Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản - Chương 4

c tính nn đáy ao 55 CHNG 4 C TÍNH NN ÁY AO Cht lng nc có liên quan mt thit đn tính cht nn đáy c thy vc, quá trình hp th và gii phóng các cht là bin đi cht lng nc, đc bit là s hp th và gii phóng dinh dng ca nn đáy. Trong nuôi trng thy sn, mt s đc tính ca nn đáy ao sau đây đc chú ý: Bng 4-1. Tính cht đt đc chn nh hng đn vic qun lý ao nuôi trng thy sn Tính cht Các quá trình tác đng trong ao Kt cu và kích thc ht Xói mòn và lng t, đ bn vng ca b ao, thm lu, s thích hp ca môi trng sng  đáy ao pH và phèn Ngun cht dinh dng sn có, hot đng ca vi sinh vt, sc sn xut ca sinh vt đáy, đc tính ca H + Vt cht hu c  bn vng ca b ao, nhu cu oxygen, cung cp cht dinh dng, s thích hp ca môi trng sng  đáy ao Hàm lng N và t l C:N S phân hy ca hp cht hu c, ngun dinh dng sn có in th oxy hoá kh S sn sinh đc t, đ hòa tan ca cht khoáng  sâu ca lp phù sa Gim th tích ao, s thích hp ca môi trng sng  đáy ao Hàm lng cht dinh dng Ngun dinh dng sn có và nng sut 1 NGUN GC BÙN AO/PHÙ SA TRONG AO T Trong ao nuôi thy sn, vt cht lng t  đáy ao bao gm các cht vô c nh phù sa, vt cht hu c nh phân bón, thc n tha, xác cht ca sinh vt . Ngun gc ca các vt cht lng t  đáy ao bao gm: - S xói mòn và nc ra trôi t b ao - S lng đng ca các sinh vt kích thc nh - Thc n, cht thi ca cá - Cht rn l lng t ngun nc vào - Ngun phân bón, đc bit là phân chung - Bi bm t không khí - Thc vt bc cao. Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 56 2 CÁC YU T NH HNG N TC  LNG T Tc đ lng t ca vt cht trong trong ao ph thuc vào mt s nhân t nh kích c ht, tính cht hóa hc ca nc, s chuyn đng ca nc, và s khuy đng nn đáy. - C ht: vt cht l lng có c ht khác nhau, vt cht c ht càng ln (cát) lng t nhanh hn nhng vt cht có c ht nh (bùn hay sét) - Tính cht hóa hc ca nc: nc có đ đ cng và đ mn cao thì tc đ lng càng nhanh. - S xáo trn và chuyn đng ca nc: thy vc nc tnh nh ao h thì tc đ lng t vt cht nhanh hn nhng thy vc nc chy (sông, sui). Ngoài ra, sóng, gió làm nc chuyn đng s làm chm quá trình lng t ca vt cht. - Khuy đng nn đáy: s chuyn đng ca đng vt (tôm, cá nuôi) hay quá trình tìm mi ca sinh vt cng làm cho cht lng t tái l lng trong tng nc. Hình 4.1. Ngun cung cp và s phân b vt cht trong thy vc c tính nn đáy ao 57 Hình 4-2. Chuyn đng vt lý ca nc và vt cht hoà tan trong mt ao nuôi trng thy sn. 3 IN TH OXY HOÁ KH (REDOX) Trong phn ng cht b oxy hóa là cht mt đin t (e - ) và cht b kh là cht nhn đin t. Vì vy, cht nhn đin t đc gi là cht oxy hóa và cht mt đin t đc gi là cht kh. Fe 3+ (cht oxy hóa) + e - → Fe 2+ (cht kh) Các cht kh trong nc ao: H 2 S, Fe 2+ , Mn 2+ ., cht oxy hóa nh O 2 (t nhiên), và các cht oxy hóa nhân to dùng trong kh trùng nc nh HOCl hay OCl - , O 3 . in th oxy hoá kh ca mt dung dch là t l thành phn cht oxy hoá và cht kh. đc biu th bng giá tr E = +/-V (volt), or mV (milivolt). Máy đo đin cc Platinum đc dùng đ đo đin th oxy hóa kh, đ đo giá tr này chính xác tt nht đc đo ti hin trng (đo ti ch). Khi dòng đin t di chuyn t dung dch sang đin cc, dung dch tn ti cht kh và giá tr đo đc là giá tr âm (-). Ngc li, dung dch tn ti cht oxy hóa dòng đin t di chuyn t đin cc sang dung dch và giá tr đo đc là giá tr dng (+). Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 58 Hình 4-1. in th oxy hoá kh cho ao tôm. 4 VT CHT HU C TRONG BÙN V V   t t c c h h   t t h h   u u c c   ( ( O O r r g g a a n n i i c c m m a a t t t t e e r r – – O O M M ) ) t t r r o o n n g g b b ù ù n n c c ó ó n n g g u u   n n g g   c c t t   : : - Thc n tha - Phân bón (phân chung, phân xanh .) - Xác phiêu sinh vt - Cht bài tiêt ca cá T T h h   c c   n n t t h h   a a , , x x á á c c p p h h i i ê ê u u s s i i n n h h v v   t t v v à à c c h h   t t b b à à i i t t i i   t t c c   a a s s i i n n h h v v   t t t t h h     n n g g c c h h   a a n n h h i i   u u N N n n ê ê n n l l à à m m c c h h   t t l l     n n g g n n     c c s s u u y y t t h h o o á á i i n n h h a a n n h h . . P P h h â â n n h h   u u c c   h h à à m m l l     n n g g N N t t h h   p p n n ê ê n n l l à à m m c c h h   t t l l     n n g g n n     c c s s u u y y t t h h o o á á i i c c h h   m m . . T T r r o o n n g g a a o o n n u u ô ô i i t t h h   y y s s   n n t t h h     n n g g t t í í c c h h l l   y y v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   c c a a o o h h   n n s s o o v v   i i đ đ   t t n n ô ô n n g g n n g g h h i i   p p . . V V   t t c c h h   t t h h   u u c c   t t r r o o n n g g b b ù ù n n b b i i   n n t t h h i i ê ê n n t t r r o o n n g g k k h h o o   n n g g 1 1 - - 1 1 0 0 % % ( ( t t r r u u n n g g b b ì ì n n h h k k h h o o   n n g g 2 2 - - 5 5 % % ) ) , , đ đ   t t n n ô ô n n g g n n g g h h i i   p p c c ó ó h h à à m m l l     n n g g h h   u u c c   n n h h   h h   n n 2 2 % % . . H H à à m m l l     n n g g v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   t t   n n g g d d   n n t t h h e e o o đ đ   s s â â u u , , d d o o t t   n n g g s s â â u u h h à à m m l l     n n g g o o x x y y h h ò ò a a t t a a n n t t h h   p p đ đ ã ã h h   n n c c h h   q q u u á á t t r r ì ì n n h h p p h h â â n n h h   y y d d o o v v i i k k h h u u   n n l l à à m m t t   n n g g s s   t t í í c c h h l l   y y v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   t t r r o o n n g g b b ù ù n n . . A A o o c c ó ó n n h h i i   u u t t h h   c c v v   t t l l   n n , , a a o o b b ó ó n n p p h h â â n n c c h h u u   n n g g t t í í c c h h l l   y y n n h h i i   u u v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   h h   n n c c á á c c a a o o t t h h ô ô n n g g t t h h     n n g g . . T T h h e e o o B B o o y y d d ( ( 1 1 9 9 7 7 0 0 ) ) v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   v v à à đ đ   m m h h   u u c c   c c ó ó m m   i i t t     n n g g q q u u a a n n t t h h e e o o p p h h     n n g g t t r r ì ì n n h h s s a a u u : : c tính nn đáy ao 59 Y Y = = 1 1 0 0 , , 0 0 0 0 1 1 + + 0 0 , , 0 0 5 5 5 5 X X ( ( R R 2 2 = = 0 0 , , 8 8 7 7 ) ) T T r r o o n n g g đ đ ó ó , , Y Y : : p p h h   n n t t r r   m m O O M M ; ; X X : : p p h h   n n t t r r   m m đ đ   m m h h   u u c c   T T   l l   C C : : N N t t r r o o n n g g b b ù ù n n đ đ á á y y a a o o t t h h     n n g g n n   m m t t r r o o n n g g k k h h o o   n n g g 6 6 : : 1 1 đ đ   n n 3 3 5 5 : : 1 1 , , a a o o b b ó ó n n p p h h â â n n c c h h u u   n n g g t t h h     n n g g c c ó ó C C : : N N l l à à 7 7 : : 1 1 đ đ   n n 1 1 4 4 : : 1 1 M M   t t s s   đ đ   m m l l   y y t t h h a a n n b b ù ù n n   n n     c c l l   h h o o   c c n n     c c n n g g   t t c c ó ó h h à à m m l l     n n g g v v   t t c c h h   t t h h   u u c c   c c a a o o , , k k h h o o   n n g g 7 7 5 5 % % t t h h   t t í í c c h h đ đ   t t l l à à x x á á c c t t h h   c c v v   t t . . T T r r o o n n g g đ đ i i   u u k k i i   n n t t h h i i   u u o o x x y y , , q q u u á á t t r r ì ì n n h h p p h h â â n n h h   y y c c h h   m m v v à à đ đ   t t c c ó ó t t í í n n h h a a c c i i d d c c a a o o . . 5 S PHÂN HY CA VT CHT HU C Q Q u u á á t t r r ì ì n n h h p p h h â â n n h h   y y h h i i   u u k k h h í í l l à à m m g g i i   m m o o x x y y t t r r o o n n g g a a o o , , m m   t t s s   y y   u u t t     n n h h h h     n n g g đ đ   n n q q u u á á t t r r ì ì n n h h p p h h â â n n h h   y y h h   u u c c   g g   m m : : - Nhit đ: nhit đ ti u cho vi sinh vt tùy tng loài. Tc đ phân hy tng dn t 2-35 o C. Nhit đ tng 10 o C thì tc đ phân hy tng 2 ln và tiêu th oxy gp đôi. - pH: vi khun thng hot đng tt  môi trng trung tính hay kim yu. Nm hot đng tt trong môi trng acid. Vt cht hu c b phân hy nhanh hn trong môi trng trung tính hay kim yu so vi môi trng acid. - DO: Phân hy hiu khí xy ra càng nhanh khi trong môi trng hàm lng oxy hòa tan đt đn mc bão hòa M M   t t s s   v v i i k k h h u u   n n c c ó ó k k h h   n n   n n g g p p h h â â n n h h   y y c c   t t r r o o n n g g đ đ i i   u u k k i i   n n h h i i   u u k k h h í í v v à à y y   m m k k h h í í v v à à m m   t t s s   c c h h   p p h h â â n n h h   y y y y   m m k k h h í í k k h h i i o o x x y y h h ò ò a a t t a a n n t t h h   p p . . T T   c c đ đ   p p h h â â n n h h   y y y y   m m k k h h í í t t h h     n n g g c c h h   m m v v à à k k h h ô ô n n g g h h o o à à n n t t o o à à n n ( ( s s   n n p p h h   m m c c u u   i i c c ù ù n n g g l l à à a a l l c c o o h h o o l l h h a a y y a a c c i i d d h h   u u c c   ) ) s s o o v v   i i p p h h â â n n h h   y y h h i i   u u k k h h í í ( ( s s   n n p p h h   m m c c u u   i i c c ù ù n n g g l l à à C C O O 2 2 ) ) 6 T ÁY AO 6.1 Kt