[Tạp chí Người Nuôi Tôm] Nghề nuôi tôm nước lợ mang lại nguồn thu nhập lớn cho những người nông dân. Tuy nhiên, với những phương thức canh tác hiện nay, người ta đang e ngại rằng nó sẽ ảnh hưởng tới sự bền vững lâu dài…

Giảm tác động tiêu cực của nghề nuôi tôm nước lợ là điều cấp thiết

Theo Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hiệp Quốc (FAO), lượng tiêu thụ sản phẩm thủy sản trên đầu người đã tăng với tốc độ trung bình hàng năm 1,5% kể từ đầu những năm 1960, và hiện lĩnh vực này đang cung cấp một phần năm lượng protein động vật cho 3,2 tỷ người. Trong khi sản lượng đánh bắt đang giảm dần, do biến đổi khí hậu, nguồn lực hạn chế hoặc các khuôn khổ bền vững, sản xuất nuôi trồng thủy sản đang mở rộng, cung cấp hơn 45% nguồn cung thủy hải sản toàn cầu. Hiện nay, ngành NTTS mang lại nguồn việc làm và thu nhập cho hơn 20,5 triệu người trên toàn thế giới và ở các nước đang phát triển, NTTS phần lớn được hỗ trợ bởi các chính sách của toàn cầu và đầu tư vốn nước ngoài nhằm xóa đói giảm nghèo và cải thiện sinh kế con người.

Được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về sản phẩm thủy hải sản, nghề nuôi tôm nước lợ hiện đang chiếm ưu thế ở các vùng đất thấp ven biển và cửa sông ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, mang lại tỷ suất lợi nhuận cao hơn cho các nhà sản xuất so với xuất khẩu cá ngừ, cá hồi và sản xuất bột cá. Thương mại tôm toàn cầu ước tính đạt 28 tỷ USD mỗi năm. Năm 2018, sản lượng tôm toàn cầu đạt 4,7 triệu tấn, tăng 11% so với năm 2017. Châu Á là khu vực sản xuất chính (80%), tiếp theo là Châu Mỹ (18%). Sản xuất ở Mỹ Latinh cũng đang tăng đều qua mỗi năm. Cụ thể, Ecuador, nhà sản xuất lớn ở Mỹ Latinh và được dự đoán là nhà sản xuất lớn thứ ba trên thế giới sau Trung Quốc và Việt Nam, đã thu hoạch hơn 0,55 triệu tấn tôm vào năm 2019 và mức tăng 29% đã được báo cáo gần đây của FAO.

Mặc dù nuôi tôm nước lợ mang lại lợi ích kinh tế cho các nước sản xuất, nhưng đi kèm với đó là những tác động không nhỏ tới môi trường. Thức ăn được sử dụng trong nuôi tôm có chứa bột cá tự nhiên (FM) và dầu cá (FO) để cung cấp protein thiết yếu và axit béo không bão hòa đa (PUFAs) cho loài này. Việc sử dụng cá cấp thực phẩm để sản xuất FM và FO sẽ tạo ra lượng protein thất thoát ròng, không phải để tiêu thụ trực tiếp cho con người, gây tổn hại đến an ninh lương thực toàn cầu. Ngoài ra, do sử dụng quá nhiều thức ăn, thuốc khử trùng, thuốc kháng sinh và các hóa chất khác, nước thải tạo ra trong nuôi tôm có chứa một lượng lớn carbon hữu cơ, chất dinh dưỡng, hóa chất và mầm bệnh. Các chất thải này thường được thải ra các vùng đất và tầng chứa nước xung quanh, gây tác động xấu đến môi trường. Kết quả của những hoạt động này là các ao sản xuất bị bỏ hoang sau một vài vụ nuôi và các ao mới được xây dựng ở các khu vực gần đó, thường là ở các khu vực rừng ngập mặn.

Để giảm thiểu những tác động tiêu cực do việc mở rộng nuôi tôm nước lợ đang diễn ra, một số phương pháp có thể được áp dụng để giải quyết các bài toán về nước thải nuôi tôm. Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) và aquaponics là những lựa chọn an toàn, thường được sử dụng để sản xuất bền vững thủy sản và rau trong các mô hình nuôi nước ngọt. Tuy nhiên, yêu cầu năng lượng cao của những mô hình này thường dẫn đến sự gia tăng chi phí vận hành và không khả thi về mặt kinh tế.

