Nồng Độ Nitrat Cao Gây Độc Cho Tôm

Độc tính là vấn đề nghiêm trọng hơn ở những vùng nước có độ mặn thấp.

Các dấu hiệu của tình trạng ngộ độc nitrat mãn tính ở tôm thường biểu hiện qua các tổn thương sẫm màu xuất hiện trên lớp biểu bì ở phần giáp đầu ngực và các đốt đầu của đuôi, phản ánh trạng thái stress kéo dài của tôm. Một số trường hợp còn ghi nhận hiện tượng mất râu hoặc các phần phụ phía trước phát triển bất thường, ngắn hơn bình thường.

Trong nuôi tôm, nitơ là một trong những nhóm chất thải quan trọng cần được kiểm soát, tồn tại chủ yếu dưới ba dạng: amoniac, nitrit và nitrat. Amoniac phát sinh từ quá trình bài tiết của tôm cũng như từ sự phân hủy các chất hữu cơ như thức ăn dư thừa và mùn bã đáy ao.

Trong môi trường nước, amoniac có thể được loại bỏ thông qua quá trình đồng hóa bởi vi khuẩn dị dưỡng, tảo và thực vật thủy sinh. Ngoài ra, amoniac còn được chuyển hóa nhờ quá trình nitrat hóa – một cơ chế sinh học gồm hai giai đoạn do các vi khuẩn tự dưỡng thực hiện. Ở bước đầu tiên, amoniac được oxy hóa thành nitrit; sau đó nitrit tiếp tục được chuyển hóa thành nitrat.

So với nitrat, amoniac và nitrit có độc tính cao hơn rất nhiều đối với tôm, do đó trong các ao nuôi ổn định hoặc hệ thống lọc sinh học hiệu quả, hai hợp chất này thường được duy trì ở mức rất thấp. Tuy nhiên, nitrat lại có xu hướng tích tụ dần theo thời gian và khi đạt nồng độ cao cũng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe tôm. Hiện nay, các biện pháp phổ biến nhằm giảm nồng độ nitrat như thay nước hoặc ứng dụng công nghệ xử lý sinh học khử nitrat thường đòi hỏi chi phí lớn và tiêu tốn đáng kể nguồn tài nguyên trong quá trình vận hành.

Hình 1: Nồng độ chất thải chứa nitơ theo thời gian trong quá trình nuôi tôm điển hình có sử dụng phương pháp nitrat hóa.

Hiện nay, những hiểu biết về tác động độc hại lâu dài của nitrat đối với tôm biển vẫn còn khá hạn chế. Trong thực tế, có nhiều ý kiến khác nhau mang tính kinh nghiệm về mức nồng độ nitrat được xem là an toàn trong ao nuôi. Một số cho rằng nên duy trì nitrat dưới 100 mg/L, trong khi một số khác vẫn vận hành hệ thống nuôi với nồng độ vượt quá 500 mg/L mà chưa ghi nhận ảnh hưởng rõ rệt. Trước sự khác biệt này, các nhà nghiên cứu đã tiến hành nhiều thí nghiệm nhằm xác định ngưỡng nitrat có thể gây tác động tiêu cực đến năng suất và hiệu quả nuôi tôm trong thời gian dài.

Tác động của nitrat

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) được cho tiếp xúc với các mức độ nitrat khác nhau trong hệ thống nhỏ 150 lít trong sáu tuần với độ mặn xấp xỉ một phần ba độ mặn của đại dương (11 g/L). Bảng 1 tóm tắt tác động của nồng độ nitrat đến sản lượng tôm.

Bảng 1. Tác động lâu dài của nồng độ nitrat cao đối với sản lượng tôm.

Nồng độ nitrat trung bình	Tỷ lệ sống cuối cùng	Trọng lượng trung bình cuối cùng của tôm

35 mg/L	87%	9,3 g
220 mg/L	87%	8,7 g
435 mg/L	64%	7,5 g
910 mg/L	15%	5,0 g

Không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của tôm khi tiếp xúc với nitrat ở mức 35–220 mg/L. Tuy nhiên, khi nồng độ nitrat vượt trên 220 mg/L, cả tỷ lệ sống lẫn khả năng tăng trưởng của tôm đều bị ảnh hưởng rõ rệt. Đặc biệt, tôm tiếp xúc với tải lượng nitrat lên đến 910 mg/L cho thấy hiệu quả tăng trưởng rất thấp. Hiện tượng suy giảm tăng trưởng và gia tăng tỷ lệ chết có thể liên quan đến nhiều cơ chế khác nhau như giảm hiệu quả sử dụng thức ăn, rối loạn quá trình chuyển hóa và suy giảm chức năng nội tiết của tôm.

