›
›

Bài giảng Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sản - Trương Quốc Phú

pdf 124 trang phuongnguyen 2460
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sản - Trương Quốc Phú", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_quan_ly_chat_luong_nuoc_ao_nuoi_thuy_san_truong_qu.pdf

Nội dung text: Bài giảng Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sản - Trương Quốc Phú

  1. QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NUÔI THỦY SẢN Trương Quốc Phú Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ
  2. Giới thiệu Thông tinh chung Môn học: Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sản Mã số: TS105, 3 tín chỉ (30-30) Mã số: TS338, 2 tín chỉ (30-0) Mã số: TS150, 2 tín chỉ (20-20) Mô tả giáo trình: - Động thái và ý nghĩa sinh học của các yếu tố như vật lý, hóa học, sinh học đối với đời sống thủy sinh vật, - Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước -Biện pháp quản lý môi trường ao nuôi thủy sản. Vị trí của giáo trình: -Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cần thiết về đánh giá chất lượng và quản lý môi trường ao nuôi thủy sản.
  3. Giới thiệu Điềukiệntiênquyết: Hóa phân tích Sách và dụng cụ họctập: Water quality for pond aquaculture (Boyd, 1998) Quan trắc và kiểm soát ô nhiễm môi trường nước (Lê Trình, 1997) Các giáo trình về cơ sở thủysản Các tài liệu có liên quan Phương pháp họctập: Học tích cực, sinh viên là trung tâm Cách đánh giá: Lý thuyết: 50% kiểm tra và thuyết trình, 50% thi hết môn Thực hành: Đạt yêu cầu
  4. Chất lượng nước và sức khỏe tôm cá – Con người cần không khí trong lành để sống lâu. Cá, tôm cũng cần nước có chất lượng tốt để sống khỏe mạnh – Phòng bệnh tốt hơn là trị bệnh – Chất lượng nước tốt giúp cá, tôm khỏe mạnh và lớn nhanh – Chăm sóc ao cá, tôm cũng cần thiết như chăm sóc sức khỏe của con người
  5. Mở đầu 1. Nhập môn • Định nghĩa: Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sảnlà môn khoa học nghiên cứu những tính chất vật lý, thành phần hóa học của nước thiên nhiên, các qui luật biến đổi của chúng theo không gian và thời gian và những ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. •Nội dung nghiên cứu: Tính chất vật lý Tính chất hóa học Sự biến động của các yếu tố và phương pháp quản lý chất lượng nước
  6. Mở đầu • Đối tượng nghiên cứu: Nước bề mặt (ao, hồ, sông, suối ) và nước ngầm sử dụng cho nuôi trồng thủy sản 2. Sơ lược phát triển môn học Những nghiên cứu vế tính chất và thành phần hóa học của nước thiên nhiên đã có từ thời đại đồ sắt Thalet (629 – 343 TCN) có kết luận: nước là chất phổ biến, rất bình thường nhưng cũng khác thường về những tính chất vật lý của nó. Nước là chất duy nhất trên địa cầu gặp đồng thời với khối lượng lớn ở 3 trạng thái rắn, lỏng và khí.
  7. Mở đầu • Đầu TK 18, hai nhà khoa học M. Lomonosov (1711 - 1765) và A. Lavoisier (1743 - 1794) Đề ra cơ sở phân tích định lượng thành phần hóa học của nước thiên nhiên. • Ngày nay, khoa học và công nghệ phát triển việc phân tích thành phần hóa học của nước có nhiều tiến bộ, mức độ chính xác cao. Phương pháp cổ điển (chuẩn độ) Phương pháp so màu quang phổ Phương pháp huỳnh quang Phương pháp phóng xạ Phương pháp sắc ký
  8. Mở đầu 3. Nước, môi trường thuận lợi cho đời sống thủy sinh vật Khối lượng riêng cao, độ nhớt thấp Nhiệt lượng riêng cao, độ dẫn nhiệt kém Độ tỏa nhiệt và độ thu nhiệt lớn Sức căng bề mặt lớn Khối nước luôn chuyển động Nước là dung môi tốt 4. Phân chia vùng sinh thái theo độ muối Vùng sinh thái nước ngọt (độ muối nhỏ hơn 0,5%o) Vùng sinh thái nước lợ (độ muối từ 0,5-30%o) Vùng sinh thái nước mặn (độ mặn lớn hơn 30%o)
