L ỜI CẢM ƠN
2.2 Vật liệu nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Cá ngựa đen (Hippocampus kuda) được thí nghiệm ở giai đoạn giống cỡ lớn 5-6 cm, cá giống được mua từ Nha Trang. Đàn cá được tuyển chọn đồng đều về kích cỡ, tình trạng sức khoẻ tốt. Cá được thuần hoá cho quen với điều kiện thí nghiệm từ 05-10 ngày, cân khối lượng và đo chiều dài của cá trước khi thực hiện thí nghiệm.
2.2.2 Hệ thống lọc sinh học hoàn lưu
Hệ thống lọc sinh học hoàn lưu dạng ngập nước đã được cơ sở áp dụng cho ương cá giống cá Hồng Mỹ trước đó, bể nuôi là 3 bể dung tích 1,5m3/bể, mỗi bể đều có 1 đầu nước vào và 1 đầu nước ra, đầu nước vào là nước từ bể lọc sinh học đã qua bình lọc cát (tức là đầu ra của lọc sinh học), đầu nước ra chảy qua hệ thống lọc thô rồi chảy vào bể lọc sinh học xử lý nước.
- Bể lọc thô 0,5m3.
- 2 máy bơm công suất 5m3/h.
- Vật liệu lọc là lưới cũ. Sử dụng 100 kg/bể LSH.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu:
2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
Cá ngựa đen (Hippocampus kuda) cỡ giống lớn 5-6 cm được nuôi với mật độ 100con/m3 trên 06 bể composit 1,5m3/bể với 03 bể sử dụng nước chảy liên tục qua hệ thống lọc tuần hoàn và 03 bể nuôi đối chứng không sử dụng hệ thống lọc tuần hoàn.
Theo dõi tốc độ tăng trưởng khối lượng (15ngày/lần) Theo dõi tốc độ tăng trưởng chiều dài cơ thể cá (15ngày/lần) Theo dõi tăng trưởng
của cá
Theo dõi tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của cá ngựa đen nuôi trên bể bằng hệ thống lọc tuần hoàn
Theo dõi tỉ lệ sống, sức khỏe của
cá nuôi (hàng ngày)
Theo dõi chất lượng môi trường nước nuôi
Yếu tố theo dõi hàng ngày: t0C; S0/00; pH; DO. Yếu tố theo dõi định kỳ: NH4+; NO2-; NO3-, PO4-; BOD5; COD. (10 ngày/lần) KẾT LUẬN
- Đánh giá khẳ năng di giống cá ngựa đen từ Nha Trang ra nuôi thương phẩm tại Hải Phòng.
- Đánh giá công nghệ xử lý nước biển lọc tuần hoàn trong nuôi cá ngựa tại Hải Phòng
Hệ thống bể nuôi và bể lọc được sục khí 24/24.
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống lọc sinh học hoàn lưu - Hệ thống bể lọc sinh học xử lý nước
+ Trong bể lọc sinh học, lưới cũ được treo khắp thể tích của bể để làm giá thể cho vi sinh vật hoạt động chuyển hóa các chất hữu cơ hòa tan.
+ Bình lọc cát làm nhiệm vụ lọc cơ học nước từ bể LSH sau đó cấp vào hệ thống nuôi. Hình 2.2. Hệ thống bể lọc sinh học xử lý nước Bình lọc cát Bể ương nuôi Lọc sinh học ngập nước Xử lý lọc cơ học Bình lọc cát Bể lọc sinh học Đầu ra nước xử lý
Đầu nước vào bể xử lý
1 2
- Hệ thống bể lọc thô: là hệ thống các vật liệu lọc làm bằng đá sỏi, túi lọc.
Hình 2.3. Bể lọc thô và bể nuôi trong hệ thống lọc sinh học
Chúng có tác dụng lọc những chất hữu cơ chưa hoà tan như thức ăn thừa, chất thải của cá, trước khi chảy xuống bể lọc sinh học.
