Bài giảng quản lý môi trường ao nuôi thủy sản chương 4 tính chất hóa học của nước

Chất nhuộm màu: Sử dụng chất nhuộm màu làm hạn chế ánh sáng đi vào trong nước, làm giảm sự phát triển của tảo Tên chất: Aquashade Liều lượng: 3 mg/L... Độ hòa tan của mỗi loại khí

Yếu tố

Nồng độ (mg/l)

Môi trường trung tính thì pH = ?

Môi trường trung tính ([H+][OH-]) khi pH=7, ở ĐK 25oC Khi nhiệt độ  25oC thì môi trường trung tính có pH7 Thí dụ:

Ở nhiệt độ 35oC, Kw = 2,1 x 10-14

[H+]2 = 2,1 x 10-14 =10-13,68 (2,1=100,32)

[H+] = 10-6,84

pH = 6,84

 Quá trình oxy hóa đất phèn

2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 4H+ + 2SO4

2FeSO4 + 1/2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O

FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O = 15FeSO4 + 16H+ + 8SO4

Fe2(SO4)3 + 4H2O = 2Fe(OH)2 + 4H+ + 3SO42-

 Quá trình phân hủy hữu cơ

 Hô hấp của thủy sinh vật

CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-  H+ + CO32-

Nguyên nhân làm pH tăng?

 Quá trình quang hợp

Làm giảm CO2 hoặc làm tăng CO32-

 Bón vôi

CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3-

CaO + 2CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3-

Ca(OH)2 + 2CO2  Ca2+ + 2HCO3-

pH thấp

 Tăng tiết dịch nhờn trên bề mặt mang

 Giảm trao đổi khí và ion

 Mất cân bằng acid-base, giảm NaCl

trong máu, rối loạn điều hòa áp suất thẩm thấu

 Tế bào máu trương phồng, mất khả

năng điều hòa chất điện giải

 Làm giảm khả năng vận chuyển oxy

pH cao

 Biểu bì phiến mang bị sưng phồng

 Tổn thương thủy tinh thể và giác mạc

Chết Không sinh sản Không sinh sản

Chết

Sinh trưởng chậm Sinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt

pH

Chết Không sinh sản Không sinh sản

Chết

Sinh trưởng chậm Sinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt

pH

Chết

Sinh trưởng chậm Sinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt

pH

pH

t 6:00 14:00 18:00

Dinh dưỡng TB (tảo phát triển vừa)

Nghèo dinh dưỡng (tảo ít phát triển)

Giàu dinh dưỡng (tảo

phát triển mạnh)

Dinh dưỡng TB (tảo phát triển vừa)

Nghèo dinh dưỡng (tảo ít phát triển) Giàu dinh dưỡng (tảo

phát triển mạnh)

Biện pháp tránh pH thấp:

 Ở vùng đất phèn không phơi đáy ao nứt nẻ

 Tránh trường hợp đất phèn tiếp xúc với không khí (đất đào ao bị phơi khô)

 Trước những cơn mưa đầu mùa cần bón vôi xung

quanh bờ ao (đối với ao mới đào)

Biện pháp tránh khi pH cao

 Cải tạo ao tốt ở đầu vụ nuôi

 Không cho thức ăn quá thừa và bón phân quá liều

Biện pháp khắc phục pH thấp:

 Thay nước mới có pH cao hơn

 Bón vôi

 Bón phân

Thuốc diệt tảo:

CuSO4 5H2O: ức chế quá trình quang hợp và hô hấp, đặc biệt tác dụng mạnh với quá trình quang hợp

Liều lượng: 0,025 – 2 mg/L

mức độ nhạy cảm từng loài

Simazine: ức chế mạnh quá

trình quang hợp của tảo, đặc

biệt là tảo lam

Tác dụng: duy trì mật độ tảo trong ao

và kéo dài chu kỳ của tảo

Thực vật lớn:

Sử dụng thực vất lớn sống nổi như lục bình, bèo hay rau muống

Tác dụng: hạn chế ánh sáng đi vào ao nuôi

và làm giảm muối dinh dưỡng trong ao

Mật độ thả: không vượt quá 1/3 diện tích

mặt nước ao

Chú ý: Thực vật lớn có thể gây tích tụ hữu cơ trong ao và gây nên hiện tượng oxy thấp

Chất nhuộm màu:

Sử dụng chất nhuộm màu làm hạn chế ánh sáng đi vào trong nước, làm giảm

sự phát triển của tảo

Tên chất: Aquashade

Liều lượng: 3 mg/L

quá trình:

