Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản - Chương 2

Tính cht vt lý ca môi trng nc 13 CHNG 2 TÍNH CHT VT LÝ CA MÔI TRNG NC 1 ÁNH SÁNG VÀ MÔI TRNG NC 1.1 Phân phi nng lng mt tri Nng lng mt tri khi truyn qua khí quyn đn mt đt thì nng lng gim dn do s hp th ca khí quyn và vt cht trên b mt qu đt. Nng lng mt tri đc truyn  hai dng sóng ánh sáng, ánh sáng kh kin và bt kh kin. S phân b nng lng đc trình bày qua hình 2-1. Hình 2-1. Nng lng mt tri truyn vào khí quyn và mt đt. 1.2 S xâm nhp ca ánh sáng vào ct nc  mt ngày trong lành, cng đ bc x mt tri gia tng t 0 trc lúc bình minh và đt cc đi vào lúc gia tra (14:00-16:00). Quá trình quang hp ca thc vt thy sinh gia tng khi cng đ bc x mt tri gia tng và s gim khi cng đ bc x mt tri gim. Khi chiu ti mt nc ánh sáng không hoàn toàn xâm nhp vào ct nc mà mt phn b phn x li không khí. Kh nng xâm nhp ca ánh sáng vào môi trng nc ph thuc vào tính phng lng ca mt nc và góc ti ca tia sáng so vi mt nc. Nhng tia sáng chiu gn thng góc vi mt nc s xâm nhp vào nc nhiu Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 14 nht. Cng đ ánh sáng s gim khi xuyên qua ct nc vì b phân tán và hp thu bi ct nc. i vi nc tinh khit, ch 53% cng đ ánh sáng bin đi thành nhit và trit tiêu khi xuyên qua mt mét nc đu tiên ca ct nc. Các tia sáng có bc sóng dài (đ, cam) và ngn (hng ngoi, tím) thì b trit tiêu nhanh hn các tia sáng có bc sóng trung bình (lc, lam và vàng). Nc thiên nhiên có nhiu tp cht ngn cn quá trình xâm nhp ca ánh sáng vào môi trng nc. Quá trình quang hp ca thc vt thy sinh không th thc hin đc khi cng đ ánh sáng thp hn 1%. Tng nc nhn đc hn 1% cng đ ánh sáng đc gi là tng ánh sáng hay tng quang hp (photic layer). Nc trong ao nuôi tôm, cá thng đc do thc vt phù du phát trin mnh nên tng ánh sáng ca nó thng thp. Theo Boyd (1990) thì tng ánh sáng thng gp đôi đ trong ca nc đo bng đa Secchi. Hình 2-2. S xâm nhp ca ánh sáng vào 3 ao cá có bón phân Mc đ hp th ánh sáng ca nc  đ sâu z đc tính theo công thc sau: Trong đó I O = Bc x xâm nhp vào mt nc I Z = Bc x  đ sâu Z.  hp th khi đu đc s dng đ nghiên cu s xâm nhp ca ánh sáng đn sc, nhng khái nim này đc m rng cho tng bc x. Lng ánh sáng xâm nhp vào đ sâu Z nào đó đc tính bng phng trình Lambert: Tính cht vt lý ca môi trng nc 15 I Z = I O e -kz hoc LnI O = LnI z - K z Trong đó: E = C s ca logarithms t nhiên (c s e) K = H s mt đi In = Logarithm t nhiên. 1.3 Nng lng nhit 1.3.1 Nng lng nhit tích ly trong mt thy vc Ngun nhit chính làm cho nc trong các thy vc m lên là do nng lng ánh sáng mt tri cung cp. Ngoài ra, còn có th do nng lng sinh ra trong quá trình oxy hóa các hp cht hu c và vô c trong nc và nn đáy ca thy vc, nhng nng lng sinh ra bi các quá trình oxy này không đáng k so vi nng lng mt tri cung cp. Do đó, nhit đ ca nc thay đi theo v trí đa lý ca thy vc, theo mùa, theo thi tit và theo ngày đêm. S thay đi nhit đ ca nc trong các thy vc theo ngày đêm gn lin vi cng đ chiu sáng ca mt tri trong ngày. Thng nhit đ ca nc trong các thy vc thp nht vào bui sáng lúc 2:00-5:00, cao nht vào bui chiu lúc 14:00-16:00 gi và lúc 10:00 gi nhit đ ca nc trong thy vc gn ti nhit