Quản lý
- Hàng ngày cho cá ăn 3 lần: 7giờ, 11 giờ và 15 giờ, cho cá ăn tới mức bão hòa. Thay 1/3 nước hàng ngày, thay toàn bộ nước hàng tuần với bể không dùng LSH.
- Hàng ngày kiểm tra hệ thống lọc sinh học. Túi lọc được thay 2 lần/ngày vào sáng sớm và chiều tối. Thường xuyên vệ sinh bể, tránh bể bị bẩn.
- Nước trong bể lọc sinh học chảy tuần hoàn liên tục bằng 2 máy bơm, cứ 6h một lần ta tiến hành đảo máy bơm.
- Với bể nuôi sử dụng hệ thống LSH, hàng tháng thay nước 2 lần, mỗi lần 10% lượng nước trong bể nuôi cá, bổ sung nước nếu nước ở bể lọc sinh học xuống thấp.
2.3.2. Quan trắc chất lượng nước
Các thông số quan trắc bao gồm:
- Nhiệt độ, độ mặn, pH, DO. Theo dõi hàng ngày vào lúc 6h30’ và 14h30’. - Các dinh dưỡng khoáng NH4+, NO2-, NO3-, PO4- và BOD5, COD. Theo dõi định kỳ 10 ngày/lần.
Lọc qua túi lọc
Tầng lọc sỏi Bể nuôi
2.3.3. Quan trắc sức khoẻ cá
Vận động bắt mồi.
Tốc độ tăng trưởng về kích thước và trọng lượng. Theo dõi định kỳ 15 ngày/lần. Tỷ lệ chết và nguyên nhân chết.
Đối chứng với kết quả nuôi bằng thay nước mới hoàn toàn.
2.3.4. Phương pháp thu thập số liệu
+ Phương pháp thu mẫu
Mẫu được thu từ các nguồn nước thải của bể nuôi ra bể lọc và nước sau lọc từ hệ thống lọc sinh học vào bể nuôi. Mẫu thu định kì 10 ngày/lần bắt đầu từ khi tiến hành thí nghiệm.
Đo chiều dài và cân trọng lượng cơ thể cá 2 tuần/lần bắt đầu từ khi thả cá. Mỗi bể đo và cân ngẫu nhiên 30 con.
+ Phương pháp phân tích, đo mẫu.
- Đo pH: Dùng máy đo HI 8314 của hãng HANNA. - Đo DO: Dùng máy đo HI 9142 của hãng HANNA.
- Độ mặn: Dùng khúc xạ kế hiệu ATAGO Hand Refractometer Japan.
- Xác định NH4+ bằng phương pháp phenat (indophenol), giới hạn xác định 0,01gN/l.
- Xác định NO2- dựa trên sự tạo chất màu azo và so màu trên máy quang phổ kế ở bước sóng 543nm, giới hạn xác định 0,01gN/l.
- Xác định NO3- bằng phương pháp khử Cadmium và so màu trên máy quang phổ kếở bước sóng 543nm, giới hạn xác định 0,01gN/l.
- Xác định PO43- bằng cách sử dụng thuốc thử Molipdic và khử bằng axit ascobic rồi so màu trên máy quang phổ ở bước sóng 880nm, giới hạn xác định 0,01gP/l.
- Xác định COD bằng cách sử dụng KMnO4 trong môi trường kiềm, giới hạn xác định 0,01mgO2/l.
- Xác định BOD5 bằng phương pháp trực tiếp sử dụng chuẩn độ Winkler, giới hạn xác định 0,01gO2/l.
Phân tích mẫu tại phòng phân tích môi trường của Trung tâm Quan trắc cảnh báo môi trường Hải Phòng.
+ Phương pháp đo mẫu cá.