Độ mặn và nitrat

Các thí nghiệm bổ sung về khả năng phơi nhiễm nitrat đã được thực hiện trong dải độ mặn rộng, từ môi trường nước lợ đến nước biển pha loãng một nửa (2–18 g/L). Kết quả cho thấy năng suất tôm giảm đáng kể ở nhóm nuôi trong điều kiện độ mặn thấp nhất.

Nghiên cứu này cho thấy độc tính của nitrat trở thành vấn đề nghiêm trọng hơn đối với các mô hình nuôi tôm ở môi trường có độ mặn thấp, gần với nước ngọt. Trong điều kiện này, tôm phải tiêu tốn nhiều năng lượng cho quá trình điều hòa áp suất thẩm thấu để thích nghi với môi trường giảm độ mặn. Sự tiêu hao năng lượng này khiến tôm rơi vào trạng thái căng thẳng sinh lý. Vì vậy, khi đồng thời chịu thêm áp lực từ nồng độ nitrat cao, khả năng thích nghi và chống chịu của tôm sẽ suy giảm đáng kể.

Tác động đến sức khỏe

Hình 2: Các tổn thương điển hình trong gan tụy của tôm tiếp xúc với nồng độ nitrat cao trong thời gian dài. A = tế bào bất thường, giãn nở và không có lớp biểu mô lót. B = tế bào bình thường.

Một trong những cách dễ nhận biết tác động độc hại của nitrat đối với tôm là theo dõi các chỉ số sản xuất như tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng. Bên cạnh đó, người nuôi cũng có thể đánh giá tình trạng sức khỏe đàn tôm thông qua các dấu hiệu sinh lý như râu, mang và tuyến gan tụy.

Khi tiếp xúc với hàm lượng nitrat cao trong thời gian dài, tôm thường xuất hiện tình trạng râu ngắn, mang bất thường và tổn thương gan tụy. Trong đó, hiện tượng râu ngắn và biến đổi ở mang được xem là những dấu hiệu lâm sàng sớm cho thấy sức khỏe tôm đang suy giảm.

Gan tụy là cơ quan quan trọng đảm nhiệm chức năng tiết enzyme tiêu hóa và hỗ trợ hấp thu dinh dưỡng. Ở tôm bị ảnh hưởng bởi nitrat cao, các tế bào gan tụy có thể bị giãn nở và mất lớp biểu mô bảo vệ, làm giảm khả năng tiêu hóa và chuyển hóa thức ăn hiệu quả. Điều này thường liên quan đến tình trạng ăn yếu hoặc rối loạn chuyển hóa dinh dưỡng.

Không chỉ gây ảnh hưởng đến sức khỏe và tăng trưởng của tôm, những biến đổi về hình thái và sinh lý còn có thể làm giảm chất lượng thương phẩm, ảnh hưởng đến khả năng tiêu thụ trên thị trường và từ đó làm giảm hiệu quả kinh tế của người nuôi.

Kết luận

Việc xác định giới hạn sử dụng nitrat đóng vai trò rất quan trọng trong chiến lược bảo tồn nguồn nước và tối ưu tài nguyên trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, quá trình này cũng cần đảm bảo không làm ảnh hưởng đến sức khỏe, khả năng tăng trưởng và năng suất của tôm nuôi.

Kết quả thử nghiệm cho thấy người nuôi cần đặc biệt thận trọng khi nuôi tôm trong môi trường có nồng độ nitrat vượt quá 220 mg/L. Đồng thời, tôm biển nuôi ở điều kiện độ mặn thấp thường có khả năng chịu đựng nitrat kém hơn so với môi trường có độ mặn cao hơn. Những thông tin này được kỳ vọng sẽ hỗ trợ người nuôi trong việc đưa ra các quyết định quản lý phù hợp, giúp cân bằng giữa mục tiêu bảo tồn tài nguyên, duy trì chất lượng môi trường và kiểm soát hiệu quả hàm lượng nitrat trong hệ thống nuôi.

Theo David D. Kuhn, Stephen A. Smith, George J. Flick

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/high-nitrate-levels-toxic-to-shrimp/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh

Xem thêm: