Mật độ tảo đầu vào cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự suy giảm mật độ của tảo trong thời gian thí nghiệm. Mật độ tảo thích hợp sẽ làm cho mật độ tảo tăng nhanh chóng, và ngược lại. Trong thí nghiệm này, mật độ tảo được bố trí (610 cá thể/mL) thấp hơn rất nhiều so với nghiên cứu của Bùi Thiên Trúc (2010) với mật độ tảo
Spirulina sp. đầu vào là 30.000 cá thể/mL.
4.2.2 Biến động sinh khối tảo Spirulina sp. theo thời gian
Dưới đây là kết quả xác định sinh khối tảo Spirulina sp. theo thời gian. Bảng 4.6: Biến động sinh khối tảo theo thời gian
Đợt thu mẫu 1 2 3 4 5 6
Trọng lượng tươi
(mg/400L) 10.097,6 310,746 139,407 53,608 37,480 9,540 Trong thí nghiệm này. sinh khối tảo Spirulina sp. được tính theo trọng lượng tươi của chúng. Trọng lượng tươi tỉ lệ với mật độ tảo, khi mật độ tảo càng cao thì trọng lượng tươi càng lớn và ngược lại.
4.3 Biến động các chỉ tiêu đạm (N-NO2- , N-NO3- , N-NH4+ , TKN) và lân (P-PO43-, TP) của các nghiệm thức theo thời gian PO43-, TP) của các nghiệm thức theo thời gian
4.3.1 Sự biến động chỉ tiêu đạm (N-NO2- -
, N-NO3- , N-NH4+ , TKN) a) Nitrite (N-NO2-)
Nitrite (NO2- ) luôn xuất hiện trong môi trường nước nuôi thủy sản (bể, ao…) và là yếu tố gây độc đối với các loài thủy sản (Boyd, 1998). Dưới đây là sự biến động nitrite của các nghiệm thức trong quá trình thí nghiệm.
Hình 4.3: Biến động hàm lƣợng NO2- theo thời gian (trung bình)
Qua kết quả phân tích (hình 4.3) cho thấy trong quá trình thí nghiệm nồng độ NO2- của nghiệm thức đối chứng dao động trong khoảng 4,27 – 20,9 mg/L và 0,12 –
0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 NO 2 - (m g/L )
Thời gian thu mẫu (ngày)
NT đối chứng NT Spirulina sp.
31
18,2 mg/L đối với nghiệm thức Spirulina sp.. Trong 6 ngày đầu thí nghiệm NO2 -
có xu hướng tăng mạnh, cụ thể ở nghiệm thức đối chứng tăng từ 4,3 mg/L ở ngày đầu thí nghiệm lên mức cao nhất là 20,9 mg/L ở ngày thứ 6 và tăng từ 3,6 mg/L ở ngày đầu thí nghiệm lên mức cao nhất là 18,2 mg/L ở ngày thứ 6 đối với nghiệm thức
Spirulina sp. (điều nay có thể gây ảnh hưởng đến tăng trưởng của cá). Nguyên nhân có thể là do xảy ra quá trình oxy hóa NH4
+
tạo thành NO2- được tiến hành bởi các vi khuẩn thuộc giống Nitrosomonas theo phản ứng sau:
Tuy nhiên, sau đó nồng độ nitrite giảm dần và giảm đến mức thấp nhất ở ngày cuối thí nghiệm (0,19 mg/L), nồng độ nitrite ở nghiệm thức đối chứng tuy có giảm nhưng không đáng kể, giảm từ 20,9 mg/L xuống 16,2 mg/L ở ngày cuối thí nghiệm. Nguyên nhân của sự biến động này có thể là do ở nghiệm thức Spirulina
sp. xảy ra quá trình oxy hóa NO2 -
thành NO3 bởi vi khuẩn thuộc giống Nitrobacter
theo phương trình sau:
NO2- + ½ O2 NO3-
Nhìn chung, trong suốt thí nghiệm hàm lượng nitrite của nghiệm thức tảo
Spirulina sp. luôn thấp hơn hàm lượng nitrite của nghiệm thức đối chứng. Theo Schimittou (2004), ngưỡng nitrite sẽ gây độc cho cá là 0,1 mg/L và gây hiện tượng máu nâu khi nồng độ khoảng 0,5 mg/L. Kết quả cho thấy nồng độ NO2
- trung bình ở các nghiệm thức trong suốt quá trình thí nghiệm luôn hơn 0,5 mg/L (trừ ngày 12 của nghiệm thức tảo Spirulina sp.). So với QCVN 08:2008/BTNMT (NO2-: 0,01 – 0,05) thì nồng độ nitrite ở cả 2 nghiệm thức đều vượt mức giới hạn cho phép. Tuy nhiên, nồng độ nitrite ở nghiệm thức Spirulina sp. có chiều hướng giảm và gần đạt so với quy chuẩn.
b) Nitrate (N-NO3-)
Nitrate trong thủy vực là sản phẩm của quá trình nitrate hóa hay được cung cấp từ nước mưa khi có sấm chóp (Lê Như Xuân et al., 2000).