  9. Mở đầu 5. Đặc tính các loại hình thủy vực •Thủy vực nước chảy: là các thủy vực tự nhiên, diện tích mặt nước lớn, sâu (sông, suối ) Hàm lượng oxy cao, ổn định, hàm lượng oxy phụ thuộc dòng chảy CO2 tự do thấp Độ pH ổn định (6-8) Nhiệt độ nước ít biến động Hàm lượng muối dinh dưỡng và vật chất hữu cơ thấp Các yếu tố môi trường có xu hướng biến đổi theo mùa
  10. Mở đầu Thủy vực nước tĩnh: là các thủy vực nhân tạo, diện tích mặt nước nhỏ, cạn (ao, hồ, ruộng lúa ) Hàm lượng oxy thường thấp vào sáng sớm và cao vào xế chiều Hàm lượng CO2 tự do trong nước biến động ngược lại so với oxy Độ pH cũng biến động tương tự như oxy Nhiệt độ biến động lớn nhất là ruộng lúa Hàm lượng muối dinh dưỡng trong các thủy vực nước tĩnh cao do tác động của canh tác của con người Phiêu sinh vật phát triển với một độ cao
  11. DINH DƯỠNG VÀ CHU TRÌNH SINH HỌC
  12. Nguồn và quá trình cung cấp dinh dưỡng cho môi trường nước Mưa, bụi, cố định đạm Sinh quyển Rửa trôi, xói lở Phân hủy Khuấy động nền đáy Bài tiết của Nguồn nội tại động vật Nguồn ngoại lai
  13. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Các dạng dinh dưỡng • Chất hữu cơ (chất sống và xác chết) Carbohydrate Protein Lipid Chất hữu cơ khác (rượu, acid, hydrocarbon ) • Muối dinh dưỡng (muối vô cơ) + - - Đạm (NH3, NH4 , NO2 , NO3 ) 3- Lân (PO4 ) 2- Silic (SiO3 )
  14. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Quá trình tổng hợp chất hữu cơ - tích lũy năng lượng Ánh sáng CO2 +H2OC6H12O6 +O2 Diệp lục + Tinh bột NH4 - Cellulose NO3 PO 3- Đồng hóa Protein C H O + 4 6 12 6 2- Lipid SiO3 2- Vitamin SO4
  15. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Các nhóm sinh vật tham gia vào quá trình tổng hợp chất hữu cơ: • Thực vật phù du (Phytoplankton) • Thực vật đáy (Phytobenthos) • Thực vật lớn (Macrophyte) • Vi khuẩn hóa tự dưỡng (Lithotrophic bacteria) • Vi khuẩn quang tự dưỡng (Phototrophic bacteria)
  16. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Quá trình hô hấp - cung cấp năng lượng: CO2 H2O Tinh bột NH3 Cellulose Enzyme 3- PO4 + O2 +Q (hóa năng) Protein 2- SiO3 Lipid 2- SO4
  17. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Quá trình phân hủy hữu cơ hiếu khí - giải phóng năng lượng: CO2 H O Tinh bột 2 NH Cellulose 3 Vi khuẩn, nấm NO - Protein + O 3 +Q (Nhiệt năng) 2 PO 3- Lipid 4 SiO 2- 3 2- SO4
  18. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Quá trình phân hủy hữu cơ yếm khí - giải phóng năng lượng: CH Tinh bột 4 R-OH Cellulose Vi khuẩn R-COOH Protein +Q (Nhiệt năng) Yếm khí NH Lipid 3 H S 2 3- PO4
  19. Chu trình dinh dưỡng trong thủy vực Các nhóm sinh vật tham gia vào quá trình phân hủy hữu cơ: • Vi khuẩn dị dưỡng Bacillus Pseudomonas Lactobacillus Vibrionacea • Nấm phân hủy Trichoderma
  20. ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC
  21. Ánh sáng
  22. Sự xâm nhập của ánh sáng vào nước Ánh sáng tới ƒ Sự xâm nhập của ánh Phản xạ sáng vào cột nước phụ thuộc: –Góc tới –Sự phẳng lặng –Bước sóng Đi vào thủy vực ƒ Độ đục/vật chất lơ lửng của nước ƒ 53% năng lượng ánh sáng chuyển thành dạng nhiệt và triệt tiêu trong 1m đầu tiên
  23. Sự xâm nhập của ánh sáng vào ao cá Độ sâu (cm) 0 30 60 Độ trong thấp 90 Độ trong vừa 120 Độ trong cao 150 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ánh sáng tới (%)
  24. Độ trong, độ đục của nước • Độ đục có tương quan nghịch với độ trong và tầm nhìn trong nước • Độ trong đo bằng đĩa secchi (cm) • Độ đục được đo bằng khả năng xuyên qua nước của ánh sáng (NTU) hoặc hàm lượng của tổng vật chất lơ lửng (mg/L).