cu đt Kt cu đt ch t l ht tng đi vi các c khác nhau nh cát, phù sa và sét trong đt. Kt cu nh hng đn kh nng s dng đt, lng nc và không khí cha đng trong đt, tc đ thm qua đt ca nc.  xác đnh kt cu ca mt mu đt, trc ht phi tách riêng đt mn có tt c các ht nh hn 2 mm khi nhng ht ln hn nh si và đá. t mn là hn hp ca cát, bùn và sét. Dùng sàng vi kích thc mc li khác nhau đ xác đnh t l ht tng đi và s dng s đ tam giác USDA đ phân loi đt: Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 60 Bng 4-2: Phân loi c ht đt theo tiêu chun quc t và tiêu chun đt nông nghip M. Theo Buckman và Brady (1960), trích dn bi Boyd (1990). Gii hn c ht (mm) Loi ht Tiêu chun quc t Tiêu chun USDA Si Ln hn 2,0 Ln hn 2,00 Cát rt thô 2,00-1,00 Cát thô 2,0-0,2 1,00-0,50 Cát trung bình 0,50-0,25 Cát mn 0,2-0,02 0,25-0,10 Cát rt mn 0,10-0,05 Bùn 0,02-0,002 0,05-0,002 Sét Nh hn 0,002 Nh hn 0,002 Bng 4-3. Kích thc l cho các loi sàng tuân th theo nhng đc tính k thut v vt liu theo tiêu chun M (ASTM). Tiêu chun USA ASTM Kích thc mc li (mm) Tiêu chun USA ASTM Kích thc mc li (mm) 5 4,75 80 0,18 10 2,00 100 0,15 20 0,85 140 0,106 30 0,60 200 0,075 40 0,42 270 0,053 50 0,30 400 0,038 60 0,25 Hình 4-1. Quá trình tách loi các c ht đt . c tính nn đáy ao 61 Hình 4-2. S đ tam giác ca các lp kt cu đt c bn theo kích thc ht USDA Bng 4-4. Các lp kt cu USDA ca đt: Kt cu đt (phn trm, trng lng khô) T T ê ê n n t t   n n g g q q u u á á t t c c   a a đ đ   t t C C á á t t B B ù ù n n S S é é t t L L o o   i i đ đ   t t 8 8 6 6 - - 1 1 0 0 0 0 0 0 - - 1 1 4 4 0 0 - - 1 1 0 0 C C á á t t     t t c c á á t t ( ( k k   t t c c   u u t t h h ô ô ) ) 7 7 0 0 - - 8 8 6 6 0 0 - - 3 3 0 0 0 0 - - 1 1 5 5 C C á á t t p p h h a a t t h h   t t     t t t t h h   t t ( ( k k   t t c c   u u h h   i i t t h h ô ô ) ) 5 5 0 0 - - 7 7 0 0 0 0 - - 5 5 0 0 0 0 - - 2 2 0 0 T T h h   t t p p h h a a c c á á t t 2 2 3 3 - - 5 5 2 2 2 2 8 8 - - 5 5 0 0 7 7 0 0 - - 2 2 7 7 T T h h   t t 2 2 0 0 - - 5 5 0 0 7 7 4 4 - - 8 8 8 8 0 0 - - 2 2 7 7 T T h h   t t p p h h a a b b ù ù n n     t t t t h h   t t ( ( k k   t t c c   u u t t r r u u n n g g b b ì ì n n h h ) ) 0 0 - - 2 2 0 0 8 8 8 8 - - 1 1 0 0 0 0 0 0 - - 1 1 2 2 B B ù ù n n 2 2 0 0 - - 4 4 5 5 1 1 5 5 - - 5 5 2 2 2 2 7 7 - - 4 4 0 0 T T h h   t t p p h h a a s s é é t t 4 4 5 5 - - 8 8 0 0 0 0 - - 8 8 2 2 0 0 - - 3 3 5 5 T T h h   t t p p h h a a s s é é t t v v à à c c á á t t     t t t t h h   t t ( ( k k   t t c c   u u h h   i i m m   n n ) ) 0 0 - - 2 2 0 0 4 4 0 0 - - 7 7 3 3 2 2 7 7 - - 4 4 0 0 T T h h   t t p p h h a a s s é é t t v v à à b b ù ù n n 4 4 5 5 - - 6 6 5 5 0 0 - - 2 2 0 0 3 3 5 5 - - 5 5 5 5 S S é é t t p p h h a a c c á á t t 0 0 - - 2 2 0 0 4 4 0 0 - - 6 6 0 0 4 4 0 0 - - 6 6 0 0 S S é é t t p p h h a a b b ù ù n n     t t s s é é t t ( ( k k   t t c c   u u m m   n n ) ) 0 0 - - 4 4 5 5 0 0 - - 4 4 0 0 4 4 