QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

TIÊU CHUẨN CHỌN ĐIỂM, CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐẤT Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản bao gồm tất cả cácyếu tố vật lý, hóa học và sinh học, sự biến động của các yếu tố nàyđều ảnh hưởng

PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ QUẢN LÝ

MÔI TRƯỜNG AO NUÔI THỦY SẢN

I QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

1 TIÊU CHUẨN CHỌN ĐIỂM, CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐẤT

Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản bao gồm tất cả cácyếu tố vật lý, hóa học và sinh học, sự biến động của các yếu tố nàyđều ảnh hưởng đến năng suất nuôi Hầu hết các tác động của conngười đều nhằm cải thiện các yếu tố hóa học và sinh học, trong khi

đó các yếu tố vật lý thì lại rất khó quản lý khi xảy ra điều kiện bất lợihay sự cố Con người chỉ có thể hạn chế những tác động xấu từ cácyếu tố vật lý thông qua biện pháp chọn điểm nuôi, thiết kế và thicông công trình hợp lý Chọn địa điểm nuôi thích hợp không nhữngchỉ hạn chế tác động xấu của các yếu tố vật lý mà còn có thể hạnchế những bất lợi về yếu tố hóa học và sinh học Sau đây là một sốtiêu chuẩn về các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học để lựa chọnvùng nuôi thích hợp

1.1 Các yếu tố sinh lý học quan trọng trong việc chọn điểm nuôi thủy sản

1.1.1 Môi trường sinh học

- Năng suất sơ cấp: hoạt động quang hợp

- Sinh thái vùng: số lượng về mức độ dinh dưỡng, loài ưu thế

- Quần thể các loài mong muốn: cá thể trưởng thành, nguồngiống

- Sự hiện diện và mật độ địch hại: trong đất, nước, không khí

- Bệnh đặc hữu, ký sinh trùng

1.1.2 Các yếu tố về địa điểm

- Đặc điểm lưu vực sông: độ dốc (độ cao và khoảng cách), sựche phủ bề mặt,

rửa trôi, các hoạt động trên sườn dốc

- Cung cấp nước ngầm: tầng ngập nước, độ sâu mực nướcngầm, chất lượng

- Thủy triều: biên độ, tốc độ, sự thay đổi theo mùa và giôngbão, sự dao động

- Sóng: biên độ, cường độ, hướng, thay đổi, tần số giông bãotheo mùa

- Dòng chảy vùng ven biển: cường độ, hướng và thay đổi theomùa

- Khả năng tiếp cận địa bàn

- Lịch sử của địa bàn: sử dụng đất trước đây

- Nhiệt độ không khí và sự dao động

- Độ ẩm tương đối hoặc điểm sương và sự dao động

- Vũ lượng: lượng mưa, phân bố hàng năm, tần số và mức tối đacủa bão

1.2 Các thông số quan trọng trong việc quản lý chất lượng nước

1.2.1 Các thông số lý học

- Nhiệt độ (biến động theo ngày và theo mùa)

- Độ mặn (biến động theo thủy triều và theo mùa)

1.2.2 Các thông số hoá học

- pH và độ kiềm

- Khí

tổng áp suất khíoxy

- Các hợp chất hữu cơ

dễ phân hủykhông phân hủy

- Các hợp chất độc

kim loại nặng

Tiêu chuẩn về tính chất vật lý, hóa học của đất

để xây dựng công trình nuôi thủy sản

Tốt Trung bình Xấu Ảnh hưởng

Độ sâu đến tầng sulfidic hoặc >100 50-100 <50 Phèntiềm tàng

thẩm lẩu rất lớnĐất sét Nhiều mùn Cát/bùn

Độ sâu đến tầng nước ngầm >75 25-75 <25 Khótháo cạn, pha

Tần số lũ lụt Không Thỉnhthoảng Thườngxuyên

Tiêu chuẩn về chất lượng nước cho nuôi trồng thủy sản

Tốt Trung bình Xấu Ảnh hưởng

Độ kiềm tổng cộng 50-200 20-50 <20 Độ kiềmthấp

Tiêu chuẩn về nguồn nước cấp cho vùng nuôi thủy sản

Nhẹ Trung bình Nặng Ảnh hưởng

lấy nước đầy

E: độ bốc hơi tại chỗ x 0.7

S: rò rỉ (phải được đánh giá dựa trên tính chất của đất)

P: lượng mưa.