Một chiến lược đầy hứa hẹn để tối đa hóa tiềm năng của RAS trong nuôi trồng thủy sản nước lợ là sử dụng tảo để xử lý sinh học nước thải. Tảo có thể tiêu thụ một phần chất dinh dưỡng trong nước thải nuôi tôm, tạo điều kiện cho quá trình tuần hoàn của dòng nước. Được nuôi thông thường trong các ao mở, trong các lò phản ứng quang sinh dạng ống kín, thẳng đứng hoặc tấm phẳng, tảo cũng có thể được sử dụng làm nguồn thực phẩm giàu protein, trong thức ăn chăn nuôi bao gồm thức ăn, làm phân bón sinh học và năng lượng sinh học. Điều này có thể tạo ra giá trị gia tăng trong khi xử lý nước thải với mức năng lượng thấp hơn so với các phương pháp truyền thống. Kết hợp với xử lý bùn, chẳng hạn như phân hủy kỵ khí (AD), cặn rắn có thể được chuyển đổi thành axit cacboxylic chuỗi ngắn (SCCA) — axit béo thường dễ bay hơi (VFAs) như axit axetic, butyric và propionic — và khí sinh học.

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng AD của bùn nước lợ có thể làm giảm đáng kể ô nhiễm và tiết kiệm cả nước và năng lượng trong RAS. Tuy nhiên, các ao mở có tảo rất dễ bị ô nhiễm, nhiệt độ và ánh sáng mặt trời trực tiếp căng thẳng ở nồng độ tế bào trên 0,5 g/ L, trong khi các lò phản ứng quang học đóng cửa vẫn mô tả hoạt động nghiêm ngặt và chi phí đầu tư, mặc dù rủi ro ô nhiễm thấp hơn và kiểm soát quy trình cao hơn. Màng sinh học tảo sử dụng thiết kế nhiều lớp có thể đạt được diện tích bề mặt cao, nâng cao hiệu quả sử dụng đất, nhưng nguồn cung cấp ánh sáng hạn chế dẫn đến năng suất thấp trong nuôi tự dưỡng.

Để cải thiện nền kinh tế tuần hoàn trong nuôi trồng thủy sản nước lợ thông qua định giá chất thải, tiềm năng của AD cùng với các quá trình sinh học khác, cần xem xét một số vấn đề như: (1) tác động môi trường của nuôi tôm nước lợ; (2) các khái niệm bền vững về tái chế chất dinh dưỡng và giảm thiểu chất thải trong nuôi trồng thủy sản; và (3) triển vọng áp dụng hệ thống tích hợp.

Tác động đến môi trường của nuôi tôm nước lợ

Người ta ước tính gần đây có khoảng 2,1 triệu ha được dành cho nuôi tôm trên toàn thế giới, 54% trong số đó được sử dụng cho sản xuất thâm canh. Việc tăng cường nuôi tôm nước lợ đã gây ra suy thoái môi trường nghiêm trọng, góp phần không nhỏ trong việc làm suy giảm hệ sinh thái trên toàn cầu. Tôm thường được nuôi trong ao với mật độ cao, tùy thuộc vào các loại thức ăn công nghiệp dựa trên thành phần chính là FM và FO để cung cấp các protein và PUFA cần thiết. FM và FO chủ yếu được sản xuất từ ​​các loài cá tạp  (cá trích, cá cơm, cá mòi và các loại cá nổi khác). Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng 25% sản lượng cá đánh bắt trên toàn cầu (khoảng 20 triệu tấn mỗi năm) được hướng đến việc sản xuất các chất phụ gia thức ăn này. Hơn 90% trong số này là cá có thể dùng cung cấp thực phẩm cho con người. Việc khai thác quá mức các loại cá này để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm và động vật thủy sản làm gián đoạn chuỗi thức ăn ở biển, có khả năng gây trở ngại cho các loài sinh vật ở cấp độ dinh dưỡng cao hơn và việc mất đi lượng protein thực có thể được sử dụng trực tiếp cho con người, gây hại đáng kể cho an ninh lương thực toàn cầu. Các nguồn tài nguyên được khai thác để sản xuất thức ăn cho tôm không chỉ bao gồm cá tự nhiên mà còn cả phân bón, nước, đất và năng lượng. Các nguồn lực thể hiện cần thiết để sản xuất mỗi tấn thức ăn cho tôm nằm trong khoảng từ 270 đến 1935 kg cá tự nhiên; 3,93 và 13,39 kg-N; 1,29 và 5,01 kg-P; 809 và 1666 m³ nước; 0,115 và 0,314 ha đất và từ 7,21 đến 12,73 Năng lượng GJ tương ứng.

