thủy sản
Theo Tanveer (2010) thì dựa trên phân tích cân bằng khối lượng của ammonia tổng số (TAN) và nitrate (NO3 – N), một mô hình toán học cho nuôi cá vàng trong hệ thống nuôi trồng thuỷ sản tuần hoàn (GRAS) đã được phát triển để xác định tốc độ dòng chảy cần thiết vào các thời điểm khác nhau để duy trì các chất ô nhiễm khác nhau dưới mức mong muốn. Sau đó các mô hình có thể dự đoán nồng độ của thông số chất lượng nước như NH4 - N và NO3 - N trong GRAS. Bể nuôi được giả định là một hệ thống hoàn chỉnh, kín và giả định thức ăn dư thừa trong hệ thống nuôi = 0. Như vậy, nồng độ của tất cả các thông số chất lượng nước bên trong và tại đầu ra của bể nuôi được giả định là không thay đổi. Xem xét cân bằng khối lượng NH4 - N và giả định rằng 10% của sản xuất NH4 - N trải qua quá trình nitrat hóa trong các đơn vị nuôi, phương trình sau đây có thể được viết trong điều kiện trạng thái ổn định.
Q(i).CNH4-N in - Q(i)CNH4 – Nout+ 0.9 PRNH4 – Nf(i) + Qr(i).CNH4 – Nf(i) -Qr(i).CNH4 – Nout(i)=0
CNH4 – Nin, nồng độ TAN trong nước đầu vào
CNH4 – Nout, NH4 - N nồng độ bên trong các đơn vị nuôi và cũng tại đầu ra của đơn vị đơn vị nuôi, hệ thống nuôi giả định là kín và dòng chảy hỗn hợp
CNH4 – Nf, NH4 - N tập trung tại đầu ra của bộ lọc nhỏ giọt
PRNH4-N, NH4 - N tỷ lệ sản xuất sinh khối (kg) * tỷ lệ phần trăm trọng lượng cơ thể * KNH4-N
KNH4-N đại diện cho số lượng sản xuất của NH4-N mỗi đơn vị trọng lượng của thức ăn chăn nuôi áp dụng. Nó thay đổi với kích thước sinh khối do đó phụ thuộc vào thời gian. Vì vậy KNH4-N là một hàm của thời gian.
Giá trị của CNH4 – Nf có thể được xác định bằng cách sử dụng phương trình:
CNH4 – Nout = CNH4 – Nin e-K1t
Cân bằng khối lượng nitrogen nitrat được mô tả từ phương trình:
NH4+ + 2O2 = NO2- + 2 H2O
1 mol NH4 - N sản xuất được 1 mol NO3 - N
Như vậy, phương trình cân bằng khối lượng nitrogen nitrate ở trạng thái ổn định có thể được thể hiện như sau:
Q(i).CNO3-N in(i)-Q(i).CNO3=Nout(i)+0.1PRNH4-N(i)+Qr(i){CNO3-Nf - CNO3-Nout(i)}=0 Trong đó:
CNO3 – Nf, nitrogen nitrate tập trung tại đầu ra của bộ lọc nhỏ giọt.
Mô hình đã được hiệu chuẩn bởi hoạt động của GRAS tại tốc độ dòng chảy khác nhau từ 3,0 đến 6,5 L/phút. biểu thức xác định của K1 và KNH4-N được phát triển. Sau khi hiệu chỉnh, mô hình đã được xác nhận với các dữ liệu thu được từ các thí nghiệm được tiến hành từ ngày 71 đến ngày 75 tại tốc độ dòng chảy khác nhau từ 7,0 - 9,0 L/phút và sử dụng các thông số K1, K2 và KNH4-N. Mô hình này đã được tìm thấy có hiệu quả để xác định tỷ lệ cần thiết dòng chảy tuần hoàn và các hợp chất nitrogen vô cơ trong nước cho nuôi cá vàng trong hệ thống tuần hoàn.