Ðiều kiện tự nhiên ao nuôi thâm canh tôm sú

(TCVN 171: 2001 Quy trình công nghệ nuôi thâm canh tôm sú)

1 Nguồn nước Vùng ven biển có nguồn nước mặn, lợ, ngọt không bị

nhiễm bẩn do chất thải của các ngành sản xuất nông, công nghiệp và chất thải từ khu dân cư

2 Ðộ mặn (0/00) Từ 10 đến 30 (thích hợp 15 - 25)

4 Ðộ cứng CaCO3 (mg/l) > 80

5 pH nước 7,5 - 8,5

8 Chất đất Ðất thịt hoặc thịt pha cát, hoặc thịt pha bùn ít mùn bã

hữu cơ có độ kết dính cao

2.1 Tác dụng của vôi

Các trường hợp sau đây cần bón vôi:

- Ao mất cân bằng dinh dưỡng với mùn và bùn có chất hữu cơ

- Ao có nước mềm với độ kiềm thấp

- Ao bị nhiễm phèn

Tác dụng của vôi trong ao:

- Trung hoà acid và tăng pH của nước và nền đáy

- Vôi nông nghiệp - CaCO3 hoặc CaMg(CO3)2

- Vôi ngậm nước hay vôi tôi - Ca(OH)2

- Vôi sống - CaO

Hiệu quả tương đối của các loại vôi khác nhau:

Loại vôi CaCO3 CaMg(CO3)2 Ca(OH)2 CaO

Độ mịn của vôi: Vôi sống và vôi tôi dạng bột nhưng đá vôi(CaCO3) được hình thành từ những hạt có kích thước khác nhau Hiệuquả của vôi được xem là 100% khi kích thước hạt nhỏ hơn 0,25 mm(đi qua lưới 0,25 mm), hiệu quả của vôi giảm khi kích thước hạt tănglên

2.2 Thời gian bón vôi

Vì khi bón vôi gây ra việc giảm tức thì lượng CO2 và làm mất

PO43- trong nước, cho nên ao nên bón vôi một vài ngày trước khi lấy

nước và trước khi bón phân Tránh sử dụng vôi sống cho ao đangnuôi cá; bón vôi nông nghiệp dọc theo bờ ao.

2.3 Cơ sở hoá học cho nhu cầu vôi sử dụng

2.3.1 Mức độ hiệu quả của vôi

Hiệu quả trung hòa của vôi phụ thuộc vào tỉ lệ phần trăm củavôi ở các cỡ hạt khác nhau Bảng sau đây trình bày cách tính hiệuquả trung hòa của vôi:

Đánh giá tính hiệu quả của vôi

24 % qua sang 20- nhưng không qua sàng 60 24 x 0,522 = 12,5

14 % qua sàng 10- nhưng không qua sàng 20 14 x 0,127 = 1,8

2.3.2 Giá trị trung hoà của vôi

Giá trị trung hòa của vôi chính là khả năng trung hòa acid củavôi và được xác định bằng cách cho một lượng vôi phản ứng hoàntoàn với acid HCl (cho một lượng thừa HCl), sau đó chuẩn độ NaOHvới chỉ thị phenoltalein để xác định lượng HCl trong phản ứng Giá trịtrung hòa của vôi được tính như sau:

Giá trị trung hoà (%) =

S

N T

V ) 5000( − × ×

Lượng vôi cần bón (kg/ha) =

ER%)

x (NV%

(kg/ha)CaCO3

bón cau Nhu

Lượng vôi phải bón =

%72

%86

3.2 Các loại chất dinh dưỡng

Các yếu tố đa lượng là chất dinh dưỡng cần với lượng tương đốilớn, ví dụ như C, H, O, N, P, Si, Mg, Ca, S, K và Na

Các yếu tố vi lượng là những chất dinh dưỡng được cần vớilượng tương đối nhỏ như Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Va, Co

3.3 Nguồn chất dinh dưỡng

Nước nguồn với độ kiềm cao thường chứa hàm lượng cao cácchất khoáng hoà tan Trong bùn đáy cũng tích lũy nhiều vật chấtdinh dưỡng, quá trình khoáng hóa sẽ cung cấp các muối dinh dưỡnghòa tan cho môi trường nước Ngoài ra, nguồn vật chất dinh dưỡngcòn được cung cấp từ sự bài tiết của động vật hay từ nguồn vật chấtnhân tạo như thức ăn hay phân bón

3.4 Phân bón

Phân vô cơ kích thích sự phát triển của sinh vật tự dưỡng banđầu và những sinh vật trong chuỗi thức ăn liên quan, trong khi đóphân hữu cơ có tác dụng trên sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng

3.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của phân bón

- Ánh sáng và nhiệt độ: mức độ ánh sáng tới, độ sâu mực nước,

3.4.2 Phân bón vô cơ

Một dạng phân với loại 15-15-5 chứa 15% Nitơ, 15% P2O5, và5% K2O 100 kg phân hỗn hợp 15-15-5 sẽ được tạo thành từ Urê,Trisuperphosphate (TSP) và Chlorua kali (KCl) Trong 100 kg phân 15-15-5, có 15kg N, 15kg P2O5, và 5 kg K2O Tỉ lệ phối

Bổ sung phân vô cơ cho phân hữu cơ:

Vì sản phẩm thải động vật (phân chuồng) thường chứa hàm lượng N

- Tỉ lệ bón phân: 250 kg phân gà khô/hecta/tuần

- Hàm lượng chất dinh dưỡng trong phân gà: N = 2,5%, P = 2%

- Tỉ lệ N:P theo yêu cầu = 5:1, giả sử hàm lượng P trong phân là hợplý

- Cần bao nhiêu Ure (46% N) để thêm vào phân gà để tạo ra loạiphân với tỉ lệ N:P theo yêu cầu?

3.4.3 Phân hữu cơ

Bảng bên dưới liệt kê hàm lượng chất dinh dưỡng của các loạichất hữu cơ khác nhau dùng làm phân bón Vì tỉ lệ C:N:P trong phânhữu cơ thường cung cấp một tỉ lệ chất dinh dưỡng không cân đối(N:P), do đó được khuyến cáo là bổ sung phân vô cơ để có được tỉ lệmong muốn

Thành phần cơ bản trung bình của phân chuồng hữu cơ

(giá trị được biểu thị bằng % trọng lượng)

Phần đế của sàng bón phân nên đặt từ 15-20 cm dưới nước vàđặt gần đầu nước cấp hoặc cuối ao nơi gió thổi thịnh hành Một sàngnhư vậy thì đủ cho 1 ao lên đến 7 ha khi phiêu sinh phát triển

3.5.2 Tỉ lệ và tần số bón phân

Vì tính chất phức tạp liên quan đến hiệu quả của việc bón phânnhư được thảo luận ở trên, cho nên khó để đưa ra một công thức về

tỉ lệ bón phân có thể áp dụng được trong mọi trường hợp Nói chung

để duy trì mức độ sinh khối của tảo ở 80-300 μg chlorophyll-a/L, độtrong khoảng 20-40 cm, thì tổng hàm lượng lân (TP) và đạm (TN)trong nước nên duy trì trong khoảng 0,2-0,5 mg P/L and 1-3 mg N/L,với một tỉ lệ N:P là 5-10:1

Theo nguyên tắc thì số lần bón phân càng nhiều sẽ càng tạo sự

ổn định về hàm lượng dinh dưỡng trong nước, vì thế duy trì được

năng suất sinh học ổn định Trong thực tế, bón 2 lần/tuần đến 1lần/tuần là tần số thích hợp.

4 SỤC KHÍ VÀ LUÂN CHUYỀN NƯỚC

4.1 Nguyên lý của quá trình sục khí

4.1.1 Mục đích

- Cung cấp oxy cho đối tượng nuôi trong thủy vực,

- Loại bỏ các khí độ như H2S, NH3

- Tập trung các chất cặn bã vào giữ ao

- Xáo trộn các phiêu sinh vật

4.1.2 Cơ chế chủ yếu của quá trình sục khí

Làm tăng tốc độ khuếch tán của oxy từ không khí Hàm lượngoxy hoà tan tối đa, sự bão hòa có được từ quá trình sục khí nhân tạo

là 100% dưới những điều kiện chuẩn Sục khí được dùng trong nuôitrồng thủy sản bao gồm các trại giống, ao nuôi thâm canh, nuôi cánước chảy và nuôi trong hệ thống tuần hoàn

Tính toán hiệu suất sục khí:

N(g/kw.giờ) =

tN

VDOi) -(DOa

×

×

Trong đó: DOa = Hàm lượng O2 sau khi sục khí

DOi = Hàm lượng O2 lúc ban đầu (g/m3)

V = Thể tích nước (m3)

N = Công suất máy sục khí (kw)

t = Thời gian sục khí (giờ)

4.2 Loại và hiệu quả máy sục khí

4.2.1 Sục khí tự chảy

Lợi dụng sự chênh lệch độ cao như thác hoặc tầng nước ở trêncao làm cho nước bắn tung tóe khi chảy xuống, tỉ lệ diện tích/thể tíchnước gia tăng vì thể làm tăng tốc độ khuếch tán oxy

Nước chảy từ trên xuống va đập vào các bậc thang làm nướcbắn tung tóe làm tăng tốc độ khuếch tán của oxy trong không khívào nước

4.2.2 Sục khí bề mặt

Nguyên lý là làm vỡ hay khuấy động mặt nước tạo thành nhữnggiọt nước nhỏ vì thế có thể tăng tỉ lệ khuếch tán qua bề mặt tiếp xúclớn giữa nước và không khí Loại sục khí này thường được dùng cho

ao lớn, đặc biệt trong trường hợp oxy thấp

Tốc độ chuyển tải oxy của sục khí bề mặt tùy thuộc vào nhiều biếnsố:

- Độ sâu ngập nước,

- Thiết kế và kiểu sục khí (tốc độ cánh quạt, đường kính cánhquạt )

- Đặc tính hoá học của nước ao (độ mặn, hàm lượng hữu cơ )

Tốc độ chuyển tải oxy phụ thuộc vào:

- Sự chênh lệch oxy giữa bọt khí và vùng nước xung quanh

- Kích thước của bọt khí

- Thời gian lưu tồn của bọt khí trong nước,

- Khoảng cách của bọt khí di chuyển xuyên qua cột nước,

cũng độc đối với sinh vật Để khử chlorine sau khi xử lý nước vớithiosufat natri

C12 + 2 Na2S2O3·5H2O → Na2S4O6 + 2NaCl + 10H2O

Do đó, để loại bỏ 1 mg/L C12 đòi hởi 6,99 mg/L thiosulfat natri

Đối xử lý với vi sinh vật nước ngọt có thể dùng 1,5 ppm C12, cóthể được chuẩn bị từ 6 ppm thuốc tẩy hoặc 60 ppm chlorox Để nước

đã được xử lý chlorine trong 5 ngày sau đó loại bỏ chlorine dư thừabằng việc thêm 10 ppm thiosufate natri trong thời gian 1 ngày là cóthể sử dụng

Chlorine được sử dụng rộng rãi để khử trùng nước, các hợp chấtchlorine là những tác nhân oxy hoá mạnh và độc đối với thực vật,động vật và vi sinh vật Do đó khử trùng trực tiếp bằng chlorinetrong ao nuôi những loài thủy sản có giá trị là một biện pháp nguyhiểm Tuy nhiên, chlorine được sử dụng đáng kể trong ao nuôi tôm,

cho nên các quá trình phản ứng của các hợp chất chlorin sẽ đượcthảo luận.

Các nguồn chlorine thương mại phổ biến là chlorin (Cl2),hypochlorite canxi [Ca(OCl)2] hoặc hypochlorite (HTH) vàhypochlorite natri (NaOCl) hoặc thuốc tẩy Chlorine thì tan trong nước

và nó phản ứng để tạo ra acid hypochlorous và acid hydrochiodte:

Cl2 + H2O = HOCl + H+ + Acid hypochlorous ion hoá tạo ra ion hypochiodte (OCl-):

Cl-HOCl = OCl- + H+Hypochlorite canxi và hypochlorite natri hoà tan trong nước tạo

ra OCl-, các nhóm chlorine hòa tan đều phụ thuộc vào pH Dạng Cl2_không hiện diện trên pH 2; HOCl là dạng phổ biến nhất khi pH 1-7,48; HOCl = OCl- khi pH=7,48; OCl- thì cao hơn HOCl khi pH trên7,48 Bột HOCl có tính sát trùng mạnh hơn khoảng 100 lần OCl-(Snoeyink and Jerkins 1980), và tổng nồng độ chlorine phải sử dụng

để khử trùng gia tăng nhanh khi pH lớn hơn 6

Chlorine dư thừa bao gồm Cl2, HOCl, và OCl- Những chất dưthừa này là những tác nhân oxy hoá và chúng sẽ oxy hoá các ion khử

vô cơ (Fe2+, Mn2+, NO2 -và H2S) và hợp chất hữu cơ Trong tình trạngoxy hoá này, chlorin dư thừa sẽ bị khử thành ion chlorin không độc(Cl-) Vì vậy sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ và khử vô cơ trongnước làm tăng liều lượng chlorin cần thiết để khử trùng

NH3 trong nước cũng phản ứng với các dạng chlorine tạo ramonochlorine, dichlorine và trichloramines Chloramine bền nhưngtính năng khử trùng của chúng thấp hơn 3 dạng chlorine dư thừa

NH3 + HOCI → NH2C1 + H2O

NH2Cl + HOCI → NHCl2 + H2ONHCl2 + HOCl → NC13 + H2ONguồn chlorine sử dụng phổ biến nhất trong nuôi trồng thủysản là HTH Để đảm bảo việc khử trùng mang lại hiệu quả, phải cầnđến 2-3mg/l chlorine dư thừa Trong ao tôm, nước thường có pHkhoảng 7,5-9,5 và chứa nhiều chất hữu cơ và NH3 Sử dụng lượng lớnHTH để bảo đảm nhu cầu hoá học cho chlorine và tạo ra HOCl vàOCl- dư thừa để tiêu diệt vi sinh vật

Nồng độ cao HTH (10-20 mg/l) thường được sử dụng trong ao

có tôm mà không làm chết tôm nuôi HTH được cho là có khả năngtiêu diệt vi sinh vật và cải thiện chất lượng nước Thực tế nếu hàmlượng HTH đủ để tiêu diệt vi sinh vật thì tôm cũng sẽ bị giết chết bởi

vì chlorine được xem là chất diệt sự sống (biocide) Do nhu cầuchlorine và pH cao trong ao tôm, nên lượng HTH đưa vào được tiêuthụ trong các phản ứng hoá học và không còn chlorin dư thừa tồn tại

