Phytoremediation for nitrogen and phosphorus removal from aquaculture wastewater
,
and
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Using aquatic plants to remove nitrogen (N) and phosphorus (P) in aquaculture wastewater is a cheap, effective, and environmentally friendly method. Constructed wetlands (CWs) are considered one of the ecological technologies with high applicability in improving the quality of polluted water in aquaculture. In the CWs system, aquatic plants play an essential role in removing N, P through the plant uptake to produce biomass. Different species have different abilities to adapt to each type of wetlands depending on the life forms of plants and have different N and P uptake potentials by plants. This article was conducted to review research on the ability of some plant species to treat aquaculture wastewater applied on CWs systems, thereby opening up directions for study and use of plants for aquaculture wastewater treatment purposes in a user-friendly approach and sustainability by increasing wastewater reuse, emissions reduction and progress towards a circular economy.
Tóm tắt
Sử dụng thủy sinh thực vật để loại bỏ các chất đạm (N) và lân (P) trong nước thải nuôi trồng thủy sản (NTTS) là biện pháp rẻ tiền, hiệu quả, thân thiện với môi trường. Đất ngập nước (ĐNN) nhân tạo được xem như một trong những công nghệ sinh thái có khả năng ứng dụng cao trong cải thiện chất lượng nước ô nhiễm trong nuôi trồng thủy sản (NTTS). Trong hệ thống ĐNN, các loài thủy sinh thực vật đóng một vai trò quan trọng trong việc loại bỏ N, P qua cơ chế hấp thu tạo sinh khối. Các loài thực vật có khả năng thích nghi với từng kiểu hình ĐNN khác nhau tùy thuộc vào dạng sống, và có tiềm năng hấp thu N, P khác nhau. Bài báo này được thực hiện nhằm tổng quan các nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải NTTS của một số loài thực vật áp dụng trên hệ thống ĐNN nhân tạo, từ đó mở ra các hướng nghiên cứu, sử dụng thực vật cho mục đích xử lý nước thải NTTS theo hướng tiếp cận thân thiện, bền vững trong gia tăng việc tái sử dụng nước thải, giảm phát thải và hướng tới nền kinh tế tuần hoàn.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Anh, P.T., C. Kroeze, S.R. Bush., & Mol, A.P.J. (2010). Water pollution by intensive brackish shrimp farming in south-east Vietnam: Causes and options for control. Agricultural Water Management, 97(6), 872-882.
Bảy, P., Hiền, T. T., & Nga, T. N. M. (2020). Ảnh hưởng của rong câu (Gracilaria tenuistipitata) và rong nho (Caulerpa lentillifera) lên chất lượng nước, sinh trưởng, tỷ lệ sống và năng suất của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong mô hình nuôi kết hợp. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang, 3, 2-9. https://doi.org/10.53818/jfst.03.2020.305
Billore, S. K., Singh, N., Sharma, J. K., Dass, P., & Nelson, R. M. (1999). Horizontal subsurface flow gravel bed constructed wetlands with Phragmites Karka in Central India. Water Science & Technology, 40(3), 163-171.
Bình, Đ. Q., Hoa, L. N. N., & Trang, N. T. D. (2013). Chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá Sặc rằn (Trichogaster pectorlis) thâm canh kết hợp với bèo tai tượng (Pistia stratiotes). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 28a, 64-72.
Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn. (2023). Xúc tiến đầu tư vào nông nghiệp, nông thôn vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Cổng thông tin điện tử.
https://www.mard.gov.vn/
Brix, H. (1997). Do macrophytes play a role in constructed wetlands? Water Science & Technology, 35, 11-17.
Brix H. (2003). Plants used in constructed
wetlands and their function. 1st International seminar on “The use of aquatic macrophytes for wastewater treatment in constructed wetlands”. May 8-10, 2003, Portugal.
Bửu, L. N., Hải, T. N., Hương, Đ. T. T., & Phương, N. T. (2010). Khả năng sử dụng cây Năng Tượng (Scirpus littorialis) xử lý dinh dưỡng nước thải từ nuôi tôm. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 14b, 56-65.
Đoan, N. P. N. (2015). Diễn biến môi trường nước trong hệ thống bể nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng kết hợp đất ngập nước kiến tạo trồng cây Bồn bồn (Typha orientalis) (Luận văn Thạc sĩ). Trường Đại học Cần Thơ.
Doan, N. P. N., Mo, L. T. N., & Trang, N. T. D. (2016). Dynamics of nitrogen in intensive culture of whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) in tank integrated with hybrid constructed wetlands. Can Tho University Journal of Science, 2, 77-83.
Huy, N. Q., Khôi, L. V., Quát, Đ. V., Thảo, T. T., & Thủy, N. T. L. (2016). Nghiên cứu khả năng hấp thu dinh dưỡng của rong câu chỉ vàng (Gracilaria asiatica) và các hình thức nuôi kết hợp giữa tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei) với rong câu chỉ vàng. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 6, 104 - 110.