  25. Yếu tốảnh hưởng đến độ trong, đục •Chất hữu cơ dạng hạt Plankton Detritus Chất mùn •Chất vô cơ Huyền phù (canxi) Bùn (2-50µm) Keo đất (<2 µm)
  26. Độ trong, đục và chất lượng nước • Độ trong cao (độ đục thấp) > 40 cm ( 100 NTU) Ao giàu dinh dưỡng hoặc nhiễm bẩn
  27. Độ trong, đục và chất lượng nước CCáá thithiếếuu ththứứcc ăănn ttựự nhiênnhiên TTảảoo đđááyy phpháátt tritriểểnn 60 cm ĐĐủủ ththứứcc ăănn ttựự nhiênnhiên ChChấấtt llưượợngng nnưướớcc ttốốtt AoAo gigiààuu dinhdinh ddưưỡỡngng TTảảoo phpháátt tritriểểnn mmạạnhnh CCáá bbịị thithiếếuu oxyoxy vvààoo ssáángng ssớớmm
  28. Quản lý độ trong, độ đục Nước quá trong • Bón phân khi nước ao thiếu dinh dưỡng • Bón vôi và bón phân khi nước bị nhiễm phèn
  29. Quản lý độ trong, độ đục Nước đục •Hạn chế rửa trôi •Sử dụng ao lắng •Kết tụ keo đất bằng các cation (Al3+, Fe3+, Ca2+, Na+, H+ ) 3+ NH + Al 4 Mg2+ Fe3+ 3+ Ca2+ Ca2+ Al Mg2+ Fe3+ Na+ + Keo đất NH4 H+ H+
  30. Nhiệt độ Trao đổi năng lượng nhiệt trong thủy vực Bức xạ Truyền Bức xạ Bốc hơi mặt trời nhiệt nhiệt Cấp nước Tháo nước Địa nhiệt Hấp thụ vào nền đáy
  31. Sự phân tầng nhiệt trong ao cá 0.0 0,5 Epilimnion 1,0 sâu (m) sâu 1,5 Thermoline Độ 2.0 Hypolimnion 2.5 20 22 24 26 28 30 32 Nhiệt độ (oC)
  32. Ảnh hưởng của nhiệt độ •Khoảng chịu đựng nhiệt độ của cá từ 20- 35oC •Khoảng nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của cá là 25-30oC, cá vùng nhiệt đới sẽ chết khi nhiệt độ dưới 15oC •Nhiệt độ thay đổi đột ngột (3-4oC) cá bị sốc hoặc chết, tốc độ thay đổi nhiệt độ 0,2oC/phút sẽ không ảnh hưởng đến cá
  33. Quy luật Van’t Hoff Tiêu hao oxy 100 50 0 0 10203040 50 Nhiệt độ (oC)
  34. Quy luật tổng nhiệt S = D(t-to) S : Tổng nhiệt (hằng số) D : Thời gian t : Nhiệt độ trung bình ngày to : Nhiệt độ 0 sinh học
  35. Nhiệt độ và mùa sinh sản 35 30 C) o Mùa sinh sản ( ộ 25 đ t ệ 20 Nhi 15 1246357981011 12 Tháng
  36. Quản lý nhiệt độ Mát Nóng 1,5 m Lạnh Mát Ao đủ lớn và đủ sâu là cần thiết để duy trì nhiệt độ thích hợp (1,2-1,5 m)
  37. Quản lý nhiệt độ Lạnh Nóng 0,8 m Ao quá cạn (<0,8 m) nhiệt độ nước sẽ quá lạnh vào ban đêm và quá nóng vào ban ngày
  38. Màu nước CCáácc yyếếuu ttốố ảảnhnh hhưưởởngng đđếếnn mmààuu nnưướớcc ƒNước tinh khiết không có màu ƒNước tự nhiên có màu do các yếu tố: Phiêu sinh vật (tảo) Xác hữu cơ hòa tan và lơ lửng Phù sa
  39. Màu nước và tác nhân tạo màu Màu xanh nhạt, xanh Màu vàng nâu, màu đọt chuối: do tảo lục trà: do tảo Silic (Chlorophyta) (Bacillariophyta)
  40. Màu nước và tác nhân tạo màu Màu xanh đậm (xanh Màu nâu đen: Nhiều lam): do tảo Lam xác hữu cơ, tảo mắt (Cyanophyta, (Euglenophyta) Cyanobacteria)
  41. Màu nước và tác nhân tạo màu ƒMàu vàng cam: Nhiều phèn sắt ƒMàu đất đỏ: Phù sa sông KFe3(SO4)2(OH)6 ƒMàu xám đục: bùn sét Màu xanh nhạt (nước ngọt) và màu vàng nâu thích hợp cho nuôi tôm cá
  42. ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC
  43. pH và đời sống thủy sinh vật pH là gì? + - H2O =H + OH + - -14 o [H ][OH ] = Kw = 10 (ở nhiệt độ 25 C) + + -14 + -7 [H ][H ] = Kw = 10 ⇒ [H ] = 10 = 0,0000001 mole/L Để tránh sử dụng giá trị quá nhỏ, các nhà khoa học chuyển thành giá trị pH + + pH = - log10[H ] = - lg[H ] pH = -lg[10-7] = 7
  44. pH và đời sống thủy sinh vật Ion H+ sinh ra từ đâu? (pH giảm) • Quá trình oxy hóa đất phèn + 2- 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 4H + 2SO4 2FeSO4 + 1/2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O + 2- FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O = 15FeSO4 + 18H + 8SO4 + 2 Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2Fe(OH)2 + 6H + 3SO4 • Quá trình phân hủy hữu cơ •Hô hấp của thủy sinh vật + - + 2- CO2 + H2O → H2CO3 → H + HCO3 → H + CO3
  45. pH và đời sống thủy sinh vật Nguyên nhân làm pH tăng? ƒ Quá trình quang hợp 2- Làm giảm CO2 hoặc làm tăng CO3 ƒ Bón vôi 2+ - CaCO3 + CO2 + H2O → Ca + 2HCO3 2+ - CaO + 2CO2 + H2O → Ca + 2HCO3 2+ - Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca + 2HCO3
  46. pH và đời sống thủy sinh vật pH thấp ƒ Tăng tiết dịch nhờn trên bề mặt mang ƒ Giảm trao đổi khí và ion ƒ Mất cân bằng acid-base, giảm NaCl trong máu, rối loạn điều hòa áp suất thẩm thấu ƒ Tế bào máu trương phồng, mất khả năng điều hòa chất điện giải ƒ Làm giảm khả năng vận chuyển oxy
  47. pH và đời sống thủy sinh vật pH cao ƒ Biểu bì phiến mang bị sưng phồng ƒ Tổn thương thủy tinh thể và giác mạc ƒ Mất cân bằng acid-base Ảnh hưởng gián tiếp ƒ Ảnh hưởng lên NH3 và H2S ƒ Ảnh hưởng hoạt tính của hoá chất
  48. pH và đời sống thủy sinh vật Không sinh sản Không sinh sản Sinh trưởng ChếtChSinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt chậm ết 4567891011 pH
  49. pH và đời sống thủy sinh vật Sự biến động pH theo ngày đêm pH Giới hạn trên 9,0 6,5 Giới hạn dưới 6:00 14:0018:00 6:00 t Giàu dinh dưỡng (tảo Dinh dưỡng TB Nghèo dinh dưỡng phát triển mạnh) (tảo phát triển vừa) (t ả o ít phát triển)
  50. pH và đời sống thủy sinh vật 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
  51. pH và đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục pH thấp: • Thay nước mới có pH cao hơn • Bón vôi • Bón phân
  52. pH và đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục khi pH cao: Dùng phèn có thể làm giảm pH xuống 8.34. + Al2(SO4)3.14H2O + H2O → 2Al(OH)3↓ +6H + 3SO4 + 14H2O + Al2(SO4)3.14H2O → 6H = 6CaCO3 594,14 mg 600,48 mg ? 1 mg/L ?=0,99 mg/L Khoảng 1 mg phèn loại bỏ 1 mg độ kiềm carbonate. Dùng thạch cao (CaSO4·2H2O) có thể điều hòa pH bởi vì Ca kết tủa carbonate.
  53. CO2 và đời sống thủy sinh vật
  54. CO2 và đời sống thủy sinh vật • Hàm lượng CO2 thường nhỏ hơn 5 mg/L, chúng biến động theo không gian và thời gian. • CO2 có thểảnh hưởng đến hô hấp của cá khi hàm lượng lớn hơn 10 mg/L, đặc biệt khi hàm lượng oxy thấp. • Hàm lượng CO2 quá cao có thể dẫn đến pH của nước thấp.