Áp dụng HTH như thế có thể oxy hoá một ít chất hữu cơ nhưng không

đủ để cải thiện chất lượng nước Thỉnh thoảng HTH được sử dụng chođáy ao để oxy hoá các hợp chất khử trong đất Việc xử lý này khôngcần thiết, bởi vì nếu đất ao khô, oxy từ không khí sẽ oxy hóa các hợpchất khử

Việc áp dụng HTH cho đất ướt (không thể làm khô) thì hợp lý

HTH cho đất ao, nước ao, bể cấp nước, bể trong trại giống và cáctrang thiết bị khác vào đầu vụ nuôi (chưa thả cá) là có hiệu quảtrong việc tiêu diệt các sinh vật gây bệnh và các loài tôm cá tạpkhác Tuy nhiên, khử trùng bằng chlorine khi đang nuôi tôm cá là mộtbiện pháp không hiệu quả và nguy hiểm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng:

- kích thước và giai đoạn của sinh vật

- mức độ phóng xạ và thời gian xử lý

- độ sâu của tầng nước mà tia phóng xạ đi qua

Các hợp chất hoá học thường được sử dụng để tẩy trùng đáy ao và diệt địch hại Liều lượng ấn định cho các sản phẩm thương mại,

còn không thì không được chỉ định.

Hợp chất Khử trùng (D) Liều lượng khuyến cáo

Ngoài ra, hiện nay người nuôi còn dùng nhiệu loại hòa chất khá

để khử trùng nước ao nuôi Hầu hết hóa chất khữ trùng là những chấtoxy hóa mạnh trong đó học chất chính là Cl, Br, I và O (oxy nguyêntử) Những chất oxy hóa mạnh là những chất có tác dụng không chọnlọc nên với liều cao có thể diệt tất cả sinh vật sống trong nước nênnhững chất oxy hóa mạnh còn có tác dụng diệt tạp Do chất oxy hóamạnh có tác dụng không chọn lọc nên cần thận trọng khi sử dụng

trong trường hợp đang nuôi tôm cá vì nếu sử dụng liều cao có thểgây nguy hiệm cho tôm cá

II PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC

1 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ BẢO QUẢN MẪU

1.1 Chuẩn bị thu mẫu

1.1.1 Nhận định sự thay đổi chất lượng nước

Chất lượng nước tại mỗi trại luôn bị thay đổi theo thời gian (phụthuộc vào lưu lượng và mức độ tác động của các nguồn ô nhiễm), dovậy cần đo các giá trị cực đại, cực tiểu và trung bình của các thông

số theo thời gian để có thể phản ánh gần đúng giá trị thực Số mẫuthu thập cần đủ lớn và nhịp thu mẫu cần đủ cao để làm được điềunày Tuy nhiên, việc tăng cao số mẫu và nhịp thu sẽ gây tốn kémnhiều về kinh phí và nhân lực Cho nên cần tính sao cho vừa đủ độtin cậy vừa không quá nhiều chi phí Theo GEMS (Hệ thống quan trắcmôi trường toàn cầu) nhịp thu mẫu cho nước nuôi thủy sản như mẫu

ở sông thời gian thu mẫu cần tiến hành khi lưu lượng thấp, ở ao hồcần xem xét chu trình sinh học và cần tăng nhịp thu mẫu ở thời điểm

có năng suất sinh học cao

1.1.2 Các điều cần lưu ý khi thu mẫu

• Lựa chọn và rửa kỹ chai, lọ đựng mẫu

• Dùng tay cầm chai, lọ nhúng vào khoảng giữa dòng nước cách bềmặt nước độ 30-40cm Hướng miệng chai, lọ lấy mẫu hướng về phíadòng nước tới Thể tích nước phụ thuộc vào thông số cần khảo sát

• Đậy kín miệng chai, lọ, ghi rõ lý lịch mẫu đã thu

2.2 Các bảo quản mẫu

ẩm, lúc này đã sẵn sàng để phân tích

2.3 Phương pháp thu mẫu

Phương pháp thu mẫu chính xác sẽ góp phần tăng tính chính