Bài giảng quản lý môi trường nước thủy sản

LỜI GIỚI THIỆU Quản lý chất lượng nước NTTS mơn khoa học chun nghiên cứu thành phần hóa học nước thiên nhiên, nghiên cứu tác nhân ảnh hưởng tới thành phần hóa học trình chuyển hóa hóa học nước Qua để phục vụ cho việc nghiên cứu tác động nước tới vật nuôi Môn học giúp cho sinh viên nắm quy luật biến động số yếu tố môi trường vận dụng quy luật để tìm phương pháp ni thích hợp, sinh viên phân tích nguyên nhân gây nên đột biến nguồn nước làm cho vật nuôi chậm phát triển chết hàng loạt Sinh viên trang bị cách kiểm tra nguồn nước, biết cách xử lý ổn định số yếu tố môi trường quản lý tốt mơi trường q trình ni Đây môn sở quan trọng, sau học xong học sinh có kiến thức cần thiết để tiếp tục tiếp thu kiến thức môn học khác dinh dưỡng thức ăn, kỹ thuật sản xuất giống, kỹ thuật nuôi trương phẩm, bệnh cá nhiều môn chuyên môn khác Mặc dù tác giả có nhiều cố gắng q trình biên soạn, song khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý bổ sung bạn đọc gần xa để lần sau xuất hoàn thiện Tác giả MỤC LỤC Phần A LÝ THUYẾT Chương I Hoá thổ nhưỡng 1.1 Khái niệm đất 1.2 Thành phần đất 1.2.1 Thành phần chất rắn 1.2.2 Thành phần chất khí nước 1.2.3 Thành phần sinh vật 1.3 Keo đất 1.4 Đất phèn Câu hỏi thảo luận Chương II Nước thiên nhiên 2.1 Cấu tạo nước 2.2 Một số tính chất nước 2.3 Ơ nhiễm mơi trường nước Câu hỏi thảo luận Chương III Các tính chất vật lý nước tự nhiên 3.1 Nhiệt độ 3.2 Màu nước 3.3 Độ đục 3.4 Mùi nước 3.3 Vị nước Câu hỏi thảo luận Chương IV: Các chất khí hồ tan nước 4.1 Oxy hòa tan 4.2 Khí Cacbonic 4.3 Khí Sulfuahidro 4.3 Khí Methane Câu hỏi thảo luận Chương V: Các muối khống hồ tan 5.1 Độ pH 5.2 Độ mặn 5.3 Độ kiềm 5.4 Độ cứng 5.5 Sắt mangan 5.6 Silic Câu hỏi thảo luận Chương VI Chất hữu cơ, nitơ, phốtpho 6.1 Chất hữu 6.2 Các hợp chất nitơ 6.3 Phốt pho.………………………………………………………………… Câu hỏi thảo luận Chương VII: Tiến trình suy thối ao ni yếu tố ảnh hưởng 7.1 Tiến trình suy thối ao ni 7.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới tiến trình suy thối ao ni Câu hỏi thảo luận Chương VIII Các phương pháp xử lý nước nuôi thủy sản 8.1 Phương pháp vật lý 8.2 Phương pháp sinh học 8.3 Phương pháp hóa học 8.4 Khả kết hợp phương pháp Câu hỏi thảo luận Chương IX: Giới thiệu số hoá chất chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản 9.1 Hoá chất 9.2 Chế phẩm sinh học thông dụng Câu hỏi thảo luận Phần B THỰC HÀNH Chương I: Phương pháp thu bảo quản mẫu 1.1 Chuẩn bị thu mẫu 1.2 Cách bảo quản mẫu 1.3 Phương pháp thu mẫu 1.4 Phương pháp ghi chép kết phân tích Câu hỏi thảo luận Chương II: Phương pháp phân tích số tiêu mơi trường 2.1 Đo nhiệt độ 2.2 Đo pH 2.3 Đo độ 2.4 Đo oxy hòa tan 2.5 Phân tích carbon dioxide 2.6 Phân tích độ kiềm tồng cộng 2.7 Phân tích sắt tổng số 2.8 Phân tích PO43- 2.9 Phân tích NH4+ 2.10 Phân tích nitrat 2.11 Xác định nhu cầu ơxy sinh hố - BOD 2.12 Phân tích độ cứng tổng cộng Câu hỏi thảo luận Tài liệu tham khảo PHẦN A – LÝ THUYẾT Chương I HOÁ THỔ NHƯỠNG 1.1 Khái niệm đất Đất hình thành tiến hóa chậm hàng kỷ phong hóa đá phân hủy xác thực vật ảnh hưởng yếu tố môi trường Một số đất hình thành bồi lắng phù sa sơng biển hay gió Đất có chất khác với đá có độ phì nhiêu, tạo sản phẩm trồng Đất cấu thành từ yếu tố khác theo thời gian, khái quát công thức sau: Đ = f(Đg, Đh, Sv, Kh, Nc, HđN)t Trong đó: * Đg: đá gốc (loại đá hình thành nên đất trình phong hố theo thời gian, loại đá khác thành phần hoá học tạo loại đất khác thành phần hố học có đá) * Đh: Địa hình, Các vùng khác nhau, hình thành đất khác Qui luật vận động tự nhiên trái đất: trôi dạt lục địa, động đất, núi lửa hình thành nên vùng