  55. CO2 và đời sống thủy sinh vật Khắc phục CO2 cao • Thay nước • Sử dụng Ca(OH)2 – 2CO2 + Ca(OH)2 Æ Ca(HCO3)2 – 88 mg : 74.08 mg ⇒ 1 mg/L : ? mg – ? = 0.84 mg • Chú ý: Dùng Ca(OH)2 quá nhiều có thể làm tăng nhanh pH đến mức gây chết cá; khí NH3 cũng tăng theo sự gia tăng pH.
  56. CO2 và đời sống thủy sinh vật Dùng Na2CO3 Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 105. 98 mg : 44 mg ⇒ ? mg/L : 1 mg/L ⇒ 2,41 mg/L Dùng Na2CO3 thì an toàn hơnCa(OH)2, nhưng chi phí cao.
  57. Độ kiềm - 2- - 2- 3- • Độ kiềm tổng cộng: HCO3 , CO3 , OH , SiO3 , PO4 và NH3 Nguồn cung cấp độ kiềm cho nước ao: CaCO3 và CaMg(CO3)2 Tổng độ kiềm = 0 ⇒ pH 0, pH>8,34 •Hàm lượng kiềm 80-120 mg/L CaCO3 là thích hợp cho ao nuôi giúp ổn định pH và tăng hàm lượng khoáng.
  58. Quan hệ CO2 - pH - Độ kiềm - 2- CO2 + H2CO3 HCO3 CO3 1.00 0.75 ệ l ỉ 0.50 T 0.25 0.00 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  59. Độ kiềm ẢẢnhnh hhưưởởngng ccủủaa đđộộ kikiềềmm • Ảnh hưởng đến hệ đệm trong ao nuôi • Độ kiềm thấp do: Độ mặn thấp Đất phèn Mật độ tảo thấp Ao nhiều ốc, hà, giun
  60. Độ kiềm và khả năng đệm •Khả năng đệm dùng để chỉ mức độ chống lại sự thay đổi pH khi môi trường nước tăng tính acid hay bazơ. •Hệ đệm được định nghĩa như sau: - [HCO3 ] pH = pK1 + lg [CO2]
  61. Độ kiềm và khả năng đệm - Hệ CO2 - HCO3 cung cấp chất đệm cho hầu hết thủy vực tự nhiên bởi vì khả năng trung hòa sau: + - H + HCO3 → H2O + CO2 - - OH + CO2 → HCO3 2- - CO3 + CO2 + H2O → HCO3
  62. Độ cứng • Độ cứng: Tổng độ cứng thể hiện số lượng ion kiềm hóa trị 2 trong nước đơn vị là mgCaCO3 /L. Nước mềm 300
  63. Độ cứng • Tổng độ cứng 2- Độ cứng CO3 : Độ cứng tạm thời (bị kết tủa khi tăng nhiệt độ) 2- Độ cứng không là CO3 : Độ cứng vĩnh cửu. • Độ kiềm> Độ cứng: K+, Na+ Kết hợp với 2- - CO3 và HCO3 • Độ kiềm< độ cứng: Ca, Mg kết hợp với - 2- - SO4, Cl . SiO3 ,NO3 • Tỉ lệ kiềm/cứng tốt nhất là 1:1
  64. Oxy và đời sống thủy sinh vật
  65. Oxy và đời sống thủy sinh vật DO (mg/L) 8 Mức bão hòa 3 Giới hạn dưới 6:00 14:00 6:00 Giàu dinh dưỡng (tảo Dinh dưỡng TB Nghèo dinh dưỡng phát triển mạnh) (tảo phát triển vừa) (t ả o ít phát triển)
  66. Oxy và đời sống thủy sinh vật Giới hạn trên Thay nước Bão hòa Sốc Phytoplankton Oxy hòa tan
  67. Oxy và đời sống thủy sinh vật Nguyên nhân gây thiếu oxy •Tảo tàn (màu nước thay đổi) khi tảo nở hoa, xác tảo bị oxy hóa trong điều kiện nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh. •Tảo lam là nhóm gây sự cố. •Nhiều hữu cơ (thức ăn thừa, phân bón )
  68. Oxy và đời sống thủy sinh vật Biện pháp hạn chế hiện tượng thiếu oxy • Ao nuôi cần thoáng • Không cho ăn thức ăn quá dư thừa hoặc bón phân quá liều • Ao nuôi cần có hệ thống trao đổi nước
  69. Oxy và đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục hiện tượng thiếu oxy •Thay nước với nguồn nước có chất lượng tốt. •Sử dụng sục khí. •Sử dụng KMnO4 (2-6 mg/L) 4KMnO4 + 2H2O → 4KOH + 4MnO2 + 6O Dùng 6.58 mg/L KMnO4 để tạo ra 1 mgO2/L. KMnO4 có thể gây độc cho cá và gây chết vi khuẩn, phiêu sinh vật KMnO4 có tác dụng làm giảm các chất như H2S, Fe2+
  70. Oxy và đời sống thủy sinh vật •Sử dụng H2O2 2H2O2 → 2H2O + 2O (O + O → O2) Theo lý thuyết, 0,05 mL/L (1 giọt) của 6% H2O2 sinh ra 1,5 mg/L O2. 2 •Sử dụng CaO2 dạng hạt (25-100g/m ) CaO2 + H2O → Ca(OH)2 + O2 Dùng 2,7 mg/L CaO2 sẽ sinh ra 1 mg/L O2
