Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng plasma lạnh

108 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC CẤP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BẰNG PLASMA LẠNH Phạm Thị Tuyết Ngân1, Nguyễn Hoàng Nhật Uyên1, Trần Trung Giang1, Nguyễn Văn Dũng2, Đặng Huỳnh Giao2 TÓM TẮT Nghiên cứu được thực hiện nhằm đáng giá khả năng cải thiện chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của công nghệ plasma lạnh. Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm được thực hiện trên bể nước ngọt (thí nghiệm 1), nước lợ (thí nghiệm 2) và bể nuôi cá lóc thâm canh (thí nghiệm 3), mỗi thí nghiệm gồm 2 nghiệm thức lặp lại 3 lần. Mẫu nước được thu trước và sau khi xử lý định kỳ hàng ngày và theo dõi trong vòng 7 ngày để đánh giá chất lượng nước. Kết quả cho thấy tất cả các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước ở các thí nghiệm đều nằm ở ngưỡng thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước, pH và DO. Ở thí nghiệm 1, plasma lạnh làm giảm COD, TAN và TSS trong khi đó làm tăng NO2. Đối với thí nghiệm 2 và 3, plasma lạnh tăng TAN và NO2. Ngoài ra, plasma lạnh còn làm giảm đáng kể mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở tất cả các thí nghiệm (P < 0,05). Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli được ghi nhận luôn ở mức < 10 cfu/mL. Điều này cho thấy công nghệ plasma lạnh có tiềm năng sử dụng trong việc cải thiện chất lượng nước và đặc biệt là khả năng xử lý tốt các mầm bệnh vi sinh trong môi trường nước. Từ khóa: Plasma lạnh, chỉ tiêu chất lượng môi trường nước, mật độ vi khuẩn 1 Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ; 2 Khoa Công nghệ, Đại học Cần Thơ I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gồm 13 tỉnh và thành phố với tổng dân số gần 18 triệu người. Hiện nay, tỷ lệ dân cư nông thôn được sử dụng nước đạt tiêu chuẩn còn ở mức thấp (Đoàn Thu Hà, 2013). Bên cạnh đó, ĐBSCL là vùng trọng điểm của cả nước về sản xuất nông nghiệp và thủy sản, các hoạt động nuôi trồng thủy sản hiện nay phát triển một cách ồ ạt, thiếu kiểm soát, chủ yếu là các vùng nuôi nhỏ lẻ. Theo khảo sát của Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh Chung (2009) thì có khoảng 59,8% số hộ không xử lý nước trước khi cấp vào bể nuôi cá lóc, đây chính là điều kiện để cho mầm bệnh phát triển và lây lan. Tuy nhiên, do không có hệ thống xử lý nước đi kèm nên trong quá trình nuôi trồng thủy sản dễ bị nhiễm bệnh dẫn đến tỉ lệ hao hụt tăng và giảm quá trình tăng trưởng của động vật thủy sản. Do đó, việc tìm ra giải pháp hữu hiệu để xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản với chi phí hợp lý và thân thiện môi trường đang là một vấn đề cấp thiết hiện nay. Có nhiều phương pháp xử lý nước cung cấp cho nuôi trồng thủy sản. Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Trong những năm gần đây, công nghệ plasma lạnh đã được nghiên cứu để xử lý nước. Do tác động tổng hợp của ozone, UV và các thành phần ôxy hóa khác mà công nghệ xử lý nước bằng plasma lạnh có hiệu quả cao hơn hẳn so với các phương pháp truyền thống như clorine, ozone, UV và vi sinh. Ngoài khả năng diệt khuẩn, plasma còn có khả năng diệt tảo và phân rã các chất độc hại như thuốc trừ sâu và bảo vệ thực vật (Grinevich et al., 2011, Kuraica et al., 2006; Majeed et al., 2012; Rong et al., 2014). Tuy nhiên, việc nghiên cứu tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước nuôi trồng thủy sản vẫn chưa được thực hiện tại nước ta. Do đó, nghiên cứu này tiến hành khảo sát tác động của plasma lạnh đến chất lượng nước cũng như vi sinh trong nước. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Mẫu nước từ ao nuôi cá lóc và ao nuôi tôm thẻ (độ mặn 0‰ và 5‰) được sử dụng để thực hiện thí nghiệm. Mô hình xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng công nghệ plasma lạnh với công suất xử lý 3 m3/12 h (Hình 1). Mô hình này hoạt động như sau: đầu tiên, nước cần xử lý được bơm từ bể đầu vào qua bể lắng đứng. Nước từ bể lắng đứng chảy vào cột lọc thô do chênh lệch cột áp. Cột lọc thô chứa cát thạch anh có đường kính hạt 0,8 ÷ 1 mm dùng để lọc bớt các phù sa/cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng đứng. Sau khi qua cột lọc thô, nước vào bể chứa 1. Từ bể chứa 1, nước được bơm vào các cột xử lý plasma với lưu lượng 2 lít/phút. Tại cột xử lý, plasma lạnh được tạo ra do hiện tượng phóng điện ở điện áp cao. Plasma tác động vào nước cần xử lý nhờ vào ozone, tia cực tím và điện tử năng lượng cao. Nhờ vào tác động tổng hợp của các thành phần này mà plasma có khả năng diệt khuẩn, mầm bệnh và các chất hữu cơ độc hại trong nước. Nước sau khi xử lý được lưu trong bình chứa khoảng 30 phút để phân rã hoàn toàn dư lượng ozone. 109 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Bố trí thí nghiệm Nghiên cứu gồm 3 thí nghiệm: thí nghiệm đánh giá tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước và mật độ vi sinh vật bể nước ngọt (thí nghiệm 1), bể nước lợ (thí nghiệm 2) và bể cá lóc (thí nghiệm 3). Nguồn nước bố trí của thí nghiệm 1 được lấy từ ao nuôi cá lóc (độ mặn 0‰), nguồn nước của thí nghiệm 2 (độ mặn 5‰) được lấy từ ao nuôi tôm thẻ chân trắng. Cả 2 thí nghiệm đều được bố trí ngẫu nhiên trên các bể nhựa 500 lít gồm 2 nghiệm thức với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng (không xử lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm thức xử lý (nước được xử lý bằng plasma lạnh). Hệ thống bể thử nghiệm được bố trí trong trại có mái che, được lắp sục khí liên tục và không thay nước trong suốt quá trình thử nghiệm. Thí nghiệm 3 được bố trí ngẫu nhiên gồm 2 nghiệm thức với 3 lần lặp lại: nghiệm thức đối chứng (không xử lý nước bằng plasma lạnh) và nghiệm thức xử lý (nước được xử lý bằng plasma lạnh). Các nghiệm thức được bố trí trên bể nổi làm bằng bạt HDPE diện tích là 15 m2 và được bố trí ngoài trời. Sau khi nước được cấp vào các bể thí nghiệm thì thả cá lóc giống trực tiếp vào nuôi ở ngày thứ 2. Kích cỡ cá giống là 5 - 6 g, thả với mật độ 100 con/m2. Nguồn nước sau khi cung cấp vào hệ thống sẽ được thu mẫu nhằm đánh giá mật độ sinh vật và chất lượng nước ban đầu. Sau khi hệ thống plasma được bật để xử lý nước, mẫu nước được tiếp tục theo dõi định kỳ hàng ngày trong vòng 7 ngày để đánh giá hiệu quả xử lý nước của plasma lạnh. Các chỉ tiêu đánh giá mật độ sinh vật và chất lượng nước bao gồm mật độ tổng vi khuẩn; Bacillus spp.; Aeromonas spp., E. coli, giá trị pH, nhiệt độ, hàm lượng oxy hòa tan (DO), tổng vật chất lơ lửng (TSS), tiêu hao oxy hóa học (COD), tổng đạm amonia (TAN) và hàm lượng nitrite (NO2). 