Hệ thống nuôi thuỷ sản tuần hoàn (RAS) giúp kiểm soát môi trường nuôi tốt, giảm tác động môi trường và hệ sinh thái biển. Ở hệ thống RAS, việc khử trùng là yếu tố then chốt để bảo đảm sức khỏe cá, giảm mầm bệnh. Các phương pháp hiện tại như sử dụng ozone, UV có các nhược điểm như ozone có thể tạo các sản phẩm phụ độc như bromate, UV hiệu quả kém khi nước đục và đòi hỏi thay đèn thường xuyên, cả hai đều làm tăng chi phí vận hành và có nguy cơ độc hại với người vận hành.
Plasma được xem là trạng thái vật chất thứ tư, sau rắn, lỏng và khí. Ở trạng thái này, các nguyên tử và phân tử bị ion hóa, hình thành nên hỗn hợp gồm các hạt mang điện, tia tử ngoại (UV) và các phân tử hoạt tính như các gốc oxy và nitơ. Khi plasma được tạo ra ở điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất khí quyển, nó được gọi là plasma lạnh (Cold Atmospheric Plasma – CAP). Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng plasma lạnh có khả năng tiêu diệt hiệu quả vi khuẩn, nấm và virus, bao gồm cả các chủng kháng thuốc. Trong NTTS, công nghệ plasma lạnh (CAP) nổi bật nhờ quá trình tạo ra các loại gốc oxy hóa và ni-tơ mạnh, diệt khuẩn hiệu quả nhưng thời gian tồn tại ngắn, hạn chế tác động tiêu cực lâu dài. Các sản phẩm có khả năng độc hại do plasma (như nitrate, nitrite, ammonium) sẽ được xử lý sinh học qua hệ thống lọc sinh học. Tuy nhiên, việc sử dụng CAP trong NTTS phải đảm bảo không gây độc hại/biến đổi gen cho cá, môi trường hoặc sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu này đánh giá tính an toàn của công nghệ plasma lạnh (Cold Atmospheric Plasma – CAP) trong xử lý nước cho hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) thông qua các thử nghiệm như kiểm tra độc tính cấp tính tế bào cá, độc môi trường với vi sinh vật nước và đánh giá khả năng tạo ra bromate (hợp chất nguy hiểm hình thành khi ozone hóa Bromide).
Các thử nghiệm được tiến hành bằng nước mô phỏng hệ thống nuôi tuần hoàn (RAS) của cá tầm Baltic. Nước sau xử lý bằng plasma lạnh (CAP) được đánh giá thông qua bốn nhóm thử nghiệm chính: (1) thử nghiệm độc tính tế bào cá sử dụng dòng tế bào mang cá hồi cầu vồng (RTgill-W1) theo hướng dẫn OECD 249; (2) thử nghiệm độc tính môi trường bằng phép đo phát quang của vi khuẩn Aliivibrio fischeri theo tiêu chuẩn DIN EN ISO 11348–1; (3) thử nghiệm khả năng gây đột biến gen bằng chủng Escherichia coli WP2 uvrA dựa trên biến thể của phép Ames test; và (4) phân tích ion sắc ký để xác định khả năng hình thành hoặc tích tụ chất độc bromate sau quá trình xử lý plasma.
Kết quả cho thấy không phát hiện độc tính trên tế bào mang cá hồi cầu vồng (RTgill-W1) khi sử dụng nước xử lý plasma lạnh (CAP) với nồng độ pha loãng ≤ 30%; ở mức 45–60%, hoạt tính trao đổi chất của tế bào giảm nhẹ nhưng màng tế bào vẫn duy trì nguyên vẹn. Thử nghiệm với vi khuẩn Aliivibrio fischeri xác định giá trị IC₅₀ là 21%, cho thấy nước xử lý CAP ở tỷ lệ ≤ 20% được xem là an toàn đối với môi trường nước. Ngoài ra, không phát hiện dấu hiệu gây đột biến gen trong tất cả các mẫu nước CAP, và kết quả phân tích ion cũng cho thấy không có sự hình thành hay tích tụ bromate (một sản phẩm oxy hóa độc hại thường xuất hiện trong quá trình ozon hóa nước).
Tóm lại
Plasma lạnh (CAP) là công nghệ xử lý nước tiềm năng, hiệu quả và an toàn cho hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn. Khi sử dụng CAP trong khoảng 20–30%, hệ thống đạt hiệu quả khử khuẩn mà không gây ảnh hưởng đến sức khỏe cá, môi trường hay tạo ra sản phẩm phụ độc hại. Tuy nhiên, nghiên cứu đề xuất cần thử nghiệm mở rộng quy mô, đánh giá hiệu quả kinh tế và kiểm chứng in-vivo (trên sinh vật sống) để hướng tới ứng dụng rộng rãi trong RAS.
Nguồn: Balazinski, M., Hahn, V., Wagner, R., Basen, M., Weltmann, K.-D., & Kolb, J. F. (2026). Safety evaluation of physical plasma for water treatment in recirculating aquaculture systems. Aquacultural Engineering, 112, 102646. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2025.102646
Tóm lược: Dự án MAIC, Đại học Cần Thơ.