Hàm lượng NO3 -
thích hợp cho các ao nuôi cá là từ 0,1 – 10 mg/L. Hàm lượng nitrate cao không gây độc cho cá nhưng có thể làm thực vật phù du nở hoa gây những biến đổi chất lượng nước không có lợi cho cá nuôi (Trương Quốc Phú, 2008).
Hàm lượng NO3 -
có ý nghĩa rất quan trong đối với sự phát triển của thủy sinh vật. Tảo Spirulina sp. hấp thu chủ yếu đạm nitrate để sinh trưởng và phát triển. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng nitrate trong nước như: chất hữu cơ, vi khuẩn, mật độ tảo,…
Chất hữu cơ và vi khuẩn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và có ảnh hưởng đến hàm lượng nitrate có trong nước. Các chất hữu cơ có trong nước dưới hoạt động
32
phân hủy của vi khuẩn nitrate hóa sẽ được chuyển hóa thành chất vô cơ trong đó có nitrate.
Dưới đây là sự biến động nitrate trong quá trình thí nghiệm.
Hình 4.4: Biến động hàm lƣợng NO3- theo thời gian (trung bình)
Hàm lượng NO3 -
trung bình của các nghiệm thức ít biến động trong 7 ngày đầu của thí nghiệm, dao động trong khoảng 0,62 – 2,28 mg/L. Trong những ngày còn lại, nồng độ nitrate liên tục tăng và đạt giá trị cao nhất ở ngày cuối thí nghiệm, cụ thể là nghiệm thức đối chứng tăng từ 1,91 mg/L ở ngày thứ 7 lên 9,92 mg/L. Tương tự, ở nghiệm thức Spirulina sp. hàm lượng NO3
-
tăng từ 2,28 mg/L ở ngày thứ 7 lên 16,08 mg/L (Hình 4.4). Qua thống kê cho thấy, giữa 2 nghiệm thức không có sự khác biệt về nồng độ nitrate trung bình trong những ngày thu mẫu (p>0,05).
Mật độ tảo là một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng nitrate trong môi trường nước thí nghiệm, bởi tảo hấp thu trực tiếp nitrate từ môi trường. Mật độ tảo càng cao, thì hàm lượng nitrate trong nước thải còn lại càng thấp và ngược lại khi tảo chết, mật độ tảo thấp hàm lượng nitrate hấp thu được không cao mà nitrate còn được cung cấp trở lại qua quá trình phân hủy tảo chết của vi khuẩn. Điều này có thể là nguyên nhân lý giải cho việc nồng độ nitrate ở nghiệm thức Spirulina sp. tăng và đạt giá trị cao hơn so với nghiệm thức đối chứng trong suốt quá trình thí nghiệm. Mặt khác, qua kết quả phân tích chỉ tiêu NO2
-
(Hình 4.3) cho thấy nồng độ NO2- giảm từ ngày 7 đến ngày cuối thí nghiệm do đây là kết quả của quá trình chuyển hóa NO2- thành NO3- bởi vi khuẩn thuộc giống Nitrobacter, quá trình này làm tăng hàm lượng NO3- trong nước, đồng thời làm giảm đáng kể hàm lượng nitrite trong nước. So với QCVN 08:2008/BTNMT (Nitrate: 2 – 15) trong đợt thu mẫu cuối của thí nghiệm nồng độ nitrate của nghiệm thức đối chứng phù hợp với quy chuẩn (đạt
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 NO 3 - (m g/ L )
Thời gian thu mẫu (ngày)
NT đối chứng NT Spirulina sp.