Jethwa, K. B., & Bajpai, S. (2016). Role of plants in constructed wetlands (CWs): a review. Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences. Special issues, 2, 4-10.
Kadlec, R.H., & Knight, R.L. (1996), Treatment Wetlands, Lewis Publishers, Boca Raton, FL.
Kieu, L. D., Nguyen, P. Q., Tuoi, T. T., & Trang, N. T. D. (2018). Effects of phosphorus in the wastewater from intensive catfish farming ponds on the growth and phosphorus uptake of Hymenachne acutigluma (Stued.). Academia Journal of Biology, 40(4), 29-35. https://doi.org/10.15625/26159023/v40n4.13276
Kiều, L. D., Nguyên, P. Q., Như, T. T. H., & Trang, N. T. D. (2015). Diễn biến thành phần đạm của nước thải ao nuôi thâm canh cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) trong điều kiện thủy canh cỏ mồm mỡ (Hymenachne acutigluma). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ (Chuyên đề: Môi trường và Biến đổi khí hậu), 80-87. https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/2364
Kiều, L. D., & Nguyên, P. Q. (2023). Nghiên cứu chất lượng nước và tải lượng đạm và lân của ao nuôi thâm canh cá lóc đầu nhím (Channa sp.) ở huyện Tam Nông tỉnh Đồng Tháp. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 59 (Chuyên đề: Môi trường & BĐKH), 65-71. DOI:10.22144/ctu.jvn.2023.107
Kiều, L. D., Nguyên, P. Q., Công, N. V., & Trang, N. T. D. (2019). Tải lượng đạm, lân của ao nuôi thâm canh cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) ở vùng nuôi ven sông chính và kênh nội đồng khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 354, 211-219.
Konnerup, D., N. T. D. Trang., & Brix, H. (2011). Treatment of fishpond water by recirculating horizontal and vertical flow constructed wetlands in the tropics. Aquaculture, 313, 57-64.
Lợi, L. V. (2011). Hiệu quả xử lý nước thải từ bể ương cá trê lai giống bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo (Luận văn Thạc sĩ). Trường Đại học Cần Thơ.
Long, N. T., Hảo, D. V., & Sinh, L. X. (2010). Phân tích các khía cạnh kinh tế và kỹ thuật của mô hình nuôi tôm sú (Penaeus monodon) thâm canh ở tỉnh Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 14, 119-127.
Losordo T. M., Masser M. P., & Rakocy J. (1998). Recirculating Aquaculture Tank Production Systems: An Overview of Critical Considerations. SRAC Publication No. 451. Southern Regional Aquaculture Center. Texas A & University, Texas, USA.
Mơ, L. T. N., Linh, V. T., & Trang, N. T. D. (2019). Ảnh hưởng độ sâu ngập đến khả năng hấp thu đạm lân của Bồn bồn (Typha orientalis) và Năn tượng (Scirpus littoralis). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 361, 60-66.
Moss, B. (1988). Ecology of freshwater. Blackball Scientific Publishers, London.
Nga, T. T., & Trang, N. T. D. (2013). Giáo trình Sử dụng đất ngập nước kiểm soát ô nhiễm môi trường. Nhà xuất bản Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyên, N. T. T., Trang, N. T. D., Brix, H., & Long, L. M. (2012). Khả năng xử lý nước nuôi thủy sản thâm canh bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 24a, 198-205.
Nguyên, P. Q, Linh, Đ. C., Phú, T. Q., & Công, N. V. (2015). Đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm ao nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng lục bình (Eichhornia crassipes) trên mô hình đất ngập nước dòng chảy mặt. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ (Số chuyên đề: Môi trường và Biến đổi khí hậu), 58-70.
Nhiên, L. T. M., Khoa, N. H., Brix, H., & Trang, N. T. D. (2013). Đánh giá đạm trong hệ thống xử lý nước thải ao nuôi cá tra thâm canh. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 25a, 44-51.
Nhiên, L. T. M., & Trang, N. T. D. (2013). Vai trò của Bồn bồn trong hệ thống đất ngập nước kiến tạo xử lý nước thải ao nuôi cá tra thâm canh tuần hoàn kín. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 29, 31-36.
Nho, N. T. H., Phú, T. Q., & Liêm, T. P. (2019). Ảnh hưởng của phương thức cho ăn lên chất lượng nước, sinh trưởng và tỉ lệ sống của cá trê vàng (Clarias macrocephalus) nuôi trong hệ thống tuần hoàn. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang, 4, 88-96.
Nho, N. T. H., Phú, T. Q., & Liêm, T. P. (2022). Khả năng xử lý nước của Bèo tai tượng (Pistia stratiotes) trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá trê vàng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Huế, 6(1), 2769-2778. DOI: 10.46826/huaf-jasat.v6n1y2022.826
Nga, T. T. T., & Em, V. T. T. (2022). Hệ thống tuần hoàn (RAS) - Xu hướng nuôi trồng thủy sản bền vững. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Phú Yên, 29, 49-58.
