Các loại vật chất trong ao như các loại phân hữu cơ, thức ăn dư thừa, xác động thực vật... đều là các hợp chất hữu cơ.
43
4.1. Động thái của vật chất hữu cơ trong mơi trường nước
Trong nước thiên nhiên ngồi vật chất hữu cơ có trong cơ thể sống của thủy sinh vật, cịn có vật chất hữu cơ ngồi thành phần cơ thể sinh vật như: sản phẩm thối nát của các tổ chức động vật và các chất thải (phân, rác, nước thải dân sự, công nghiệp) chúng bao gồm: acid humic, bitum, phenol, các acid hữu cơ và một số thành phần như carbon hữu cơ, nitơ hữu cơ…..
Nguồn cung cấp hữu cơ cho thủy vực bao gồm:
- Nguồn nội tại: do sinh vật trong thủy vực chết đi bị phân hủy thành.
- Nguồn ngoại tại: bao gồm mùn bã hữu cơ, nước thải sinh hoạt và công nghiệp đổ vào thủy vực.
Để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước nói chung và nước ao ni nói riêng người ta dùng chỉ số BOD và COD.
+ Chỉ số BOD - Nhu cầu ôxy sinh hố là lượng ơxy cần thiết sử dụng trong q trình ơxy hố các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật.
Trong nước, khi xảy ra quá trình ơxy hố sinh học thì các vi sinh vật sử dụng ơxy hồ tan. Vì vậy, việc xác định tổng lượng ơxy hồ tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong ao. Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng ôxy cần thiết để phân huỷ hoàn toàn chất hữu cơ mà chỉ cần xác định xác định lượng ôxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 200C trong tủ kín để tránh q trình quang hợp, chỉ tiêu này kí hiệu là BOD5. (hiệu quả phân huỷ sau 5 ngày đạt 70 %)
+ Chỉ số COD – Nhu cầu oxy hố học là lượng oxy cần thiết cho q trình oxy hố hố học các chất hữu cơ trong mẫu thành CO2 và nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ bị oxy hoá và được xác định bằng việc sử dụng một tác nhân oxy hố mạnh trong mơi trường kiềm (tác nhân oxy hố là KMnO4) hoặc trong mơi trường axit (tác nhân oxy hố là K2Cr2O7). Trong ao ni chỉ số BOD không được vượt quá 10 mg/L và chỉ số COD không được vượt quá 70 mg/L.
4.2. Ý nghĩa sinh thái học của vật chất hữu cơ trong môi trường nước
Vật chất hữu cơ trong thủy vực trước hết là nguồn thức ăn của một số loài thủy sinh vật, phần còn lại lắng động dưới nền đáy thủy vực tạo thành lớp bùn đáy. Chất bùn này bị các vi sinh vật phân hủy tạo thành các muối vơ cơ hịa tan cung cấp dinh dưỡng cho thủy vực. Khi vật chất hữu cơ trong thủy vực nhiều, quá trình phân hủy chúng làm tiêu tốn nhiều oxy của môi trường nước gây hiện tượng
44
nhiễm bẩn thủy vực, nhưng nếu vật chất hữu cơ trong thủy vực quá ít thủy vực sẽ nghèo dinh dưỡng. Việc xác định chính xác lượng vật chất hữu cơ có trong nước tương đối khó và khơng thực hiện được, mà phải qua thơng số kali permangannat (cịn gọi là độ oxy hoá của nước hay lượng tiêu hao oxy).
Độ oxy hố của nước biểu thị hàm lượng các chất có trong nước có khả năng bị oxy hố. Các chất đó chủ yếu là các chất hữu cơ hoà tan và phân tán nhỏ (sản phẩm thải của quá trình trao đổi chất và q trình tiêu hố của thuỷ sinh vật, xác sinh vật, sản phẩm phân huỷ của các chất hữu cơ....). Ngoài ra, trong nước cịn có một loạt các chất vơ cơ có hàm lượng rất ít như Fe2+, Mn2+, NO2-, H2S cũng có tính khử. Các chất khử hữu cơ và vơ cơ này đã tiêu hao một lượng đáng kể oxy hoà tan trong nước để chuyển sang trạng thái hố trị cao hơn. Do đó, độ oxy hố của nước còn được gọi bằng một thuật ngữ khác là lượng tiêu hao oxy. Nhưng các chất khử vô cơ trong mơi trường nước có hàm lượng rất thấp mà chủ yếu là chất khử hữu cơ. Nên độ oxy hố của nước chính là lượng chất hữu cơ tiêu thụ oxy.
Độ oxy hố của nước được tính bằng số mgO2 cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ trong 1 lít nước.
Sự tiêu thụ oxy bởi các chất hữu cơ được đánh giá bằng hai nhu cầu: - Nhu cầu oxy hoá học – Chemical Oxygen Demand (COD)
- Nhu cầu oxy sinh hoá – Biochemical Oxygen Demand (BOD).
Nhu cầu oxy hoá học – COD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O. Dựa vào giá trị COD có thể đánh giá lượng vật chất hữu cơ có trong thủy vực nhiều hay ít và phân loại như sau:
Nước có COD = 2 mg/L Rất nghèo dinh dưỡng Nước có COD từ 2 – 5 mg/L Nghèo dinh dưỡng Nước có COD từ 5 – 10 mg/L Dinh dưỡng trung bình Nước có COD từ 10 – 20 mg/L Giàu dinh dưỡng Nước có COD từ 20 – 30 mg/L Rất giàu dinh dưỡng Nước có COD > 30 mg/L Nước bị nhiễm bẩn
COD thích hợp cho các ao ni cá từ 15 – 30 mg/L, giớ hạn cho phép là 15 – 40 mg/L.
45