HỌC VIÊN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

--------------

NGƠ THỊ NGỌC HÂN

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG
NANO BẠC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TỚI
ĐỘNG VẬT NỔI (ZOOPLANKTON)”

Hà Nội – 2021


Ọ

Ệ

Ệ

Ệ

KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
----------------

KH A L ẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ T I

“NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG
NANO BẠC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TỚI
ĐỘNG VẬT NỔI (ZOOPLANKTON)”
gười thực hiện

: Ngơ Thị Ngọc Hân

Lớp

: K62KHMTA

Khóa

: 62

Ngành

: Khoa họ M

iáo viên hướng dẫn

t

: ThS. Hồ Thị Thúy Hằng

H Nộ - 2021


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp ngồi
sự cố gắng nỗ lực của bản thân mình, em cịn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của
các thầy cơ giáo, gia đình và bạn bè. Nhân dịp này em xin được bày tỏ những lời
cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất của mình.
Đề tài khóa luận này của em được thực hiện với sự giúp đỡ và tạo điều kiện
của Bộ môn Công nghệ Môi trường – Khoa ài nguyên và

ôi trường và Khoa

Thủy sản, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới ThS. Hồ Thị Thúy Hằng
à người đã uôn tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức, kỹ năng
làm việc, giúp đỡ em trong học tập, nghiên cứu và theo sát em trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận này.

à đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới ThS. Nguyễn Thị

Hồng – giảng viên khoa Thủy sản, đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt
q trình làm thí nghiệm.
m xin gửi ời cảm ơn tới các bạn làm việc trên phòng thí nghiệm Bộ mơn
Cơng nghệ

ơi trường, đặc biệt là anh/chị, các bạn sinh viên nghiên cứu tại Bộ

môn Dinh dưỡng thức ăn – Khoa Thủy sản đã giúp đỡ em trong suốt q trình làm
thí nghiệm. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ của mình, cùng tồn
thể bạn bè những người ln bên em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại
Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

N


Ngô Thị Ngọc Hân

i


MỤC LỤC
LỜI CẢ

Ơ .............................................................................................................. i

MỤC LỤC ...................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. vi
TĨM TẮT KHÓA LUẬN ........................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1.Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 3
ƯƠ

1. ỔNG QUAN CÁC VẤ ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4

1.1. Hiện trạng và các vấn đề trong nuôi trồng thủy sản............................................. 4
1.1.1. Hiện trạng nuôi trồng thủy sản .......................................................................... 4
1.1.2. Các vấn đề trong nuôi trồng thủy sản ............................................................... 6
1.2. Tổng quan về thực trạng sử dụng nano bạc trong NTTS ..................................... 9
1.2.1. Tổng quan về nano bạc ..................................................................................... 9
1.2.2. Ứng dụng của nano bạc trong nuôi trồng thủy sản ......................................... 11
1.3. Zooplankton và vai trị của của lồi sinh vật trong thủy vực ............................. 14

1.3.1. Tổng quan chung về Zooplankton .................................................................. 14
1.3.2. Vai trò của zooplankton trong hệ sinh thái thủy sinh ..................................... 18
1.4. Tổng quan về nghiên cứu độc tính của vật liệu nano......................................... 19
ƯƠ

2. ĐỐ

ƯỢNG NỘ DU

À

ƯƠ

Á ............................. 25

2.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 25
2.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................................ 25
2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 25
2.4. hương pháp nghiên cứu.................................................................................... 25
2.4.1. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 25
2.4.2. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 28
2.4.3. hương pháp đánh giá độc tính ....................................................................... 29
ƯƠ

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 31

ii


3.1. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ nano bạc tới biểu hiện của một số loài

sinh vật thử nghiệm ................................................................................................... 31
3.2. Ảnh hưởng của kích thước nano bạc đến tỉ lệ tử vong của các sinh vật
thử nghiệm................................................................................................................. 34
3.2.1. Ảnh hưởng của kích thước nano bạc đến tỷ lệ tử vong của Moina
macrocopa ................................................................................................................. 34
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ của các kích thước đối với tỷ lệ tử vong của
Moina macrocopa ...................................................................................................... 36
3.2.3. Ảnh hưởng của kích thước nano bạc tới tỉ lệ tử vong của Brachionus
plicatilis ..................................................................................................................... 38
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ các kích thước đối với tỷ lệ tử vong của
Brachionus plicatilis .................................................................................................. 40
3.3. So sánh tỷ lệ tử vong của hai loài sinh vật thử nghiệm khi tiếp xúc với
nano bạc.......... .......................................................................................................... 41
ƯƠ

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 43

4.1. Kết luận…… ...................................................................................................... 43
4.2. Kiến nghị ........................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 45
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 50
Phần số liệu thơ trong q trình làm thí nghiệm ....................................................... 50

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. So sánh sự khác biệt giữa các hình thức ni .............................................6
Bảng 1.2. Vật liệu nano bạc ứng dụng loại bỏ vi khuẩn trong nước ........................ 12
Bảng 1.3. Một số nghiên cứu về độc tính trên 1 số lồi sinh vật dưới nước ............20

Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm độc tính .........................................................................28
Bảng 2.2. Chuyển dạng số liệu tỷ lệ sang đơn vị xác suất (probit)........................... 30
Bảng 3.1. Nồng độ gây ảnh hưởng của nano bạc tới Moina macrocopa ..................33
Bảng 3.2. Nồng độ gây chết Moina macrocopa của các kích thước nano bạc khác
nhau ........................................................................................................................... 36
Bảng 3.3. Nồng độ gây chết Brachionus plicatilis của các kích thước nanao bạc
khác nhau...................................................................................................................40
Bảng 3.4. So sánh tỉ lệ tử vong của hai sinh vật thử nghiệm tại kích thước AgNPs
20nm .......................................................................................................................... 41

