Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
CH
ƯƠ
NG 3

ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC

1 THÀNH PH
Ầ
N HÓA H
Ọ
C C
Ủ
A N
Ư
Ớ
C THIÊN NHIÊN

Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hòa tan,

khí hòa tan hoặc rắn hoặc lỏng. Chính sự phân bố của các hợp chất này quyết định

bản chất của nước tự nhiên: nước ngọt, nước lợ hay nước mặn; giàu dinh dưỡng hay

nghèo dinh dưỡng; nước cứng hoặc nước mềm; nước bị ô nhiễm nặng hay nhẹ Chúng ta có gặp trong nước thiên nhiên hầu hết các nguyên tố có trong vỏ trái đất và

trong khí quyển, song chỉ có một số nguyên tố có số lượng đáng kể, nhiều nguyên tố


độ mặn có thể được xác định qua độ dẫn điện. Độ dẫn điện (EC) được đo bằng qua

đơn vị micro Siemen/cm (S/cm).

24
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
B
ả
ng 3
-
1. Thành ph
ầ
n các ph
ầ
n t
ử
hòa tan trong n
ư
ớ
c bi
ể
n và n
ư
ớ
c sông trên th

đ
a l
ư
ợ
ng

19.340
10.770
2.712
1.294
412
399
140
65
9
1

2

3

4

5

6

7

8

2+
(Mg )

2+
(Ca )

+
(HCO )

-

3
-
(Br )

+
(Sr ) (B)

(Si)

(F)

(N)

(P)

Y

7

8
9

10

11

12

Molybdenum (Mo)
Zinc

Iron
Cooper
Manganese
Nickle
Aluminum
(Zn)

(Fe)
(Cu)
(Mn)
(Ni)
(Al)
N
ư
ớ
c sông
5
6
4
7
2
8
1
-
-

15
3
12
11
13
18
14
9
17
16
19
10
Theo Nicol 1960, Burton 1976, and Liss 1976 (Trích dẫn bởi C.K. Lin & Yang Yi, 2001). Xếp hạng và các yếu tố vi lượng ở nước biển được
chú ý và sắp hạng riêng biệt trong khi ở nước ngọt các yếu tô được xếp hạng chung. Giá trị trong dấu ngoặc là giá trị trung bình.
+

N
ồng độ ion H trong dung dịch biểu thị bằng trị số pH, pH = - lg[H ]. Khái niệm pH


+
-

+ -
(2.1)

Hằng số cân bằng K
w
của quá trình phân ly trên phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Thí
d
ụ
, trong môi tr
ư
ờ
ng n
ư
ớ
c s
ạ
ch
ở
nhi
ệ
t
đ
ộ
25 C K = 10

w

Để tránh sử dụng giá trị số quá nhỏ, các nhà hóa học đã chuyển đổi giá trị nồng độ
[H ] thành -lg[H ] = pH vào đầu những năm của thế kỷ 1900.
+
+
25
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
-7
pH = lg[10 ] = 7 B
ả
ng 3
-
2. H
ằ
ng s
ố
ion hóa c
ủ
a n
ư
ớ
c, K
w
theo Garrels và Christ (1965)



1,496 x 10

-14

2,919 x 10

Nhi
ệt độ

5

15

25

35

K
w

0,1846 x 10
-14
-14

0,4505 x 10


-14

[H ] = 2,1 x 10 -6,84
[H+] = 10 pH = 6,84

+ 2

o

-13,68
=10

w
-14

o

Thang đo pH thường là 0-14, nhưng giá trị pH có thể cao hơn 14 hoặc nhỏ hơn 0.
+

Dung d
ị
ch ch
ứ

n 14. Th
í d
ụ
, dung d
ị
ch ch
ứ
a n
ồ
ng

+ -16 -16
thì pH =
-
lg[10 ] = 16.

Ion H có trong môi trường nước chủ yếu là sản phẩm của quá trình thủy phân các ion
Fe và Al trao đổi trong keo đất, quá trình oxy hóa các hợp chất của sắt và lưu
huỳnh (quá trình oxy hóa đất phèn tiềm tàng - FeS
2
). Quá trình oxy hóa đất phèn tiềm
tàng thường làm pH giảm thấp (dưới 4,5).
3+

3+
2FeS + 7O + 2H O = 2FeSO + 4H + 2SO
2 2 2 4

4

2

4

độ [H ]=10 thì pH = -lg[10] = -1; hay [H ] = 10

+

2-

4

pH của nước còn bị giảm do quá trình phân hủy hữu cơ, hô hấp của thủy sinh vật, hai
quá trình này giải phóng ra nhiều CO , CO phản ứng với nước trạo ra H và
+
2 2
bicarbonate làm giảm pH của nước. Các phương trình phản ứng như sau: C
6
H
12
O
6
+ O
2
 CO

ợ
c l
ạ
i, quá trình quang h
ợ
p c
ủ
a th
ự
c v
ậ
t h
ấ
p thu CO
2
làm pH
t
ă
ng d
ầ
n, khi CO
2
t
ựdo hòa tan trong nước bị hấp thụ hoàn toàn thì pH tăng lên 8,34. Do thực vật quang

hợp hấp thụ CO
2

theo ngày đêm. Ban ngày có ánh sáng, thực vật quang hợp làm pH của nước tăng dần,
pH đạt đến mức cao nhất vào lúc 14:00-16:00 giờ vì lúc này cường độ ánh sáng cao
nhất. Ban đêm chỉ có quá trình hô hấp xảy ra làm tăng hàm lượng CO
2
làm pH giảm,
pH giảm đến mức thấp nhất vào lúc binh minh (6:00 giờ). Biên độ biến động pH theo
ngày đêm phụ thuộc vào mức độ dinh dưỡng của môi trường nườc vì dinh dưỡng
quyết định đến mật độ của thực vật.

pH

Giàu dinh dưỡng Nghèo dinh dưỡng

6:00

14:00 6:00

t
Hình 3
-
1. Bi
ế
n
đ
ộ
ng pH theo ngày
đ


quá thấp sẽ không đẻ hay đẻ rất ít.

27
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
Không sinh sản
Chết Sinh trưởng chậm
Sinh trưởng tốt
Không sinh sản

Sinh trưởng
chậm
Chết
4
5
6 7
8
9 10

11

pH Hình 3-2. Ảnh hưởng của pH đến đời sống của cá

2.3 Biện pháp quản lý pH

m do CO
2
sinh ra t
ừ
quá trình hô h
ấ
p c
ủ
a th
ủ
y sinh v
ậ
t hay

phân hủy hữu cơ thường không gây chết cá nhưng pH thấp (dưới 6,5) cũng không có
lợi cho cá. Cần hạn chế sự tích lũy vật chất hữu cơ từ phân bón và thức ăn thừa trong
ao, nếu mật độ nuôi cao cần áp dụng biện pháp sục khí để làm giảm CO
2
và làm tăng
hàm lượng oxy hòa tan.

2.3.2 Biện pháp khắc phục khi pH cao
Để hạn chế pH tăng cao trong ao nuôi thủy sản cần áp dụng một số biện pháp tránh
tích lũy dinh dưỡng trong ao để hạn chế sự phát triển quá mức của thực vật.
- Cải tạo ao tốt ở đầu vụ nuôi
- Không cho thức ăn quá thừa và bón phân quá liều
- Áp dụng các biện pháp khống chế sự phát triển của thực vật.
Khi độ pH của nước tăng cao trên 9 có thể áp dụng biện pháp hóa học là dùng phèn

nhôm Al

6CaCO3
600, 4
8 mg
1 mg/L
x=0,

9 9 mg/L

Nh
ư vậy, dùng khoảng 1 mg phèn có thể loại bỏ 1 mg độ kiềm carbonate. Ngoài phèn

nhôm, thạch cao (CaSO
4
.2H
2
O) cũng được dùng để điều hòa pH vì Ca kết tủa
carbonate.

3 CACBON DIOXIDE (CO
2
)

3.1 Động thái của CO
2
trong môi trường nước

CO
2
là nguồn carbon ban đầu cho các quá trình sinh học trong thủy vực. CO
2

15
20
25
30
35
40
N
ồ
ng
đ
ộ
mu
ố
i (
‰
)

15
1,00

0,83

0,69

0,59

0,50

0,43


0,66

0,56

0,48

0,41

0,35

0,31

0,28

0
1,09

0,89

0,75

0,63

0,54

0,46

0,40

0,35


0,51

0,44

0,39

0,34

0,30

30
0,93

0,77

0,64

0,54

0,47

0,41

0,35

0,31

0,28


0,39

0,34

0,30

0,27

-
Sản phẩm hô hấp của thủy sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng vtheo phản ứng: C
6
H
12
O
6
+ O
2
 CO
2
+ H
2
O