2.2.2. Phương pháp phân tích mẫu Mẫu nước được thu cách mặt nước khoảng 20 - 30 cm. Các chỉ tiêu môi trường như nhiệt độ, pH và DO được đo bằng máy trực tiếp; hàm lượng TSS, TAN, NO2 và COD được phân tích theo phương pháp chuẩn (APHA, 1995). Mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp., Aeromonas spp. và Escherichia coli được xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch của Baumann et al. (1980). 2.2.3. Phương pháp phân tích số liệu Số liệu được tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn bằng chương trình Excel. Sự khác biệt giữa các nghiệm thức được kiểm tra bằng phép thử Independent T-test ở mức ý nghĩa 95% với phần mềm SPSS 16.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2018, mẫu nước được thu và phân tích tại Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước và mật độ vi sinh vật bể nước ngọt 3.1.1. Chỉ tiêu chất lượng nước Kết quả theo dõi nhiệt độ nước của hai nghiệm thức biến động theo nhiệt độ của môi trường bên ngoài. Nhiệt độ trung bình ở cả hai nghiệm thức ở mức 28,3oC. Nhiệt độ và pH giữa hai nghiệm thức có sự khác biệt không đáng kể (P > 0,05) và thích hợp cho sự phát triển của đối tượng nuôi thủy sản nhiệt đới. Điều này cho thấy plasma lạnh không tác động lên nhiệt độ và pH của nước sau khi xử lý. Hình 1. Mô hình thí nghiệm xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản bằng plasma lạnh (3 m3/12 h) Bể lắng Bể đầu vào Cột lọc thô Bể chứa 1 Bể chứa 2 Tủ chứa cụm xử lý 110 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 Hình 2A cho thấy hàm lượng oxy hòa tan (DO) trong cả hai nghiệm thức ổn định và không khác biệt nhiều trong suốt thời gian thí nghiệm. Hàm lượng DO ở các bể luôn ở mức trung bình khá cao, dao động từ 4,2 đến 5,8 mg/L, thích hợp cho nhiều đối tượng nuôi thủy sản. Trong khi đó hàm lượng tiêu hao oxy hóa học (COD) có sự khác biệt giữa hai nghiệm thức từ ngày thứ 3 sau khi xử lý. Hàm lượng COD ở ao xử lý thấp và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với ao đối chứng (P < 0,05) (Hình 2B). Hàm lượng COD nghiệm thức đối chứng dao động từ 4,7 đến 6,6 mg/L, ở nghiệm thức xử lý là 3,3 đến 4,2 mg/L. Sau khi xử lý plasma lạnh, vật chất hữu cơ bị phân hủy dẫn đến hàm lượng COD giảm thấp. Như vậy, việc sử dụng hệ thống xử lý plasma lạnh trong nước nuôi trồng thủy sản đã góp phần giảm ô nhiễm môi trường nước. Tương tự nghiên cứu của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) thì hàm lượng COD của nước sau khi xử lý bằng công nghệ plasma giảm đến 90,4%. Nghiên cứu khác của Majeed và cộng tác viên (2012) thì hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ plasma có thể làm giảm lượng COD trong nước đến 30% sau khi xử lý. Hàm lượng TAN (Hình 3A) ở cả hai nghiệm thức tương đối thấp và có xu hướng giảm dần về cuối thí nghiệm. Hàm lượng TAN không có sự khác biệt thống kê giữa hai nghiệm thức cho đến ngày thứ 4 sau khi xử lý. Từ ngày thứ 4 đến cuối thí nghiệm, hàm lượng TAN ở nghiệm thức xử lý giảm nhanh còn 0,14 mg/L ở cuối thí nghiệm, và khác biệt thống kê so với đối chứng (P < 0,05). Hàm lượng TAN ở nghiệm thức xử lý thấp hơn là do việc xử lý nước bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng đến việc chuyển hóa nitơ trong nước làm cho hàm lượng TAN giảm thấp. Trong khi đó, hàm lượng NO2 (Hình 