- Xác định kích cỡ cá bằng thước đo có độ chính xác 0,1cm, mỗi mẫu đo ngẫu nhiên 30 con. Đo từ mút đuôi của cá đến chóp đầu của cá (chiều dài cá = chiều dài đuôi + chiều dài thân + chiều cao đầu).
- Xác định trọng lượng cá bằng cân điện tử, mỗi mẫu cân ngẫu nhiên 30 con cùng với đo
Hình 2.4. Đo chiều dài cá ngựa đen (Hippocampus kuda) trong thí nghiệm
2.3.5. Các chỉ tiêu nghiên cứu
Sinh trưởng tuyệt đối về chiều dài (GRL): được xác định theo công thức GRL = Lt – L0
Trong đó GRL: sinh trưởng tuyệt đối về chiều dài tại thời điểm t (mm). Lt: chiều dài của cá tại thời điểm t (mm)
L0: chiều dài của cá tại thời điểm ban đầu (mm).
Tốc độ sinh trưởng đặc trưng về chiều dài toàn thân (SGRL).
Trong đó: SGRL: tốc độ sinh trưởng đặc trưng về chiều dài toàn thân (% ngày). % 100 SGR 1 2 1 2 L x t t LnL LnL
L1: chiều dài cá ở thời điểm t1 (mm). L2: chiều dài cá ở thời điểm t2 (mm). Cá được đo bằng thước có độ chính xác 1mm.
Sinh trưởng tuyệt đối về khối lượng (GRw): được xác định theo công thức GRw = Wt – W0
Trong đó GRw: sinh trưởng tuyệt đối về khối lượng tại thời điểm t (g). Wt: khối lượng của cá tại thời điểm t (g).
W0: khối lượng của cá tại thời điểm ban đầu (g). Cá được cân bằng cân điện tử có độ chính xác 0,001g.
Tỷ lệ sống của cá (S): Tỷ lệ sống được xác định theo công thức sau: S =
Sđ
Sc
x 100% Trong đó S: Tỷ lệ sống của cá (%).
Sc: Số cá còn lại khi kết thúc thí nghiệm (con). Sđ: Số cá ban đầu (con).
Tỷ lệ sống của cá được xác định bằng phương pháp đếm trực tiếp.
2.3.6. Xử lý số liệu
- Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel và SPSS 16.0 ....bảo đảm chất lượng số liệu quan trắc và thực nghiệm
2.4. Phương pháp đánh giá
Sử dụng phương pháp so sánh: So sánh kết quả giữa các số liệu đã thu thập với kết quả của các nghiên cứu khác và tiêu chuẩn chất lượng môi trường nước trong hệ thống lọc sinh học.
Dựa trên ngoại hình, các hoạt động bơi lội, bắt mồi, tốc độ sinh trưởng, tỷ lệ sống (so sánh giữa cá nuôi bằng nước qua lọc sinh học hoàn lưu với cá nuôi theo quy trình nuôi thay nước đã được công bố).
Chương 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chất lượng nước trong hệ thống lọc sinh học
Trong hệ thống LSH tuần hoàn nước, chất lượng nước phải được duy trì đảm bảo cho sự tăng trưởng tối đa của cá và sự hoạt động tối ưu của các vi khuẩn. Chất lượng nước cần phải được kiểm soát, bao gồm các thông số môi trường, các thông số dinh dưỡng khoáng và các thông số hữu cơ [30].
3.1.1 Các thông số môi trường
Các thông số môi trường bao gồm nhiệt độ (t0C), oxy hòa tan (DO), pH, độ mặn (S‰) đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cá. Thông số độ mặn không có sự biến đổi giữa các tháng. pH ít có sự chênh lệch giữa các tháng và giữa nước thải và nước lọc. Nhiệt độ tăng dần theo các tháng nuôi nhưng giữa nước thải và nước lọc có giá trị như nhau. Chỉ có DO có sự sai khác giữa nước thải và nước lọc. Kết quả các thông số môi trường được thể hiện qua bảng.