-
Sự hòa tan của đá nền đáy (đá vôi, đá vôi đen )

H CO + CaCO


3

2HCO
3


CO
2
+ CO
3

-

2-

+ H
2
O

29
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
Hàm l
ư
ợ
ng CO
2

động: CO
2
trong không khí, CO
2
trong nước, H
2
CO
3
, Ca(HCO
3
)
2
, CaCO
3
hòa tan
trong nước và CaCO
3
kết tủa. Tỷ lệ của các thành phần trên trong muối phụ thuộc vào

nhiệt độ và pH của nước. Sự phân ly của H
2
CO
3
và hằng số cân bằng (K
1
) được trình
bày như sau:

CO
2

CO
3
là một chất phân ly mạnh nên chúng luôn tồn tại trong nước với tỉ lệ dưới 1%,

đo đó hàm lượng của H
2
CO
3
và CO
2
được gộp chung gọi là tổng CO
2
(Total CO
2
):
CO + H O

 H + HCO
2 2
+
-
3

(3.1)

Nh
ư
v
ậ
y, có




 K
1
10 

6,35

(3.2)

N
ước sạch bão hòa CO ở 25 C và áp suất khí quyển (760 mm Hg) có hàm lượng tổng
CO
2
là 0,46 mg/L (Bảng 3-3) và theo lý thuyết nếu tính toán dựa trên phương trình
cân bằng (3.2) thì độ pH của nước là 5,68. Ở hàm lượng tổng CO
2
cao hơn thì pH sẽ
thấp hơn. Thí dụ, hàm lượng tổng CO
2
là 30 mg/L thì độ pH khoảng 4,8. CO
2
hòa tan
trong nước không thể làm giảm pH xuống dưới 4,5.

Độ hòa tan của CO
2
trình bày ở Bảng 3-3 chỉ áp dụng cho điều kiện nước sạch. Trong
nước có chứa hàm lượng bicarbonate (HCO ) cao hơn thì hàm lượng CO ở trạng thái


(10


6,35




)

)







7


3


10


6,35



3

K
2

-10,33
= 10

(3.3)

Phương trình cân bằng động của phản ứng (3.3) như sau:
30

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
[
H
][
CO
3
]


[HCO ]
3


ớ
c s
ạ
ch v
ớ
i

hàm lượng CO cao. Tuy nhiên, nếu pH tăng thì hàm lượng CO
2

để duy trì hằng số cân bằng K
1
và K
2
.
Hàm lượng của tổng CO và CO
2

2-

3

2-

3

và t
ổ
ng CO
2

]

[Tông CO
2
]



[
HCO
3
]








2




K
1
x K
2



 pH = 8,34

Hình 3-3. Ảnh hưởng của pH lên tỉ lệ của các dạng Tổng CO , HCO , CO .
2 3 3 Khi pH cao h
ơ
n 8,34 thì trong n
ư
ớ
c không t
ồ
n t
ạ
i CO
2
t
ự
do và khi pH th
ấ
p h
ơ
n 8,34

thì không tồn tại
CO
3
2-

2-

3

có liên quan
đ
ế
n
đ
ộ
ki
ề
m và pH

c
ủ
a n
ư
ớ
c. Trong n
ư
ớ
c các ion HCO , CO , NH , OH , PO , SIO

3 3 4 4

-

2-


ồ
ng th
ủ
y s
ả
n thì

HCO , CO

3

-

2-

3
t
ạ
o nên
đ
ộ
ki
ề
m c
ủ
a n
ư
ớ
c là chính. Có th
ể

/L là thích hợp cho ao nuôi giúp ổn
định pH và tăng lượng khoáng.

CO và HCO tồn tại trong nước sẽ giúp ổn định pH, CO -HCO được gọi là hệ đệm
của nước. Khả năng đệm của nước dùng để chỉ khả năng chống lại sự thay đổi pH khi
môi trường tăng tính acid hay bazơ nhờ khả năng trung hòa acid của HCO và khả
năng trung hòa bazơ của CO
2
.
-

-

2

3

2

3

-

3

H

+
+ HCO


O


2HCO
3

-

N
ếu ion H tăng (pH giảm) thì HCO sẽ phản ứng với H+ tạo ra CO , hằng số cân

bằng K
1
được duy trì và pH ít thay đổi. Ngược lại, khi ion bazơ tăng, CO
2
sẽ phản ứng
+

nước sinh ra H để trung hòa bazơ ngăn cản quá trình tăng pH.