đất có thành phần tính chất khơng giống Vùng núi cao, đá vơi với thành phần can xi magiê, nitơ, phơt pho, ngược lại vùng thấp, ven biển, lại có tích tụ chất hữu qua năm tháng, hình thành nên loại đất chua, nghèo sinh vật Chúng ta có đất đỏ Bazan, đất phèn chua mặn, đất cát trắng, đất mùn phù sa đặc trưng cho vùng với thành phần cấu thành, nên loại đất vùng tương đối ổn định * Sv: Sinh vật, bao gồm (vi sinh vật, động vật, thực vật) Động, thực vật nguồn cung cấp chất hữu cho đất qua chất đào thải xác chết, vi sinh vật làm nhiệm vụ phân huỷ chất hữu có sẵn đất tổng hợp chất hữu Vi sinh vật cố định đạm sống ký sinh họ đậu, số bèo, tảo có khả đồng hố nitơ chuyển thành đạm có lợi cho đất * Kh: Khí hậu, ngun nhên q trình phong hố đất Sự thay đổi khớ hậu mạnh rút ngắn thời gian hình thành biến đổi đất, đó, nhiệt độ xạ nhiệt mặt trời, gió, độ ẩm khơng khí, thúc đẩy q trình phong hố hình thành nên đất Mưa, kéo theo q trình rửa trơi làm biến đổi tính chất đất vùng khác * HđN: Hoạt động người ảnh hưởng gián tiếp tới thành phần đất Con người làm cho đất phì nhiêu người biết nâng niu q trọng đất q trình khai thác đất phục vụ cho đời sống mình, song người làm cho đất bạc mầu, thoái hoá đi, người khai thác đất cách vô cảm * t: Thời gian, tuổi đất tính từ bắt đầu phong hố đá + Tuổi tuyệt đối thời gian dài đủ cho phép trình xảy làm cho đất đạt đến ổn định đó, tính theo số năm + Tuổi tương đối mức độ phát triển đất điều kiện ngoại cảnh khác nhau, khơng tính số năm, ví dụ: Đất bazan hình thành có chỗ bị đá ong hoá, chua nhiều 1.2 Thành phần đất 1.2.1 Thành phần chất rắn Thành phần đất chất rắn, chiếm 50 % thể tích đất, chiếm tới 99% trọng lượng đất Chất rắn bao gồm hai loại chất chất vơ chất hữu Chất vơ hình thành từ phong hố đá gốc, chúng chiếm 38 % thể tích đất 95 % trọng lượng đất Chất hữu đất xác sinh vật phân huỷ tạo thành, chiếm 12 % thể tích đất gần % trọng lượng đất 1.2.2 Thành phần chất khí, nước Giữa hạt keo đất có khe hở, nơi thích hợp cho khơng khí xâm nhập vào đất chứa đựng lượng nước định Khơng khí từ khí xâm nhập vào, từ phân huỷ chất hữu đất sinh ra, bao gồm khí như: oxy, nitơ, hiđro, cacbonic, mêtan, sulfuahiđro v.v Nước chủ yếu từ bên xâm nhập vào, nước hồ tan nhiều chất vơ cơ, hữu đất, nên thực chất gọi dung dịch đất 1.2.3 Thành phần sinh vật Sinh vật đất có nhiều loại như: trùng, nguyên sinh động vật, số loài tảo, số lượng lớn vi sinh vật Trên thành phần loại đất bản, nhiên số loại đất đặc biệt có phối trộn có khác, ví dụ như: đất than bùn, hàm lượng chất hữu lớn tới 70 - 80 % thể tích đất, đất cát chiếm vài phần ngàn Khơng khí nước thay đổi nhiều chúng tồn khe hở đất, khơng phụ thuộc vào độ chặt, độ xốp đất, mà phụ thuộc vào độ ẩm đất, hai thành phần chiếm tới 50 % thể tích đất Dưới biểu đồ mơ tả thành phần cấu thành nên đất với tỉ lệ thể tích tương đối H ữu Vo K.khi Nước Hình 1.1: Tỉ lệ thành phần đất 1.3 Keo đất 1.3.1 Khái niệm keo đất Keo đất phần tử nhỏ bé, đường kính hạt keo khoảng từ 10-6 đến 10 -4 mm, có nhân keo phần tử mang điện tích xung quanh nhân Có nhiều cách phân loại keo đất khác nhau, dựa vào dấu hiệu điện tích, keo đất chia làm loại: keo âm, keo dương keo lưỡng tính Keo âm: keo có lớp ion tạo điện mang dấu âm, keo có nguồn gốc từ khống sét: keo hữu Keo dương: keo đất có lớp ion tạo điện mang điện dương Keo lưỡng tính: keo có lớp ion bù, đổi dấu từ điện âm sang điện dương ngược lại pH mơi trường thay đổi 1.3.2 Tính chất keo đất * Tính hấp phụ: Bề mặt keo đất ln tiếp xúc với chất khí chất lỏng, qua có lực hút phần tử chất với tâm hạt keo, lực tương tác khác phần tử ion xung quanh chúng, sinh lượng bề mặt, từ làm tăng khả giữ phần