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sản ượng NTTS của Việt Nam từ năm 2000 - 2020 .................................5
Hình 1.2. Hình ảnh các hạt nano bạc ........................................................................10
ình 1.3. ơ chế diệt khuẩn của nano Bạc ............................................................... 11
Hình 1.4. Hình ảnh các ồi động vật nổi qua kính hiển vi .......................................15
Hình 1.5. Hình ảnh lồi Moina.sp .............................................................................16
Hình 1.6. Mơ phỏng về chuỗi thức ăn trong thủy vực ..............................................19
Hình 2.1. Hình ảnh nano bạc sử dụng trong nghiên cứu...........................................26
Hình 2.2. Hình ảnh Moina macrocopa thử nghiệm...................................................26
Hình 2.3. Hình ảnh Brachionus plicatilis thử nghiệm...............................................27
Hình 2.4. Chuẩn bị và bố trí thí nghiệm nghiệm độc tính trên AgNPs ..................... 29
Hình 3.1. Sự thay đổi tỉ lệ biểu hiện bất thường của 2 loài sinh vật thử nghiệm theo
thời gian khi tiếp xúc với AgNPs ..............................................................................31
Hình 3.2. Moina macrocopa tiếp xúc với nano bạc 0,005ppm tại hai kích thước khác
nhau ........................................................................................................................... 34
Hình 3.3. Tỉ lệ tử vong của Moina macrocopa khi tiếp xúc với các kích thước khác
nhau của AgNPs ........................................................................................................35

Hình 3.4. Tỉ lệ tử vong của Brachionus plicatilis khi tiếp xúc AgNPs với các kích
thước khác nhau ........................................................................................................38
Hình 3.5. Hình ảnh Brachionus plicatilis sau khi tiếp xúc với AgNPs tại các nồng độ
và kích thước khác nhau ............................................................................................ 42

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AgNPs

Nano bạc

BNNPTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
ĐBS L

Đồng bằng sông Cửu Long

EC

Nồng độ gây ảnh hưởng cho sinh vật thí nghiệm
(Effective Concentration)

KHKT

Khoa học kỹ thuật

LC


Nồng độ gây tử vong cho sinh vật thí nghiệm
(Lethal Concentration)

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

OECD

Tổ chức hợp tác và phát triển Kinh tế
(Organisation for Economic Co-operation and Development)

FAO

Food and Agriculture Organization of the United Nations

vi


TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Hiện nay, nano bạc ngày càng đi sâu vào ĩnh vực ni trồng thủy sản
bởi đặc tính diệt khuẩn, tính bền trong mơi trường, để giải quyết một số vấn
đề hiện nay như: khử trùng ao nuôi, phối trộn cùng thức ăn thủy sản, thay thế
thuốc kháng sinh,… hưng vẫn còn một số hạn chế là các hạt phân tử bạc ơ
lửng trong ao nuôi trồng thủy sản có tác động đến các lồi thủy sinh vật trong
áo nuôi. Trong nghiên cứu này, dãy nồng độ thử nghiệm được sử dụng là
0,001ppm; 0,005ppm; 0,01ppm; 0,05ppm; 0,1ppm; 0,5ppm; 1pmm; 2 ppm ;
5ppm; 10 ppm, các nồng độ dựa trên nồng độ áp dụng cho một số mục đích
như: khử trùng, thay thế kháng sinh chữa bệnh cho cá. Và sử dụng hai loại

kích thước hạt khác nhau của AgNPs à 20nm và 50nm. ác động sinh thái
của

g

s đã được đánh giá trên hai oài động vật nổi là Moina macrocopa

và Brachionus plicatilis. Cả hai sinh vật thử nghiệm đều tử vong 100% cá thể
sau 15 phút tiếp xúc với AgNPs nồng độ ≥1ppm. Giá trị EC50, EC90, EC99
và LC50, LC90, LC99 của Moina macrocopa với AgNPs 50nm sau 30 phút
lần ượt là 0,16ppm; 0,62ppm; 1,85ppm và 0,17ppm; 0,63ppm; 1,87ppm. Đối
với Brachionus plicatilis có sức chịu cao hơn so với Moina macrocopa, tại
giá trị nồng độ 0,001 ppm, sau 4 giờ tỉ lệ biểu hiện của các cá thể này là 10%
và tăng ên 26% tại thời điểm 24 giờ kết thúc thử nghiệm. Tại các giá trị nồng
độ thấp 0,001 ppm và 0,005ppm, sau 24 giờ kết thúc thí nghiệm, tỉ lệ
Brachionus plicatilis sống sót là 74% và 58%. Nồng độ gây chết 50% cá thể,
90% cá thể và 99% cá thể tại thời điểm 24 giờ tiếp xúc với AgNPs 20nm và
50nm được xác định trên cá thể Brachionus plicatilis lần ượt là 0,02ppm;
0,22ppm; 1,57ppm và 0,006ppm; 0,09ppm; 0,75ppm.

vii


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọ đề tài
Những năm gần đây, ngành nuôi trồng thủy sản càng phát triển nhanh
hơn trên tồn cầu, đóng vai trị quan trọng trong việc cung cấp sản phẩm giàu
protein do nhu cầu sống của con người ngày càng phát triển.


