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

CHƯƠNG TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA NƯỚC Thành phần yếu tố đa lượng hòa tan nước biển nước sông (Theo Nicol, 1960; Burton, 1976 Liss, 1976) Nước biển Yếu tố ClNa+ SO42Mg2+ Ca2+ K+ HCO3Br- Nồng độ (mg/l) 19.340 10.770 2.712 1.294 412 399 140 65 Nước sông Xếp hạng Nồng độ (mg/l) Xếp hạng 11 15 58 - - pH nước đời sống thủy sinh vật H2O =H+ + OH[H+][OH-] = Kw = 10-14 (ở nhiệt độ 25oC) [H+][H+] = Kw = 10-14  [H+] = 10-7 = 0,0000001 mole/L Để tránh sử dụng giá trị nhỏ, nhà khoa học chuyển thành giá trị pH pH = - log10[H+] = - lg[H+] pH = -lg[10-7] = pH nước đời sống thủy sinh vật Hằng số ion hóa nước, Kw theo Garrels Christ (1965) Nhiệt độ Kw Nhiệt độ Kw 0,1139 x 10-14 0,1846 x 10-14 10 0,2920 x 10-14 15 0,4505 x 10-14 20 0,6809 x 10-14 25 1,008 x 10-14 30 1,496 x 10-14 35 2,089 x 10-14 40 2,919 x 10-14 pH nước đời sống thủy sinh vật Môi trường trung tính pH = ? Môi trường trung tính ([H+][OH-]) pH=7, ĐK 25oC Khi nhiệt độ  25oC 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 pH nước đời sống thủy sinh vật Thang đo pH? Thông thường pH nằm khoảng - 14 pH < > 14 [H+] >  pH < [H+] < 10-14  pH > 14 vd: [H+] = 10 pH = -lg[10] = -1 hay [H+] = 10-16 pH = -lg[10-16] = 16 pH nước đời sống thủy sinh vật Ion H+ sinh từ đâu?  Quá trình oxy hóa đất phèn 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 4H+ + 2SO422FeSO4 + 1/2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O = 15FeSO4 + 16H+ + 8SO42Fe2(SO4)3 + 4H2O = 2Fe(OH)2 + 4H+ + 3SO42-  Quá trình phân hủy hữu  Hô hấp thủy sinh vật CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-  H+ + CO32- pH nước đời sống thủy sinh vật Nguyên nhân làm pH tăng?  Quá trình quang hợp Làm giảm CO2 làm tăng CO32 Bón vôi CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3CaO + 2CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3Ca(OH)2 + 2CO2  Ca2+ + 2HCO3- pH nước đời sống thủy sinh vật pH thấp      Tăng tiết dịch nhờn bề mặt mang Giảm trao đổi khí ion Mất cân acid-base, giảm NaCl máu, rối loạn điều hòa áp suất thẩm thấu Tế bào máu trương phồng, khả điều hòa chất điện giải Làm giảm khả vận chuyển oxy pH nước đời sống thủy sinh vật pH cao    Biểu bì phiến mang bị sưng phồng Tổn thương thủy tinh thể giác mạc Mất cân acid-base Ảnh hưởng gián tiếp   Ảnh hưởng lên NH3 H2S Ảnh hưởng hoạt tính hoá chất Ammonia đời sống thủy sinh vật NH3 dước mức gây chết gây số tác hại như:  Gia tăng tính mẫn cảm động vật điều kiện không thuận lợi môi trường dao động nhiệt độ, thiếu oxy  Ức chế sinh trưởng sinh sản  Giảm khả chống bệnh Ammonia đời sống thủy sinh vật Biện pháp trì hàm lượng ammonia thích hợp  Cải tạo ao tốt trước vụ nuôi  Duy trì mật độ nuôi thích hợp  Không bón phân liều cho thức ăn thừa  Khống chế mức dao động pH nước ao theo ngày đêm không vượt  Thay nước hàm lượng amnonia vượt mức cho phép  Bón phân hàm lượng ammonia thấp H2S đời sống thủy sinh vật H2S sinh từ đâu?  Phân hủy vật chất hữu yếm khí hay phản sulfat hóa yếm khí  Quá trình thường diễn đáy thủy vực  H2S chất khí cực độc thủy sinh vật, làm khả vận chuyển O2 Hemoglobin làm cá chết ngạt  Hàm lượng H2S phụ thuộc vào pH nhiệt độ nước, H2S tăng nhiệt độ giảm pH giảm H2S đời sống thủy sinh vật Biện pháp tránh tích lũy H2S  Cải tạo ao tốt trước vụ nuôi  Tránh bón phân liều cho thức ăn dư thừa  Không đào ao sâu H2S đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục H2S cao  Thay nước  Sục khí  Sử dụng chế phẩm vi sinh Nitrite đời sống thủy sinh vật NO2- sinh từ đâu?  