tử khí ion bề mặt keo đất Khả tính hấp phụ * Keo đất mang điện tích Keo đất có khả tích điện dương (keo dương) tích điện âm (keo âm), keo đất mang điện tạo cho đất trao đổi ion với ion dung dịch đất cách chọn lọc Ví dụ: hạt keo mang điện tích dương có khả trao đổi cation sau: Keo đất Ca  2+ + + NH4 + SO4 2- Keo đất NH4+ SO 42-+ NH + Ca2+ + Sự hấp phụ, trao đổi cation keo đất tuân theo qui luật bảo tồn điện tích Một cation canxi mang điện tích 2+ (Ca2+) trao đổi với cation amonium mang điện tích 1+ (NH4+), tổng cation, anion trước sau phản ứng Sự hấp phụ, trao đổi cation keo đất mang tính thuận nghịch, nồng độ cation thay đổi, cân thay đổi để đạt trạng thái cân phù hợp với thay đổi nồng độ đó, nên tuỳ theo nồng độ cation thay đổi mà cân chuyển dịch theo chiều thuận hay nghịch Sự hấp phụ, trao đổi cation keo đất xảy nhanh Quá trình hấp thụ, trao đổi cation thể qua hình thành cân ion keo đất dung dịch đất xảy nhanh Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào đặc tính cation, vào tỉ lệ keo đất dung dịch đất, vào nồng độ cation dung dịch đất, phụ thuộc vào nhiệt độ đất Sự hấp phụ, trao đổi cation keo đất phụ thuộc vào nồng độ cation dung dịch đất, nồng độ cation dung dịch đất cao hấp phụ cation keo đất mạnh ngược lại, nồng độ cation dung dịch đất giảm cation từ keo đất khuếch tán nhanh chúng vào dung dịch đất để đạt trạng thái cân cation keo đất dung dịch đất Dựa vào đặc tính mà thay đổi tính chất keo đất theo mục đích sử dụng chúng Ví dụ: Vùng đất chua (keo đất hấp phụ nhiều cation H+ bề mặt), bón vơi (tăng Ca2+ vào dung dịch đất) để làm giảm độ chua cho đất Cân xảy sau: Keo đất H+ + H+ Ca(OH)2  Keo đất Ca2+ + H2O Sau bón, cation H+ bề mặt keo đất vào dung dịch đất, nhường chỗ cho cation Ca2+ hấp thụ bề mặt keo đất Như keo đất khơng cịn tính chua H+ * Tính ngưng tụ tính phân tán Trạng thái keo đất (sol keo) khả chống lại gắn kết phần tử keo lại với ảnh hưởng chất điện phân, phản ứng môi trường Keo chuyển từ trạng thái phân tán (trạng thái sol) sang trạng thái ngưng tụ (trạng thái gel) gọi tượng tụ keo Các hạt keo tích điện trái dấu liên kết với trung hoà điện, ngưng tụ keo tác dụng chất điện phân môi trường xung quanh: (NaCl  Na+ + Cl- ) Keo đất SO42- + + 2Na  Keo đất Na2SO4  Bị ngưng tụ lại Nồng độ cần thiết chất điện phân để keo chuyển từ trạng thái sol sang trạng thái gel gọi ngưỡng đơng tụ, ngưỡng đơng tụ phụ thuộc vào tính chất keo đất, vào độ lớn điện tích vào độ điện li chất điện phân 1.4 Đất phèn Đất phèn hay đất phèn tiềm tàng chiếm 15 triệu vùng nhiệt đới, bao gồm gần triệu Nam Đông Nam Á Chưa tới triệu số 15 triệu sử dụng để trồng trọt khơng thích hợp cho nơng nghiệp Tình trạng phèn gây nhiều vấn đề biết đến ao nuôi cá: cá tăng trưởng chậm số trường hợp chết hàng loạt Những vấn đề tóm lược sau: - Cá chết pH thấp (= độ phèn cao) - Thức ăn tự nhiên – cá tăng trưởng chậm - Phản ứng với phân bón - Ảnh hưởng độc tố sắt nhôm - Nhạy cảm vớ i nước mưa acid Các q trình hóa học sinh đất phèn: 2+ H2S + Fe  FeS + 2H + FeS + S  FeS2 = PYRITE Pyrite khử q trình oxy hố đất khơng ngập nước giữ ẩm 2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 Phản ứng phóng thích axit sulphuric tạo tình trạng pH thấp +2 +3 Dưới điều kiện pH thấp, Fe oxi hoá thành Fe vi +3 khuẩn Thiobacillus ferroxidans Fe tác nhân oxy hoá hữu hiệu oxy khí quyển: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe2(SO4)3 + 2H2O FeS2+ 7Fe2(SO4)3 + 8H2O  12Fe2SO4 + 8H2SO4 Vi khuẩn Thiobacillus oxy hoá sulphur thành acid sulphuric: vi khuẩn hoạt hoá pH 2.0-3.5 S + 1,5O2 + H2O  H2SO4 Van Breemen (1980) cho đất phèn thực đất phèn tiềm tàng chiếm triệu Nam Đông Nam Á 3,77 