ăm 2018 sản

ượng nuôi trồng thủy sản của Trung Quốc đạt hơn 47 triệu tấn, chiếm 58%
tổng sản ượng nuôi trồng của thế giới; tổng sản ượng của Ấn Độ là 7 triệu
tấn/năm (F O 2018). Tại Việt Nam, theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản (Bộ
NN –

) năm 2020, tổng sản ượng nuôi trồng thủy sản đạt 4,56 triệu tấn;

tăng 1,5% so với cùng kì năm 2019. Tuy nhiên, các vấn đề như: dịch bệnh, ơ
nhiễm mơi trường nước, sử dụng hóa chất, dư ượng thuốc kháng sinh… đã
và đang àm ảnh hưởng không nhỏ đến chất ượng sản phẩm, cũng như giá
thành sản phẩm. Trong số các phương pháp tiếp cận hiện nay, công nghệ nano
– như một phương pháp mới và sáng tạo – có nhiều ứng dụng và tiềm năng
lớn đối với ngành thủy sản. Các hạt nano kim loại được điều chế rộng rãi như
bạc ( g), vàng ( u) và đồng (Cu) với sinh học, quang học và đặc tính từ tính,
trong đó hạt nano bạc ( g

s) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong

ngành nuôi trồng thủy sản vì khả năng kháng khuẩn đối với vi khuẩn, virus và
nấm, có tính chất ổn định và có thể kéo dài hiệu quả kháng khuẩn trong thời
gian dài (Achmad Syafiuddin, 2017). Các nghiên cứu ứng dụng của AgNPs
trong ngành nuôi trồng thủy sản như: cải thiện chất ượng nước, khử trùng ao
nuôi trước và sau khi nuôi; ứng dụng trong kiểm soát mầm bệnh từ cá, nhuyễn
thể và giáp xác (Julio Cesar Meneses Márquez, 2018); nghiên cứu phát triển
vắc xin thế hệ để kháng lại vi khuẩn Listonella anguillarum ở cá chép (Kumar
Sr, 2008) và hội chứng đốm trắng (WSSV) – một loại virus tấn công tôm.
Trong hệ sinh thái thủy vực, động vật nổi à oài động vật phù du, là
nguồn thức ăn quan trọng của cá con và động vật giáp xác khác. húng cũng

đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái thủy sinh, bao gồm chất dinh
1


dưỡng và chu trình carbon. M. Anton-Pardo và Z. Adamek (2015) đã chứng
minh tầm quan trọng của động vật phù du đối với vòng đời của cá chép trong
những ao ni tự nhiên. Giống như các ồi cá khác, ấu trùng cá chép chủ yếu
ăn động vật phù du, bắt đầu từ các sinh vật nhỏ (luân trùng) và khi chúng phát
triển thì chuyển sang các sinh vật lớn hơn như: giáp xác chân chèo và
cladocerans (Adamek, 2015). Động vật nổi là loài nhạy cảm nên dễ bị tác
động bởi các chất tồn tại trong thủy vực. Nghiên cứu về độc sinh thái cho các
oài động vật nổi trong thủy vực là cần thiết. Saba Asghari và cộng sự (2012)
đã thử nghiệm độc tính bằng cách sử dụng 2 dạng của nano bạc: dạng keo và
dạng bột trên loài Daphnia magna. Kết quả thử nghiệm cho thấy sự khác biệt
các loại hạt nano và ion bạc được tạo ra khác nhau tử vong phụ thuộc vào liều
ượng. Đặc biệt, độc tính của bột bạc nano được phân tán bởi sonication là
thấp hơn so với các hạt nano bạc dạng keo. Do đó, kết quả cho thấy rằng các
phản ứng độc hại liên quan nhiều hơn đến các đặc tính hóa học và sự kết hợp
của các hạt nano khác nhau (Saba Asghari & Min Chaul Moon, 2012). Trịnh
Đăng

ậu và cộng sự (2019) đã nghiên cứu ảnh hưởng của Potassium

dichromate đến Moina micrura Kurz. 1875 (Cladocera: Moinidae). Kết quả
của thử nghiệm độc học cấp tính của potassium dichromate đến lồi Moina
micrura cho thấy LC50 tại 3 mốc thời gian 12 giờ, 24 giờ và 48 giờ lần ượt là
0,26 mg/ , 0,15 mg/ và 0,08 mg/ . Đối với thí nghiệm độc mãn tính, kết quả
EC50 của K2Cr2O7 ảnh hưởng lên số ượng trứng của một con mẹ là 0,015
mg/L và số ượng con sống là 0,009 mg/l (Trịnh Đăng


ậu, 2019).

Để hiểu rõ hơn về nguy cơ tiềm ẩn của nano bạc trong ni trồng thủy
sản ảnh hưởng các ồi động vật nổi như thế nào, từ đó ảnh hưởng đến chuỗi
thức ăn trong ao nuôi, gây mất cân bằng hệ sinh thái. Vì vậy, em thực hiện đề
tài “N

ê

ứu ả

ởng của vi c sử dụng nano bạc trong nuôi trồng

thủy sản tớ động vật nổ (Zoopla k o )”. Kết quả đề tài sẽ góp phần bổ

2


sung thơng tin cho nguồn dữ liệu độc tính của các chất này, phục vụ công tác
đánh giá rủi ro của nano bạc đến hệ sinh thái động vật nổi.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng nano bạc trong thủy sản tới
một số loài thuộc động vật nổi (Zooplankton).

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Hi n trạng và các vấ đề trong nuôi trồng thủy sản

1.1.1. Hiện trạng nuôi trồng thủy sản
Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản (Bộ

&

) năm 2019 tổng

sản ượng thủy sản đạt khoảng 8,15 triệu tấn, tăng 4,9% trong đó sản ượng
khai thác đạt 3,77 triệu tấn, tăng 4,5%, nuôi trồng đạt 4,38 triệu tấn, tăng
5,2% so với năm 2018.

