Nuôi trồng thủy sản bằng nước thải có phải là một trò chơi bền vững không?

Nuôi trồng thủy sản bằng nước thải được cho là một phương pháp công nghệ thấp và bền vững để cung cấp protein động vật trong khi đầu tư vào cơ sở hạ tầng xử lý nước - nhưng liệu mô hình kinh doanh này có thể áp dụng trong thực tế?

Thử nghiệm cho thấy người tiêu dùng sẵn sàng ăn cá được sản xuất tại nhà máy xử lý nước thải địa phương

Một nghiên cứu gần đây được thực hiện ở Kumasi, Ghana và được công bố trên tạp chí Heliyon cho thấy rằng nuôi trồng thủy sản bằng nước thải có thể đồng thời cung cấp đầu tư rất cần thiết vào cơ sở hạ tầng xử lý nước của thành phố và đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của địa phương.

Trong thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã nuôi thành công cá da trơn châu Phi ( Clarias gariepinus ) trong các ao tại nhà máy xử lý nước thải địa phương của thành phố mà không cần sử dụng thức ăn đầu vào. Một phân tích lợi ích chi phí được thực hiện sau thời gian nuôi cho thấy rằng mô hình kinh doanh sử dụng nước thải có lợi nhuận và có thể cung cấp đầu tư nhất quán vào cơ sở hạ tầng xử lý nước của Kumasi.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng người dân địa phương ở Kumasi thường sẵn sàng mua và ăn cá da trơn được sản xuất tại nhà máy - cho thấy rằng người tiêu dùng sẵn sàng chấp nhận nuôi trồng bằng nước thải như một nguồn thực phẩm bền vững.

Ô nhiễm nước ngọt, nuôi trồng thủy sản bằng nước thải và tính bền vững

Nước ngọt đang trở nên khan hiếm - đây là một vấn đề đối với sản xuất lương thực và sức khỏe cộng đồng. Những thách thức đang diễn ra như thiếu khả năng tiếp cận và ô nhiễm do nước thải chưa qua xử lý đang đe dọa các hệ thống nước tự nhiên, đặc biệt là ở các quốc gia có thu nhập thấp. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học đã được coi là một giải pháp: một khi nước thải đã được xử lý an toàn, khả năng gây ô nhiễm của nó sẽ giảm đi và nó có thể được tái sử dụng.

Theo nghiên cứu trước đây của Sato và cộng sự vào năm 2013 , chỉ 8% nước thải ở các nước thu nhập thấp được xử lý. Ở Ghana, các cơ sở xử lý nước thải được cho là phục vụ 25% tổng dân số đô thị. Nhưng trên thực tế, chưa đến 10% các nhà máy xử lý này hoạt động được vì những thách thức liên tục về kinh phí. Tìm cách đảm bảo nguồn vốn ổn định cho các nhà máy xử lý nước thải và sử dụng có lãi cho nước thải đã qua xử lý có thể là hai bên cùng có lợi.

Nuôi trồng thủy sản bằng nước thải đã được đề xuất là một cách công nghệ thấp và bền vững để giải quyết tình trạng khan hiếm nước ngọt và sản xuất lương thực. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cá da trơn châu Phi có thể phát triển trong các ao ổn định chất thải trong khi sử dụng hàm lượng dinh dưỡng cao của nước làm thức ăn. Miễn là cá được khử độc trước khi giết mổ, nguy cơ về an toàn thực phẩm là tối thiểu. Các nghiên cứu này cũng cho thấy rằng kết quả tăng trưởng và chất lượng hoàn thiện tương đương với cá da trơn được nuôi thông thường.

Một chương trình phát triển gần đây của Water / Aqua-for-All và Viện Quản lý Nước Quốc tế đã cố gắng biến khái niệm này thành hiện thực. Vào năm 2018, họ đã thử nghiệm mô hình kinh doanh trong đó các ao trong nhà máy xử lý nước thải cộng đồng được sử dụng để sản xuất cá da trơn và doanh thu từ việc bán cá được tái đầu tư vào nhà máy để giảm bớt tình trạng thiếu vốn. Tuy nhiên, chương trình thí điểm cần thiết để thiết lập cách tốt nhất để nuôi cá da trơn trong nước thải. Ngoài ra còn có một câu hỏi nổi bật dành cho các nhà nghiên cứu: liệu người tiêu dùng có sẵn sàng ăn cá da trơn được nuôi trong ao nước thải không?

Thử nghiệm và kết quả

Các nhà nghiên cứu muốn kiểm tra hai câu hỏi chính: liệu mô hình sản xuất bằng nước thải có sinh lợi không và người tiêu dùng có ăn cá tra thành phẩm không?