triệu Châu Phi Mặc dù tìm thấy hầu hết vùng khí hậu thường vùng ven biển vùng nhiệt đới Thường gắn kết với đầm phá rừng ngập mặn nhiệt đới ven biển Sulphur and sulphates có từ nước mặn Mặc dù sulphate trơ q trình khử vơ dễ dàng khử phương pháp sinh học vi khuẩn Phản ứng đầy đủ dẫn đến hình thành H2S, tóm tắt sau: 2C6H12O6 + SO42 + 2H  2CH3COCOOH + H2S +2H2O Vi khuẩn khử sulfate kỵ khí đặc biệt hoạt hóa pH gần trung tính Vì nước biển thường có pH = 8,2-8,4, pH đất thường khoảng 6,5-7,5, trình khử sulphate xúc tiến nhanh điều kiện có diện vật chất hữu Đất phèn phát triển từ trầm tích cửa sơng biển; trầm tích bền hình thành đất với hàm lượng hữu cao từ rừng ngập mặn Do xâm nhập oxy kém, vi khuẩn sử dụng sulphate gây hình thành sulfide trầm tích Chúng chứa hàm lượng nhơm sắt trao đổi Sự phân hủy hợp chất hữu đất (rễ rừng…) tiếp tục làm thiếu oxy đất hoạt hóa vi khuẩn khử sulfate (những vi khuẩn phân hủy vật chất hữu lúc với lấy sulfate từ nước biển cho hơ hấp- tạo sulfide) Hình thành đất dạng H2S kết hợp vớ i sắt có sẵn để tạo FeS FeS chuyển hoá thành pyrite hợp chất khống cho việc hình thành phèn đất Khi bị ngập nước điều kiện yếm khí, đất gần có pH trung tính tháo khô xây dựng ao, oxy hóa dẫn đến giải phóng acid sulfuric đất làm ẩm ướt trở lại Có nhiều đặc điểm nhân dạng đất phèn tiềm tàng thực trường Tuy nhiên, không đơn giản để biết mức độ phèn đất sử dụng để ni cá Có thể nhân dạng đất phèn cách sau: - pH thấp Có diện vết lốm đốm mầu vàng (jarosite - loại khoáng sulfat sắt bazơ) = KFe3(SO4)2(OH)6 - Trầm tích sắt (mầu đỏ/nâu) 10 lần để kết tủa hồn tồn, sau để n phút nước ngọt, 10 phút đối mẫu nước lợ mặn - Cho tiếp mL H2SO4đđ hay H3PO4đậm đặc (vẫn khơng cho bọt khí xuất lọ) - Lắc kết tủa hòa tan Dung dịch có màu vàng nâu - Đong 50 mL dung dịch vừa acid hóa trên, cho vào bình tam giác 100 mL - Chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 0,01N dung dịch có màu vàng nhạt, cho giọt thị hồ tinh bột, lắc dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu xanh sang khơng màu dừng lại - Ghi thể tích (V1 mL) dung dịch Na2S2O3 0,01N sử dụng chuẩn độ mẫu - Làm tương tự lần, ghi thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01N dùng chuẩn Tính V trung bình Na2S2O3 0,01N dùng chuẩn độ VTB= (V1+V2+V3) / Tính kết Trong VTB: thể tích trung bình dung dịch Na2S2O3 0,01N (mL) lần chuẩn độ N : nồng độ đương lượng gam dung dịch Na2S2O3đã sử dụng : Là đương lượng gam oxy VM : thể tích (mL) mẫu nước đem chuẩn độ 1000: hệ số chuyển đổi thành lít Ngồi dùng test để xác định DO, dùng cần đọc kỹ hướng dẫn kèm theo để biết cách sử dụng Hoặc sử dụng máy đo DO cầm tay, đo nhúng đầu điện cực vào nước, mở máy (bật công tắc), đợi cho số ổn định đọc kết 107 2.5 Phân tích carbon dioxide (CO2) Nguyên tắc CO2 tự nước xác định phương pháp trung hòa với dung dịch NaOH tiêu chuẩn phenolphthalein làm chất thị để xác định điểm tương đương CO2 + NaOH = NaHCO3 Khi phản ứng đạt điểm tương đương, giọt dư dung dịch NaOH làm cho môi trường có tính kiềm yếu (pH 8-10) phenolphthalein chuyển từ khơng màu sang màu hồng Muốn có kết xác ta phải dùng dung dịch đệm có pH tiêu chuẩn 8,3 để theo dõi chuyển màu phenolphthalein mà xác định xác điểm tương đương phản ứng Phương pháp thu bảo quản mẫu Thu mẫu chai nút mài trắng 125 mL, cố định mẫu 0,5mL Chloroform Chuẩn bị hóa chất - Dung dịch NaOH tiêu chuẩn 0,1N: Hòa tan ống chuẩn NaOH 0,1N với nước cất thành 1000mL - Dung d ịch NaOH 0,01N: Hòa tan 100mL dung dịch NaOH 0,1N với nước cất thành 1000mL - Dung dịch đệm pH= 8,3: Dung dịch Na2B4O7 0,05M: Hòa tan 1,91g Na2B4O7.10H2O vớ i nước cất thành 100mL - Dung dịch H3BO3 0,2M: Hòa