05).

Độ đục là khả năng cản những tia nắng mặt trời vào thủy vực và phụ thuộcvào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lửng, sự phát triển của vi tảo…Trong suốt thí nghiệm, độ đục dao động từ 6,170 – 10,063 NTU Mẫu đầuvào là 10 NTU, sau 24 giờ, độ đục giảm từ 30 – 40 % Thấp nhất là nghiệmthức 3 (6,250±0,092 NTU) và cao nhất là nghiệm thức đối chứng(7,243±0,119 NTU) Nghiệm thức 1 và đối chứng khác biệt nhau không có

ý nghĩa thống kê nhưng khác biệt có ý nghĩa với 2 nghiệm thức còn lại Sau

48 giờ, độ đục của các nghiệm thức lần lượt giảm đi 38,502 % ở nghiệmthức 3; 36,835 % ở nghiệm thức 2; 34,078 % ở nghiệm thức 1 và 32,923 %

ở nghiệm thức đối chứng so với mẫu đầu vào Sau thí nghiệm, độ đục củanghiệm thức 2 và 3 khác biệt không có ý nghĩa thống kê với nhau Điều nàycho thấy tỷ lệ EIP để xử lý nước thải ở mức 1/50 và 1/100 cho kết quả tốtnhất và tỷ lệ 1/10 cho kết quả kém hơn

Hình 6: Kết quả xử lý độ đục bằng enzyme trong các nghiệm thức

Qua Hình 6 cho thấy, cả 3 nghiệm thức và một đối chứng sau khi kết thúcthí nghiệm độ đục đều giảm (mặc dù khác biệt có ý nghĩa thống kê) nhưngqua số liệu cho thấy nếu để đến 48 giờ thì các chất lơ lửng cũng bị lắngxuống đáy và bị phân hủy tương đối như nhau

Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có các chữ cái giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa

thống kê (p > 0,05).

Theo số liệu phân tích, hàm lượng nitrite đầu vào khá cao (1,545 ppm), caogấp 77,25 lần so với QCVN 08:2008 – BTNMT (cột A2) Theo TrươngQuốc Phú và Vũ Ngọc Út (2006) hàm lượng nitrite cao sẽ ảnh hưởng lớnđến sự phát triển của cá tôm Nitrite sẽ dẫn đến bệnh “máu nâu” cho cá nếutrong máu chứa methemoglobin vượt mức từ 5 % Sau 24 giờ hàm lượng

NO2- chưa có sự cải thiện rõ rệt ở nghiệm thức đối chứng (1,367±0,015ppm, giảm chỉ 11,406 %), khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức 1, 2, 3.Sau 48 giờ, NO2-ở nghiệm thức 3 giảm xuống còn thấp nhất (0,180±0,026ppm) 88,344 % so với hàm lượng ban đầu Điều này có thể giải thích là do

sự chuyển hóa một phần nitrit thành nitrat làm cho nồng độ nitrit trong thí

nghiệm giảm Khi so sánh với các nghiệm thức còn lại, cho thấy tỷ lệ 1/100enzyme – nước thải vẫn cho hiệu quả cao nhất so với các nghiệm thức cònlại chỉ giảm từ 30,006 – 39,434 % so với thời điểm bắt đầu thí nghiệm.

Hình 7: Kết quả xử lý NO 2 - bằng enzyme trong các nghiệm thức

Theo Trương Quốc Phú et al (2006) cho biết sinh trưởng của tôm càng xanh

giảm đáng kể khi nồng độ nitrit là 1,8 và 6,2 ppm và theo Nguyễn Thanh Phương

et al (2007) nồng độ NO2-trong ao nuôi thủy sản phải nhỏ hơn 1ppm Như vậy,nồng độ NO2-đo được tại các nghiệm thức 1, 2 ,3 sau 48 giờ cho thấy EIP có khảnăng xử lý được hàm lượng nitrite trong thí nghiệm phù hợp với mức cho phép đểbảo tồn sự phát triển của động vật thủy sinh

Nhưng so với QCVN 08:2008 – BTNMT, các nghiệm thức vẫn còn vượtmức so với giới hạn cho phép (cột A2) như sau: Nghiệm thức 3 (9 %),nghiệm thức 2 (41,1 %), nghiệm thức 1 (47,15 %) và nghiệm thức đốichứng (54 %)

Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có các chữ cái giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa

thống kê (p > 0,05).