1 Hòa tan từ CO2 của không khí theo quy luật Henry

Ở 1 atm, 30oC Cs= 665mL/L x 0,03% = 0,2 mL/L

hoặc 0,4 mg/L trong điều kiện nước sạch

2 Sản phẩm hô hấp từ sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng

C6H12O6 + O2  CO2 + H2O

3 Hòa tan từ đá trầm tích (đá vôi, dolomite )

H2CO3 + CaCO3  Ca(HCO3)2  Ca2+ + HCO3-

CaMg(CO3)2 + CO2 + H2O  Ca2+ + Mg2+ + HCO3-

1. Hàm lượng CO2 thường nhỏ hơn 5 mg/L,

chúng biến động theo không gian và thời gian CO2 có thể ảnh hưởng đến hô hấp của cá khi hàm lượng lớn hơn 10 mg/L, đặc biệt khi hàm lượng oxy thấp

2. Hàm lượng CO2 thấp có thể giới hạn năng

suất sinh học sơ cấp

3. Hàm lượng CO2 quá cao có thể dẫn đến

pH của nước thấp

Dùng Na2CO3

Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3

105 98 mg : 44 mg

 ? mg/L : 1 mg/L

Dùng NaCO3 thì an toàn hơn Ca(OH)2,

nhưng chi phí cao

Nhiều loại khí hòa tan có liên quan đến nuôi

trồng thủy sản: N2, O2, CO2, NH3, H2S and

CH4

Độ hòa tan của mỗi loại khí trong nước bị chi

phối bởi các nhân tố sau:

 Có mối quan hệ nghịch với nhiệt độ và độ

mặn

 Độ hòa tan của một loại khí trong nước phụ thuộc vào áp lực không khí - quy luật Henry

Hệ số hòa tan (Ks) của O2, CO2 và N2 ở 1 atm (ml/L)

thay đổi theo nhiệt độ

O2 48,9 31,0 26,1

CO2 1713 878 665

N2 23,5 15,4 13,4

Độ hòa tan của CO2, O2, N2 từ không khí ở 1 atm có thể được tính thep phương trình sau:

Cs = Ks x P Trong đó: Cs là độ hòa tan của khí

Ks là hệ số hòa tan

P là áp lực của khí Thí dụ độ hòa tan oxy ở 30 o C và 1atm

Hàm lượng DO = 26,1 mL/L x 0,209 = 5,5 mL/L

 Oxy hòa tan trong nước từ hai nguồn chính: Khuếch tán từ không khí (các thủy vực nước chảy)

Quá trình quang hợp (các thủy vực nước

tĩnh)

 Oxy hòa tan trong nước bị mất đi:

Quá trình hô hấp của thủy sinh vật

Quá trình phân hủy hữu cơ

Bão hòa

Sốc

Phytoplankton Oxy hòa tan

Oxy rất cần thiết cho hoạt động sống của thủy sinh vật 0,0 - 0,3ppm : cá có thể sống nếu nhiệt độ thấp 0,3 - 1,0 ppm : cá có thể sống nếu nhiệt độ cao 1,0 - 5,0 ppm : cá sống nhưng phát triển chậm

> 5,0 - bão hòa : nồng độ lý tưởng cho tôm cá

Quá bão hòa : bệnh bọt khí

Hệ số khuếch tán của oxy thấp nên trong ao thường

xảy ra hiện tượng thiếu oxy cục bộ gây chết cá tôm Nhóm cá đồng có cơ quan hô hấp phụ nên không bị

thiếu oxy

Biện pháp hạn chế hiện tượng thiếu oxy

 Ao nuôi cần thoáng

 Không bón phân quá liều lượng hoặc cho

ăn thức ăn quá dư thừa

 Ao nuôi cần có hệ thống trao đổi nước

 Thay nước với nguồn nước có chất lượng tốt

 Sử dụng sục khí

 Sử dụng chất oxy hóa như KMnO4 (2-6 mg/L),

nhưng hiệu quả không cao bởi vì phải dùng 6.58 mg/L để tạo ra 1 mgO2/L

– 4 KMnO4 + 2H2O  4 KOH + 4 MnO2 + 6 O

– Hàm lượng KMnO4 quá mức sẽ gây độc cho vi khuẩn,

cá, vài mg/L thì gây chết vi khuẩn và phiêu sinh vật

– KMnO4 có tác dụng làm giảm các chất như H2S, Fe2+

Theo Chamberlian (1988) bón CaO2 (60%) bón

vào đáy ao với liều lượng 25-100g/m2, CaO2 phân hủy dần và giải phóng O2 2,7 kg CaO2 sẽ sinh ra

1 kg O2

trong ao nuôi

 Do oxy trong nước quá thấp

Bình thường:, nổi đầu 1-2 giờ, cá phản ứng với

tiếng động, bắt mồi (DO> 2 mg/L)

Nghiêm trọng: nổi đầu hơn 2 giờ, không phản ứng với tiếng động, không bắt mồi (DO < 2 mg/L)

 Oxy trong nước không thấp (DO > 3 mg/L)

Hệ hô hấp của cá bị tổn thương

Chất độc H2S, NO2-, CO2

Nhiều phù sa

 Cá có cơ quan hô hấp phụ không bị thiếu oxy

- Ammonia ở dạng tự do (NH3) rất độc đối với tôm cá

 Nồng độ của NH3 tăng khi pH và nhiệt độ tăng

 Khi NH3 trong nước cao, NH3 bị tích lũy trong máu dẫn đến rối loạn trao đổi chất, có thể dẫu đến chết cá

 Hàm lượng NH3 thích hợp cho cá, tôm là nhỏ hơn 0,1 mg/L

 NH4+ không độc nhưng hàm lượng quá cao (>2 mg/L) dẫn đến tảo phát triển gây biến động pH, DO và CO2

hại như:

 Gia tăng tính mẫn cảm của động vật đối với

những điều kiện không thuận lợi của môi

trường như sự dao động của nhiệt độ,

thiếu oxy

 Ức chế sự sinh trưởng và sinh sản

 Giảm khả năng chống bệnh

 Cải tạo ao tốt trước mỗi vụ nuôi

 Duy trì mật độ nuôi thích hợp

 Không bón phân quá liều và cho thức ăn quá thừa

 Khống chế mức dao động pH nước ao theo ngày

đêm không vượt quá 1

 Thay nước khi hàm lượng amnonia vượt quá mức

cho phép

 Bón phân khi hàm lượng ammonia quá thấp

 Phân hủy vật chất hữu cơ yếm khí hay phản

sulfat hóa yếm khí

 Quá trình này thường diễn ra ở đáy thủy vực

 H2S là chất khí cực độc đối với thủy sinh vật,

làm mất khả năng vận chuyển O2 của

Hemoglobin làm cá chết ngạt

 Hàm lượng H2S phụ thuộc vào pH và nhiệt độ

nước, H2S tăng khi nhiệt độ giảm và pH giảm

Bi ệ n pháp tránh tích l ũ y H2S

ăn quá dư thừa

Biện pháp khắc phục H2S cao

 NO2- kết hợp với Hb tạo thành Methemoglobin làm máu

có màu nâu và mất khả năng kết hợp với oxy, hiện

tượng này được gọi là bệnh thiếu máu hay máu màu nâu

 Độ độc của NO2- phụ thuộc vào độ mặn, độ mặn càng cao độc tính càng giảm.►?

Biện duy trì hàm lượng NO2- thích hợp?

 Hàm lượng NO2- thích hợp là nhỏ hơn 0,1 mg/L

 Biện pháp duy trì hàm lượng NO2- thích hợp tương tự như duy trì ammonia

hóa nitrite) theo phản ứng: NO2- + O2  NO3- + 24 kcal

 Các nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình này gồm Nitrobacter (nước ngọt), Nitrospina, Nitrosococcus (nước lợ)

 Quá trình nitrate hóa chỉ xảy ra trong điều kiện có oxy, trong điều kiện yếm khí nitrate bị khử thành NO2- , NO, N2O, NH3 và N2

Quá trình này có sự tham gia của các nhóm vi khuẩn Bacillus,

với thủy vực cho sự phát triển của các sinh vật là

thức ăn tự nhiên cho tôm cá

 Hàm lượng nitrate trong nước quá cao cũng làm cho tảo phát triển quá mức dẫn đến một số tác hại cho

tôm cá

 Hàm lượng nitrate cho phép dao động 0,1-10 ppm

 Để duy trì nitrate ở mức thích hợp cũng thực hiện một

số biện pháp như để duy trì hàm lượng Ammonia

 Orthophosphate hòa tan: H2PO4 ,

HPO42- và PO4

3- Pyrophosphate: P2O74-

 Metaphosphate: PO3-

bị lớp bùn đáy của thủy vực hấp thụ,do lớp bùn đáy chứa nhiều acid hữu cơ

orthophosphate hòa tan trong nước

có thể bị kết tủa dưới dạng Ca3(PO4)2

 Giống như đạm, lân là nhân tố giới hạn đối với đời sống thực vật thủy sinh, là một nguyên tố dinh

dưỡng rất cần thiết, thiếu nó thì không những thực vật bật cao mà cả nguyên sinh động vật cũng

không sống được

 Các quá trình trao đổi chất , đặc biệt là quá trình tổng hợp protein chỉ tiến hành được khi có sự tham gia của H3PO4 và sự thiếu hụt nó trong thủy vực còn hạn chế quá trình phân hủy các hợp chất hữu

cơ bởi vi sinh vật

 Trong nước thiên nhiên sắt tồn tại ở các dạng Fe ,

Fe3+ và trong các hợp chất hữu cơ hòa tan hay không hòa tan

 Dạng Fe2+ thường gây độc đối với thủy sinh vật

► vì quá trình oxy hóa thành Fe3+ làm tiêu hao nhiều oxy

và tạo thành các rỉ sắt bám trên mang cá làm cá không

 Sắt có vai trò quan trọng trong quá trình tạo diệp lục tố

Bảng 13 Độc tính của kim loại nặng đối với sinh vật nước ngọt và biển

Kim loại Khoảng LC50-96h

(µg/l)

Hàm lượng an toàn được khuyến cáo bởi

Cơ quan bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ

10-40 1.000-10.000

10

100

25

100 0.10

100