đ trung bình ngày đêm. Biên đ dao đng nhit đ trong ngày đêm ln hay nh ph thuc vào tính cht ca thy vc: các thy vc nh và nông có biên đ dao đng nhit đ ngày đêm ln hn các thy vc ln và sâu. S thay đi nhit đ theo ngày đêm  các ao nông có th rt đáng k:  tng mt s chênh lch nhit đ ngày đêm có th ti 10 o C,  đ sâu 20 cm là 5 o C còn  đáy ao là 2 o C. Trong thy vc nng lng nhit có th b mt đi do nc bc hi, phát x nhit, hp th vào nn đáy hoc dòng chy ra khi thy vc. Hình 2-3. Nng lng nhit chy vào và ra khi thy vc nc ngt. (S liu t F. W. Wheaton, 1977). Trích dn bi C.K. Lin & Yang Yi (2001) Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 16 1.3.2 T trng nc Nc  4 o C có t trng ln nht, khi nhit đ tng hay gim mt đ phân t nc b gim làm nc tr nên nh hn. T trng nc  các mc nhit đ khác nhau đc th hin  Bng 2-1 và Hình 2-4. Bng 2-1: T trng nc (g/cm 3 )  các nhit đ khác nhau °C g/cm 3 °C g/cm 3 °C g/cm 3 0 0,9998679 11 0,9996328 22 0,9977993 1 0,9999267 12 0,9995247 23 0,9975674 2 0,9999679 13 0,9994040 24 0,9973256 3 0,9999922 14 0,9992712 25 0,9970739 4 1,0000000 15 0,9991265 26 0,9968128 5 0,9999919 16 0,9989701 27 0,9965421 6 0,9999681 17 0,9988022 28 0,9962623 7 0,9999295 18 0,9986232 29 0,9959735 8 0,9998762 19 0,9984331 30 0,9956756 9 0,9998088 20 0,9982323 10 0,9997277 21 0,9980210 Hình 2-4. S thay đi t trng nc theo nhit đ Tính cht vt lý ca môi trng nc 17 1.4 S phân tng nhit đ 1.4.1 Nguyên nhân và quá trình phân tng Các thy vc t nhiên, đc bit là các thy vc nc tnh, s phân tng thng xy ra khi có s chênh lch nhit đ gia tng mt và tng đáy. Do tác đng ca gió và sóng, nhit đ t mt nc đc truyn xung sâu 1m đn vài trm mét thành mt tng nc có nhit đ đng nht, tng này gi là tng mt (surface mixed layer). T đ sâu 200-300m, nhit đ bt đu gim rt mnh đn đ sâu 1000m. Tng nc này gi là tng gia (thermocline). Nhit đ có th gim đi 20 o C qua tng nc này. Di tng “thermocline”, nhit đ nc gim chm li và n đnh  vùng đáy sâu (Hình 2-5). Hình 2-5. S phân tng nhit đin hình trong ao cá Khi nhit đ nc  tng mt thay đi (gim dn đn 4 o C hoc tng lên đn 4 o C), lúc này t trng nc tng mt cao chúng s chìm xung và nc  tng dc nh hn s ni lên gây nên hin tng phá v phân tng. Tùy theo tng vùng trên trái đt mà s phân tng và phá v phân tng din 1 ln hay nhiu ln trong nm. Có th chia s phân tng thành các kiu sau: 1.4.2 Kiu phân tng - Amictic - b ph bi lp bng vnh cu trên b mt, không có hin tng phá v phân tng. - Oligomictic – các h cn  vùng xích đo hu nh ít xy ra hin tng phân tng hoc thy vc lnh nc - Monomictic – phân tng và phá v phân tng mt ln trong nm vào mùa lnh  vùng nhit đi và cn nhit đi vào mùa m  vùng cc - Dimictic – phân tng và phá v phân tng đu đn hai ln trong nm  các h vùng ôn đi vào mùa xuân và mùa thu - Polymictic – các thy vc cn thng xuyên xy ra s phân tng và phá v phân tng (thng xy ra theo chu k ngày đêm). Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 18 Hình 2-6. Polymictic trong ao cn 1.4.3 H qu ca s phân tng - Vt lý - ngn cn quá trình hòa trn và trao đi nhit trong ct nc - Hóa hc - gim hàm lng dinh dng trên tng mt; ngn cn s trao đi vt cht trong ct nc - Sinh hc - gii hn không gian ca s sng; gim nng sut sinh hc 1.4.4 Nguyên nhân và quá trình phá v phân tng (overturn) - Nhit đ thay đi - Gió/bão - Ma to - Dòng chy - S di chuyn ca sinh vt 1.4.5 H qu ca s phá v phân tng - Vt lý Cân bng nhit Xáo trn tng nc Tng s xâm nhp ca ánh sáng - Hóa hc Xáo trn các vt cht hòa tan hay l lng Cung cp dinh dng cho tng mt Gim oxy hòa tan và tng hàm lng các cht đc (NH 3 , CH 4 , H 2 S)  tng mt - Sinh hc nh hng xu đn đng vt trong thi gian phá v phân tng Tng nng sut sinh hc sau khi hin tng phá v phân tng xy ra Tính cht vt lý ca môi trng nc 19 1.5 S phân chia các vùng trong thy vc Trong các thy vc ln tùy theo đ sâu và tùy theo khong cách vi vùng b mà môi trng có đc tính khác nhau. Da vào đc tính vt lý ca môi trng nc, có th chia thy vc thành các vùng sau: 1.5.1 Theo chiu thng đng - Tng mt hay còn gi là tng đi lu, đây là vùng có s chuyn đng ca nc theo chiu thng đng. - Tng gia hay là tng bin nhit (thermocline), đây là ranh gii gia tng nc mt có nhit đ cao và tng đáy có nhit đ thp. Vì vy, nhit đ trong tng bin nhit gim rt nhanh theo đ sâu (Hình 2-5). - Tng di là tng nc có nhit đ thp và n đnh - Vùng sáng đc gii hn t mt nc đn đ sâu có cng đ ánh sáng 1%, vùng này còn đc gi là vùng quang hp (photic zone) vì thc phù du phát trin và hin tng quang hp xy ra. - Vùng ti đc gii hn t đ sâu có cng đ ánh sáng 1% đn đáy thy vc. -  sâu cân bng gia quang hp và hô hp (compensation depth) chính là ranh gii gia vùng sáng và vùng ti. 1.5.2 Ngang - Vùng trên triu (Supralittoral): là phn đt phía trên cao hn mc triu cc đi, bao gm đt canh tác, đt t nhiên ph bi h thc vt hoang di, các đm nuôi trng thy sn. Hot đng ca con ngi lên tiu vùng này rt mãnh lit nhm ci to đt, phát trin nông nghip, nuôi trng thy sn. - Vùng triu là là vùng ngp nc theo chu k, ni tp trung ca các cây rng ngp mn hoc các bãi bùn, bãi cát bng phng. ây là ni sinh sng ca các sinh vt thích nghi vi li sng na nc na cn. iu kin sng vùng này tng đi khc nghit nhng do đa dng v môi trng sng nên sinh vt vùng triu rt đa dng, đc bit đa dng v kiu gen. - Vùng khi là vùng ngp nc thng xuyên, vùng này chim din tích ln nht. Khi nc và nn đáy là ni sinh sng và phát trin ca các loài sinh vt bin. Hình 2-7. nh hng ca s phân b ánh sáng và nhit đ lên cu trúc vt lý ca ao h. Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 20 Hình trên trình bày mt h nh đin hình  vùng ôn đi vào mùa hè. Phân vùng thng không chính xác,  h nc đc hoc vào thi đim gn bình minh hay hoàng hôn  hu ht các h thì tng quang hp (photic) ch đt đn mt phn ca tng đi lu (mixed layer). Vào mùa ông tng đi lu thng m rng đn nn đáy h. Hot đng ca sóng to thun li cho s xác đnh gii hn ca vùng triu. Thut ng tng bin nhit (thermocline) đôi khi đc đnh ngha mt cách nghiêm nht là vùng có s thay đi nhit đ ít nht 1 o C/m sâu. i vi vùng nhit đi không nht thit phi tuân theo giá tr nh trong đnh ngha trên. 1.6 Chuyn đng ca nc - Nguyên nhân gây chuyn đng: Do nhiu nguyên nhân nh s chênh lch nhit đ, đ mn, sóng gió thy triu, s di chuyn ca thy sinh vt, khi nc trong thy vc luôn luôn chuyn đng, ngay c trong các thy vc không có s trao đi nc. Nc chuyn giúp