Bảng 3.1. Kết quả quan trắc các thông số môi trường
TT Thông số Nước thải Nước sau lọc Giới hạn cho
phép 1 Nhiệt độ (0C) 65 , 0 30 5 , 31 28 65 , 0 30 5 , 31 28 26-32 2 pH 081 , 0 12 , 8 3 , 8 94 , 7 079 , 0 03 , 8 18 , 8 93 , 7 7,5-8,5 3 DO (mg/l) 164 , 0 50 , 5 86 , 5 14 , 5 129 , 0 99 , 4 32 , 5 66 , 4 2 4 S‰ 31 31 5 – 35
Nhìn chung, các thông số môi trường: nhiệt độ, pH, DO tương đối ổn định và nằm trong giới hạn cho phép cho nuôi trồng thuỷ sản. Nhiệt độ luôn luôn dao động từ 28 – 31,5oC và ít biến động giữa các bể nuôi và bể lọc sinh học. Giá trị pH luôn dao động trong khoảng 7,93 - 8,30 là khoảng pH thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cá ngựa [6,7]. Giá trị pH của nước sau lọc luôn có giá trị thấp hơn giá trị pH của nước trong bể thải tức là nước bể nuôi cá. Điều này có thể được giải thích là nước sau khi đi qua bể lọc sinh học đã được bổ sung một lượng khí cacbonic do hoạt động của hệ thống vi sinh vật trong bể lọc sinh học làm giảm pH của nước. Tuy nhiên, nước sau
lọc vẫn có giá trị pH > 7,5 thể hiện ý nghĩa đệm pH của hệ thống vật liệu lọc sinh học là rất lớn đảm bảo duy trì ngưỡng pH thích hợp cho cho cá nuôi sinh trưởng và phát triển tốt.
Hình 3.1. Diễn biến sự biến động pH giữa nước bể nuôi và nước sau lọc sinh học Tương tự như giá trị pH, độ oxy hoà tan trong nước (DO) của nước sau lọc cũng luôn có giá trị thấp hơn trong bể nước thải (bể nuôi cá). Điều này cũng được giải thích là do hoạt động của hệ vi sinh trong hệ thống lọc sinh học làm tiêu hao oxy để phân huỷ chất hữu cơ dạng COD và BOD5. Tuy nhiên, giá trị DO của nước sau lọc cũng luôn đạt giá trị > 4 mg/l, đảm bảo cá sinh trưởng và phát triển bình thường.
Hình 3.2. Diễn biến sự biến động DO giữa nước bể nuôi và nước sau lọc sinh học Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng ôxy hòa tan của nước thải từ hệ thống bể nuôi vào bể LSH cao hơn so với nước sau khi đã qua hệ thống LSH. Điều này có thể được giải thích do nước sau khi qua hệ thống LSH đã phải cung cấp một lượng DO cho hoạt động của hệ thống vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Tuy vậy hàm lượng DO của nước sau lọc cao, dao động ở mức 4,66-5,32mg/l đảm bảo cho sự phát triển của cá ngựa. Hàm lượng này cao hơn so với hàm lượng DO khi tiến hành ương cá giò trong hệ thống LSH của Nguyễn Đức Cự và ctv (2004). Trong giai đoạn 1-10 ngày tuổi là 4,1mg/l, 10-20 ngày tuổi là 4,2mg/l, 20-20 ngày tuổi là 3,7mg/l và 30-40 ngày tuổi là 3,4mg/l. Điều này có thể do lượng chất thải của cá ngựa ít hơn và hiệu quả của việc bố trí các quả sục khí ở sát dưới đáy bể lọc sinh học.