tan 1,24 g H3BO3 với nước cất thành 100mL - Lấy 20mL dung dịch Na2B4O7 0,05M cho vào 30mL dung dịch H3BO3 0,2M Ta dung dịch đệm có pH=8,3 - Dung dịch thị phenolphthalein 1%: Hịa tan 1g thị phenolphthalein (C20H14O4) 100mL cồn 60 Tiến hành Dùng bình tam giác 100mL, cho vào bình hóa chất sau (Bảng 2.5.1b): 108 Bảng 2.5.1b Các bước tiến hành phân tích hàm lượng CO2 Tính kết Trong - Vtb: thể tích trung bình dung dịch NaOH 0,01N cá lần chuẩn độ - N: nồng độ đương lượng dung dịch NaOH sử dụng - 44: đương lượng g CO2 - 50: thể tích nước đem chuẩn độ 109 2.6 Phân tích độ kiềm tồng cộng Hoá chất: Axit HCl 0,1N: Cân 8,5 ml dung dịch HCl đặc có tỷ trọng 1,49 pha thành lít Phenolphtalein 1% Methy da cam 1%: gam nước cất thành 100 ml + Nguyên tắc tiến hành xác định CO32-: * Nước có cacbonat bị phân li HCl với có mặt thị màu phenolphtalein theo phưong trình phản ứng: CaCO3 + HCl = Ca(HCO3)2 + CaCl2 Tiến hành Thu mẫu, đong xác 100 ml mẫu nước cho vào bình tam giác Nhỏ giọt phenolphtalein vào, dung dịch mầu có màu hồng CO32có mặt mẫu ( Nếu khơng có màu hồng khơng có khơng có mặt CO32- Thì không làm tiếp mà chuyển sang phần xác định HCO3- ) Chuẩn độ HCl 0,02N vừa màu hồng (giữ lại để xác định bicabonat) Đọc số ml HCl dùng tính kết quả: q mg /l CO32- = 30 VHCl CHCl 1000 Vmẫu Vmẫu = 100 ml + Nguyên tắc tiến hành xác định HCO3-: * Nước có bicacbonat bị phân ly HCl với có mặt thị màu Methy da cam theo phương trình phản ứng: Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O Tiến hành Sử dụng dung dịch vừa màu Nhỏ giọt Methy dacam vào, dung dịch mẫu có màu vàng chanh HCO3- có mặt mẫu Chuẩn độ HCl 0,02N chuyển từ màu vàng chanh sang màu đỏ da cam Đọc số ml HCl dùng tính kết quả: q mg /l HCO3= 61 VHCl CHCl 1000 Vmẫu Vmẫu = 100 ml 110 2+ 3+ 2.7 Phân tích sắt tổng số (Fe Fe ) ( Phương pháp so màu Thiocianate ) Nguyên tắc Các muối hòa tan sắt nước thường xác định phương pháp so màu Thiocianate Phương pháp dựa nguyên tắc môi 2+ 3+ trường acid, Fe bị oxy hóa thành Fe tác nhân oxy hóa thích hợp 3+ 3+ Fe tạo thành Fe có sẵn mẫu nước kết hợp với SCN hình thành phức chất có màu đỏ máu, cường độ đậm hay nhạt phụ thuộc vào hàm 3+ lượng ion Fe có mẫu nước banđầu 2+ + 10Fe + 10H + K2S2O7 = 10Fe - 3+ + K2S2O8 + 5H2O K2S2O7 + 3SCN = Fe(SCN)3 (Màu đỏ máu) Thuốc thử Dung dịch Thiocianate ammonium hay potassium: Hòa tan 50g NH4SCN hay KSCN nước cất sau pha lỗng thành 100mL Dung dịch Potassium persulfate: Hịa tan 1,7g K2S2O8 nước cất sau pha loãng thành 100mL - HCl đặc d= 1,18 3+ Dung dịch Fe tiêu chuẩn 0,2mg/mL: Cho 20mL H2SO4đậm đặc vào 50mL nước cất, hòa tan 1,4g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O vào dung dịch Cho giọt KMnO4 0,1N vào dung dịch trở nên màu hồng nhạt dừng lại Sau pha lỗng thành 1.000mL 3+ Dung dịch Fe tiêu chuẩn 0,1mg/mL: Lấy 50mL dung dịch Fe chuẩn 0,2mg/mL pha loãng thành 100mL 3+ tiêu Tiến hành Xác định sắt tổng số sau: Lấy bình tam giác 100mL, kích thước bình hóa chất 111 2+ Bảng 2.7.2 Tiến trình để phân tích hàm lượng Fe nước Kết 2.8 Phân tích PO43Nguyễn tắc So màu dựa vào phản ứng ion PO43- với dung dịch (NH4)6Mo7O24 môi trường axit tạo màu vàng tác dụng SnCl2, Mo chuyển từ dạng Mo6+ thành Mo5+ làm dung dịch có màu xanh lơ 112 Thuốc thử H2SO4 9N: Đong 50 ml H2SO4 94% (d = 1,84) cho vào 200 ml nước cất vừa khuấy vừa làm lạnh Dung dịch (NH4)6MO7O24 10%; Cân 10g pha 100 ml nước cất đun nóng Cả hai dung dịch để nguội trộn theo tỷ lệ: (NH4)6MO7O24 10%: H2SO4 9N = : Ghi rõ hỗn hợp (NH4)6MO7O24 10% / H2SO4 9N Dung dịch SnCl2: Cắt vụn Sn kim loại, cân 1g ngâm 10 ml HCl đậm đặc Hút 30 giọt SnCl2 đặc vừa pha trọng với 25 ml HCl 5%, sau đợt phân tích, bỏ pha lại Các bước tiến hành: Lấy bình tam giác 100mL, kích thước bình loại sau: Các loại dd - Nước mẫu - Hỗn hợp (NH4)6Mo7O24/H2SO4 - dd lân tiêu chuẩn 0,05 mg/ml - SnCl2 lỗng Bình 50 ml 1,5 ml 0,1 – 0,5 ml giọt Bình 50 ml 1,5 ml ml giọt Chuyển mẫu vào ống đong thuỷ tinh : Chuyển mẫu vào ống đong thuỷ tinh : 1 Điều chỉnh màu ống = màu ống Kết Tính theo mg/l Vt/c.Ct/c V1 103 C PO43- = (mg/l) (V2 - V1) 50 C PO43- Ct/c: : Nồng độ PO43- mẫu nước cần xác định Nồng độ PO43- tiêu chuẩn cho thêm vào ống đong (0,05mg/ml) 113 Vt/c: Lượng PO43- tiêu chuẩn thêm vào ống V1 : Thể tích nước ống sau rút bớt nước mẫu V2: Thể tích nước ống (V2 = 51,5 ml) 50: Số ml nước mẫu 103 : Hệ số chuyển đổi nồng độ từ mg/ml sang mg/l 2.9 Phân tích NH4+ Nguyên tắc So màu dựa vào phản ứng ion NH4+ với thuốc thử Nessler môi trờng kiềm tạo màu vàng nâu Trong môi trường kiềm Ca2+ Mg2+ tạo kết tủa hydroxit làm cản trở trình so màu, ta sử dụng muối seinhet (KNaC4H4O6 50%) để loại trừ ảnh hởng hai ion (Khi tạo thành phức tan CaC4H4O6 Mg C4H4O6 không màu) Thuốc thử Muối Seignett K NaC4H4O6 50%: Cân 50 g pha nước cất thành 100ml dung dịch Dung dịch Nessler: Chuẩn bị dung dịch bão hoà thuỷ ngân Clorua: Hoà 17,5 g HgCl2 tinh khiết cho 100 ml nước cất ( pha nước nóng) làm nguội phịng Cân 6,5 g KI hồ tan 250 ml nước cất Thêm vào khoảng 350 ml dung dịch bão hoà HgCl2 lắc đến xuất màu đỏ kéo dài ( HgCl2) Sau lại cho 80g KOH hoà tan 250 nước cất lắc đều, sau đổ vào dung dịch vừa pha xong, thêm nước cất thành lít Đặt từ đến ngày lấy nước sử dụng ( Bảo quản bình màu nâu đậy nút cao su để chỗ tối dùng năm) dung dịch Dung dịch NaOH 40%: Cân 40 g pha trong nước thành 100 ml Dung dịch đạm tiêu chuẩn 0,1 mg/ ml: Cân xác 3,821 g NH4Cl, dùng nước cất khơng đạm hồ tan hết chuyển vào bình đình định mức 1000ml, thêm nước cất tới vạch Dung dịch đạm tiêu chuẩn 0,05 mg/ ml: Hút xác 50 ml dung dịch chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch( Chỉ dùng cho đợt phân tích) 114 Các bước tiến hành: Lấy bình tam giác 100mL, kích thước bình loại sau: Các loại dd Bình Bình - Nước mẫu 50 ml 50 ml - KNaC4H4O6 ml ml - dd đạm tiêu chuẩn 0,05 mg/ml 0,1 – 0,5 ml ml - NaOH 40% ml ml - Thuốc thử Nessler giọt giọt Chuyển mẫu vào ống đong thuỷ tinh : 2 Điều chỉnh màu ống = màu èng Tinh theo mg/l Vt/c.Ct/c V1 103 CNH4m = (mg/l) (V2 - V1) 50 CNH4m : Nồng độ NH4+ mẫu nước cần xác định Ct/c: Nồng độ NH4+ tiêu chuẩn cho thêm vào ống đong (0,05mg/ml) Vt/c: Lượng NH4+ tiêu chuẩn thêm vào ống V1 : Thể tích nước ống sau rút bớt nước mẫu V2: Thể tích nước ống 50: Số ml nước mẫu 103 : Hệ số chuyển đổi nồng độ từ mg/ml sang mg/l 2.10 Phân tích nitrat( NO3-) Hố chất: Dung dịch axit phenoldisulforic: Cân xác 3g phenol( C6H5OH) cho vào 20 ml dung dịch H2SO4 đậm đặc Lắc đến tan hết, sau đem ngâm với nước lạnh 24 đem sử dụng( Dung dịch dùng đến đau pha đến để lâu khơng đựơc) Dung dịch NH4OH đậm đặc KOH 12N: 630g vào lít 115 Dung dịch KNO3 0,02N chuẩn: cân xác 0,202g KNO3 pha với nước cất thành 100ml Thêm nước cất thành 1000ml dung dịch 0,002N Tiến hành Thu mẫu, lấy 50ml mẫu nước cho vào bát xứ, đem đun cách thuỷ cho cạn để nguội Cho vào thật xác ml dung dịch axit phenol disunfonic dùng đũa thuỷ tinh khuấy Thêm vào thật xác 10 ml nước cất, ml dung dịch NH4OH đậm đặc ( KOH 12N) lắc đều, xuất màu vàng có đạm NO3- Đổ toàn dung dịch vào ống đong 100 ml, tráng 20 ml nước cất cho nước cất đến vạch 100 ml, khuấy Chuyển sang bình 50 ml, chờ 15 phút Thêm vào bình số 0,5 – ml dung dịch đạm đạt tiêu chuẩn Lắc đều, điều chỉnh bình tam giác số màu bình số giống với màu bình số dừng lại, ghi thể tích bình số sau đẫ cân màu Tính kết theo cơng