3.2 Ý nghĩa sinh thái học của CO
2
trong môi trường nước

CO
2
đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống của vùng nước, CO
2
là một bộ phận cơ
bản tham gia vào việc tạo thành chất hữu cơ trong quá trình quang hợp. CO

2

+
-

32
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
Hình 3-4. Ảnh hưởng của hàm lượng CO
2
lên độ bão hòa oxy của hemoglobin
Theo Hart (1944), Haskel & Davies (1958) thì hầu hết loài cá có thể tồn tại trong

nước có hàm lượng CO
2
tự do khoảng 60 mg/L. Theo Ellis (1937) thì quần thể cá phát

triển tốt khi môi trường nước chứa đựng hàm lượng CO
2
tự do nhỏ hơn hoặc bằng

5ppm. Trong ao nuôi thủy sản hàm lượng CO
2
biến động từ 0 (giữa trưa) đến 5 hay 10

mg/L (ban đêm) là không ành hưởng xấu đến sức khỏe của cá (trích dẫn bởi Boyd,



- Trong quá trình nuôi, không được cho nhiều cỏ rác, mùn bã hữu cơ vào ao,

nhất là bón phân hữu cơ cần chú ý liều lượng thích hợp.

- Khi nuôi cá với mật độ cao cần phải sục khí để làm tăng sự khuếch tán của

CO
2
ra không khí và tăng hàm lượng oxy hòa tan. Khi CO
2
trong nước quá cao có thể áp dụng các biện pháp làm giảm CO
2
như sau:

-
Dùng Ca(OH)
2 2CO
2
+ Ca(OH)
2
 Ca(HCO
3
)
2CO
2
+ Na
2
CO
3
+ H
2
O NaHCO
3

Để làm giảm 44 mg CO
2
cần gùng 105,98 mg Na
2
CO
3

Vậy muốn làm giảm 1 mg CO
2
cần dùng 2,4 mg Na
2
CO
3

Dùng Na
2
CO

s
x P

= sự hoà tan của khí,

= hiệu suất hoà tan

= áp su
ấ
t riêng ph
ầ
n c
ủ
a khí

Thí d
ụ
,
ở
30
o
C và 1 atm (760 mm Hg) hàm l
ư
ợ
ng oxy hòa tan = 26,1 mL/L x 0,209 =

5,5 mL/L hoặc = 5,5 mL/L x 1,4 = 7,7 mg/L (32.000mg/22.400 mL = 1,4). Phần trăm
bão hòa của oxy trong nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và nồng độ muối nhất
định (Bảng 3-4). Nước hòa tan nhiều hơn hay ít hơn nồng độ bão hòa được gọi là quá
bão hòa hay dưới bão hòa. Hiện tượng oxy hòa tan quá bão hòa thường xảy ra do sự

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

10,492
10,252
10,022
9,801
9,589
9,384
9,188
8,998
8,816
8,640
8,471
8,307
8,149
7,997
7,849
7,707
7,569
7,436
7,307
7,182
7,060
6,943
6,829
6,718
6,611
6,506
6,405
6,306
6,210
6,117

7,229
7,105
6,984
6,868
6,755
6,645
6,539
6,435
6,335
6,237
6,142
6,050
5,960
5,872
5,787
25

12,309
11,984
11,674
11,376
11,092
10,820
10,560
10,311
10,071
9,842
9,621
9,410
9,207

5

14,602 14,112

14,198 13,725
13,813 13,356
13,445 13,004
13,094 12,667
12,757 12,344
12,436 12,036
12,127 11,740
11,832 11,457
11,549 11,185
11,277 10,925
11,016 10,674
10,766 10,434
10,525 10,203
10,294

10,072
9,858
9,651
9,453
9,261
9,077
8,898
8,726
8,560
8,400
8,244

7,593
7,462
7,335
7,212
7,092
6,976
6,863
6,753
6,647
6,543
6,442
6,344
6,248
10

13,638
13,268
12,914
12,576
12,253
11,944
11,648
11,365
11,093
10,833
10,583
10,343
10,113
9,891
9,678

11,287
11,003
10,730
10,470
10,220
9,981
9,752
9,532
9,321
9,118
8,923
8,735
8,555
8,381
8,214
8,053
7,898
7,798
7,603
7,463
7,328
7,198
7,072
6,950
6,831
6,717
6,606
6,498
6,394
6,293

7,521
7,382
7,248
7,118
6,993
6,872
6,754
6,641
6,531
6,424
6,321
6,221
6,123
6,029
5,937
5,848
5,761
5,676
5,594
5,514
5,436
5,360
40

11,111
10,815
10,552
10,291
10,042
9,802

5,529
5,450
5,373
5,297
5,224
35
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
Hình 3-5. Nguồn cung cấp và tiêu thụ oxy trong thủy vực.
Hình 3-6. Sự gia tăng (quang hợp) và giảm hàm lượng oxy hòa tan (hô hấp) trong ao cá
giàu dinh dưỡng.