cho s chuyn đng ca thy sinh vt, s khuch tán oxy t không khí vào môi trng nc, s điu hòa nhit đ, đ mn, các khí hòa tan và vic phân tán các sn phm bài tit ca thy sinh vt đc thc hin mt cách d dàng, tránh đc hin tng nhim bn hay thiu oxy cc b. - Kiu chuyn đng ca nc: i lu Dòng chy Sóng S nhiu lon (Turbulence) Nc tri (Upwelling) Nc chìm (Downwelling) Hình 2-8. Nêm nc mn, mt dng nc tri vùng ca sông. Dòng nc ngt tri trên lp nc bin có t trng cao hn to thành nêm nc mn. Ni này cng là ni “nc mn ra” hoc là ni kt t ca các ht phù sa. Tính cht vt lý ca môi trng nc 21 2  C,  TRONG 2.1 Tính cht ca đ đc, đ trong  đc là kh nng cn nhng tia nng mt tri và đ trong ca nc là kh nng ánh sáng mt tri xuyên qua nc. Hai tính cht này ca nc t l nghch vi nhau và ph thuc vào lng keo khoáng, vt cht hu c l lng, s phát trin ca các vi to, sóng gió thy triu và lng nc ma đ vào thy vc.  nhng thy vc khác nhau nguyên nhân gây ra đ vn đc khác nhau.  sông, đ đc ca nc là do s có mt ca các cht không hòa tan nh phù sa (kích thc khong 2-50µm), các cht keo (kích thc nh hn 2µm) có ngun gc vô c và hu c. Do đó đ vn đc thay đi theo mùa rõ rt. Mùa ma, nc ma chy vào sông cun theo các tp cht trên mt đt nên đ đc ca nc sông cao (thng thy sau trn ma ln) và đ đc gim dn theo mùa khô.  ao, ngoài các nguyên trên gây ra đ đc còn do vt cht hu c t phân bón, thc n s phát trin ca to.  đc và đ trong ca nc có nh hng đn cng đ chiu sáng ca mt tri vào thy vc nên có nh hng đn cng đ quang hp ca thc vt phù du. Khi đ trong thp (đ đc cao), lng ánh sáng xâm nhp vào thy vc ít - cng đ quang hp ca thc vt phù du gim. i vi cá, khi đ trong thp cá khó hô hp cng đ bt mi gim. Nhng đ trong quá cao, nc nghèo dinh dng, sinh vt phù du phát trin kém, hn ch thành phn thc n t nhiên ca cá, nng sut cá nuôi gim.  trong thích hp cho các ao nuôi cá là t 20-30 cm, đi vi các ao nuôi tôm là 30-45 cm.  trong đc đo bng đa Secchi có đng kính bng 20 cm, đ đc đc đo bng đ hp th ánh sáng hoc hàm lng tng cht rn l lng. 2.2 Ngun gc đ đc - Bên ngoài: ngun nc, nc ra trôi, bi phóng x t không khí. - Bên trong: cht l lng nn đáy - to ra do chuyn đng ca dòng nc và cá; thc n tha, cht thi ca tôm cá nuôi. 2.3 nh hng ca đ đc - Gim s xâm nhp ca ánh sáng, làm gim s phát trin ca thc vt ni và thc vt bc cao. - Ít tác đng trc tip lên cá, nhng nu đ đc quá mc có th gây nh hng đn chc nng ca mang - Gây ra s lng t phù sa trên nn đáy bao ph trng cá - Hp th và nh cht dinh dng Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 22 2.4 Kim soát và qun lý đ đc 2.4.1 Qun lý đ đc t ngun nc Cha nc đc trong ao đ lng (ví d nh ao lng cho tôm) có th làm gim đ đc. Khoanh li ngun nc đng tránh gây xói mòn b ao. 2.4.2 Qun lý đ đc bên trong ao - Loi b ht sét bng mui vô c: Kt ta đ đc sét bng các quá trình đông kt, trung hoà nhng ht sét trao đi ngc vi các cation, hiu qu gia tng vi các cation trao đi ln hn (Al3+ > Fe3+ > Ca2+ > H+, Na+) Keo + cations å phc h keo-cation I Thí d: A1 2 (SO 4 ) 3 .12H 2 O + 6H 2 Oå 2Al(OH) 3 + 6H 2 O + 3SO 4 + 14H 2 O - Loi b ht sét vi thc vt phù du: Thc vt phù du đc s dng nh ht nhân cho s kt đông, phân bón kích thích s phát trin ca thc