Nghiên cứu của Nguyễn Thanh Long và Võ Thành Toàn (2008) trong ao nuôi tôm Sú thâm canh cho thấy lượng đạm tích lũy chủ yếu trong nước (NT1: 29,77±1,01%, NT1: 28.39±2,26%), kế đến là đất (NT1: 26,04±3,26%, NT2:
29.59±0,63%), tích lũy trong tôm (NT1:11,33±1,39%, NT2:11,38±0,02%). Đối với lân thì có một lượng lớn tích lũy trong đất (NT1:31,13±3,63%, NT2: 48,66±4,32%), kế đến trong tôm (NT1: 16,23±1,97%, NT2: 16.37±0,68%) và tích lũy trong nước (NT1:1,91±0,15%, NT2: 2,52±0,18%). Từ kết quả của nghiên cứu này thì chỉ một lượng nhỏ đạm và lân được tích lũy cho sự tăng trưởng của tôm, phần lớn đạm và lân thải ra môi trường. Đạm tích lũy nhiều trong nước trong khi lân thì tích lũy trong bùn đáy ao nhiều.
Bảng 2.4: Sự phân bố nitơ và photpho trong ao nuôi tôm lúc thu hoạch (%)
Nội dung NT1 (27 con/m2) NT2 (35 con/m2)
Nitơ
Tổng N cung cấp từ thức ăn (%)
Tích lũy trong tôm (%)
Tích lũy trong nước (%)
Tích lũy trong đất (%) Lượng thất thoát (%) 100,00 16,23±1,97a 29,77±1,01a 26,04±3,26a 27,96±6,23a 100,00 16.37±0,68a 28.39±2,26a 29.59±0,63a 25.65±2,31a Photpho
Tích lũy trong tôm (%)
Tích lũy trong nước (%)
Tích lũy trong đất (%) Lượng thất thoát (%) Tổng P cung cấp từ thức ăn (%) 100,00 9,00±2,26a 1,91±0,15a 31,13±3,63a 57,96±1,51a 100,00 8,40±0,72a 2,52±0,18a 48,66±4,32a 40,43±5,22a
Các giá trị cùng một hàng có cùng chữ cái thì khác nhau không có ý nghĩa thống kê (p>0,05).
Theo Truong Quoc Phu and Cao Van Thich (2008) trong lượng thức ăn cho cá tra chỉ có 32,6% vật chất khô, 42,7% nitrogen và 29,8% phosphorus được chuyển hóa thành sản phẩm, phần còn lại được thải loại dưới dạng thức ăn dư thừa thối rữa lắng đọng dưới đáy ao và thải ra môi trường nước. Đây là nguồn chất thải nguy hiểm, là một nguyên nhân quan trọng gây ra sự biến đổi chất lượng nước trên sông
rạch, đặc biệt là những vùng nuôi cá tra ở các con sông, rạch nhỏ. Lượng chất rắn thải ra môi trường sau vụ nuôi 93,7 tấn/1000 m2 (tính trên trọng lượng khô), lượng chất thải lỏng là 7.793 m3/1000 m2 (Cao Văn Thích, 2008).
Theo nghiên cứu của Tạ Văn Phương (2009) trong 1 vụ nuôi tôm Sú thâm canh, hàm lượng đạm tích lũy là 924 kg/123 ngày/4000 m2 mùa mưa và 122kg/75 ngày/4000 m2. Lân tích lũy là 30,4 kg và 6,76 kg ở mùa mưa và mùa nắng tương ứng, chất thải ướt lần lượt mùa mưa và mùa nắng là 17.769 kg/ha/vụ và 2.434 kg/ha/vụ (10 tuần). Tổng lượng nước thải ra môi trường 14.320 m3 và 5.200 m3 nước thải có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, vậy tổng lượng bùn sên vét 20.203 kg/ha/năm (18,4 m3).