36

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
Trong các ao nuôi thủy sản hàm lượng oxy có sự biến động lớn theo ngày đêm, mức
độ biến động phụ thuộc vào mức độ dinh dưỡng và sự phát triển của thực vật. Trong
ao nuôi nghèo dinh dưỡng, thực vật kém phát triển nên biên độ dao động của oxy nhỏ.
Trong ao giàu dinh dưỡng thực vật phát triển mạnh, vào ban ngày chúng quang hợp
làm hàm lượng oxy hòa tan tăng cao vượt quá mức bão hòa và đạt mức cao nhất vào
khoảng 14:00-16:00 giờ. Ngược lại, ban đêm quá trình hô hấp của thủy sinh vật tiêu
thụ nhiều oxy làm hàm lượng oxy hòa tan giảm dần và đạt mức thấp nhất vào sáng
sớm. Những ao quá giàu dinh dưỡng, hàm lượng oxy hòa tan vào sáng sớm có thể
giảm đếm mức 0 mg/L và đạt đến mức quá bão hòa 200% vào giữa trưa (Hình 3-7).

gi
ữ
a s
ự
phát tri
ể
n c
ủ
a th
ự
c v
ậ
t n
ổ
i và hàm l
ư
ợ
ng oxy hoà tan

trong chu kỳ nuôi thịt tôm càng xanh (Theo C.W. Lin & Yang Yi, 2001)
4.2 Ý nghĩa sinh thái học của oxy hòa tan trong môi trường nước

Oxy là chất khí quan trọng nhất trong số các chất khí hòa tan trong môi trường nước.

Nó r
ất cần đối với đời sống sinh vật đặc biệt đối với thủy sinh vật, vì hệ số khuếch tán

của oxy trong nước nhỏ hơn rất nhiều so với trong không khí. Theo Krogh (1919)

(trích dẫn bởi


38

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
Theo Swingle (1969) thì nồng độ oxy hòa tan trong nước lý tưởng cho tôm, cá là trên
5 ppm. Tuy nhiên, nếu hàm lượng oxy hòa tan vượt quá mức độ bão hòa cá sẽ bị bệnh
bọt khí trong máu, làm tắt nghẽn các mạch máu dẫn đến não và tim đưa đến sự xuất
huyết ở các vây, hậu môn.

4.3 Biện pháp tránh và khắc phục hiện tượng thiếu oxy trong các ao nuôi cá
Để tránh và khắc phục hiện tượng thiếu oxy trong các ao nuôi cá, khi nuôi ta cần chú
ý các
điểm sau:
- Ao nuôi cần thoáng khí, nếu cần thả lục bình, rau muống hay bèo để làm nơi
trú ẩn cho cá khi nhiệt độ nước quá cao thì nên gom chúng lại ở một góc ao và
không được thả quá 1/3 diện tích mặt ao.
- Không cho ăn thức ăn quá dư thừa hoặc bón phân quá liều lượng, vì như vậy sẽ
dễ dàng đưa đến hiện tượng thực vật phù du nở hoa làm nồng độ oxy hòa tan
giảm thấp vào ban đêm (có khi hết hẳn), có thể cả trong ban ngày khi thực vật
phù du chết đi quá trình phân hủy của chúng tiêu hao nhiều oxy của môi trường
và phóng thích nhiều CO
2
, tích lũy nhiều NH
3
, H
2

sâu, kim loại nặng

- Sử dụng H
2
O
2 2H
2
O
2


2H
2
O + O
2

2+

2

đ
áy ao v
ớ
i li
ề
u l
ư

Khí H
2
S tích tụ dưới nền đáy các thủy vực chủ yếu là do quá trình (i) phân hủy các
hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh hay (ii) quá trình phản sulfate hóa với sự tham gia
của các vi khuẩn yếm khí. Trường hợp thứ nhất thường hay gặp ở hầu hết các thủy
vực, trường hợp thứ hai thường gặp ở thủy vực nước lợ, mặn như biển và đại dương,
Theo lý thuyết, 0,05 mL (1 giọt) H
2
O
2
6% cho vào 1 lít nước sẽ sản sinh ra 1,5
mg O
2
.
- Sử dụng CaO
2
dạng hạt

CaO
2
+ H
2
O Ca(OH)
2
+ O
2

Theo Chamberlian (1988) (trích dẫn bởi Boyd, 1990), bón CaO
2
(60%) vào

ệ
n nhi
ệ
t
đ
ộ
cao

và trong thủy vực có nhiều hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh. H
2
S có mùi đặc trưng đó
là mùi trứng thối.

Quá trình ph
ả
n sulfate hóa x
ả
y ra theo ph
ả
n
ứ
ng sau:

SO

2-

4

+ H

-

2

-

+

+

2-

[
H
][
HS
]
[H S]
2

2



[
H
][

(5.2)

pH có liên quan đến sự tồn tại của các dạng sulfide (H S, HS , S ), dạng tự do (H S)
thì rất độc đối với cá nhưng phân ly thành các ion (HS , S ) thì chúng không độc, do
đó tỉ lệ giữa dạng ion và dạng tự do được chú ý trong nuôi trồng thủy sản. Chúng ta
có thể tính được tỉ lệ của dạng tự do ở bất kỳ giá trị pH dựa vào phương trình (5.1).
Thí dụ, tỉ lệ HS :H S ở pH = 5 ([H ]=10 ) được tính như sau:
2

2

-

2-

-

+ -5

[
HS
] 10


[
H
2
S
]


10


7, 01


5 
Nh
ư
v
ậ
y,
ở
pH=5 c
ứ
1 mole H S thì t
ồ
n t
ạ
i 0,0098 mole HS và t
ỉ
l
ệ
c
ủ
a H S trên t
ổ
ng

2

ụ
khi pH b
ằ
ng 6 thì t
ỉ
l
ệ
này b
ằ
ng 91,1

và ở pH bằng 7 thì tỉ lệ này là 50,6%. Tỉ lệ của H
2
S/Tổng sulfide còn bị ảnh hưởng
bởi nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì tỉ lệ này giảm. Chúng ta có thể tính được hàm lượng
H
2
S ở điều kiện nhiệt độ và pH xác định dựa vào bảng số sau:
40

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
B
ả
ng 3.5. T
ỉ
l

57,7

30,1

12,0

4,1
1,3
18
99,2

97,6

92,8

80,2

56,2

28,9

11,4

3,9
1,3
20
99,2

97,4



78,1

53,0

26,3

10,1

3,4
1,1
24
99,1

97,1

91,4

77,0

51,4

25,0

9,6
3,2
1,0
26
99,0


98,9

96,5

89,7

73,4

46,6

21,6

8,0
2,7
0,9
32
98,9

96,3

89,1

72,1

45,0

20,6

7,5
2,5

ậ
t, tác d
ụ
ng
đ
ộ
c c
ủ
a nó là liên k
ế
t v
ớ
i

sắt trong thành phần của hemoglobine, không có sắt thì hemoglobine không có khả
năng vận chuyển oxy cung cấp cho các tế bào, thủy sinh vật sẽ chết vì thiếu oxy. Độ
độc của H
2
S đối với cá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ của nước. Theo
o

Bonn và Follis (1957) (trích dẫn bởi Boyd, 1990) thì ở nhiệt độ 25-30 C, pH nước

bằng 6,8 thì nồng độ H
2
S gây chết 50% cá sau 3 giờ thí nghiệm (LC
50
-3 giờ) là 0,8
mg/L. Còn pH bằng 7 thì LC
50

- Khi sử dụng phân bón, nhất là phân hữu cơ nên hóa thành dung dịch tưới khắp
mặt ao. Lá dầm (phân xanh ) trong ao phải được giữ ở tầng mặt và thường
xuyên đảo trộn để chúng phân hủy nhanh.
2
2-

41
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
- Ao phải thoáng để làm tăng oxy hòa tan của nước nhằm tránh hiện tượng yếm
khí.
- Các ao nuôi thâm canh nên có sục khí để làm H
2
S thoát ra không khí nhanh
hơn.