  71. Oxy và đời sống thủy sinh vật Cá nổi đầu hàng loạt Cá nổi đầu rải rác DO 3 mg/L Nước ao dơ, phù sa Cá bị bệnh, tổn thương Nhiều khí độc
  72. Oxy và đời sống thủy sinh vật Nổi đầu nhẹ Nổi đầu trầm trọng DO = 2-3 mg/L DO < 2 mg/L Phản ứng với tiếng động Không Phản ứng với tiếng động Bắt mồi Không bắt mồi Cá lặn xuống khi mặt trời lên Cá không lặn xuống khi mặt trời lên
  73. Ammonia và đời sống thủy sinh vật + Amomnia/Ammonium (NH3/NH4 ) •NH3 sinh ra từ quá trình phân hủy chất chất hữu cơ có chứa N •Sản phẩm bài tiết hay từ phân bón: (NH2)2CO + H2O → (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O + •NH3 hòa tan trong nước tạo thành NH4 + - NH3 + H2O ⇔ NH4 + OH
  74. Ammonia và đời sống thủy sinh vật Hô to ↓ to ↑ hấp pH ↓ pH ↑ Quang hợp + NH3 NH4 NH3
  75. Ammonia và đời sống thủy sinh vật • 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 dẫn 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
  76. Ammonia và đời sống thủy sinh vật Biện pháp duy trì hàm lượng ammonia thích hợp • 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
  77. H2S và đời sống thủy sinh vật H2S sinh ra từ đâu? • Phân hủy vật chất hữu cơ yếm khí 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
  78. H2S và đời sống thủy sinh vật Hô to ↓ to ↑ hấp pH ↓ pH ↑ Quang hợp HS- S2- H2S
  79. H2S và đời sống thủy sinh vật Biện pháp tránh tích lũy H2S •Cải tạo ao tốt trước mỗi vụ nuôi • Tránh bón phân quá liều và cho thức ăn quá dư thừa • Không đào ao quá sâu
  80. H2S và đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục H2S cao • Thay nước •Sục khí •Sử dụng chế phẩm vi sinh
  81. Nitrite và đời sống thủy sinh vật - NO2 sinh ra từ đâu? • Nitrite hóa + - + NH4 + 3/2 O2 ⇔ NO2 + 2H + H2O + 76kcal Nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrite hóa gồm Nitrosomonas (nước ngọt) Nitrosococcus (nước lợ) •Phản nitrate hóa
  82. Nitrite và đời sống thủy sinh vật - Tác dụng độc của NO2 ? - •NO2 kết hợp với Hb tạo thành Methemoglobin là 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.
  83. Nitrate và đời sống thủy sinh vật - •NO3 trong nước được cung cấp quá trình nitrate hóa oxy 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, Pseudomonas
  84. Nitrate và đời sống thủy sinh vật • Nitrate không độc đối và rất cần thiết đối 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 nở hoa dẫn đến biến động các yếu tố (pH, độ kiềm, O2 và CO2) . •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
  85. Lân và đời sống thủy sinh vật - 2- • Hòa tan: Orthophosphate (H2PO4 , HPO4 và 3- PO4 ) 4- • Không hòa tan: Pyrophosphate, P2O7 , - Metaphosphate PO3 , Polyphosphate). • Lân hữu cơ • Lân không độc, nhưng nếu lân hòa tan cao (>0,2 mg/L) tảo sẽ nở hoa gây biến động các yếu tố (pH, độ kiềm, O2 và CO2)
  86. BOD, COD và đời sống thủy sinh vật • Lượng oxy tiêu hao cho quá trình hô hấp của vi sinh vật trong điều kiện nhất định được gọi là tiêu hao oxy sinh học (BOD) • Giá trị BOD thích hợp cho ao nuôi thủy sản biến thiên trong khoảng nhỏ hơn 10 ppm. • Lượng oxy tiêu hao cho sự phân hủy hữu cơ được gọilà tiêu hao oxy hóa học (COD) • Hàm lượng COD thích hợp cho ao nuôi thủy sản là từ 15- 20 ppm, giới hạntối đa cho phép là nhỏ hơn 35 ppm • BOD và COD là chỉ tiêu dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ.