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc sục khí trong các ao nuôi thành thục bằng quạt nước giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống sót

Cách tốt nhất để nuôi cá da trơn trong nước thải

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một nhà máy xử lý nước quy mô nhỏ ở Kumasi, Ghana để thử nghiệm mô hình kinh doanh. Trong hai thử nghiệm khác nhau, 600 con cá tra giống được thả trong “ao nuôi thành thục”, có diện tích bề mặt khoảng 225m² và sâu 1m. Ao nuôi trưởng thành nước trước đây đã trải qua các giai đoạn xử lý kỵ khí và nuôi cấy, nơi vi khuẩn phân hủy chất thải thô. Ở giai đoạn trưởng thành, ánh sáng mặt trời được sử dụng để xử lý mầm bệnh trong nước thải.

Trong thí nghiệm đầu tiên, các nhà nghiên cứu để cá da trơn phát triển trong ba tháng, theo dõi các thông số sản xuất như oxy hòa tan và tốc độ tăng trưởng. Thí nghiệm thứ hai sử dụng cùng một ao và mật độ nuôi nhưng lắp đặt một cánh quạt chạy trong bốn giờ một ngày để sục khí trong nước.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng tỷ lệ tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá da trơn trong ao nước thải có sục khí cao hơn so với trong ao không có sục khí. Các chỉ số sản xuất khác - như tăng trọng, tốc độ tăng trưởng cụ thể và tổng sản lượng - cao hơn trong các ao có sục khí. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy rằng các cánh khuấy làm tăng gấp đôi nồng độ oxy hòa tan trong ao sục khí, cải thiện sự phát triển của động vật phù du và để cá da trơn phát triển mạnh.

Một phân tích chi phí lợi ích (CBA) của mô hình kinh doanh cho thấy rằng việc để cá da trơn sử dụng chất dinh dưỡng trong nước thải làm thức ăn đã loại bỏ chi phí thức ăn thủy sản và giảm chi phí sản xuất trong quá trình nuôi thương phẩm. Điều này đã giúp mô hình nuôi bằng nước thải có lợi thế ngay lập tức so với nuôi trồng thủy sản trong ao truyền thống.

CBA cũng nhận thấy rằng việc sục khí trong các ao đã làm tăng tổng cộng € 5,00 vào giá sản xuất so với thử nghiệm không sục khí. Tuy nhiên, vì hệ thống sục khí có năng suất, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống cao hơn, nên nó có lợi hơn và có khả năng thành công nếu được triển khai.

Chạy bánh xe chèo trong bốn giờ một ngày đã thêm € 5,00 vào tổng chi phí sản xuất

Nghiên cứu thị trường ban đầu

Để đánh giá mức độ sẵn sàng tiêu thụ cá da trơn được nuôi bằng nước thải của người tiêu dùng, các nhà nghiên cứu đã khảo sát 200 cá thể từ Chirapatre và Gyinyase - vùng ngoại ô Kumasi gần nhà máy xử lý nước. Họ yêu cầu người được hỏi thảo luận về các yếu tố như an toàn thực phẩm, độ tươi, giá cả và kích cỡ của cá khi trả lời khảo sát.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khoảng 2/3 số người được hỏi không quan tâm đến nguồn cá trong khẩu phần ăn của họ - cho dù cá da trơn được nuôi trong trang trại cá thông thường hay trong hệ thống nước thải đều không ảnh hưởng đến việc lựa chọn mua sắm. Các yếu tố như giá cả và hương vị đóng một vai trò quan trọng hơn trong quyết định mua hàng.

Điều thú vị là họ nhận thấy rằng nếu giá cá da trơn hợp lý và nếu những người được hỏi sống gần nhà máy xử lý nước, họ sẵn sàng mua cá da trơn được nuôi bằng nước thải hơn. Có vẻ như việc có một số kiến thức về quy trình xử lý nước và cơ sở sản xuất đã khiến người tiêu dùng thoải mái hơn khi ăn cá. Điều này cho thấy rằng người tiêu dùng ở Ghana có thể có xu hướng chấp nhận nuôi trồng thủy sản bằng nước thải hơn so với suy nghĩ ban đầu.

Mặc dù điều này thể hiện một bằng chứng quan trọng về khái niệm, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nuôi trồng thủy sản bằng nước thải cần đạt được tỷ lệ sống và tỷ lệ tăng trưởng cao để có hiệu quả kinh tế lâu dài. Các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm cũng cần được thiết lập. Nếu mô hình này có thể đáp ứng các tiêu chuẩn này một cách nhất quán và người tiêu dùng sẵn sàng mua thành phẩm, thì đó có thể là một cách bền vững để cung cấp protein động vật cho các quốc gia đang phát triển.