6 METHANE (CH
4
)

Khí methane tích tụ ở nền đáy thủy vực chủ yếu là do quá trình phân hủy các hợp chất
hữu cơ bởi vi sinh vật trong điều kiện yếm khí.

(C
6
H
10
O

4
không độc hoặc ít độc đối với thủy sinh vật.
Nh
ưng có điều chắc chắn là khi khí CH
4
có nhiều trong nước chứng tỏ quá trình phân
hủy hửu cơ yếm khí đã xảy ra, H
2
S cũng được sinh ra đồng thời với CH
4
và đây chính
là môi trường nước đó không thuận lợi cho đời sống cuả thủy sinh vật. Ngoài ra, khi
hàm lượng khí CH
4
trong nước quá nhiều khi nó khuếch tán ra ngoài khí quyển sẽ kéo
theo một lượng oxy của môi trường nước làm thất thoát oxy của thủy vực.

7 NITROGEN (N)

Nitrogen là thành ph
ần cấu thành protein, N là một trong những nguyên tố quan trọng
đối với đời sống sinh vật. Nó được thực vật xanh hấp thụ trước hế là dạng ammonium
(NH ) và dạng nitrate (NO ), nhưng các hợp chất này thường có rất ít trong các thủy
vực. Do đó, trong các thủy vực N thường là nhân tố giới hạn cho đời sống của thực
vật. Sự tạo thành các hợp chất hữu cơ trong thủy vực phụ thuộc đáng kể vào hàm
lượng NH
4
và NO
3
trong thủy vực. Trong các thủy vực hầu như toàn bộ N được liên

NH
3
trong các thủy vực được cung cấp từ quá trình phân hủy bình thường các protein,
xác bã động thực vật phù du, sản phẩm bài tiết của động vật hay từ phân bón vô cơ,
hữu cơ.

(NH
2 2)
C O + 2H
2
O (NH
4
)
2
CO
3 (NH
4 2)
C O
3
 2 NH
3
+ CO
2
+ H
2
O


NH
][
OH

]

4

[NH ]
3 [NH
4

]
K
NH




K
NH


4,74

+





10
4 ,74




3
[NH
4

]


[NH
3
]

[NH
4

]


K

/10


8

Vì vậy, ở pH=8 mỗi mole NH thì có 18,2 mole NH và tỉ lệ phần trăm của NH trên
3

4

4

TAN là 5,2%.

[NH
3
]

+
1

x
100

5,2%
[TAN ] 118,2
Ngoài pH, t
ỉ lệ của NH
3
/TAN trong nước còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ và
o

pH

7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
9,0
9,2
9,4
9,6
9,8
10,0
10,2
16
0,30
0,47
0,74
1,17
1,84
2,88


17,82

25,57

35,25

46,32

57,77

68,43

77,46

84,48

20
0,40
0,63
0,99
1,56
2,45
3,83
5,94
9,09
13,68

20,08


42,01

53,45

64,54

74,25

82,05

87,87

Nhiệt độ ( C)
24
0,52
0,82
1,30
2,05
3,21
4,99
7,68
11,65
17,28
24,88
34,42
45,41
56,86
67,63
76,81
84,00

28
0,70
1,10
1,73
2,72
4,24
6,55
10,00

14,98

21,83

30,68

41,23

52,65

63,79

73,63

81,57

87,52

91,75

30

1,50
2,36
3,69
5,72
8,77
13,22

19,46

27,68

37,76

49,02

60,38

70,72

79,29

85,85

90,58

93,84

7.1.2 Ý nghĩa sinh thái học của ammonia và ammonium

NH

rosenbergii), ở nồng độ 0,45 mg/L làm giảm 50% sự sinh trưởng của các loài tôm he.

Ngoài ra, LC
50
-24 giờ và LC
50
-96 giờ của NH
3
đối với tôm sú hậu ấu trùng (Penaeus
monodon) là 5,71 mg/L và 1,26 mg/L(Chin và Chen, 1987). Nồng độ NH
3
được coi là