ả năm 2019, diện tích ni tơm đạt 720 nghìn ha,

sản ượng tơm nước lợ ước đạt 750 nghìn tấn bằng 98,3% so với năm 2018,
trong đó tơm sú ước đạt 270.000 tấn, tôm chân trắng à đạt 480.000 tấn. Tổng
diện tích ni cá tra năm 2019 ước đạt 6,6 nghìn ha; tăng 22,2% so với năm
2018; sản ượng đạt 1,42 triệu tấn, tương đương với năm 2018.

ăm 2020,

tổng diện tích ni trồng thủy sản duy trì ổn định khoảng 1,3 triệu ha (diện
tích ni mặn lợ đạt 850 nghìn ha, ni nước ngọt đạt 450 nghìn ha). Tổng
sản ượng thuỷ sản đạt 8,4 triệu tấn; trong đó sản ượng ni trồng đạt 4,56
triệu tấn; tăng 1,5%, kim ngạch xuất khẩu thủy sản ước đạt 8,4 tỷ USD. Trong
đó, tơm ni 950.000 tấn (tơm sú đạt 267,7 nghìn tấn, tơm chân trắng 632,3
nghìn tấn, tơm khác 50.000 tấn), cá tra 1.560.000 tấn. Cả nước có 2.362 cơ sở
sản xuất giống tơm nước lợ (1.750 cơ sở giống tôm sú và 612 cơ sở giống tôm
chân trắng). Sản xuất được là 79,3 triệu con tôm giống (tôm sú 15,8 triệu con;
tôm chân trắng 64,1 triệu con). Riêng khu vực ĐBS L có khoảng 120 cơ sở
sản xuất giống cá tra bố mẹ, gần 4.000 ha ương dưỡng cá tra giống; sản xuất

được khoảng 2 tỷ cá tra giống. Diện tích ni biển 260 nghìn ha và 7,5 triệu
m3 lồng; sản ượng đạt 600 nghìn tấn. rong đó ni cá biển 8,7 nghìn ha và
3,8 triệu m3 lồng, sản ượng 38 nghìn tấn; nhuyễn thể 54,5 nghìn ha, 375
nghìn tấn; tơm hùm 3,7 triệu m3 lồng, 2,1 nghìn tấn; rong biển 10.150 ha, 120
nghìn tấn; cịn lại là cua biển và các đối tượng nuôi khác: cá nước lạnh (cá
hồi, cá tầm…đạt 3.720 tấn, cao hơn 2 ần so với năm 2015 (1.585 tấn).

4


Hình 1.1. Sả l ợng NTTS của Vi t Nam từ ăm 2000 - 2020
(Dựa theo số liệu từ Thống kê Thủy sản, 2020)
Về hình thức ni, thủy sản nước ta được ni theo 4 hình thức khác
nhau là quảng canh, quảng canh cải tiến, bán thâm canh và thâm canh. Các
hình thức này có sự khác nhau về sự đầu tư con giống, thức ăn và mức độ
trang thiết bị khoa học kỹ thuật do đó dẫn đến sự khác biệt rõ ràng về năng
suất (Bảng 1.1). rong đó, thâm canh và bán thâm canh hiện nay được tập
trung phát triển hơn cả nhờ năng suất cao, chất ượng sản phẩm có giá trị kinh
tế cao, đồng thời dễ dàng kiểm sốt dịch bệnh hơn các hình ni phụ thuộc tự
nhiên như trước đây.
Về quy trình ni, cơ bản gồm 4 giai đoạn:
+ iai đoạn 1: Chuẩn bị con giống, con giống tốt sẽ giúp cho việc nuôi
đơn giản hơn, thủy sản sẽ lớn nhanh và tăng hiệu quả kinh tế. Vì thế cần đảm
bảo lựa chọn nguồn giống chất ượng, nguồn giống này có thể là giống tự
nhiên hay nhân tạo đều được. Bên cạnh đó cần phải chuẩn bị môi trường nuôi
thủy sản tốt, bởi dù giống có tốt đến mấy nhưng nếu mơi trường bẩn, khơng
phù hợp thì chúng có thể bị chết. heo đó cần tiến hành khử trùng, làm sạch,
đảm bảo nước trong phù hợp với đặc tính thủy sản.

5



+

iai đoạn 2: Q trình chăm sóc vật ni. Các loại thủy sản sau khi

được lựa chọn kỹ ưỡng sẽ được chuyển đến mơi trường ni. Trong q trình
này cần phải dùng thức ăn chăn nuôi do các nhà máy sản xuất để cho thủy sản
ăn. hường xuyên kiểm tra để phát hiện bệnh dịch, thay nước nếu bị ô nhiễm.
+

iai đoạn 3: Thu hoạch. Khi thủy sản đã phát triển đến ngưỡng nhất

định thì ta tiến hành thu hoạch. Sử dụng các kỹ thuật chuyên nghiệp để thu
hoạch nhanh nhất.
+

iai đoạn 4: Xuất bán, dọn dẹp ao nuôi, khử trùng để chuẩn bị cho

ượt nuôi mới.
Bảng 1.1. So sánh s khác bi t giữa các hình thức ni
Hình thức nuôi

Nguồn
giống

Nguồn
thức ăn

Mức độ

trang bị
KHKT

ăng suất
(tấn/ha/vụ)
Cá

Tôm

Quảng canh

Tự nhiên

Tự nhiên

Không

<1

< 0,5

Quảng canh cải
tiến

Có bổ sung
giống nhân
tạo

Có sử dụng
thức ăn bổ

sung

Ít

1–3

0,5 – 2

Bán thâm canh

Chủ yếu
giống nhân
tạo

Chủ yếu
dùng thức
ăn chế biến

Trung bình

3 – 15

2–4

Thâm canh

Hồn tồn
nhân tạo

Thức ăn

cơng
nghiệp

Nhiều

>15

>4

1.1.2. Các vấ đề trong ni trồng thủy sản
a/ Tình hình dịch b nh trong ni trồng thủy sản
Dịch bệnh là một trong các nguyên nhân quan trọng khiến chất ượng
sản phẩm của nuôi trồng thủy sản bị đánh giá thấp, gây cho người dân thiệt
hạn nặng nề. Trên thế giới các vấn đề dịch bệnh đã được tập trung nghiên cứu

6


từ những năm cuối thế kỷ 20. Tại các trang trại nuôi cá hồi Đại ây Dương ở
Scotland, các vấn đề nghiêm trọng đã được gây ra bởi sự xuất hiện của rận
biển (Pike và Wadsworth, 2000), bệnh nhọt (Austin và Austin, 1993), hoại tử
tuyến tụy nhiễm trùng (IPN) (Hill, 1982) và nhiễm trùng thiếu máu cá hồi
(ISA) (Anon, 2000). Các loại ký sinh trùng và bệnh khác đã xuất hiện ở các
loài cá hồi, chẳng hạn như bệnh amip mang (Nowak, 2001), Kudoa thyrsites
(St-Hilaire, 1998), Gyrodactylus salaris (Johnsen và Jensen, 1991) và
Parvicapsula (Sterud, 2003). Đã có những nghiên cứu về bệnh trên cá và đặc
biệt là cá tầm gây ra bởi virus Iridoviruses. Virus Iridoviruses đầu tiên liên
quan đến các đợt bùng phát bệnh tiêu chảy ở cá tầm là Iridovirus cá tầm trắng
(WSIV) (Hedrick R.P., 1990) .Các virus Iridolike khác đã được phát hiện ở
các loài cá tầm khác nhau ở Bắc Mỹ và


hâu Âu, đó à virus Iridovirus cá

tầm trắng (WSIV) (Hedrick R.P., 1990; Raverty S., 2003), virus Iridovirus cá
tầm sông Missouri (MRSIV) (Kurobe T., 2008), virus cá tầm mũi ngắn
(SNSV) (Lapatra S.E., 2014), virus cá tầm trắng British Columbia (BCWSV),
virus Namao (NV) (Clouthier S.C., 2013) và Iridovirus cá tầm Nga (Adkison
M.A., 1998).
Tại Việt am, đã có rất nhiều nghiên cứu về dịch bệnh và các giải pháp
phòng ngừa điều trị cho thủy sinh nhằm đảm bảo mơi trường ni an tồn .Võ
ăn

ha và cộng sự (2014 – 2015) đã có nghiên cứu về đánh giá thực trạng

sử dụng kháng sinh, hiện tượng kháng thuốc của vi khuẩn và đề xuất giải
pháp phịng trị bệnh tơm hùm nuôi lồng bè hiệu quả tại vùng biển tỉnh Phú
Yên, ông đã đưa ra các vấn đề bệnh ở trên tôm. Đối với tôm nước lợ: Theo
điều tra một số bệnh thường gặp ở tôm thẻ chân trắng, tôm sú là bệnh hoại tử
gan tụy, đốm trắng, đỏ thân, đen đầu… tác nhân gây bệnh được xác định do
virus

B

và đốm trắng trong đó bệnh đốm trắng (chiếm 80%) gây thiệt hại

nặng nhất với tỷ lệ chết rất cao trên 80%. Đối với tôm hùm: Bệnh tôm hùm
xảy ra chủ yếu là bệnh trắng râu, ong đầu, đỏ thân, đen mang, bệnh sữa. Một
7



số bệnh đã tìm được tác nhân gây bệnh như bệnh đỏ thân do vi khuẩn Vibrio
alginolyticus, bệnh đen mang do nấm Fusarium solani, bệnh sữa do
Rickettsia. Nguyễn Bảo Trung và Từ hanh Dung rương (2018) đã nghiên
cứu bệnh vi khuẩn trên cá Bớp (Rachycentron canadum) nuôi lồng ở tỉnh
Kiên Giang. Nghiên cứu đã thu thập và phân lập được 34 chủng vi khuẩn trên
75 mẫu cá bóp bệnh từ 36 lồng nuôi cá biển ở 4 đảo như: hú Quốc, Kiên Hải
( am Du), Kiên Lương ( òn

ghệ) và Tiên Hải. Các chủng vi khuẩn được

kiểm tra các đặc điểm hình thái, sinh ý, sinh hóa; trong đó định danh nhóm
Vibrio sp và Photobacterium sp với kit API 20E, nhóm Streptococcus sp với
kit API 20 Strep kết hợp với phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA. Kết
quả ghi nhận tổng số 14 chủng vi khuẩn Vibrio alginolyticus và 9 chủng
Photobacterium damselae được phân lập trên cá bóp bệnh xuất huyết, lở loét.
Trong khi, 11 chủng Streptococcus iniae phân lập được trên cá bóp bệnh phù
mắt. Thị Mỹ Hạnh và cộng sự (2019) đã nghiên cứu về tác nhân gây bệnh
xuất huyết ở cá Chiên (Bagarius yarrelli) nuôi lồng tại uyên Quang và đề
xuất biện pháp phòng trị.

hương pháp nuôi cấy, phân lập và gây nhiễm nhân

tạo đã được áp dụng trong nghiên cứu. Kết quả cho thấy, vi khuẩn Aeromonas
hydrophila là tác nhân gây bệnh ở cá Chiên với biểu hiện bệnh ý như: đốm
đỏ, loét, xuất huyết ở thân, ruột khơng có thức ăn, gan sưng huyết, ổ bụng
chứa nhiều dịch. Vi khuẩn A. hydrophila có độc lực cao, gây chết cá 100%
trong 3 ngày ở nồng độ gây nhiễm 104 – 106 CFU/ml. Ở nồng độ 103 CFU/ml,
A. hydrophila gây chết cá thí nghiệm với biểu hiện loét phần bụng và gan thận
sưng huyết, tỷ lệ chết cộng dồn tăng dần theo thời gian từ 47,6% ở ngày thứ
2, tăng ên 90,5% ở ngày thứ 4 và 100% ngày thứ 5.