Nitrite hóa NH4+ + 3/2 O2  NO2- + 2H+ + H2O + 76kcal Nhóm vi khuẩn tham gia vào trình nitrite hóa gồm Nitrosomonas (nước ngọt) Nitrosococcus (nước lợ) Nitrite đời sống thủy sinh vật Tác dụng độc NO2- ?  NO2- kết hợp với Hb tạo thành Methemoglobin làm máu có màu nâu khả kết hợp với oxy, tượng gọi bệnh thiếu máu hay máu màu nâu  Độ độc NO2- phụ thuộc vào độ mặn, độ mặn cao độc tính giảm.►? Biện trì hàm lượng NO2- thích hợp?  Hàm lượng NO2- thích hợp nhỏ 0,1 mg/L  Biện pháp trì hàm lượng NO2- thích hợp tương tự trì ammonia Nitrate đời sống thủy sinh vật  NO3- nước cung cấp trình nitrate hóa (oxy hóa nitrite) theo phản ứng: NO2- + O2  NO3- + 24 kcal  Các nhóm vi khuẩn tham gia vào trình gồm Nitrobacter (nước ngọt), Nitrospina, Nitrosococcus (nước lợ)  Quá trình nitrate hóa xảy điều kiện có oxy, điều kiện yếm khí nitrate bị khử thành NO2-, NO, N2O, NH3 N2 Quá trình có tham gia nhóm vi khuẩn Bacillus, Pseudomonas  NO3- cung cấp từ trình oxy hóa N2 khí sấm sét N2+ O2  NO2 NO2 + H2O  HNO3  H+ + NO3- Nitrate đời sống thủy sinh vật  Nitrate không độc tôm cá cần thiết thủy vực cho phát triển sinh vật thức ăn tự nhiên cho tôm cá  Hàm lượng nitrate nước cao làm cho tảo phát triển mức dẫn đến số tác hại cho tôm cá  Hàm lượng nitrate cho phép dao động 0,1-10 ppm  Để trì nitrate mức thích hợp thực số biện pháp để trì hàm lượng Ammonia Phospho đời sống thủy sinh vật  Orthophosphate hòa tan: H2PO4-, HPO42- PO43-  Pyrophosphate: P2O74-  Metaphosphate: PO3- Phospho đời sống thủy sinh vật  Muối hòa tan Phosphore nước bị lớp bùn đáy thủy vực hấp thụ,do lớp bùn đáy chứa nhiều acid hữu hay CaCO3 dễ hấp thu mạnh muối orthophosphate hòa tan nước  Ở môi trường có pH cao có nhiều ion Ca2+, muối orthophosphate hòa tan bị kết tủa dạng Ca3(PO4)2 Phospho đời sống thủy sinh vật  Giống đạm, lân nhân tố giới hạn đời sống thực vật thủy sinh, nguyên tố dinh dưỡng cần thiết, thiếu thực vật bật cao mà nguyên sinh động vật không sống  Các trình trao đổi chất , đặc biệt trình tổng hợp protein tiến hành có tham gia H3PO4 thiếu hụt thủy vực hạn chế trình phân hủy hợp chất hữu vi sinh vật Fe Mn đời sống thủy sinh vật  Trong nước thiên nhiên sắt tồn dạng Fe2+ , Fe3+ hợp chất hữu hòa tan hay không hòa tan  Dạng Fe2+ thường gây độc thủy sinh vật ► trình oxy hóa thành Fe3+ làm tiêu hao nhiều oxy tạo thành rỉ sắt bám mang cá làm cá không hô hấp  Sắt cần thiết cho đời sống thủy sinh vật, sắt thành phần cấu tạo Hemoglobin chứa hồng cầu, đóng vai trò quan trọng vận chuyển oxy máu Fe Mn đời sống thủy sinh vật  Sắt có vai trò quan trọng trình tạo diệp lục tố thực vật (xúc tác)  Hàm lượng sắt thích hợp cho ao nuôi tôm cá khoảng 0,1 - 0,2 ppm  Hàm lượng sắt nước biển thấp, nước hàm lượng sắt có lên đến hàng chục ppm  Mangan nước tồn hai dạng ion keo, dạng ion có hoạt tính cao Ở nồng độ thấp (0,001-0,002ppm) chúng kích thích tăng trưởng thực vật nồng độ cao (0,1ppm) gây độc cho thủy sinh vật Kim loại nặng Bảng 13 Độc tính kim loại nặng sinh vật nước biển Kim loại Khoảng LC50-96h Hàm lượng an toàn (µg/l) khuyến cáo Cơ quan bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ Cadmium 80-420 10 Chronium 2.000-20.000 100 300-1.000 25 Đồng Chì 1.000-40.000 100 10-40 0.10 Thủy ngân 1.000-10.000 100 Kẽm [...]