Ảnh hưởng Formaldehyde đến lọc sinh học của hệ thống tuần hoàn

Một nghiên cứu xác định những ảnh hưởng của Formaldehyde – một chất sát khuẩn được FDA chấp thuận dùng để điều trị bệnh trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS).

Một mô hình nuôi trồng thủy sản tuần hoàn quy mô nhỏ. Nguồn: FAO

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) cho phép phát triển nuôi trồng thủy sản ở những nơi có nguồn nước cấp cho ao bị hạn chế hoặc giá thành cao (do chi phí máy bơm), nguy cơ nguồn nước đầu vào bị ô nhiễm hoặc nhiễm bệnh cao, công suất xử lý nước thải bị giới hạn, hoặc khi nhà quản lý muốn kiểm soát chặt chẽ về chất lượng nước và nhiệt độ trong hệ thống nuôi cá. Việc sản xuất cá bằng cách sử dụng RAS có thể là một thách thức bởi vì chất thải nitơ từ quá trình trao đổi chất cá hoặc thức ăn dư thừa có thể tích tụ và làm suy giảm chất lượng nước.

Chất lượng nước kém ức chế sự tăng trưởng của cá và hạn chế lợi ích kinh tế cho người sản xuất. Bộ lọc sinh học chứa vi khuẩn nitrat được sử dụng để giảm thiểu tổng nitơ amoniac (TAN) và giảm sự tích lũy nitrit trong nước do đó nó có vai trò quan trọng với quá trình sản xuất và phúc lợi của cá. Quần thể vi khuẩn nitrat hoá được thành lập trong màng sinh học của hệ thống lọc sinh học RAS.

Ngoài chất lượng nước kém, mật độ nuôi cao trong RAS có thể dễ dàng bùng phát dịch bệnh và điều kiện căng thẳng có thể làm tổn hại sức khỏe của cá. Đều trị dịch bệnh trong RAS là đặc biệt khó khăn vì các phương pháp điều trị cũng gây tổn hại cho vi khuẩn nitrat có lợi trong các hệ thống lọc sinh học.

Cần đảm bảo sự cân bằng của hiệu quả sử dụng thuốc để quản lý bệnh tật và ảnh hưởng của phương pháp điều trị đến các chức năng của vi khuẩn nitrat hóa, tuy nhiên vẫn chưa có nhiều nghiên cứu đáp ứng được yêu cầu này. 

Các nhà nghiên cứu tại US Geological Survey đã xác định liều đáp ứng của hệ vi sinh trong hệ thống lọc sinh học khi sử dụng sản phẩm formaldehyde cho việc điều trị ký sinh trùng bên ngoài ở trên cá, trong điều kiện dòng chảy liên tục báo cáo được đăng trên tạp chí Aquaculture Research.

Các nồng độ formaldehyde đã được thử nghiệm là 0; 9,25; 18,5; 37 và 55,5 mg formaldehyde/L; tổng nitơ amoniac hàng ngày (TAN) và nitrit được theo dõi trong quá trình nghiên cứu để định lượng chức năng của bộ lọc sinh học.

"Nghiên cứu của chúng tôi phát hiện ra rằng các bộ lọc sinh học chứa vi khuẩn chủ yếu là vi khuẩn hóa dễ bị ảnh hưởng của các liệu pháp formaldehyde", các nhà nghiên cứu cho biết.

Nghiên cứu này là một trong số ít nghiên cứu chứng minh tác động của formaldehyde lên các hệ thống tuần hoàn. Theo các nhà khoa học formaldehyde gây ra một sự ức chế phụ thuộc vào liều của quá trình nitrat hóa.

Họ cũng báo cáo rằng nồng độ formaldehyde lớn hơn 37 mg / L đã làm tăng nồng độ TAN, nitrate và nitrat hóa không hồi phục ở nồng độ phơi nhiễm trước tối đa 8 ngày sau khi tiếp xúc. Điều này có nghĩa khi sử dụng formaldehyde liều trên 37mg/l đã ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa trong bộ lọc sinh học.

"Các bộ lọc sinh học tiếp xúc với nồng độ formaldehyde dưới 37 mg / L sẽ được phục hồi theo thời gian. Với bộ lọc sinh học tiếp xúc trong 4 ngày liên tục với nồng độ formaldehyde là 18,5 mg / L đã bị hỏng và nhưng sẽ phục hồi sau 24 ngày phơi nhiễm ”, các nhà nghiên cứu kết luận.

Họ kết luận rằng nghiên cứu của họ có thể giúp xác định nồng độ formaldehyde an toàn có thể  áp dụng trong hệ thống RAS khi điều trị bệnh cho cá.

Nhóm tác giả: Kim T. Fredricks, Aaron R. Cupp, Susan M. Schleis, Richard A. Erickson, Mark P. Gaikowski.