b/ Ơ nhiễm m

ớc trong ni trồng thủy sản

Bên cạnh dịch bệnh gây ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản, ô nhiễm
môi trường nước nuôi cũng đang à vấn đề cần quan tâm trong nuôi trồng

8


thủy sản. Chi cục Bảo vệ môi trường

à ĩnh cũng cho biết: Nhiều hộ nuôi

tôm sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, chất kháng sinh để điều trị bệnh
tôm không chỉ gây ảnh hưởng xấu đến nguồn nước ni trồng thủy sản mà
cịn ảnh hưởng đến hệ sinh thái xung quanh. Bên cạnh đó, vẫn cịn rất nhiều
hộ nuôi bơm bùn thải ao tôm trực tiếp ra các kênh nội đồng, thải nước trực
tiếp ra các kệnh thủy lợi hoặc ra biển khiến dịch bệnh lây lan, gây ô nhiễm
nguồn nước ngầm và gián tiếp ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Chất
thải chủ yếu là bùn thải chứa phân thủy sản, thức ăn dư thừa, khoáng chất, ưu
huỳnh lắng đọng, vơi … rong mơ hình ni tơm thâm canh thì có tới 15 –
20% ượng thức ăn được sử dụng để phát triển mô động vật, 15% tổng ượng
thức ăn dư thừa và chỉ có 45% được sử dụng vào q trình sinh trưởng của
tơm. Phần lớn các loại thức ăn, hợp chất dư thừa tích tụ dưới đáy ao gây ô
nhiễm môi trường nước trầm trọng tạo điều kiện thuận lợi cho mầm bệnh sinh
sôi và phát triển. Mặt khác, trong nước ni tơm cịn chứa dư ượng các loại
chất kháng sinh, hóa chất, thuốc trị bệnh tôm,…đã được thải trực tiếp ra môi
trường bên ngoài mang theo một ượng lớn hợp chất Nito, Photpho và các
chất dinh dưỡng có lợi cho sự phát triển của các vi khuẩn gây hại.

1.2. Tổng quan về th c trạng sử dụng nano bạc trong NTTS
1.2.1. Tổng quan về nano bạc
Công nghệ nano là ngành công nghệ iên quan đến việc thiết kế, phân
tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều
khiển hình dáng, kích thước trên quy mơ nanomet (nm, 1 nm = 10-9 m). Vật
liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet. Chúng
có nhiều đặc tính nổi trội như: kích thước đặc biệt <100 nm, tỷ lệ bề mặt/thể
tích lớn, có tiềm năng phản ứng cao, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng bề mặt
asmon…

9


Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước nanomet của chúng
đã đạt tới kích thước giới hạn của nhiều tính chất hóa lý của vật liệu thơng
thường. Kích thước vật liệu nano trải dài một khoảng từ vài nm đến vài trăm
nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên cứu. Nano bạc
(AgNPs) là những hạt bạc có kích thước nano, có diện tích mặt rất lớn giúp
gia tăng tiếp xúc của chúng với vi khuẩn hoặc nấm vì thế cho hiệu quả diệt
khuẩn ngay khi tiếp xúc.
Nano bạc được biết đến như à một chất kháng khuẩn tự nhiên mạnh
nhất, có phổ khử trùng rộng, tác dụng diệt khuẩn kéo dài. Trong vài phút tiếp
xúc, nó có thể tiêu diệt trên 650 lồi vi khuẩn. Tác dụng diệt khuẩn nhanh,
khơng kháng thuốc, an tồn, bảo vệ mơi trường, dễ sử dụng.

Hình 1.2. Hình ảnh các hạt nano bạc
Ứng dụng của Bạc được biết đến từ thời xa xưa với việc dùng vòng
bạc, đồng xu bằng bạc, bình đựng bằng bạc... đề kháng khuẩn, diệt khuẩn (R.
Behra, 2013). ơ chế diệt khuẩn trong nước của nano bạc: các hạt nano bạc
sau khi đã chuyển thành ion Ag+ tấn công đồng thời vào các vị trí trong tế bào

vi sinh vật, vơ hiệu hóa các chức năng quan trọng trong tế bào làm ảnh hưởng
đến quá trình tổng hợp thành tế bào, quá trình vận chuyển các chất qua màng,
tổng hợp và dịch mã axit nucleic (RNA, DNA), tổng hợp protein cũng như
vận chuyển điện tử qua màng. Ion bạc có ái lực mạnh đối với các nhóm chức
mang điện tích âm phân tử sinh học. Đó à các nhóm –SH, -COOH, PO43- và
10


các nhóm chức tích điện âm khác phân bố khắp tế bào vi sinh vật. Chính phản
ứng liên kết đó đã àm thay đổi cấu trúc của các phân tử, làm chúng mất tác
dụng trong tế bào.