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 S S é é t t Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 62 Bng 4-5. S thích hp tng đi nh là vt liu đ xây b ca các loi đt khác nhau. K K   t t c c   u u     t t h h   m m n n     c c H H   s s   n n é é n n     k k   t t c c h h   t t D D ù ù n n g g đ đ   p p đ đ ê ê S S é é t t K K h h ô ô n n g g t t h h   m m T T r r u u n n g g b b ì ì n n h h R R   t t t t   t t R R   t t t t   t t S S é é t t p p h h a a c c á á t t K K h h ô ô n n g g t t h h   m m T T h h   p p T T   t t T T   t t T T h h   t t Í Í t t t t h h   m m đ đ   n n k k h h ô ô n n g g t t h h   m m C C a a o o T T h h a a y y đ đ   i i t t   k k h h á á t t   t t đ đ   n n k k h h ô ô n n g g t t   t t K K h h á á t t   t t T T h h   t t p p h h a a c c á á t t Í Í t t t t h h   m m đ đ   n n k k h h ô ô n n g g t t h h   m m T T r r u u n n g g b b ì ì n n h h đ đ   n n c c a a o o T T h h a a y y đ đ   i i t t   t t   t t đ đ   n n k k h h ô ô n n g g t t   t t K K h h ô ô n n g g t t   t t C C á á t t T T h h   m m n n     c c K K h h ô ô n n g g đ đ á á n n g g k k   T T   t t K K h h ô ô n n g g t t   t t T T h h a a n n b b ù ù n n T T h h   m m n n     c c R R   t t k k h h ô ô n n g g t t   t t 6.2 t phèn (Acid Sulfat Soil) pH nc ao thp hn 4,5 vi nhôm, magiê và st hoà tan. Tính acid gây ra bi s oxy hóa bùn mang hp cht có cha lu hunh, mà cha lng acid tim tàng ln hn nhiu ln bùn trao đi acid bình thng. t phèn tim tàng có th đc xác đnh bi vic đo acid sulfuric qua s oxy hoá kh bi H 2 O 2 . 6.2.1 Trao đi acid trong bùn Kh nng trao đi cation (CEC): s lng cation hp th trên các ht keo ca bùn và đc biu th bng meq cation/100g bùn khô. Hình 4-3. Trao đi acid trong bùn c tính nn đáy ao 63 Ví d: CEC = 5 meq/100g Ca 2+ - 1 meq K + - 0,5 meq Na + - 0,25 meq Al 3+ - 3,25 meq  bo hoà baz (Al 3+ ) = 3.25/5 = 0.65 Cation keo đt ⇔ Cation trong dch đt Kh nng trao đi cation (Cation Exchange Capacity - CEC) CEC = meq (cation trong keo đt)/100 g đt Sét, hu c > cát Cation acid = Al 3+ , Fe 3+ , H+ Cation baz = Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + , NH 4 +  bão hòa baz: T l cation acid/tng cation S đ sau đây trình bày s cân bng gia các cation b hút trên các ht keo bùn và các cation hoà tan trong k nc . Hình 4-4. S cân bng gia các cation b hút trên các ht keo bùn và các cation hoà tan trong k nc. Theo C. E. Boyd (1990). Trao đi acid có th là ngun gây acid nh kt qu ca các đim trao đi các cation acid (Al 3+ , Fe 3+ , H + ). Bùn vi CEC ln hn có s lng cation acid ln hn. Lc đ sau đây tình bày s trung hòa s trao đi acid bi CaCO 3 . Qun lý cht lng nc nuôi trng thy sn 64 Hình 4-5. S trao đi acid và quá trình trung hòa bi CaCO 3 . Theo C. E. Boyd (1990). 