Suy thoái môi trường hơn nữa bắt nguồn từ nước thải nuôi tôm, loại nước thải mà có hàm lượng chất dinh dưỡng tương đối cao. Chu kỳ sản xuất tôm điển hình kéo dài từ 100 đến 120 ngày. Sau mỗi chu kỳ, nước thải được thải ra môi trường xung quanh. Sau đó, dùng nước sạch để dội rửa bùn đáy ao. Mỗi tấn tôm được sản xuất tạo ra từ 5345 đến 7157 m³ nước thải lợ. Người ta ước tính rằng 3,74 × 1010 m³ nước thải xả ra từ ngành nuôi tôm trên toàn thế giới. Tôm chỉ hấp thụ từ 23% – 31% nitơ và từ 10% – 13% phốt pho trong tổng lượng thức ăn đầu vào, trong khi phần lớn nhất vẫn là chất thải. Kết quả của việc lạm dụng thức ăn và phân bón, nước thải từ ao nuôi có hàm lượng cacbon hữu cơ, chất dinh dưỡng, hóa chất (kháng sinh, chất khử trùng), mầm bệnh và nhu cầu oxy hóa (tương ứng là BOD và COD). Nước thải xả ra có tải lượng ô nhiễm trung bình là 259 kg BOD, 769 kg COD, 1170 kg TSS, 30 kg nitơ tổng, 4,8 kg amoniac, và 3,7 kg tổng phốt pho trên mỗi tấn tôm được sản xuất. Việc thải các loại nước thải này ra các vùng ven biển làm suy giảm chất lượng nước, nhiễm mặn đất và nước, và làm ô nhiễm các tầng chứa nước ngầm. Ngoài ra, nó tạo điều kiện cho dịch bệnh lây lan, cũng như kháng thuốc giữa các mầm bệnh và làm giảm nghiêm trọng đa dạng sinh học.

Môi trường sống tự nhiên bị suy thoái không chỉ xung quanh các trang trại nuôi tôm mà còn trong các ao nuôi sản xuất. Người ta ước tính rằng 245 kg-N/ ha/ chu kỳ và 243 kg-P/ ha/ chu kỳ tích tụ trong trầm tích bùn. Các chất dinh dưỡng này cùng với chất rắn lơ lửng, phân bón, vật liệu bón vôi, thuốc kháng sinh, hóa chất và vật liệu vô cơ khác tạo thành các lớp bùn dưới đáy ao. Lượng bùn tích tụ trong các ao dao động từ 139 đến 629 m³/ ha. Do hàm lượng muối cao nên không thích hợp cho việc sử dụng trong nông nghiệp. Kết hợp với điều kiện thời tiết và thủy triều, điều này làm tăng khả năng phát triển của vi khuẩn và tảo, dẫn đến cạn kiệt oxy và tăng tỷ lệ chết của tôm, đặc biệt khi tổng amoniac tích tụ trên 2 mg/ L hoặc chất rắn lơ lửng đạt 80 mg/ L. Tình trạng bỏ hoang diễn ra phổ biến khi sản lượng sụt giảm, tuổi thọ của một trại tôm tương đối ngắn, chỉ từ 5 đến 10 năm. Sau khi suy thoái, các ao mới được tạo ra để bổ sung thêm đất ven biển. Do sự suy thoái đất nghiêm trọng, các trang trại bị bỏ hoang không được cải tạo cũng như không được tái sử dụng. Kết quả là, ước tính là từ 1 đến 1,5 triệu ha rừng ngập mặn, đồng muối, đất ngập nước và đất nông nghiệp đã được thay thế bằng các trang trại nuôi tôm. Ví dụ ở Ecuador, hơn 57% diện tích rừng ngập mặn hiện có đã bị tàn phá; các trang trại nuôi tôm chiếm> 50% toàn bộ diện tích sử dụng đất ở các cửa sông, tác động đến các khu bảo tồn động vật hoang dã.

Chinh Lê

Khoa Thủy sản, Học viện Nông nghiệp Việt Nam