Nitrate là một trong những dạng đạm được thực vật dễ hấp thu nhất, khôngđộc đối với thủy sinh vật nhưng có thể làm thực vật phù du nở hoa gây ranhững biến đổi chất lượng nước không có lợi cho tôm, cá nuôi Nồng độ

NO3- > 50 ppm sẽ gây sốc nghiêm trọng cho tôm cá (Phạm Văn Ty et al.,

2007) Theo Trương Quốc Phú và Vũ Ngọc Út (2006) cho thấy hàm lượngnitrate thích hợp cho các ao nuôi cá là từ 0,1 – 10 ppm

Theo Bảng 9 về kết quả phân tích cho thấy hàm lượng nitrate đầu vào là2,139 ppm Sau 24 giờ, các nghiệm thức 1, 2, 3 khác biệt nhau không có ýnghĩa thống kê, nhưng lại khác biệt có ý nghĩa với nghiệm thức đối chứngmức 5 % Sau 1 ngày hàm lượng nitrate giảm trung bình khoảng 10,284 –18,351 % Sau 2 ngày các nghiệm thức đồng loạt giảm từ 20,237 – 72,897

% Nghiệm thức 3 giảm nhiều nhất (0,580±0,069 ppm) và nghiệm thức đốichứng giảm ít nhất (1,683±0,015 ppm) sau 48 giờ là do sự chuyển hóaammonium và nitrit sang nitrat cao vì NO3-là sản phẩm cuối cùng của quá trìnhoxy hóa NH3(Lê Văn Cát et al., 2006).

Hình 8: Kết quả xử lý NO 3 - bằng enzyme trong các nghiệm thức

Nồng độ NO3- giữa các nghiệm thức sau 48 giờ chênh lệch nhau nhiều, biếnđộng trong khoảng 0,580 – 1,683 ppm và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p <0,05) so với các nghiệm thức (Hình 4.4) Trong đó, sự ảnh hưởng của EIP lênhàm lượng NO3- trong nước thải ở tỷ lệ 1/100 tốt hơn nghiệm thức đốichứng và các nghiệm thức còn lại

Theo QCVN 08:2008 – BTNMT quy định giới hạn cho phép (cột A2) chohàm lượng nitrate là 5 ppm Chính vì vậy, hàm lượng nitrate ở tất cả cácnghiệm thức đều không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển củađộng thực vật thủy sinh, đồng thời không gây hại nếu sử dụng làm nguồnnước sinh hoạt

3.5 Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD)

Bảng 10: Kết quả phân tích BOD

Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có các chữ cái giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa

thống kê (p > 0,05).

BOD đầu vào là 40,200 mg/l Tuy nhiên, sau 24 giờ hàm lượng BOD giảmthấp nhất ở nghiệm thức đối chứng so với đầu vào 14,038 %, nghiệm thức 3giảm nhiều nhất so với đầu vào là 34,452% Sau 24 giờ thí nghiệm, nghiệmthức 1 và 2 khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê nhưng lại khác biệtgiữa nghiệm thức 3 và nghiệm thức đối chứng dao động từ 34,557 – 26,350mg/l) Sau 48 giờ thí nghiệm cho thấy, hàm lượng BOD giảm rất rõ rệt, đặcbiệt là ở nghiệm thức 3 giảm 73,673% so với đầu vào Nghiệm thức 2 hàmlượng BOD giảm cũng rất đáng kể (34,237%), còn nghiệm thức đối chứnggiảm thấp nhất chỉ có 24,925% Kết quả phân tích cho thấy hàm lượngBOD dao động từ 10,583 – 30,180mg/l sau 48 giờ thí nghiệm Và cácnghiệm thức này sau khi kết thúc thí nghiệm có hàm lượng BOD ở cácnghiệm thức đối chứng, nghiệm thưc 1 và 2 khác biệt nhau không có ýnghĩa thống kê, nhưng lại khác biệt có ý nghĩa với nghiệm thức 3 Nghiệmthức không bổ sung EIP có hàm lượng BOD cao nhất

Hình 9: Kết quả xử lý BOD bằng enzyme trong các nghiệm thức