Phụng, N. V., Bảy, Đ. V., Phương, T. H., Điền, L. Đ., & Hảo, N. V. (2013). Xây dựng mô hình nuôi tôm sú và tôm thẻ chân trắng thâm canh quy mô nông hộ tại Trà Vinh. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Trường Đại học Nông Lâm, 28, 210-218.
Quỳnh, Đ. T. T. (2013). Diễn biến NH4-N, NH3, NO3-N, NO2-N và H2S trong nước bể nuôi tôm sú (Penaeus monodon) thâm canh tuần hoàn kín kết hợp đất ngập nước kiến tạo (Luận văn Thạc sĩ). Trường Đại học Cần Thơ.
Reed, S. C., & Brown, D. (1995). Subsurface flow wetlands - A performance evaluation. Water Environ. Res., 67, 244-248.
Thanh, N. H., Đông, N. M., Giang, N. Đ. C., Nishimura, T., Toàn, P. V., & Trang, N. T. D. (2019). Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của mô hình tôm-lúa trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng xâm nhập mặn ở tỉnh Bạc Liêu. Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, 359, 37-46.
Thảo, V. T. P. (2023). Đánh giá khả năng giảm ô nhiễm nước ở kênh Búng Xáng cho thành phố Cần Thơ của một số loài thực vật thủy sinh (Luận văn Thạc sĩ). Trường Đại học Cần Thơ.
Thảo, N. T. T., Châu, H. H., & Hải, T. N. (2010). Ảnh hưởng của việc nuôi kết hợp các mật độ Rong Sụn (Kappaphycus alvarezzi) với tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 16a, 100-110.
Thắm, T. T. H., Khắc, N. T., Minh, Đ. N., Hải, T. N., & Nhân, H. T. (2021). Nghiên cứu nuôi lươn (Monopterus albus Zuiew, 1793) kết hợp rau ngổ (Enhydra fluctuans Lour) ở các hình thức nuôi khác nhau. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57(3B), 200-206.
Thư, V. T., Chung, N. K., & Tuấn, P. D. (2021). Ứng dụng đất ngập nước xử lý nước thải ao nuôi tôm tại Bạc Liêu cho mục đích tái sử dụng. Tạp chí Xây dựng, 7, 114-117.
Trang, N.T.D. (2009). Plants as bioengineers: treatment of polluted waters in the tropics. Doctoral Thesis, Aarhus University, Denmark.
Trang, N. T. D. (2011). Sử dụng Đất ngập nước để xử lý ô nhiễm. Bài giảng Cao học Khoa học Môi trường, Khoa Môi Trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Đại học Cần Thơ.
Trang, N.T.D., & Brix, H. (2014). Use of planted biofilters in integrated recirculating aquaculture-hydroponics systems in the Mekong Delta, Vietnam. Aquaculture Research, 45(3), 460-469.
Trang, N. T. D., Konnerup, D., & Brix, H. (2017). Effects of recirculation rates on water quality and Oreochromis niloticus growth in aquaponic systems. Aquacultural Engineering, 78, 95-104.
Trang, N. T. D., Duy, T. Đ., Toàn, T. P., Thanh, N. H., Sanh, N. T., & Nam, T. S. (2022). Đánh giá chất lượng nước và thải lượng từ ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh ở tỉnh Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 1B(58), 213-225. DOI: 10.22144/ctu.jvn.2022.024
Trang, N. T. D., & Hoa, L. N. N. (2016). Khả năng xử lý nước thải ao nuôi cá Tra thâm canh của Vạn thọ (Tagetes patula L.) và Cúc (Chrysanthemum spp.). Tạp chí Khoa học Trường Đại học An Giang, 11(3), 102-109.
Trang, N. T. D., Luân, B. T., Khoa, N. H., & Bix, H. (2016). Ảnh hưởng diện tích hệ thống đất ngập nước kiến tạo đến chất lượng nước và sinh trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh trong hệ thống tuần hoàn kín. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 43,116-124.
Trung, L. C. (2023). Nuôi trồng thủy sản: tác động môi trường và hướng đến sự bền vững. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, 4, 137-154. https://doi.org/10.53818/jfst.04.2023.247
Tucker, C.S., & Hargreaves, J.A. (2003). Management of effluents from channel catfish (Ictalurus punctatus) embankment ponds in the southeastern United States. Aquaculture, 226, 5-21.
Vinh, N. H., Hải, T. N., & Anh, N. T. N. (2020). Nghiên cứu khả năng hấp thụ đạm (N) và lân (P) trong nước thải từ nuôi tôm sú thâm canh của rong câu chỉ (Gracilaria tenuistipitata) ở các mật độ và chế độ sục khí khác nhau. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 56, 59-69. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2020.039
Vymazal, V. (2007). Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of the Total Environment, 380, 48-65.
Werners, S. E., Wise, R. M., Butler, J. R. A., Totin, E., & Vincent, K. (2021). Adaptation pathways: A review of approaches and a learning framework. Environmental Science and Policy, 116(2021), 266-275. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2020.11.003