... 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 pH của nước và đời sống thủy sinh vật Biện pháp khắc phục pH thấp:  Thay nước mới có pH cao hơn  Bón vôi  Bón phân pH của nước. .. và đời sống thủy sinh vật 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 Oxy hòa tan 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 chất oxy hóa như KMnO4 (2-6 mg/L), nhưng hiệu quả không cao bởi vì... 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 pH của nước và đời sống thủy sinh vật 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 CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật Nguồn CO2 trong thủy vực...  – – 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+ Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật   Sử dụng H2O2 2H2O2  2H2O + O (O + O  O2) Theo lý thuyết, 0,05mL (1 giọt) của 6% H2O2 cho vào 1 lít nước sẽ sản sinh ra 1,5 mg O2 Sử dụng CaO2 dạng hạt CaO2 +...pH của nước và đời sống thủy sinh vật Không sinh sản Chết Không sinh sản Sinh trưởng chậm 4 5 6 Sinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt 7 8 pH 9 10 Chết 11 pH của nước và đời sống thủy sinh vật Sự biến động pH theo ngày đêm pH 6:00 Giàu dinh dưỡng (tảo phát triển mạnh) 14: 00 Dinh dưỡng TB (tảo phát triển vừa) 18:00 t Nghèo dinh dưỡng (tảo ít phát triển) pH của nước và đời sống thủy sinh vật Biện... 1,25 mg/L pH của nước và đời sống thủy sinh vật Cá ăn tảo: Thả ghép các loài cá ăn tảo như cá rô phi, cá mè trắng (trong nước ngọt), cá rô phi, cá măng, cá đối (trong nước lợ) Tác dụng: duy trì mật độ tảo trong ao và kéo dài chu kỳ của tảo pH của nước và đời sống thủy sinh vật 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... tăng theo sự gia tăng pH CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật 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 Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật 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... 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 30oC và 1atm Hàm lượng DO = 26,1 mL/L x 0,209 = 5,5 mL/L Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật   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... và độ mặn  Độ hòa tan của một loại khí trong nước phụ thuộc vào áp lực không khí - quy luật Henry Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật Hệ số hòa tan (Ks) của O2, CO2 và N2 ở 1 atm (ml/L) thay đổi theo nhiệt độ Nhiệt độ 0 20 30 O2 48 ,9 31,0 26,1 CO2 1713 878 665 N2 23,5 15 ,4 13 ,4 Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật Độ hòa tan của CO2, O2, N2 từ không khí ở 1 atm có thể được tính thep phương trình... 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 Hàm lượng CO2 thấp có thể giới hạn năng suất sinh học sơ cấp Hàm lượng CO2 quá cao có thể dẫn đến pH của nước thấp CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật Khắc phục CO2 cao  Thay nước  Sử dụng Ca(OH)2 2CO2 + 88 mg Ca(OH)2 : 1 mg/L :  Ca(HCO3)2 74. 08 mg ? mg ? = 0. 84 mg  Chú ý: Dùng Ca(OH)2 quá nhiều