Hì

1.3. Cơ

ế di t khuẩn của nano Bạc

1.2.2. Ứng dụng của nano bạc trong nuôi trồng thủy sản
Công nghệ nano là một trong những giải pháp được quan tâm nhiều
bởi các nhà nghiên cứu và đặc biệt trong ngành nuôi trồng thủy sản ( X. Zhou
2009). Các hạt nano được ứng dụng vào các giai đoạn khác nhau trong nuôi
trồng thủy sản. Đặc biệt nano bạc, với đặc tính diệt khuẩn, kháng khuẩn tuyệt
đối, đã được các nhà nghiên cứu ứng dụng trong các giai đoạn nuôi trồng thủy
sản
 Ứng dụng các hạt nano bạc để cải thiện chấ lượ

ước trong nuôi

trồng thủy sản

Hiện nay, chất ượng nước đang dần ô nhiễm do nước thải các khu đô
thị, nước thải nhà máy công nghiệp... chưa qua xử lý, thải trực tiếp ra ngồi
mơi trường. rong khi đó phần đa ni trồng thủy sản bằng phương thức bán
thâm canh, thâm canh, ượng nước sử dụng thường lấy từ mương ớn, qua
màng lọc đơn giản. Bên cạnh đó, trong q trình ni thức ăn dư thừa, sự bài
tiết của các sinh vật trong nước, thuốc kháng sinh dưu thừa... tồn đọng trong

11


môi trường nuôi. Trong thời gian dài, phương pháp được sử dụng nhiều để cải
thiện chất ượng nước là liên tục thay nước ao bằng nước ngọt mới, ngồi ra
cịn dùng vôi bột trước khi lấy nước vào ao nuôi để khử trùng. Tuy nhiên
ượng nước sạch cần thiết để đáp ứng cho các ao nuôi đang dần hạn chế; bên
cạnh đó, việc sử dụng vơi bột khơng diệt được hết các vi khuẩn gây bệnh
trong q trình ni. Để khắc phục ô nhiễm nước, khử trùng ao nuôi trước khi
nuôi bằng cách sử dụng nano bạc diệt khuẩn, loại bỏ các chất hữu cơ, chất
thải, sử dụng màng được xây dựng bằng các hợp chất nano (GC. Quintero
2012). Lukhele. LP và cộng sự (2010), nghiên cứu sử dụng các hạt nano bạc
cố định trên ống nano carbon và po yme cyc odextrin để khử trùng nước có
chứa E.coli và V.cholearae. Kết quả cho thấy giảm các đơn vị hình thành các
khuẩn lạc (Lukhele Lp, 2010).
Bảng 1.2. Vật li u nano bạc ứng dụng loại bỏ vi khuẩ

o

ớc

H thống


Loại bỏ chất ô nhiễm

Tác giả

Bọt Polyurethane tráng AgNP

E. coli

Jain và Pradeep (2005)

AgCoFe2O4 –GO nanocompozit

Pb (II), E. coli, S. aureus

Ma và c ng sự. (2015)

Bộ lọc nước Gốm tẩm AgNPs

C. parvum

Abebe và c ng sự. (2015)

Màng nền hỗn hợp siêu lọc có tẩm
Fe2O3 NPs

E. coli

Mukherjee và De (2015)

Ag / rGO hydrogel


E. coli

Zeng và c ng sự. (2015)

Màng mỏng tự lắp ráp
Polyelectrolytes / AgNPs

E. coli

Zarpelon và c ng sự.
(2016)

Tổng số coliform và E.

Dankovich và c ng sự.

coli

(2016)

E. faecalis

Motshekga và c ng sự.
(2015)

AgNPs hoặc CuNPs
CSNPs, AgNPs và ZnNPs

(Julio Cesar Meneses Márquez, 2018)


12


* Sử dụng các hạt nano bạc để kiểm soát dịch bệnh
Trong nuôi trồng thủy sản, một trong những thách thức lớn đó à kiểm
sốt dịch bệnh do virus, vi khuẩn, nấm và kí sinh trùng gây ra. Một trong
những ứng dụng của các hạt nano bạc là kiểm soát dịch bệnh do khả năng diệt
khuẩn của chúng (Gong P, 2007). Raissy Mehdi và Mahsa Ansari (2011)
đánh giá tác dụng kháng khuẩn của nano bạc trong 2 loài vi khuẩn gây bệnh
trên cá: Lactococcus garvieae và Steptococcus iniae. Kết quả cho thấy giá trị
trung bình của nồng độ ức chế tối thiểu (

) đối với vi khuẩn Lactococcus

garvieae à 2,59 µg/m ; đối với vi khuẩn Steptococcus iniae là 2,1 µg/ml. Kết
quả cho thấy rằng vi khuẩn Steptococcus iniae nhạy cảm hơn so với vi khuẩn
Lactococcus garvieae (Ansari., 2011). Trong một nghiên cứu khác, sử dụng
AgNPs chống lại ký sinh trùng Ichthyophthirius multifiliis – một loại ký sinh
trùng gây bệnh đốm trắng ở cá nước ngọt; kết quả cho thấy với hai nồng độ 5
và 10 mg/ đã chống lại hiệu quả loài ký sinh trùng này (M. Saleh 2017). Bên
cạnh đó nghiên cứu phát triển về vắc xin thế hệ để bảo vệ cá chép châu Á
bằng cách sử dụng các hạt nano chống lại vi khuẩn Listonella anguillarum và
hội trứng đốm trắng (WSSV) – một loại virus tấn công tôm (SR. Kumar
2008). Otherwize và cộng sự, 2016 đánh giá việc ứng dụng AgNPs làm tác
nhân dẫn đỏ zadirachta indica để đánh giá hiệu ứng mô-đun miễn dịch ở cá
bị nhiễm bệnh như Cirrhinus mrigala với Aeromona hidrophila, bằng cách
cấy 20µL nồng độ AgNPs cho cá trong 20 ngày. Chức năng hoạt động của
các thông số miễn dịch học như: mye operoxidase, hoạt động thực bào, chống
protease và ysozyme, tăng đáng kể ở cá được xử lý bằng AgNPs, chống lại

nhiễm trùng, tỷ lệ sống 73% (MA. Rather 2011).
* Sử dụng các hạt nano trong dinh dưỡng nuôi trồng thủy sản
Trong sản xuất thức ăn của các loài sinh vật nuôi trong thủy sản đều
dưới dạng viên nén. Những viên này được làm theo nhu cầu dinh dưỡng như:

