Tài liệu về trao đổi khỉ, sục khí và khử khí.
TRAO ĐỔI KHÍ: SỤC KHÍ VÀ KHỬ KHÍ Mục tiêu Giúp sinh viên nắm vững nội dung: • Khái niệm tổng áp lực áp lực thành phần khí khơng khí nước • Khái niệm hệ số chuyển tải (KLa), yếu tố ảnh hưởng đến chuyển tải khí qua bề mặt tiếp xúc khí-chất lỏng • Tính hệ số KLa máy sục khí • Ảnh hưởng CO2 đếi pH độ kiềm • Cách điều khiển CO2 hệ thống tuần hồn Tác động chất khí Thơng số Tổng áp lực khí N2 O2 CO2 NH3 Ảnh hưởng Bệnh bọt khí Bệnh bọt khí Sinh trưởng chậm Oxy thấp gây chết cá Oxy cao gây độc cho cá Sinh trưởng chậm Gây chết cá Giảm hấp thụ oxy Gây pH thấp Sinh trưởng chậm Gây chết cá Áp lực khí Định luật Dalton: Patm = PO2 + PN + PAr + PCO2 PO2 = (760) * (0,20946) = 159,2 mmHg PN = (760) * (0,78) = 592,8 mmHg Độ bão hòa oxy Độ hòa tan chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ, độ mặn áp lực khí Độ mặn (ppt) Nhiệt độ (oC) Hiệu chỉnh hàm lượng oxy bão hòa PA Khi biết áp lực khí: DOc = DOt * 760 DOc: Hàm lượng oxy bão hòa hiệu chỉnh DOt: Hàm lượng oxy bão hòa PA= 760 mmHg (Po2 = 159,2 mmHg) PA: Áp lực khơng khí đo Giả định: PA Lâm Đồng 730 mmHg, nhiệt độ 25oC DOc bao nhiêu? DOc = 8,24 * (730/760) = 7,91 mg/L Hiệu chỉnh hàm lượng oxy bão hòa Khi khơng biết áp lực khí, ước lượng PA theo cách sau: Từ 0-600m, PA giảm 4%/300m Từ 600-1500m, PA giảm 3%/300m Từ 1500-3000m, PA giảm 2,5%/300m Giả định: PA Bảo Lộc có độ cao 250m, nhiệt độ 25oC DOc bao nhiêu? PA = 760-{760*[(250*0,04)/300]} = 734,7 mmHg DOc = 8,24*(734,7/760) = 7,97 mg/L Trao đổi khí nước khơng khí PP = Áp lực khí thành phần PPkhơng khí > PPnước PPkhơng khí < PPnước Khơng khí Nước Trao đổi khí nước khơng khí Patm = PO2 + PN + PAr + PCO2 = 1Atm = 1Barr PP(O2)khơng khí > PP(O2)nước Khơng khí Nước PP(CO2)khơng khí < PP(CO2)nước Trao đổi khí nước khơng khí Khí Khơng khí Nước Tỉ lệ % L/L L/mole g/mole mg/L mg/L O2 21 0,21 22,4 32 300 9,08 N2 78 0,78 22,4 28 975 14,87 CO2 0,03 0,0003 22,4 44 0,59 0,54 Tổng KL 1275,59 KL khơng khí 1293,00 Câu hỏi: Trong khơng khí chứa 300 mgO2/L, nước chứa 11 mgO2/L ⇒ Hướng khuếch tán O2? 300 mg/L = 100% bão hịa ⇒ PP(O2)Khơng khí = 159,2 mmHg 11 mg/L = 121,15% bão hòa ⇒ PP(O2)nước = 192,9 mmHg Hàm lượng khí N2 nước N2 khí trơ ⇒ khó đo Tổng áp lực đo áp lực kế Áp lực khí N2 nước: PN2 = PT - PO2 – Pco2 – Phơi nước – Pkhí khác Nhiều cách đo/tính tốn Sai tổng tất khí Patm = PO2 + PN + PAr + PCO2 Ảnh hưởng oxy hòa tan Tiêu thụ oxy cá phụ thuộc vào nhân tố: • Lồi cá, khối lượng/tuổi, tình trạng hoạt động • Thức ăn • Nhiệt độ hàm lượng oxy Số liệu ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng, FCR Ảnh hưởng nhiệt độ thường khó xác định DO 80% bão hòa ảnh hưởng đến sinh trưởng Ảnh hưởng Bohr: pH thấp (tăng tính acid) làm giảm khả vận chuyển oxy Hemoglobin O2 saturation of Hemoglobin pH vận chuyển oxy máu Partial O2 pressure mm Hg ≅ torr Ảnh hưởng Root: pH thấp hàm lượng CO2 cao làm giảm khả vận chuyển oxy máu Độ bão hòa oxy (%) CO2 vận chuyển oxy máu Pco2 thấp, pH=8 Pco2 cao, pH=7,2 Po2 (mm Hg) Máy sục khí Máy sục khí bề mặt (quạt nước) loại sục khí phổ biến Tỉ lệ chuyển tải oxy máy sục khí tính nào? Xác định tỉ lệ chuyển tải oxy - SOTR Bước 1: Khử oxy Na2SO3 (8-10mg/L) xúc tác CoCl2 (0,05-0,1 mg/L) Na2S2O3 + ½O2 → Na2SO4 LnD t1-t2 LnD1 LnD1-LnD2 lnD1 - lnD K La = t1 - t LnD2 t1 t2 t Xác định tỉ lệ chuyển tải oxy - SOTR Bước 2: Xác định KLaT lnD10 - lnD 70 K La T = (t10 - t 70 ) /60 KLaT: Hệ số chuyển tải nhiệt độ T (h) D10: Độ thiếu hụt oxy đạt 10% bão hòa (mg/L) D70: Độ thiếu hụt oxy đạt 70% bão hòa (mg/L) t10: Thời điểm oxy đạt 10% bão hòa (min) t70: Thời điểm oxy đạt 70% bão hòa (min) ... 8,24*(734,7/760) = 7,97 mg/L Trao đổi khí nước khơng khí PP = Áp lực khí thành phần PPkhơng khí > PPnước PPkhơng khí < PPnước Khơng khí Nước Trao đổi khí nước khơng khí Patm = PO2 + PN + PAr +... Làm tăng trao đổi khí Làm tăng trao đổi khí cách: • Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc khí nước • Giảm độ dày bề mặt tiếp xúc khí nước • Thay đổi thành phần khí mơi trường xung quanh áp lực khí A K... + PN + PAr + PCO2 = 1Atm = 1Barr PP(O2)không khí > PP(O2)nước Khơng khí Nước PP(CO2)khơng khí < PP(CO2)nước Trao đổi khí nước khơng khí Khí Khơng khí Nước Tỉ lệ % L/L L/mole g/mole mg/L mg/L