Giáo trình Quản lý môi trường ao nuôi thuỷ sản với mục tiêu nhằm giúp các bạn có thể trình bày được những kiến thức cơ bản về động thái và ý nghĩa sinh thái học của các yếu tố thủy lý, thủy hóa và sinh học đối với đời sống thủy sinh vật và biện pháp quản lý chất lượng nước nuôi thủy sản. Mời các bạn cùng tham khảo!
Error! Bookmark not defined ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Giới thiệu chung về nước thiên nhiên
2 Vai trò của nước thiên nhiên
3 Thành phần hoá sinh học của nước thiên nhiên
4 Các nguồn nước trong nuôi trồng thuỷ sản
2 Chương 2: Tính chất vật lý của nước thiên nhiên
3 Chương 3: Thành phần hóa học của nước thiên nhiên
5 Độ cứng, độ kiềm tổng cộng
4 Chương 4: Quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản
1 Quản lý các yếu tố vật lý
2 Quản lý các yếu tố hóa học
3 Quản lý các yếu tố sinh học
5 Chương 5: Quản lý nước sau nuôi thuỷ sản
1 Hiện trạng xả thải sau nuôi
2 Xử lý làm sạch nước sau nuôi
Thi kết thúc mô đun 1 1
CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Nước là yếu tố thiết yếu trong hoạt động sản xuất thủy sản, cần đảm bảo đủ về số lượng và chất lượng Tiêu chuẩn chất lượng nước phụ thuộc vào loại đối tượng nuôi và mục đích nuôi, với các chỉ tiêu như hàm lượng oxy, nhiệt độ, độ mặn, pH và độ cứng phải nằm trong khoảng tối ưu cho từng loài Ô nhiễm nước từ các sinh vật độc hại, thức ăn, hóa chất và khí độc cần được loại bỏ để bảo vệ môi trường sống của thủy sản Việc cung cấp đủ nước là yếu tố quan trọng hàng đầu, vì nước không chỉ là môi trường sống mà còn ảnh hưởng đến quá trình hô hấp, tìm kiếm thức ăn, tăng trưởng và duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu trong cơ thể động vật thủy sản.
Nước là một yếu tố thiết yếu trong tự nhiên, với đặc tính và sự phân bố đa dạng trên toàn cầu Hiểu rõ vai trò của nước không chỉ giúp chúng ta nhận thức về tầm quan trọng của nó trong hệ sinh thái mà còn hỗ trợ cho việc nuôi trồng thủy sản hiệu quả Các nguồn nước phục vụ cho nuôi trồng thủy sản cần được quản lý bền vững để đảm bảo sự phát triển và bảo vệ môi trường.
+ Kỹ năng: Xác định được nguồn nước thích hợp phục vụ cho nuôi trồng thủy sản
+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ trình tự, tiêu chuẩn, nghiêm túc
1 Giới thiệu chung về nước thiên nhiên
1.1 Khái niệm về nguồn nước thiên nhiên
Nước thiên nhiên chiếm 1% tổng lượng nước trên trái đất, bao gồm nước từ sông, ao, hồ, suối, biển và đại dương Đây là một hệ dị thể nhiều thành phần, luôn chứa các chất tan và không tan với nguồn gốc vô cơ và hữu cơ Tổng trữ lượng nước tự nhiên trên trái đất dao động từ 1.385.985.000 km³ đến 1.457.802.450 km³, trong đó nước tập trung chủ yếu ở các biển và đại dương (trên 97,61%), tiếp theo là các khối băng ở cực (1,83%) và nước ngầm (0,54%).
%) Nước ngọt tầng mặt chiếm một tỉ lệ không đáng kể (0,02 %),….Lượng nước trong khí quyển chiếm 0,001%, lượng nước trong sinh quyển chiếm 0,002 %
Nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống, chiếm 80-90% trọng lượng cơ thể của các sinh vật sống trong môi trường nước và 44% trọng lượng cơ thể con người Nó đáp ứng nhiều nhu cầu của con người, từ tưới tiêu trong nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, đến việc tạo ra điện năng và làm đẹp cảnh quan.
Nước ngọt mà con người sử dụng chủ yếu có nguồn gốc từ nước mưa, với diện tích khoảng 105.000 km² Trong số đó, khoảng 1/3 lượng nước này chảy vào sông, trong khi 2/3 còn lại quay trở lại khí quyển thông qua quá trình bốc hơi bề mặt và thoát hơi nước từ thực vật.
1.2 Vai trò của nước thiên nhiên
Nước ngọt là tài nguyên tái tạo quý giá, nhưng cần được sử dụng một cách hợp lý để đảm bảo sự sống lâu dài trên trái đất Nếu cạn kiệt nước, sự sống sẽ chấm dứt Trái đất là hành tinh duy nhất có nước ở dạng lỏng, vì vậy giá trị của nước đã được ví như "dòng máu nuôi cơ thể con người" và được coi là "quý hơn vàng" (Pierre Fruhling) Để duy trì sự sống, cả động và thực vật đều cần nước, chính vì vậy nước là nguồn giá trị đích thực cho mọi loài.
Môi trường nước không tồn tại độc lập mà luôn tương tác với không khí, đất và sinh quyển, dẫn đến những phản ứng hóa học đặc thù so với trong phòng thí nghiệm hay sản xuất công nghiệp Sự khác biệt này xuất phát từ tính không cân bằng nhiệt động của hệ, do nước là một “hệ mở” tiếp xúc trực tiếp với các yếu tố bên ngoài và chứa nhiều tạp chất đa dạng Sự trao đổi chất và năng lượng diễn ra sôi động giữa các pha, và trong lòng nước cũng xảy ra các quá trình không tuân theo quy luật cân bằng hóa học, như giảm entropi và sự phát triển của vi sinh vật.
Nước là hợp chất thiết yếu cho sự sống trên trái đất, đóng vai trò quan trọng đối với mọi sinh vật Trong thế giới vô sinh, nước tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh, hoạt động như dung môi và môi trường để thúc đẩy hoặc kìm hãm các quá trình hóa học Đối với con người, nước là nguyên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất, thể hiện tầm quan trọng của nó trong cuộc sống hàng ngày.
Nước đóng vai trò thiết yếu cho sự sống của con người và các sinh vật Mặc dù con người có thể sống nhiều ngày mà không cần thức ăn, nhưng chỉ cần thiếu nước trong một thời gian ngắn, sức khỏe sẽ bị đe dọa nghiêm trọng.
3 sau ít ngày (khoảng 3 ngày) nhịn khát, vì cơ thể người có khoảng từ 70 – 75 % là nước, nước mất 12 % nước cơ thể sẽ bị hôn mê và có thể chết
Nước ngọt là nguồn tài nguyên thiết yếu cho con người, phục vụ nhu cầu ăn uống, sinh hoạt hàng ngày và sản xuất Trung bình, mỗi người cần khoảng 2,5 lít nước cho việc tiêu thụ cá nhân, nhưng ở các quốc gia phương Tây, nhu cầu nước sinh hoạt có thể lên tới 300 lít mỗi ngày Đối với các nước đang phát triển, lượng nước này thường được sử dụng cho cả gia đình từ 5 đến 6 người.
Nhu cầu nước trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là nông nghiệp, rất lớn Cụ thể, để khai thác 1 tấn dầu mỏ, cần tới 10 m³ nước; để sản xuất 1 tấn sợi tổng hợp, cần khoảng 5600 m³ nước Đối với một trung tâm nhiệt điện hiện đại có công suất 1 triệu kW, lượng nước tiêu thụ hàng năm lên đến từ 1,2 đến 1,6 tỷ m³.
Nước đóng vai trò thiết yếu cho sự sống trên trái đất, được coi là "máu sinh học" của hành tinh, nhưng cũng có thể là nguồn gây tử vong cho con người Do đó, việc bảo vệ và phát triển rừng là cần thiết để tái tạo nguồn nước, hạn chế cường độ lũ lụt, và sử dụng nước cho thủy điện cũng như cung cấp nước sạch Cần phải sử dụng hợp lý nước cho sinh hoạt và sản xuất, đồng thời chống ô nhiễm nguồn nước đã khai thác và xử lý nước thải từ sản xuất và sinh hoạt.
Thành phần hóa sinh của nước thiên nhiên
Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên tồn tại dưới dạng ion hòa tan, khí hòa tan hoặc ở trạng thái rắn, lỏng Sự phân bố của các hợp chất này quyết định tính chất của nước, bao gồm nước ngọt, nước lợ, nước mặn, cũng như độ dinh dưỡng, độ cứng và mức độ ô nhiễm của nước.
Nước thiên nhiên chứa hầu hết các nguyên tố có trong vỏ trái đất và khí quyển, tuy nhiên chỉ một số nguyên tố có mặt với số lượng đáng kể Những nguyên tố này được gọi là thành phần chính của nước thiên nhiên, hay còn gọi là nguyên tố đa lượng.
