Khí thải trong hệ thống nuôi trồng thủy sản (NTTS) là một vấn đề môi trường nghiêm trọng, đặc biệt ở các khu vực nuôi thâm canh. Chúng được hình thành chủ yếu từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải; phần nhỏ hơn có thể được phát sinh từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch cho việc bơm nước, sưởi ấm, và vận chuyển. Thức ăn thừa, xác tảo, xác động vật chết tích tụ dưới đáy ao nuôi, khi phân hủy bởi vi sinh vật sẽ sinh ra các khí như amonia (NH3), hydrogen sulfide (H2S), methane (CH4) . Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước cũng bị phân hủy, giải phóng các khí độc hại. Thủy sản nuôi: Tôm, vi sinh vật và các sinh vật khác… trong ao nuôi tiêu thụ oxy và thải ra khí CO2. Mặc dù CO2 không gây hại ngay lập tức, nhưng khi nồng độ cao, nó có thể làm giảm hàm lượng oxy trong nước, gây stress cho thủy sản. Bên cạnh đó, việc sử dụng quá nhiều hóa chất trong quá trình nuôi như thuốc sát trùng, thuốc diệt khuẩn, có thể tạo ra các khí độc hại khi phân hủy. Trong đó, một phần Amoniac và các chất khí khác có thể bốc hơi trực tiếp từ mặt nước ao nuôi vào không khí.
Những khí thải từ quá trình NTTS này có thể ảnh hưởng đến môi trường theo nhiều cách khác nhau: tạo ra lượng lớn khí nhà kính như carbon dioxide (CO2), methane (CH4), và nitrous oxide (N2O) góp phần tác động trực tiếp đến bầu khí quyển và hiện tượng ấm lên toàn cầu; Các trại nuôi tôm thường sử dụng nhiều nước và sau đó thải ra nước chứa các chất thải hữu cơ, hóa chất, và chất dinh dưỡng dư thừa, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, làm gia tăng sự phát triển của tảo và thực vật nước, làm giảm hàm lượng oxy trong nước và gây hại cho hệ sinh thái thủy sản. Chất thải từ các trại nuôi tôm, nếu không được xử lý đúng cách, có thể gây ô nhiễm đất, ảnh hưởng đến chất lượng đất và hệ sinh thái địa phương, làm giảm độ màu mỡ của đất và ảnh hưởng đến vi sinh vật có ích. Phá hủy các môi trường sống này có thể dẫn đến mất mát đa dạng sinh học và ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái. Bên cạnh đó, việc khai thác quá mức tài nguyên nước có thể làm cạn kiệt nguồn nước và ảnh hưởng đến các hệ sinh thái nước ngọt và cộng đồng sống phụ thuộc vào nguồn nước này. Sự ô nhiễm và suy giảm chất lượng môi trường từ các hoạt động nuôi có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng và các ngành kinh tế khác như du lịch và đánh bắt thủy sản truyền thống.
Các công nghệ tiên tiến – giải pháp mới cho môi trường
Đầu tiên phải kể đến Biofloc – Công nghệ sinh học tiên tiến. Biofloc là một phương pháp nuôi trồng thủy sản dựa trên hệ sinh thái vi sinh vật. Công nghệ này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm lượng khí thải CO2. Biofloc tận dụng vi sinh vật để chuyển hóa chất thải hữu cơ từ thức ăn thừa và phân cá thành nguồn dinh dưỡng cho thủy sản. Nhờ đó, lượng chất thải phát sinh giảm đáng kể, đồng thời hạn chế được khí methane và amoniac – những chất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Bên cạnh đó, nuôi thủy sản bằng hệ thống tuần hoàn cũng đang là giải pháp cho NTTS phát triển bền vững. Hệ thống tuần hoàn (Recirculating Aquaculture Systems – RAS) là một bước tiến vượt bậc trong ngành nuôi trồng thủy sản. Hệ thống này giúp giảm lượng nước tiêu thụ, đồng thời kiểm soát tốt hơn chất lượng nước và môi trường nuôi. Bằng cách tái sử dụng nước sau khi được lọc và xử lý, RAS không chỉ tiết kiệm tài nguyên mà còn giảm lượng khí thải từ việc xử lý nước thải. Ngoài ra, hệ thống này còn giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất và kháng sinh, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Công nghệ Internet of Things (IoT) – Quản lý thông minh - đang cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp, và nuôi trồng thủy sản cũng không ngoại lệ. IoT cho phép giám sát và điều khiển các thông số môi trường như nhiệt độ, pH, oxy hòa tan một cách chính xác và liên tục. Nhờ vào các cảm biến và thiết bị kết nối, người nuôi trồng có thể điều chỉnh kịp thời các yếu tố môi trường để tối ưu hóa quá trình sản xuất, giảm lãng phí và khí thải. Hơn nữa, dữ liệu thu thập từ IoT có thể được phân tích để cải thiện quy trình nuôi trồng, tăng hiệu quả kinh tế và giảm tác động xấu đến môi trường.
Ngoài Biofloc, RAS và IoT, còn có các công nghệ khác như hệ thống nuôi trồng thủy sản siêu thâm canh và công nghệ aquaponics.
Hệ thống nuôi trồng thủy sản siêu thâm canh là một phương pháp nuôi trồng tập trung vào việc tối ưu hóa mật độ nuôi, giúp tăng năng suất và hiệu quả sản xuất. Hệ thống này sử dụng các bể nuôi với mật độ cao và các biện pháp kiểm soát môi trường chặt chẽ. Nhờ vào việc quản lý tốt hơn về thức ăn, nước và điều kiện môi trường, hệ thống siêu thâm canh có thể giảm thiểu lượng khí thải. Việc sử dụng thức ăn hiệu quả và quản lý chặt chẽ các chất thải giúp giảm thiểu sự phát thải của CO2, methane và amoniac. Hơn nữa, việc sử dụng hệ thống này cũng giúp tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Công nghệ Aquaponics là sự kết hợp giữa nuôi trồng thủy sản và trồng cây thủy canh trong một hệ thống tuần hoàn. Trong hệ thống này, chất thải từ thủy sản được chuyển hóa thành dinh dưỡng cho cây trồng, và cây trồng lại giúp lọc sạch nước để quay trở lại bể nuôi thủy sản. Công nghệ aquaponics mang lại nhiều lợi ích môi trường, bao gồm: Giảm sử dụng nước: Hệ thống tuần hoàn nước giúp giảm thiểu lượng nước sử dụng so với các phương pháp nuôi trồng truyền thống. Giảm phát thải khí: Chất thải hữu cơ từ thủy sản được cây trồng hấp thụ, giảm thiểu sự phân hủy kỵ khí và do đó giảm phát thải methane và CO2. Tận dụng chất thải: Chất thải từ thủy sản được tái sử dụng làm dinh dưỡng cho cây trồng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Việc giảm khí thải từ nuôi trồng thủy sản không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm và sức khỏe của cộng đồng. Áp dụng công nghệ tiên tiến đại diện cho những bước tiến quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản. Chúng không chỉ giúp tăng năng suất và hiệu quả sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường thông qua việc giảm chất thải và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên, phù hợp với xu hướng sản xuất bền vững trong ngành nuôi trồng thủy sản.
Hải Đăng