6.2.2 t phèn t phèn hay đt phèn tim tàng chim trên 15 triu ha  vùng nhit đi, bao gm gn 5 triu ha  Nam và ông Nam Á. Cha ti 2 triu ha trong s 15 triu ha đc s dng đ trng trt vì không thích hp cho nông nghip. Tình trng phèn cng gây ra nhiu vn đ đc bit đn trong ao nuôi cá: cá tng trng chm và trong mt s trng hp thì cht hàng lot. Nhng vn đ đc tóm lc nh sau: - Cá cht do pH thp (= đ phèn cao) - Thc n t nhiên kém – cá tng trng chm - Phn ng kém vi phân bón - nh hng đc t ca st và nhôm - Nhy cm vi nc ma acid Các quá trình hóa hc sinh ra đt phèn: H 2 S + Fe 2+ å FeS + 2H + FeS + S å FeS 2 = PYRITE Pyrite khi đó đc kh bi quá trình oxy hoá nu đt không ngp nc và đc gi m. 2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O å2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 Phn ng này phóng thích axit sulphuric to ra tình trng pH rt thp. Di nhng điu kin pH rt thp, Fe +2 đc oxi hoá thành Fe +3 bi vi khun Thiobacillus ferroxidans. Fe +3 là tác nhân oxy hoá hu hiu hn oxy trong khí quyn: 4FeSO 4 + 2H 2 SO 4 + O 2 å 2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O FeS 2 + 7Fe 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O å 12Fe 2 SO 4 + 8H 2 SO 4 [...]... nhiên, không n gi n bi t m c phèn c a t s là bao nhiêu n u s d ng nuôi cá Có th nhân d ng t phèn b ng cách sau: - pH th p - Có s hi n di n c a nh ng v t l m sulfat s t baz ) = KFe3(SO4)2(OH)6 - Tr m tích s t (màu h i /nâu) - Không có th c v t m màu vàng (jarosite - m t lo i khoáng 65 Qu n lý ch t l ng n c nuôi tr ng th y s n - Có mùi hôi iv i - 66 t phèn ti m tàng có nh ng c i m sau: M u t hóa chua khi... u nh tr i v i quá trình c kh b ng ph ng pháp sinh h c b i vi khu n n s hình thành H2S, có th c tóm t t nh sau: 2C6H12O6 + SO42 + 2H2 å 2CH3COCOOH + H2 S +2H2O Vi khu n kh sulfate k khí c bi t ho t hóa pH g n trung tính Vì n c bi n th ng có pH = 8, 2-8 ,4, và pH t th ng kho ng 6, 5-7 ,5, quá trình kh sulphate xúc ti n r t nhanh d i nh ng i u ki n nh v y n u có s hi n di n c a v t ch t h u c t phèn phát...c tính n n áy ao Vi khu n Thiobacillus c ng có th oxy hoá sulphur thành acid sulphuric: vi khu n này ho t hoá pH 2. 0-3 .5 S + 1,5O2 + H2O å H2SO4 Van Breemen (1980) cho r ng t phèn th c s và t phèn ti m tàng chi m 5 tri u ha Nam và ông Nam Á và 3,77 tri u ha Châu Phi M c dù tìm th y trong h u h t các vùng khí h u nh ng th ng vùng... h p ch t h u c trong t (r cây r ng…) ti p t c làm thi u oxy trong t và do ó ã ho t hóa vi khu n kh sulfate (nh ng vi khu n này phân h y v t ch t h u c cùng m t lúc v i l y sulfate t n c bi n cho hô h p- t o ra sulfide) Hình thành trong t d ng H2S ho c k t h p v i s t có s n t o ra FeS FeS t c chuy n hoá thành pyrite là h p ch t khoáng cho vi c hình thành phèn trong Khi b ng p n c ho c i u ki n y m . n n h h ) ) 0 0 - - 2 2 0 0 8 8 8 8 - - 1 1 0 0 0 0 0 0 - - 1 1 2 2 B B ù ù n n 2 2 0 0 - - 4 4 5 5 1 1 5 5 - - 5 5 2 2 2 2 7 7 - - 4 4 0 0 T T h h  . ) 0 0 - - 2 2 0 0 4 4 0 0 - - 7 7 3 3 2 2 7 7 - - 4 4 0 0 T T h h   t t p p h h a a s s é é t t v v à à b b ù ù n n 4 4 5 5 - - 6 6 5 5 0 0 - - 2 2 0