thức: q mg / l NO3= A n.V2 1000 50 ( V1 – V2 ) Trong đó: A: Số mg/ ml dung dịch đạm NO3- tiêu chuẩn cho vào bình số n: số ml dung dịch đạm NO3- tiêu chuẩn cho vào bình số V2: Thể tích bình số sau màu hai bình giống hệt V1: Thể tích bình số sau cho hố chất 2.11 Xác định nhu cầu ơxy sinh hố - BOD Tiến hành - Chuẩn bị dung dịch pha loãng: Nớc pha lỗng nớc cất đựng can lít có sục ơxy đến mức bão hồ (khoảng 30 phút) sau thêm lần lợt loại ml dung dịch 1, 2, 3, ,5 Định mức đến lít nớc cất - Trung hoà mẫu nớc đem kiểm nghiệm đến pH= H2SO4 1N NaOH 1N - Pha loãng mẫu nớc đem kiểm định dung dịch pha loãng - Sau pha loãng mẫu xong, cho mẫu vào chai (300ml) để xác định BOD5, đống kín nút chai chai dùng để ủ ngày nơi tối nhiệt độ 20oC, chai dùng để xác định DO ban đầu: D1 116 Tính kết Lượng BOD5 tính theo mgO2/ml D1 - D2 BOD5 = P Trong đó:  D1: lượng ơxy hồ tan dung dịch mẫu pha lỗng sau 15 phút  D2: lượng ơxy hồ tan mẫu sau ngày ủ nhiệt độ 20oC  P: hệ số pha loãng dợc tính sau: Thể tích mẫu đem phân tích P= Thể tích mẫu + thể tích nớc pha lỗng Hố chất  Dung dịch 1: D2 đệm photphat: Hoà tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g Na2HPO4.7H2O & 1,7g NH4Cl khoảng 500 ml nớc cất định mức đến lít Dung dịch có pH = 7,2  Dung dịch 2: D2 MgSO4: Hoà tan 22,5g MgSO4.7 H2O nớc cất định mức đến lít  Dung dịch 3: D2 CaCl2: Hoà tan 27,5g CaCl2 nớc cất định mức đến lít  Dung dịch 4: D2 FeCl3: Hoà tan 0,25g FeCl3 H2O nớc cất định mức đến lít  Dung dịch 5: D2 Na2SO3 0,025N: Hoà tan 1,575 Na2SO3 khan 100 ml nớc cất  H2SO4 N NaOH 1N  Có thể dùng nớc cống để lắng 24 – 36 200C làm nguồn bổ sung vi sinh vật Trong lít nớc dùng để pha loãng, thêm – ml nước Dụng cụ: - Chai có nút kín, tích 300ml - Dụng cụ đo DO - Tủ BOD 117 2.12 Phân tích độ cứng tổng cộng Việc xác định độ cứng tổng cộng nước thực theo phương pháp chuẩn độ Complexon Nguyên tắc 2+ 2+ Trong môi trường pH=10 ion Ca Mg kết hợp với thuốc thử EDTA (Ethylene DiamineTetra-acetic Acid) (EDTA - Ký hiệu Na2H2Y ) hình thành phức chất bền vững, khơng màu Calcium hay Magnesium ethylene diamine tetraacetate Eriochrome black T (C20H13O7N3SNa) sử dụng làm chất 2+ thị để xác định điểm tương đương Eriochrome black T kết hợp với ion Ca 2+ Mg hình thành phức chất khơng bền vững có màu hồng rượu vang Khi 2+ 2+ dùng EDTA chuẩn độ, ion Ca Mg kết hợp với EDTA hình thành phức chất bền vững, khơng màu, có Eriochrome black T tự do, dung dịch có màu xanh lơ 2+ + M + M-Eriochrome black T + Na2H2Y = Na2MY + 2H + Eriochrome black T 2+ 2+ Trong trình chuẩn độ ion Ca Mg Na2H2Y ln giải phóng + ion H ,`phần làm acid hóa mơi trường, q trình chuẩn độ phải cho dung dịch đệm vào môi trường để pH mơi trường khơng đổi suốt q trình chuẩn độ, dung dịch đệm thường NH4OH, NH4Cl 3+ 2+ 2+ Nếu mẫu nước có chứa lượng đáng kể ion Fe , Cu , Ni , chuyển màu chất thị không rõ ràng, nên cần phải che ion 2này trước chuẩn độ cách dùng ion CN S để che cation Thu bảo quản mẫu o Thu mẫu chai nhựa bảo quản lạnh C Thuốc thử - Dung dịch Na2H2Y (EDTA) tiêu chuẩn 0,1N: (EDTA) 0,1N với nước cất thành 1000mL Pha loãng ống Na2H2Y Dung dịch Na2H2Y 0,01N: lấy 50mL dung dịch Na2H2Y 0,1N dùng nước cất pha loãng thàng 500mL Dung dịch pH=10: Hòa tan 6,7g NH4Cl 57mL NH4OH đậm đặc (d=0,91) sau dùng nước cất pha lỗng thành 100mL tiếp tục cho tiếp 1mL dung dịch MgSO4 0,05N 0,5mL dung dịch Na2H2Y 0,1N lắc Dung dịch CaCO3 tiêu chuẩn 0,1N: Hòa tan gam CaCO3 vài giọt dung dịch HCl 1:1, pha loãng với nước cất thành 200mL, đun sôi 5-10 phút, dùng dung dịch NH4OH điều chỉnh pH môi trường sau pha lỗng với nước cất thành 1000mL 118 Dung dịch MgSO4 0,05N: Hòa tan 1,232g MgSO4.7H2O nước