44

+
3

4

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
an toàn cho ao nuôi là 0,13 mg/L. Do
đ
ó, vi
ệ
c theo dõi hàm l

cần chú ý đến một số vấn đề sau:
- Cải tạo ao tốt trước mỗi vụ nuôi (loại bỏ vật chất hữu cơ tích tụ trong ao)
- Duy trì mật độ nuôi thích hợp
- Không cho thức ăn quá thừa và bón phân quá liều.
- Khống chế mức dao động pH nước ao theo ngày đêm không quá 1.
- Thay nước khi hàm lượng amnonia vượt quá mức cho phép
- Bón phân khi hàm lượng ammonia quá thấp
7.2 Nitrite (NO ) và Nitrate (NO )
7.2.1 Nitrite
Trong các thủy vực nitrite được tạo thành từ quá trình oxy hóa ammonia và
ammonium nhờ hoạt động của nhóm vi khuẩn hóa tổng hợp Nitrosomonas theo phản
ứng sau:
NH + 3/2 O NO + 2H + H O + 76kcal

Trong điều kiện không có oxy, nhiều loài vi sinh vật có thể sử dụng nitrate hoặc một
dạng oxy hóa khác của nitrogen (thay vì oxy) như một chất nhận điện tử trong quá
trình hô hấp. Quá trình dị dưỡng này được gọi là khử nitrate hay hô hấp nitrate, khi đó
nitrate bị khử thành nitrite, hyponitric, hydroxylamine, ammonia hay khí N
2
.
2HNO + H
 HNO + H O 2HNO + 4H N O H + 2H O N O H + NH 2NH OH

2NH OH + 4H 2NH + 2H O

2
2
+

2
2
2
2
2
+
2 2 2
2
+
2
3
2
+

2 2 2
2
2
45
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản
N
2
O
2

-

2

Trong ph
ả
n
ứ
ng này, Fe c
ủ
a hemoglobin b
ị
oxy hóa t
ừ
Fe

2+

3+
thành Fe , k
ế
t qu
ảhemoglobin không thể kết hợp với oxy. Với lý do này, tính độc của nitrite là làm giảm
hoạt tính của hemoglobin hay có thể gọi là thiếu máu. Máu có chứa methemoglobin
thường có màu nâu nên có được gọi là "bệnh máu màu nâu". Đối với giáp xác, máu
có chứa hemocyanin có Cu trong thành phần cấu tạo thay vì Fe như ở hemoglobin.
Phản ứng giữa nitrite với hemocyanin chưa được nghiên cứu nhiều nhưng người ta

của nitrite (Crawford & Allen, 1977; Perron & Meade, 1977; Russo et al., 1981. Trích

46

2+ -
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đ
ặc tính hóa học của môi trường nước
d
ẫ
n b
ở
i Boyd, 1990). Giá tr
ị
LC
50
-
24 gi
ờ
và 96 gi
ờ
c
ủ
a nitrite
đ
ố
i v
ớ

2NO
2
+ H
2
O HNO
2
+ HNO
3

Theo Eriksson (1952) thì nước mưa cung cấp đạm cho bề mặt trái đốt từ 1-60
kg/ha/năm, phần lớn dưới 10 kg/ha/năm.

Nitrate là m
ột trong những dạng đạm được thực vật hấp thụ dễ nhất, không độc với
thủy sinh vật. Hàm lượng nitrate trong nước biển thường dao động từ 0,2-0,4 mg/L,
trong khi ở các thủy vực nước ngọt hàm lượng nitrate có thể lên đến hàng chục mg/L.
Hàm lượng thích hợp cho các ao nuôi cá là từ 0,1-10 mg/L. Hàm 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 tôm cá nuôi.

8 LÂN (PHOSPHORUS)

Trong nước thiên nhiên lân tồn tại dưới các dạng muối orthophosphate hòa tan như
H PO , HPO hay dưới dạng phosphate ngưng tụ (Pyrophosphate, P
2
O
7
,
Metaphosphate PO và polyphosphate). Dạng phosphate ngưng tụ dễ bị thủy phân
3


3 4
2
HPO

2

H PO = H + HPO

4

2-

4

+

= H
+
+ P
O
4

-
+
-

4

2


2 
[H PO ]

3 4 
4


K
1

10


2,13

(8.4)

[
H

][
HPO
]

4



[

10 

7,21

(8.5)


K
3

10


12,36

(8.6)

Hình 3
-
10.
Ả
nh h
ư
ở
ng c
ủ
a pH lên t
ỉ
l
ệ


2
-4 3
-+
4 -

4

2-

+
-7,21
, pH = 7,21

-12,36
Hàm l
ư
ợ

H PO

] [
H
][
HPO
]



2 
[H PO ]

3 4



2



4

x

4


[
H


48

+
2

-2,13

x
10
-7,21

x 10


7, 21

-934

= 10

 [H ] = 10

+
-4,67

,