3B) có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức đối chứng và xử lý (P < 0,05). Hàm lượng NO2 ở nghiệm thức xử lý giảm thấp ở ngày đầu tiên còn 0,06 mg/L so với ban đầu bố trí thí nghiệm là 0,25 mg/L. Tuy nhiên, sang ngày thứ 2 thì lượng NO2 tăng cao đến khi kết thúc thí nghiệm, điều này cho thấy việc xử lý nước bằng hệ thống plasma lạnh đã có ảnh hưởng đến chuyển hóa NO2 trong nước. Nguyễn Văn Dũng (2015) đã báo cáo về việc xử lý nước bằng hệ thống plasma lạnh sẽ làm tăng rất mạnh hàm lượng nitrate và nitrite của nước sau xử lý do hiện tượng phóng điện màng chắn trong môi trường không khí ẩm. Hàm lượng vật chất hữu cơ lơ lửng (TSS) (Hình 3C) ở hai nghiệm thức giảm mạnh trong 2 ngày đầu sau khi xử lý, đặc biệt ở nghiệm thức xử lý plasma và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (P < 0,05). Kết quả này cho thấy việc xử lý nước bằng hệ thống plasma lạnh đã làm giảm hàm lượng TSS trong nước. Kết quả nghiên cứu phù hợp với kết quả của Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng (2015) khi nước được xử lý bằng hệ thống plasma làm giảm hàm lượng TSS đến 80,3%. 3.1.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 4A), Bacillus spp. (Hình 4B) và Aeromonas spp. (Hình 4C) ở nghiệm thức xử lý luôn thấp hơn đáng kể so với đối chứng, mật độ vi khuẩn giảm mạnh từ 1 đến 2 ngày sau khi xử lý bằng plasma lạnh và biến động nhẹ đến cuối thí nghiệm. Mật độ E. coli ở tất cả các bể dưới 10 cfu/mL. Kết quả cho thấy công nghệ plasma lạnh có khả năng diệt khuẩn nhanh và hiệu quả đối với hầu hết tất cả các loài vi sinh vật, và ngay cả đối với nhóm vi khuẩn có Gram dương có vách tế bào dày và có khả năng hình thành bào tử như Bacillus spp. Hình 2. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể nước ngọt A B 111 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 Hình 3. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước ngọt Hình 4. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể nước ngọt A B C A B C 112 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 3.2. Tác động của plasma lạnh lên chất lượng nước và mật độ vi sinh vật bể nước lợ 3.2.1. Chỉ tiêu chất lượng nước Nhiệt độ nước của hai nghiệm thức không có sự khác biệt đáng kể, nằm trong khoảng từ 25,5oC đến 29oC, trong ngưỡng nhiệt độ của các loài động vật thủy sản. Trong khi đó chỉ số pH có sự khác biệt thống kê giữa hai nghiệm thức. Giá trị pH ở đối chứng tăng cao hơn so với nghiệm thức xử lý. Kết quả còn cho thấy hàm lượng DO (Hình 5A) và COD (Hình 5B) ở cả hai nghiệm thức đều có xu hướng giảm. COD dao động trong khoảng từ 5,5 đến 8,2 mg/L thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. COD sau khi xử lý bằng hệ thống plasma lạnh giảm từ 6,9 còn 4,7 mg/L ở ngày thứ nhất và tăng nhẹ từ ngày thứ 3. Kết quả theo dõi hàm lượng TAN trong nước của hai nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) (Hình 6A). Đối với nghiệm thức xử lý, hàm lượng TAN trung bình sau khi xử lý ít bị biến động và giữ ở mức ổn định đến ngày thứ 6 thì bắt đầu giảm mạnh. Dựa vào kết quả phân tích mật độ và thành phần các loài tảo (không trình bày số liệu trong bài) cho thấy hàm lượng TAN trong nước giảm ở hai nghiệm thức về cuối thí nghiệm một phần là do thực vật phù du đã sử dụng TAN làm nguồn dinh dưỡng. Hình 5. Biến động hàm lượng DO (A) và COD (B) trong bể nước lợ Hình 6. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể nước lợ A B A B C 113 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 Hàm lượng NO2 (Hình 6B) khi bắt đầu theo dõi là 0,24 mg/L và tăng dần ở cả hai nghiệm thức. Nghiệm thức đối chứng có hàm lượng NO2 biến động ở mức thấp (từ 0,09 đến 0,77 mg/L). Trong khi đó, hàm lượng NO2 ở nghiệm thức xử lý tăng mạnh ngay từ ngày thứ nhất và đạt giá trị cao nhất (1,61 mg/L) ở ngày thứ 6 sau khi xử lý bằng plasma lạnh, khác biệt thống kê so với đối chứng (P < 0,05). Hàm lượng TSS không có sự khác biệt nhiều giữa hai nghiệm thức cũng như ít biến động trong suốt thời gian thí nghiệm (Hình 6C), giá trị trung bình khoảng 22,9 mg/L. 3.2.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh Tương tự kết quả thí nghiệm 1, mật độ tổng vi khuẩn (Hình 7A), Bacillus spp. (Hình 7B), Aeromonas spp. (Hình 7C) và E. coli ở các bể xử lý luôn thấp hơn đáng kể so với bể đối chứng. Hình 7. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. trong bể nước lợ A B C 3.3. Ảnh hưởng của plasma lạnh đến mật độ vi sinh vật và chất lượng nước trong bể nuôi cá lóc 3.3.1. Chỉ tiêu chất lượng nước Nhiệt độ và giá trị pH của nước các bể nuôi cá lóc ít biến động trong suốt quá trình thí nghiệm, và cũng không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức (P > 0,05). Nhiệt độ dao động từ 26oC đến 28,2oC, giá trị pH từ 6,6 đến 7,2. Theo Pillay (1990), nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng và phát triển của cá lóc từ 25 - 35oC. Courtenay và cộng tác viên (2004) cho rằng cá lóc có thể sống trong khoảng pH thấp 4 - 5 và khoảng thích hợp 6,5 - 8,5. Do đó, khoảng nhiệt độ và pH của thí nghiệm nằm ở điều kiện tối ưu cho sự phát triển của cá lóc. Nồng độ oxy hòa tan DO (Hình 8A) ở cả hai nghiệm thức giảm dần trong suốt thời gian thí nghiệm đặc biệt giảm mạnh ở nghiệm thức xử lý. Sự sụt giảm nồng độ DO diễn ra là do yêu cầu oxy cho hoạt động hô hấp của cá ngày càng tăng trong giai đoạn thí nghiệm. Trong khi đó, hàm lượng COD (Hình 8B) ở nghiệm thức xử lý thấp hơn đáng kể so với đối chứng (P < 0,05), hàm lượng COD nghiệm thức xử lý giảm mạnh từ 43,8 xuống còn 12,4 mg/L ở thời điểm kết thúc thí nghiệm. Hàm lượng COD ở các bể thí nghiệm khá cao nhưng vẫn nằm trong ngưỡng cho phép trong nuôi trồng thủy sản và có xu hướng tăng nhẹ vì hàm lượng TSS và hàm lượng chất hữu cơ ngày càng tăng trong môi trường bể nuôi cá. 114 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 Hình 8. Biến động nồng độ DO (A) và COD (B) trong bể cá lóc Hình 9. Biến động hàm lượng TAN (A), NO2 (B) và TSS (C) trong bể cá lóc Tổng lượng đạm amôn TAN (Hình 9A) của cả hai nghiệm thức tăng dần trong suốt quá trình thí nghiệm do các chất hữu cơ, chất thải, thức ăn dư thừa, cặn bã tích tụ ngày càng nhiều trong bể nuôi cá. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hàm lượng NO2 (Hình 9B) ở cả 2 nghiệm thức đều nằm trong giới hạn cho phép từ 0,014 - 0,093 mg/L. Nghiệm thức xử lý có xu hướng giảm còn bể đối chứng thì ngược lại. Qua đó cho thấy bể xử lý bằng hệ thống plasma lạnh có hàm lượng NO2 giảm thích hợp cho hệ thống nuôi thâm canh cá lóc trong bể bạt. A B A 3.3.2. Chỉ tiêu mật độ vi sinh Mật độ tổng vi khuẩn (Hình 10A) và Aeromonas spp. (Hình 10C) ở tất cả nghiệm thức có khuynh hướng tăng dần trong suốt thời gian thí nghiệm do quá trình tích lũy vật chất hữu cơ là môi trường thuận lợi cho tất cả các loài vi sinh vật phát triển (Nguyễn Hữu Thọ, 2001). Trong khi đó, mật độ Bacillus spp. (Hình 10B) ở cả hai nghiệm thức lại giảm nhẹ. Điều đáng lưu ý là mật độ tổng vi khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp. ở nghiệm thức xử lý sụt giảm mạnh sau 1 ngày nước được xử lý bằng plasma lạnh, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối B C 115 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 chứng (P < 0,05) mặc dù có khuynh hướng tăng dần trở lại từ ngày thứ 3 trở về cuối thí nghiệm. Mật độ tổng vi khuẩn giảm từ 6,7 ˟ 103 CFU/mL còn 5,67 ˟ 102 cfu/mL, trong khi đó hầu như không phát hiện được Aeromonas spp. (mật độ < 10 cfu/mL) ở ngày đầu tiên sau khi xử lý nước. Theo Anderson (1993), mật độ tổng vi khuẩn trong nước sạch là ít hơn 103 và trong nước bẩn là nhiều hơn 107 cfu/mL. Từ kết quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng plasma lạnh để xử lý nước đã làm cho mật độ vi sinh vật trong nước giảm đáng kể do đó thích hợp cho việc nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, phương pháp xử lý nước bằng plasma lạnh với công suất hiện tại và chỉ xử lý nước ở giai đoạn cấp nước vẫn chưa phát huy hết hiệu quả trong bể nuôi cá lóc khi quá trình tích lũy vật chất hữu cơ ngày càng tăng trong suốt thời gian thí nghiệm. IV. KẾT LUẬN Các yếu tố môi trường nước như nhiệt độ, giá trị pH, hàm lượng oxy hòa tan (DO), tiêu hao oxy hóa học (COD), tổng đạm amonia (TAN), hàm lượng nitrite (NO2) và tổng vật chất lơ lửng (TSS) của các bể thí nghiệm nằm trong ngưỡng thích hợp cho nuôi trồng thủy sản. Plasma lạnh không làm thay đổi nhiệt độ nước, pH và hàm lượng DO nhưng làm giảm COD trong nước ngọt và tăng COD trong nước lợ. TAN và TSS giảm sau khi được xử lý bằng plasma lạnh trong bể nước ngọt nhưng tăng trong bể thực nghiệm nuôi cá lóc. Plasma lạnh làm tăng hàm lượng NO2 trong nước. Plasma lạnh có khả năng diệt khuẩn (tổng vi khuẩn, Bacillus spp. và Aeromonas spp.). Trong suốt quá trình thí nghiệm, mật độ E.coli được ghi nhận chỉ ở mức < 10 cfu/mL qua các đợt thu mẫu. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Dũng, 2015, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong xử lý nước: tổng hợp tài liệu. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 36, trang 106-111. Trần Ngọc Đảm và Lê Mạnh Hùng, 2015. Thiết kế và chế tạo hệ thống xử lý nước uống đóng chai công suất 07 m3/ngày bằng công nghệ lọc trao đổi ion và Plasma. Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM. Hình 10. Biến động mật độ tổng vi khuẩn (A), Bacillus spp. (B) và Aeromonas spp. (C) trong bể cá lóc A C 116 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 8(93)/2018 Đoàn Thu Hà, 2013. Đánh giá hiện trạng cấp nước nông thôn vùng đồng bằng sông Cửu Long và đề xuất giải pháp phát triển. Tạp chí Khoa học thủy lợi và Môi trường, trang 43. Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh Chung, 2009. Khảo sát các mô hình nuôi cá lóc (Channa micropeltes và Channa striatus) ở Đồng bằng sông Cửu Long. Kỷ yếu Hội nghị khoa học thủy sản toàn quốc, Đại học Nông Lâm TP HCM. 436-447. Nguyễn Hữu Thọ, 2001, Biến động của sulfite, ammonia, nitrite, BOD, COD, chlo hữu cơ trong môi trường nước ảnh hưởng đến khả năng xảy ra bệnh đốm trắng, bệnh đàu vàng trên tôm nuôi ở Khánh Hòa. Tạp chí Thủy sản, 43, Bộ Thủy sản-Trung tâm Nghiên cứu thủy sản III, trang 5-15. Anderson, I., 1993. The veterinary approach to marine prawns. In: Aquaculture for veterinarians: fish husbandry and medicine (Editor Brown L.): 271-296. APHA, 1995. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19th Edition, American Public Health Association Inc., New York. Baumann, P., L. Baumann, S.S. Bang, and M.J. Woolkalis, 1980. Reevaluation of the taxonomy of Vibrio, Beneckea, and Photobacterium: abolition of the genus Beneckea. Curr. Microbiol. 4:127-132. Courtenay, W.R., Jr., J.D. Williams., R. Britz, M.N. Yamamoto., P.V. Loiselle, 2004. Identity of Introduced Snakeheads (Pisces, Channidae) in Hawaii and Madagascar, with comments on Ecological concern. Bishop Museum Occasional Papers, 77: 13. Grinevich V.I., E.Y. Kvitkova, N.A. Plastinia and V.V. Rybkin, 2011. Application of dielectric barrier discharge for waste water purification. Plasma Chemistry and Plasma Process. 31: 573-583.W.S.A. Kuraica, M. M., Obradović, B., Manojlović, D., Ostojić, D. R., and Purić, J., 2006. Application of coaxial dielectric barrier discharge for potable and waste water treatment. Ind. Eng. Chem. Res, 45, 882- 905. Majeed W.S.A., E. Karunakaran, C.A Biggs., W.B. Zinmmerman, 2012. Application of cascade dielectric barrier discharge plasma atomizers for waste water treatment. Proceeding of the 6th InternationalConference on Environmental Science and Technology. American science press. Rong S.P., Y.B. Sun and Z.H. Zhao, 2014. Degradation of sulfadiazine antibiotics by water falling film dielectric barrier discharge. Chinese Chemical Letter. 25: 187-192. Efficiency of cold plasma in aquaculture water treatment Pham Thi Tuyet Ngan, Nguyen Hoang Nhat Uyen, Tran Trung Giang, Nguyen Văn Dung, Dang Huynh Giao Abstract This study was conducted to evaluate ability of cold plasma technology for improving water quality. The study included 3 experiments with three replications: in fresh water tanks (experiment 1), in brackish water tanks (experiment 2) and in intensive fish tanks (experiment 3). Water samples collected before and after water treatment by cold plasma during 7-day experiment were analyzed to determine the efficiency of cold plasma in improving water quality. The results showed that all water quality parameters in experiments were suitable for aquaculture. The cold plasma did not affect water temperature, pH and DO. In experiment 1, the cold plasma decreased COD, TAN and TSS. However, it was found that the cold plasma increased NO2. In experiments 2 and 3, the cold plasma increased TAN, and NO2. In addition, the cold plasma has shown its ability in decreasing density of bacteria (total bacteria, Bacillus spp. and Aeromonas spp.). Besides, the density of Escherichia coli in water was recorded under 10 cfu/mL. These results proved that cold plasma has potential in improving water quality and removing bacterial pathogens in water. Keywords: Cold plasma, water quality parameters, bacterial density Ngày nhận bài: 19/7/2018 Ngày phản biện: 25/7/2018 Người phản biện: PGS.TS. Ngô Thị Thu Thảo Ngày duyệt đăng: 15/8/2018