2.1 Thành phần hóa học của nước thiên nhiên
Nước tự nhiên chỉ chiếm 1% tổng lượng nước trên trái đất, bao gồm nước từ sông, hồ, nước bề mặt và nước ngầm Thành phần của nước tự nhiên có chứa các chất rắn, lỏng và khí hòa tan, phụ thuộc vào địa hình mà nó đi qua Các nguồn nước tự nhiên không liên kết với nhau, dẫn đến sự thiếu đồng nhất trong thành phần so với nước biển, và thành phần của chúng có thể thay đổi theo từng đoạn dòng chảy.
Nước biển trong các đại dương có thành phần gần như đồng nhất do sự kết nối giữa chúng Hàm lượng muối trong nước biển cao gấp khoảng 2.000 lần so với các nguồn nước bề mặt, với nồng độ NaCl đạt 0,5 M và MgSO4 khoảng 0,05 M, cùng với vi lượng của tất cả các chất trên toàn cầu.
Các chất rắn hòa tan trong nước chủ yếu là các muối hòa tan, hàm lượng NaCl trong nước quyết định độ mặn của nước
Các khí hòa tan trong nước, bao gồm CO2 và O2, chủ yếu xuất hiện do các quá trình khuếch tán và đối lưu từ khí quyển Hai loại khí này đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp và hô hấp của sinh vật sống dưới nước.
Các chất hữu cơ trong nước:
Trong nước thiên nhiên, dựa vào dạng tồn tại, chất hữu cơ có thể chia làm 2 loại:
- Loại 1: các chất hữu cơ đã cấu tạo nên cơ thể các loại sinh vật sống trong nước như các loại động vật, thực vật sống trong nước
Loại 2 bao gồm các chất hữu cơ được sinh ra từ hoạt động sống của sinh vật hoặc trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ từ cơ thể sinh vật sau khi chúng qua đời.
Các chất hữu cơ thường có thành phần rất phức tạp Ngoài các nguyên tố chính như cacbon, hydro, oxy còn có nhiều loại nguyên tố khác như N, P, K, Ca,
Sắt (Fe), natri (Na) và nhiều chất khác có thể cung cấp các nguyên tố cần thiết cho nước Dựa vào khả năng phân hủy của vi sinh vật, các chất hữu cơ được chia thành hai nhóm khác nhau.
Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học bao gồm đường, protein, chất béo, và dầu mỡ từ động thực vật Quá trình phân hủy này do vi sinh vật thực hiện, dẫn đến sự tạo ra khí cacbonic và nước.
Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như hợp chất clo hữu cơ, andrin, policlor biphenyl (PCB), và các hợp chất đa vòng ngưng tụ như pyren, naphtalen, antraxen, và đioxin có tính bền vững cao trong môi trường nước Những hợp chất này không chỉ gây ô nhiễm mà còn có độc tính nghiêm trọng đối với động thực vật và con người.
2.2 Thành phần sinh học của nước thiên nhiên
Trong môi trường nước, sinh vật sống được chia thành hai loại chính: sinh vật đẳng tuyến (autotropic) và sinh vật dị tuyến (heterotropic) Sinh vật đẳng tuyến sử dụng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng hóa học để sinh trưởng và phát triển.
Để biến các vật chất đơn giản không có sự sống thành các phân tử sống, cần có 5 bước quan trọng Các sinh vật sống đẳng tuyến, hay còn gọi là sinh vật sản xuất, sử dụng năng lượng mặt trời để tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.
Các sinh vật dị tuyến sử dụng chất hữu cơ do sinh vật đẳng tuyến tạo ra làm nguồn năng lượng và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp biomass Trong đó, sinh vật phân hủy, chủ yếu là vi khuẩn và nấm, đóng vai trò quan trọng khi chúng phân hủy chất sinh học thành các hợp chất đơn giản, sau đó được sinh vật đẳng tuyến xử lý.
Vi sinh vật trong nước là nhóm sinh vật đa dạng, chủ yếu tồn tại dưới dạng đơn bào và chỉ có thể quan sát qua kính hiển vi Chúng bao gồm vi khuẩn, nấm và tảo, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước.
Tảo và vi khuẩn quang hợp, nhờ vào khả năng xử lý cacbon vô cơ, đóng vai trò là sinh vật sản xuất chính trong việc tạo ra sinh khối, từ đó cung cấp nguồn thức ăn quan trọng cho các sinh vật khác trong chuỗi thức ăn của môi trường nước.
Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng như các tác nhân xúc tác cho các phản ứng hóa học dưới nước, giúp trung gian cho hầu hết các chu trình oxi hóa – khử trong môi trường nước.
Error! Bookmark not defined TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN
Mùi nước
Error! Bookmark not defined THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN
Vật chất hữu cơ trong thủy vực
5 Độ cứng, độ kiềm tổng cộng
4 Chương 4: Quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản
1 Quản lý các yếu tố vật lý
2 Quản lý các yếu tố hóa học
3 Quản lý các yếu tố sinh học
5 Chương 5: Quản lý nước sau nuôi thuỷ sản
1 Hiện trạng xả thải sau nuôi
2 Xử lý làm sạch nước sau nuôi
Thi kết thúc mô đun 1 1
CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Nước là yếu tố thiết yếu cho hoạt động sản xuất thủy sản, cần đảm bảo đủ về số lượng và chất lượng Tiêu chuẩn chất lượng nước phụ thuộc vào đối tượng và mục đích nuôi, với các chỉ tiêu như hàm lượng oxy, nhiệt độ, độ mặn, pH, và độ cứng cần nằm trong khoảng tối ưu cho từng loài Ô nhiễm nước từ sinh vật độc hại, thức ăn, hóa chất và khí độc cần được loại bỏ để bảo vệ môi trường sống của thủy sản Đặc biệt, việc cung cấp đủ nước là ưu tiên hàng đầu cho các nhà nuôi trồng thủy sản, vì nước là môi trường sống chính, ảnh hưởng đến hô hấp, tìm thức ăn, tăng trưởng và duy trì sự cân bằng áp suất thẩm thấu trong cơ thể động vật thủy sản.
Nước là một yếu tố quan trọng trong tự nhiên, với đặc tính và sự phân bố đa dạng trên toàn cầu Hiểu rõ vai trò của nước không chỉ giúp chúng ta nhận thức được tầm quan trọng của nó trong hệ sinh thái mà còn trong việc nuôi trồng thủy sản Các nguồn nước khác nhau phục vụ cho ngành thủy sản đóng vai trò quyết định trong việc duy trì và phát triển nguồn lợi thủy sản bền vững.
+ Kỹ năng: Xác định được nguồn nước thích hợp phục vụ cho nuôi trồng thủy sản
+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ trình tự, tiêu chuẩn, nghiêm túc
1 Giới thiệu chung về nước thiên nhiên
1.1 Khái niệm về nguồn nước thiên nhiên
Nước thiên nhiên chỉ chiếm 1% tổng lượng nước trên trái đất, bao gồm nước từ sông, ao, hồ, suối, biển và đại dương Đây là một hệ dị thể đa thành phần, chứa các chất tan và không tan có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ Tổng trữ lượng nước tự nhiên trên trái đất ước tính khoảng 1.385.985.000 km³ đến 1.457.802.450 km³, với hơn 97,61% nước tập trung ở biển và đại dương, 1,83% ở các khối băng tại cực, và 0,54% là nước ngầm.
%) Nước ngọt tầng mặt chiếm một tỉ lệ không đáng kể (0,02 %),….Lượng nước trong khí quyển chiếm 0,001%, lượng nước trong sinh quyển chiếm 0,002 %
Nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống, chiếm 80-90% trọng lượng của các sinh vật sống trong môi trường nước và 44% trọng lượng cơ thể con người Nó đáp ứng nhiều nhu cầu của con người, từ tưới tiêu trong nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, đến việc tạo ra điện năng và làm đẹp cảnh quan.
Nước ngọt mà con người sử dụng chủ yếu có nguồn gốc từ nước mưa, với diện tích khoảng 105.000 km² Trong đó, khoảng 1/3 lượng nước này chảy vào sông, trong khi 2/3 còn lại quay trở lại khí quyển thông qua quá trình bốc hơi từ bề mặt và thoát hơi nước từ thực vật.
1.2 Vai trò của nước thiên nhiên
Nước ngọt là tài nguyên tái tạo, nhưng cần sử dụng một cách hợp lý để đảm bảo sự sống bền vững, vì khi cạn kiệt, sự sống cũng sẽ kết thúc Trên trái đất, nước tồn tại dưới dạng lỏng, điều này làm cho giá trị của nước trở nên vô cùng quý giá, được ví như "dòng máu nuôi cơ thể con người" và "quý hơn vàng" (Pierre Fruhling) Để hình thành và duy trì đời sống động thực vật, nước là yếu tố thiết yếu, thể hiện giá trị đích thực của nó trong việc hỗ trợ sự sống.
Môi trường nước không tồn tại độc lập mà luôn tương tác với không khí, đất và sinh quyển, dẫn đến những phản ứng hóa học đặc thù so với trong phòng thí nghiệm hay sản xuất công nghiệp Sự khác biệt này xuất phát từ tính không cân bằng nhiệt động của hệ, do nước là một "hệ mở" tiếp xúc với nhiều yếu tố bên ngoài và chứa đựng đa dạng tạp chất Sự trao đổi chất và năng lượng giữa các môi trường diễn ra liên tục, và ngay trong nước cũng xảy ra các quá trình không tuân theo quy luật cân bằng hóa học, như giảm entropi và sự phát triển của vi sinh vật.
Nước là hợp chất thiết yếu cho sự sống trên trái đất, đóng vai trò quan trọng đối với mọi sinh vật Trong thế giới vô sinh, nước tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh, hoạt động như dung môi và tạo điều kiện cho các quá trình hóa học diễn ra Đối với con người, nước là nguyên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ thể.
Nước đóng vai trò quan trọng trong sự sống của con người và các sinh vật Mặc dù con người có thể nhịn ăn trong nhiều ngày, nhưng chỉ cần thiếu nước trong thời gian ngắn, sức khỏe sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng và có thể dẫn đến cái chết.
3 sau ít ngày (khoảng 3 ngày) nhịn khát, vì cơ thể người có khoảng từ 70 – 75 % là nước, nước mất 12 % nước cơ thể sẽ bị hôn mê và có thể chết
Con người cần nước ngọt cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt hàng ngày và sản xuất Mỗi người trung bình cần khoảng 2,5 lít nước mỗi ngày, nhưng ở các nước phương Tây, nhu cầu này lên tới khoảng 300 lít/ngày Trong khi đó, tại các nước đang phát triển, lượng nước này thường được sử dụng cho một gia đình từ 5 đến 6 người.
Nhu cầu nước trong sản xuất công nghiệp và nông nghiệp rất cao Cụ thể, để khai thác một tấn dầu mỏ, cần tới 10 m³ nước; để sản xuất một tấn sợi tổng hợp, cần khoảng 5.600 m³ nước; và một nhà máy nhiệt điện hiện đại với công suất 1 triệu kW tiêu thụ từ 1,2 đến 1,6 tỷ m³ nước mỗi năm.
Nước đóng vai trò thiết yếu cho sự sống trên trái đất, được coi là "máu sinh học" của hành tinh Tuy nhiên, nước cũng có thể trở thành nguyên nhân gây tử vong Do đó, việc bảo vệ và phát triển rừng là cần thiết để tái tạo nguồn nước, giảm thiểu lũ lụt, và sử dụng nước cho thủy điện cũng như cung cấp nước sạch Cần phải sử dụng hợp lý nước sinh hoạt và sản xuất, đồng thời chống ô nhiễm nguồn nước và xử lý nước thải từ sản xuất và sinh hoạt.
2 Thành phần hóa sinh của nước thiên nhiên
Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên tồn tại dưới dạng ion hòa tan, khí hòa tan hoặc ở trạng thái rắn, lỏng Sự phân bố của những hợp chất này quyết định tính chất của nước, bao gồm nước ngọt, nước lợ hay nước mặn; mức độ dinh dưỡng; độ cứng hay độ mềm; và mức độ ô nhiễm của nước.
Nước thiên nhiên chứa nhiều nguyên tố có trong vỏ trái đất và khí quyển, nhưng chỉ một số nguyên tố có mặt với số lượng đáng kể, được gọi là thành phần chính của nước thiên nhiên hay nguyên tố đa lượng.
2.1 Thành phần hóa học của nước thiên nhiên
Nước tự nhiên chỉ chiếm 1% tổng lượng nước trên trái đất, bao gồm nước từ sông, hồ, nước bề mặt và nước ngầm Thành phần của nước tự nhiên có chứa các chất rắn, lỏng và khí, phụ thuộc vào địa hình mà nó đi qua Các nguồn nước tự nhiên không liên kết với nhau, dẫn đến sự thiếu hòa trộn và thành phần không đồng nhất như nước biển, và thành phần của chúng có thể thay đổi theo từng dòng chảy.