cất, sau pha lỗng thành 100mL Chỉ thị Eriochrome black T: Lấy 100g NaCl tinh khiết phân tích đem o rang sấy khơ 110 C, để nguội nghiền mịn cối chài thủy tinh Cân 0,5g thị Eriochrome black T cho vào 100g NaCl trộn nghiền mịn, cho vào lọ nâu đậy nắp kín Tiến hành Trước tiến hành cần điều chỉnh pH mẫu nước 7-8, sau tiến hành phân tích theo bước sau: Dùng ống đong 100mL, đong 100mL mẫu nước điều chỉnh 7-8 cho vào bình tam giác 250mL, tiếp tục cho vào 2mL dung dịch đệm pH=10, lượng nhỏ thị Eriochrome black T (một nhóm hạt đậu), lắc 2+ 2+ có ion Ca , Mg mẫu nước có màu hồng rượu vang Dùng dung dịch Na2H2Y 0,01N chuẩn độ từ từ dung dịch chuyển từ màu hồng rượu vang sang màu xang lơ dừng lại, ghi thể tích dung dịch Na2H2Y 0,01N sử dụng V Làm lại lần để lấy giá trị V trung bình Nếu chuyển màu khơng rõ, tức dung dịch có ion cản 3+ 2+ như: Fe , Cu cần tiến hành chuẩn độ lại với mẫu nước khác cách tiến hành sau: Sau cho 2mL dung dịch đệm pH=10 vào mẫu nước ta cần thêm vào 1mL dung dịch KCN 5% để che ion cản, sau thêm chất thị vào tiến hành chuẩn độ Tính kết = Trong đó: - V thể tích dung dịch Na2H2Y (mL) dùng chuẩn độ - N đương lượng dung dịch Na2H2Y sử dụng - VM: thể tích mẫu nước đem chuẩn độ 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tác An, 1998 Phương pháp quản lý chất lượng nước phục vụ nuôi trồng thuỷ hải sản Bài giảng dùng cho lớp sau đại học nuôi trồng thuỷ sản Nguyễn Thanh Bình, 2007 Giáo trình quản lý mơi trường ni thủy sản NXB Nơng Nghiệp Đặng Kim Chi, 1999 Hố học môi trường NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Đức Hội, 2004 Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thuỷ sản Bài giảng cho hệ đại học nghiên cứu viên môi trường, Viện Nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản I Lê Văn Khoa, 1995 Môi trường ô nhiễm NXB Giáo Dục Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân, 2000 Đất môi trường NXB Giáo Dục Bùi Quang Tề, 1998 Bệnh động vật thuỷ sản NXB Nơng Nghiệp Nguyễn Đình Trung, 2002 Quản lý chất lượng nước ao nuôi thuỷ sản Bài giảng cho sinh viên khoa nuôi trồng thuỷ sản, trường Đại học Nha Trang Nguyễn Đình Trung, 1998 Giáo trình Thuỷ hố Thổ nhưỡng NXB Nơng Nghiệp 10 Trần Cẩm Vân, 1998 Vi sinh vật học môi trường Bài giảng cho sinh viên khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội 11 Nguyễn Văn Việt, 1993 Kỹ Thuật nuôi cá nước ngọt, phần nuôi cá thịt NXB Nông Nghiệp 12 Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị sinh học biển toàn quốc - lần thứ nhất, 1997 NXB Khoa học kỹ thuật 120 13 Khoa thuỷ sản, trường Đại học Cần thơ Giáo trình Quản lý chất lượng nước ni trồng thuỷ sản 14 Viện nghiên cứu sức khoẻ thuỷ động vật, đại học Kasetsart – Bangkok Thái Lan, 2003 Quản lý sức khoẻ tôm ao nuôi – tài liệu dịch 15 Claude E Boyd and Craig S Tucker, 1998 Pond aquaculture water quality management Kluwer academic publishers Massachusetts, USA 16 C Kwei Lin and Yang Yi, 2001 Aquatic Ecosystems and water quality management Asian Institute of Technology (AIT) 121 ... calo/g Do đó, thủy vực lớp nước tầng bốc hơi, thu nhiệt lớp nước tầng Đặc điểm quan trọng thủy vực nước nóng: Khi nước bề mặt bốc ánh nắng mặt trời, độ thu nhiệt lớn nước giữ cho nước thủy vực khơng... trang web xử lý nước tiêu chuẩn nguồn 29 Chương QUẢN LÝ CÁC YẾU TỐ THỦY LÝ 3.1 Nhiệt độ 3.1.1 Năng lượng nhiệt tích lũy thủy vực Nhiệt độ yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới nuôi trồng thủy sản Nhiệt... nước lợ Tổng nước biển Nước Các hồ nước Tất sông(mức TB) Nước băng nam cực Nước băng bắc cực Nước mưa Nước sâu cách mặt đất 0.8 km Nước ngầm sâu Tổng nước Tổng tồn nước % tổng thể tích 106.46 179.68