  87. QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
  88. Bón vôi •Các loại vôi thường được sử dụng: CaCO3, CaMg(CO3)2, Ca(OH)2, CaO •pH thấp có thể được tạo thành do acid carbonic, acid hữu cơ, and acid vô cơ. • Bón vôi thường nhằm làm tăng pH trong ao chứa acid trong bùn và độ kiềm/độ cứng thấp.
  89. Bón vôi Các dạng ao cần bón vôi: a) Ao mất cân bằng dinh dưỡng với nhiều mùn đáy và vật chất hữu cơ. b) Nước ao mềm với độ kiềm thấp. c) Mất cân bằng dinh dưỡng với nguồn nước chua (acid).
  90. Tác dụng của vôi 1. Trung hòa acid và tăng pH của nước và bùn. 2. Tăng khả năng đệm. 3. Tăng CO2 cho quá trình quang hợp của tảo. 4. Kết tủa keo đất. 5. Diệt mầm bệnh 6. Ảnh hưởng chính là tăng năng suất của ao nuôi.
  91. Bón phân • Phân bón vô cơ kích thích sinh vật tự dưỡng và có liên quan đến chuỗi dinh dưỡng, ngược lại phân bón hữu cơ tác động lên sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng. Nên bón loại phân nào?
  92. Bổ sung vô cơ vào phân hữu cơ •Bởi vì động vật thải phân có chứa đạm và lân thường có tỉ lệ không cân đối cho nhu cầu sinh trưởng của phytoplankton, do đó cần phải bổ sung phân bón vô cơ vào phân chuồng để đạt được tỉ lệ N:P như mong muốn.
  93. Cách bón phân Không để phân hữu cơ tích tụở đáy ao
  94. Lượng phân bón và chu kỳ bón • Để duy trì mức phytoplankton khoảng 80- 300 mg Chl-a/m3, độ trong khoảng 20-40 cm thì tổng hàm lượng P và N trong cột nước nên giữ trong khoảng 0,2-0,5 mg P/L and 1-3 mg N/L, với tỉ lệ N:P là 7-10:1. • Theo nguyên lý, số lần bón phân càng nhiều thì mức dinh dưỡng trong nước càng ổn định và năng suất sinh học cũng ổn định.
  95. Sục khí •Sục khí bề mặt: Máy quạt nước đảo tròn
  96. Sục khí •Sục khí khuếch tán:
  97. Sục khí Tác dụng của sục khí a) Cung cấp oxy b) Loại bỏ khí độc (H2S, NH3, CH4, CO2 ) c) Tập trung chất thải vào giữa ao d) Xáo trộn phiêu sinh vật
  98. Xử lý và tái sử dụng nước •Loại bỏ chất rắn dạng hạt •Loại bỏ chất hữu cơ hòa tan (DOC) •Loại ammonia, • Cung cấp oxy hòa tan •Khử trùng.