3.1.2 Các thông số dinh dưỡng khoáng
Các chất dinh dưỡng khoáng hòa tan ammonia, nitrat, nitrit và phốt phát là các thông số rất quan trọng khi theo dõi chất lượng nước cho NTTS. Chúng được sinh ra trực tiếp từ sự vô cơ hóa các hợp chất hữu cơ là thức ăn thừa hoặc sản phẩm bài tiết của sinh vật trong quá trình sinh trưởng. Hàm lượng các thông số này quyết định tới chất lượng nước của hệ thống bể nuôi. Hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng ở các lần thu mẫu được thể hiện qua bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả quan trắc các thông sốdinh dưỡng khoáng
N-NH4+ (mg/l) N-NO2- (mg/l) N-NO3- (mg/l) P-PO43- (mg/l)
Đợt thu
mẫu Ngày
Thải Lọc Thải Lọc Thải Lọc Thải Lọc
1 3/7/2010 0,25 0,18 0,13 0,09 2,43 2,70 0,12 0,14 2 13/7/2010 0,28 0,20 0,17 0,15 2,85 3,18 0,15 0,17 3 23/7/2010 0,30 0,26 0,25 0,18 3,37 3,49 0,23 0,26 4 2/8/2010 0,33 0,30 0,22 0,12 4,04 4,57 0,26 0,28 5 12/8/2010 0,40 0,29 0,20 0,15 4,58 4,69 0,28 0,31 6 22/8/2010 0,47 0,27 0,28 0,24 5,00 5,33 0,31 0,33 7 1/9/2010 0,42 0,29 0,32 0,29 5,59 6,04 0,32 0,34 max 0,47 0,30 0,32 0,29 5,59 6,04 0,32 0,34 min 0,25 0,18 0,13 0,09 2,43 2,70 0,12 0,14 Giá trị tb 0,35 ±0,081 0,26±0,047 0,22±0,065 0,17±0,069 3,98±1,158 4,29±1,210 0,24±0,077 0,26±0,078 Giới hạn cho phép 0,5 0,5 100 1,0
Ammonia trong nước tồn tại ở 2 dạng là NH3 gọi là ammonia không ion hóa và dạng NH4+ gọi là dạng ion hóa. NH3 là chất độc với thủy sinh vật, nó có tính độc cao gấp 300-400 lần so với NH4+, trong khi đó NH4+ được tảo hấp thụ (Nguyễn Đình Trung, 2004). Ở điều kiện pH = 10, t0C = 32 thì 90,58% NH4+ chuyển thành NH3.
Giá trị ammonia NH4+ qua bảng 3.2 cho thấy theo thời gian nuôi, hàm lượng NH4+ thải ra nhiều hơn do lượng thức ăn cung cấp cho các bể nuôi dư thừa tích tụ dần. Tuy nhiên sự tăng này giữa các lần thu mẫu là không đáng kể. Hàm lượng NH4+ dao động từ 0,18-0,47 mg/l. Hàm lượng này vẫn đảm bảo dưới mức cho phép (< 0,5 mg/l) theo tiêu chuẩn của LSH. Ở tất cả các lần thu mẫu hàm lượng NH4+ có sự chênh lệch giữa nước thải và nước lọc, hàm lượng NH4+ trong nước thải luôn cao hơn nước lọc, điều này chứng tỏ hiệu quả của hệ LSH đã chuyển hóa NH4+ trong nước thải thành NO2-.
Ammonia NH4+ chuyển sang nitrit NO2- dưới tác dụng của vi khuẩn cố định nitrir (nitrosomonas) với sự có mặt của ôxy. Khi NO2- được cá hấp thu nó kết hợp với hemoglobin thành methemoglobin, chất này không có khả năng kết hợp với ôxy. Máu chứa nhiều methemoglobin có màu nâu nên được gọi là bệnh máu nâu [20].
Trong thời gian tiến hành thí nghiệm, hàm lượng NO2- tại bể nuôi vẫn được kiểm soát, dao động trong khoảng 0,09-0,32mg/l nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn LSH (< 0,5mg/l).
Hàm lượng NO2- trong nước thải cao hơn nước lọc đã chứng tỏ sự chuyển hóa