13


lipid, protein, carbohydrate, khoáng chất và vitamin. Một ý tưởng mới là các
hạt nano có thể được áp dụng trong thực phẩm để cải thiện tỷ lệ chất dinh
dưỡng và các khống chất đi qua trực tiếp trong q trình tiêu hóa của các lồi
sinh vật. Một số nhà nghiên cứu cho thấy rằng trong công nghiệp chế biến
thức ăn cho cá đã thu được kết quả tốt hơn trong thức ăn viên (khía cạnh vật
lý và hóa học, chất ượng dinh dưỡng của nguyên liệu và thức ăn viên) khi
công nghệ nano đã được áp dụng trong sản xuất của họ (V. Kizak 2011). A.
Alishashi và cộng sự (2011) đã nghiên cứu kết hợp các hạt nano với vitamin
C trong thức ăn của cá hồi vân, cho thấy sự gia tăng của hệ thống miễn dịch,
giúp hạn chế việc sử dụng kháng sinh.
1.3. Zooplankton và vai trò của của loài sinh vật trong thủy v c
1.3.1. Tổng quan chung về Zooplankton
Động vật nổi (Zooplankton) là tập hợp những động vật sống trơi nổi
trong mơi trường nước và khơng có khả năng bơi ngược dịng nước.
Dựa vào kích thước, nhóm động vật nổi được chia thành các dạng như
sau:
- Động vật nổi cực lớn (Megaloplankton): có kích thước trên 1m, điển
hình là các loại sứa biển.
- Động vật nổi lớn (Macroplankton): có kích thước trong khoảng 1 –
100cm, điển hình là các loại sứa nhỏ.
- Động vật nổi lớn vừa (Mesoplankton): có kích thước trong khoảng 1 –
10mm, điển hình là các loài giáp xác chân chèo (Copepoda), giáp xác râu

ngành (Cladocera).
- Động vật nổi nhỏ (Microplankton): có kích thước từ 0,05 – 1mm, điển
hình là các lồi ầu trùng thuộc giáp xác chân chèo (Copepoda), nhuyển thể
(Mollusca) và trùng bánh xe (Rotatoria).

14


- Động vật nổi cực nhỏ (Nanoplankton): có kích thước vài mươi
micromet, điển hình là các lồi thuộc động vật nguyên sinh (Protozoa), vi
khuẩn (Bacteria).

Hình 1.4. Hình ả

á lo

động vật nổi qua kính hiển vi

Các lồi Zooplankton thường trơi theo các dịng hải ưu, một số thì sử
dụng khả năng vận động để tránh các oài săn mồi hoặc để tăng tốc độ bắt
mồi. Khả năng sinh sản của động vật phù du cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các
yếu tố sinh học, cũng như các yếu tố vật lý của môi trường. Các yếu tố sinh
học bao gồm sinh sản, săn mồi, tập trung thực vật phù du và di cư theo
phương thẳng đứng. Yếu tố vật lý ảnh hưởng nhiều nhất đến sự phân bố của
động vật phù du là sự pha trộn của cột nước (các dòng chảy lên và chảy
xuống dọc theo bờ biển và trong đại dương mở) ảnh hưởng đến sự sẵn có của
chất dinh dưỡng.
Một số đặc điểm về Moina.sp
Moina.sp hay còn gọi là trứng nước hoặc bo bo, là một loài giáp xác nhỏ
thuộc bộ Cladocera và họ là Moinadae. Các giống oài thường gặp của

Moina.sp: Moina dubia, Daphnia moina, Moina macrocopa, Moina micrura.
Kích thước trung bình của lồi Moina.sp từ 400 – 500 µm, có những con có
kích thước ên đến 700–1000 µm. Moina.sp có cấu tạo cơ thể bao gồm phần
đầu và phần thân ( ình 6). Ăng ten à phương tiện chính của vận động. Đơi
15


mắt hợp chất lớn nằm dưới da ở hai bên đầu. Một trong những đặc điểm chính
của lồi giáp xác này là phần chính của cơ thể được bao bọc trong một bộ xương
bên ngoài (carapace). Định kỳ, chúng lột xác hoặc lột lớp vỏ bên ngoài. Túi
đựng trứng, nơi trứng và phơi phát triển, nằm ở phía ưng của con cái.

Hình 1.5. Hình ảnh lồi Moina.sp
Moina.sp phân bố chủ yếu ở vùng nước ngọt, phát triển mạnh ở những
thủy vực giàu chất hữu cơ đang phân hủy, nước trung tính hoặc hơi kiềm.
Thức ăn chủ yếu của ồi này đó à thực vật phù du, đặc biệt là tảo. Các cá thể
cái của lồi Moina.sp sinh sản vơ tính. rong điều kiện tối ưu,

oina.sp sinh

sản khi được 4–7 ngày tuổi. Hầu hết con cái sản xuất được từ 2-6 con cái
trong suốt cuộc đời của chúng. Moina.sp có giá trị dinh dưỡng cao và là thức
ăn vô cùng quan trọng cho ấu trùng động vật thủy sản. Do đó, hiện nay trong
NTTS Moina.sp được sử dụng làm thức ăn cho giai đoạn ương nuôi cá
bột,đặc biệt là những loại cá có giá trị kinh tế cao.
Một số đặc điểm của Brachionus plicatilis
Theo nhà nghiên cứu Pechenik (2000), hệ thống phân loại của luân
trùng thuộc ngành: Rotifera, lớp: Monogononta, bộ: Ploima, họ:
Brachionidae, giống: Brachionus lồi: Brachionus plicatilis (Muller). Ln
trùng có kích thước từ 100 – 340µm, có dạng hình trứng dài, hơi dẹp theo


16