  99. Sơ đồ bể lọc sinh học tuần hoàn Nước từ bể ương Than hoạt tính Cát Giá thể HDPE 1 Sỏi 3 4 Nước hồi 2 về bể ương 6 5 1. Bể lọc cơ học 4. Bể lọc sinh học (giá thể HDPE) 2. Protein skimmer 5. Bơm nước 3. Bể lọc sinh học (than hoạt tính) 6. Khử trùng UV
  100. Các loại giá thể nhân tạo
  101. Xử lý chất thải Sục khí, vsv Hữu cơ Ammonia hòa tan Cá ăn lọc Hữu cơ Nước thải Ammonia lơ lững Sục khí, vi khuẩn nitrate hóa Chất thải Sinh khối Ammonia Nitrate từ ao cá thực vật Bèo, lục bình Làm khô Vi khuẩn nấm, trùn Phân Thức ăn Bùn thải Bùn khô hữu cơ động vật
  102. Xử lý chất thải trong NTTS Thả cá ăn lọc để làm giảm hữu cơ lơ lửng Chế phẩm vi sinh Tăng cường sục khí để thúc đẩy quá trình phân hủy hữu cơ
  103. Phương pháp xử lý nước thải
  104. Các loài TVTS được dùng xử lý nước
  105. Phương pháp xử lý chất thải rắn
  106. Phương pháp xử lý chất thải rắn
  107. Hóa chất dùng trong NTTS 1. Chất oxy hóa mạnh a) Chlorine Ca(OCl)2, NaOCl, Cl2 sục vào nước Tác dụng: Diệt sinh vật sống Liều lượng khử trùng: 20-50 mg/L
  108. Hóa chất dùng trong NTTS b) Ozone O3 → O2 + O Có tác dụng như Chlorine Liều lượng khử trùng nước: >0,1 mg/L Ozone sẽ trở thành oxy sau khoảng 20-30’
  109. Hóa chất dùng trong NTTS c) Thuốc tím (KMnO4) KMnO4 + H2O → KOH + MnO2 + O Có tác dụng như Chlorine, thuốc tím dễ mất tác dụng dưới ánh sáng mặt trời Liều lượng khử trùng nước: 4-5 mg/L
  110. Hóa chất dùng trong NTTS d) BKC-80 (alkyldimethylbenzylammonium chloride hay Benzalkonium chloride) Tên khác: Cleaner, Bioquats Tác dụng: giống như Chlorine Liều lượng: 0,6-1 mg/L
  111. Hóa chất dùng trong NTTS e) Formol (Formaldehyde 38-40%) Tác dụng: khử trùng nước, diệt ký sinh trùng Liều lượng: 15-25 mg/L
  112. Hóa chất dùng trong NTTS f) Malachite green - Cu2CO3(OH)2 (bị cấm) Tên khác: P-P-Benzynli denebis hay N-N- Dimethyn aniline), Anline Gree, Brigt, G-Sulfat, Malachite, Oxolate, Noxleh, Victoria-Green Tác dụng: Ứng chế quá trình tổng hợp protein
  113. Hóa chất dùng trong NTTS g) Rotenone - C23H22O6 (thuốc cá) Tác dụng: diệt cá, kích thích tôm lột xác Liều lượng: 1kg/100m3
  114. Hóa chất dùng trong NTTS h) Saponin - C45H73NO15 Tác dụng: giống như rotenone Liều lượng: Theo chỉ dẫn của nhà sản xuất
  115. Hóa chất dùng trong NTTS i) Dipterex - C4H8Cl3O4P (bị cấm) Tên khác: Trichlorfon Tác dụng: diệt giáp xác, côn trùng CH3OO P CH3O CH(OH) - CCl3
  116. Hóa chất dùng trong NTTS j) Xanh methylene - C16H18N3ClS Tác dụng: oxy hóa hệ men làm rối loạn trao đổi chất của tác nhân gây bệnh Liều lượng: Theo chỉ dẫn
  117. Hóa chất dùng trong NTTS k) Zeolite - Na2Al2Si3O10. 2H2O Tác dụng: Làm giảm NH3 Liều lượng: theo chỉ dẫn
  118. Hóa chất dùng trong NTTS l) EDTA - C10H16N2O8 Tác dụng: xử lý kim loại nặng, giảm độ cứng Liều lượng: 5-10 mg/L
  119. Hóa chất dùng trong NTTS m) Thiosulfate Natri (Na2S2O3.5H2O) Tác dụng: Trung hòa Chlorine, thuốc tím Liều lượng: tỉ lệ 7:1
  120. Hóa chất dùng trong NTTS n) Sodium dodecyl sulfate - SDS (NaC12H25SO4) Tác dụng: Giảm độ nhớt của nước Liều lượng: theo chỉ dẫn
  121. Hóa chất dùng trong NTTS o) Phèn nhôm (KAl(SO4)2.12H2O, Al2(SO4)3.16H2O) Tác dụng: Giảm pH, làm trong nước Liều lượng: theo chỉ dẫn
  122. Chế phẩm sinh học • Probiotics (chế phẩm cải thiện sức khoẻ sinh vật) • Bioremediation (chế phẩm cải tạo môi trường) • Biocontrol (chế phẩm ức chế tác nhân gây bệnh)
  123. Thành phần của MP hay EM •Chủ yếu là 4 nhóm vi khuẩn: – Vibrionacea – Pseudomonads – Lactic acid bacteria – Bacillus spp và –Men
  124. Chúc các bạn sinh viên học tốt.