vt ni, do đó các t bào thc vt ly đi nhng ht sét. Chú ý nên to s phát trin ca phiêu sinh vt trc khi th cá vì cá đói s khuy đng nn đáy làm đc nc. - Cht hu c vô sinh Vt cht hu c, phân xanh phân hu s làm giàu CO 2 , pH gim giúp cho quá trình kt t các ht sét. 3 MÀU NC Nc sch s không có màu, ch có 1p nc dày mi có màu xanh l. Trên thc t, nc thiên nhiên các thy vc thng có màu do s xut hin ca các hp cht vô c và hu c hòa tan hay không hòa tan, hay s phát trin ca to. Trong ao nuôi thy sn thng có các màu sau:. - Nc màu xanh nht (đt chui non): nc có màu xanh nht do s phát trin ca to lc (Chlorophyta), loài to này thng phát trin mnh trong môi trng nc ngt hoc nc l nht (nh hn 10‰). - Màu xanh đm (xanh rêu): nc có màu xanh đm do s phát trin ca to lam (Cyanophyta), loài to này phát trin mnh c trong môi trng nc ngt, l ln nc mn. - Màu vàng nâu (màu nc trà): nc có màu vàng nâu do s phát trin ca to silic (Bacillariophyta), loài to này thng phát trin mnh  môi trng nc l, mn vào đu v nuôi. - Màu vàng cam (màu r st): màu này thng xut hin  các ao nuôi mi xây dng trên vùng đt phèn. Màu vàng cam là do đt phèn tim tàng (FeS 2 ) b oxy hóa to thành các váng st. - Màu đ gch (màu đt đ): nc có nhiu phù sa do đt cát b xói mòn t vùng thng ngun đc dòng nc mang đn vùng h lu. [...]... a n c (nhi t th p v khó phát hi n) và nh y c m ng i th Có th phân bi t 4 lo i v c b n c a n c : m n, ng t, ng, chua - V m n: do mu i NaCl hòa tan > 500mg/l, V ng t: do nhi u khì CO2 hòa tan, V ng, chát: do nhi u Mg2+ (l n h n 1g/L), Na2CO3 , MgSO4 , MgCl2 V chua: do mu i nhôm và s t 23 ...Tính ch t v t lý c a môi tr ng n c - Màu nâu en: n c có màu nâu en do trong n c có ch a nhi u v t ch t h u c Tr ng h p này hàm l ng oxy hòa tan r t th p - Màu tr ng c: n c có màu tr ng c do trong n c có ch a nhi u h t sét (keo t), tr ng h p này th ng do n c m a r a trôi t t t trên b ao - N c trong: do n c nghèo dinh d ng ho c n c b nhi m phèn Màu th... ch t vô c , h u c hòa tan hay không hòa tan gây ra Các h p ch t h u c ang b phân h y s hình thành các h p ch t có mùi r t khó ch u - Mùi tanh và hôi: có vi khu n phát tri n Mùi tanh: n c có nhi u s t Mùi chlorine: do quá trình kh khu n Mùi tr ng th i: do có nhi u khí H2S Mùi bùn: do t o l c phát tri n m nh Ngoài ra, các t o lam nh Anabaena, Nostoc th ng ti t ra nhi u c t thu c lo i polypeptite, polysacharit,... a n c là màu do các h p ch t hòa tan trong n c gây ra, màu gi là màu c a các h p ch t không hòa tan (l l ng) ra Trong ngành nuôi tr ng th y s n ta chú ý n màu gi c a n c nhi u h n, vì qua ó có th ánh giá s b môi t ng n c ó giàu hay nghèo dinh d ng Màu n c thích h p cho các ao nuôi là màu xanh lá chu i non (n c ng t) và màu vàng nâu (n c l , m n) 4 MÙI N c thiên nhiên trong các th y v c th ng có mùi . 0,999 926 7 12 0,999 524 7 23 0,9975674 2 0,9999679 13 0,9994040 24 0,997 325 6 3 0,9999 922 14 0,99 927 12 25 0,9970739 4 1,0000000 15 0,999 126 5 26 0,9968 128 5. 0,9989701 27 0,9965 421 6 0,9999681 17 0,9988 022 28 0,99 626 23 7 0,999 929 5 18 0,998 623 2 29 0,9959735 8 0,99987 62 19 0,9984331 30 0,9956756 9 0,9998088 20 0,99 823 23