33
cột B1), riêng nghiệm thức Spirulina sp. thì vượt quá ngưỡng giới hạn cho phép của quy chuẩn.
c) Amonium (N-NH4+)
Dưới đây là kết quả biến động đạm amonium của các nghiệm thức:
Hình 4.5: Biến động hàm lƣợng NH4+ theo thời gian (trung bình)
Qua kết quả phân tích cho thấy nồng độ đạm amôn (N-NH4 +
) trong nước của cả 2 nghiệm thức đều có xu hướng chung là giảm mạnh trong 5 ngày đầu thí nghiệm, cụ thể là nghiệm thức đối chứng giảm từ 1,82 mg/L xuống 0,14 mg/L và nghiệm thức
Spirulina sp. giảm từ 1,70 mg/L xuống 0,11 mg/L (Hình 4.5). Nguyên nhân làm cho dạng đạm này biến thiên theo chiều hướng giảm dần có thể là do mật độ tảo còn nhiều trong giai đoạn đầu nên quá trình hấp thu NH4+ của tảo đã làm giảm hàm lượng NH4+ trong nước (đối với nghiệm thức Spirulina sp.). Bên cạnh đó, quá trình oxy hóa NH4+ tạo thành NO2- được tiến hành bởi vi khuẩn thuộc giống
Nitrosomonas (phương trình *) cũng làm giảm nồng độ NH4 +
trong nước (ở cả 2 nghiệm thức).
Sau ngày thứ 5, biến động nồng độ NH4 +
của 2 nghiệm thức có sự khác biệt, trong khi nồng độ NH4
+
của nghiệm thức đối chứng tăng lên 5,96 mg/L ở ngày 10 và giảm xuống còn 0,25 mg/L ở ngày cuối thí nghiệm thì nồng độ NH4
+
của nghiệm thức Spirulina sp. vẫn ổn định ở mức 0,18 ± 0,06 mg/L những ngày sau đó. Nguyên nhân của sự biến động này có thể là do nghiệm thức Spirulina sp. có sự hiện diện của tảo Spirulina sp. (mật độ tương đối thấp) đã hấp thu một lượng NH4+ hòa tan trong nước. Sự tích lũy NH4+ là do thức ăn thừa, chất thải của cá, quá trình phân hủy chất hữu cơ, và trong điều kiện nghiên cứu hoàn toàn không thay nước.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 NH 4 + (m g/L )
Thời gian thu mẫu (ngày)
NT đối chứng NT Spirulina sp.
34 Điều này lí giải cho sự tăng lên nồng độ NH4
+
trong nước của nghiệm thức đối chứng tư ngày 5 đến ngày 10 của thí nghiệm.
Ở nhiệt nhiệt độ và pH cao thì NH4 +
sẽ chuyển hóa thành NH3, và ngược lại theo phản ứng sau:
(Boyd, 1990)
Qua kết quả khảo sát nhiệt độ (Bảng 4.1 và 4.2) và pH (Bảng 4.3 và 4.4) cho thấy nhiệt độ và pH trong suốt thí nghiệm tương đối thấp (nhiệt độ dao động từ 26,4 – 28,90C, pH dao động từ 6,4 – 7,7) do đó phương trình trên chuyển dịch theo chiều tạo ra NH4+. Tại thời điểm thu mẫu cuối cùng nồng độ NH4+ tương ứng của nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức tảo Spirulina sp. lần lượt là 0,25±0,06 mg/L và 0,13±0,05 mg/L phù hợp với QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (nghiệm thức đối chứng đạt chuẩn cột B1 và nghiệm thức tảo Spirulina sp. đạt chuẩn cột A2). Điều này cho thấy hàm lượng NH3 gây độc trong nước là khá thấp và việc kết hợp nuôi tảo Spirulina sp. trong hệ thống nuôi cá tra mang tính khả thi.
d) Tổng đạm Kjeldahl (TKN)
Dưới đây là sự biến động TKN trong suốt quá trình thí nghiệm.
Hình 4.6: Biến động hàm lƣợng TKN theo thời gian (trung bình)
Trong suốt quá trình thí nghiệm, nồng độ TKN của các nghiệm thức có nhiều biến động, dao động từ 3,87 mg/L đến 18,63 mg/L ở nghiệm thức đối chứng và từ 6,40 mg/L đến 15,25 mg/L ở nghiệm thức Spirulina sp (Hình 4.6). Kết quả thống kê cho thấy rằng, ở ngày đầu của thí nghiệm không có sự khác biệt về nồng độ TKN của 2 nghiệm thức (p>0,05), nhưng lại khác biệt có ý nghĩa ở ngày cuối của thí
0 5 10 15 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 T K N ( m g/L )
Thời gian thu mẫu (ngày)
NT đối chứng NT Spirulina sp. NH3 + H2O NH4+ + OH- Nhiệt độ thấp pH thấp Nhiệt độ cao pH cao