LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Hoàng Thò Bích
Mai, người đã hướng dẫn tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Mặc dù, côø đang
bận với luận án tiến só của mình nhưng trong thời gian qua cô cũng đã giúp tôi
hết sức tận tình. Cô là một người ưa thích cái mới trong nghiên cứu khoa học và
cô đã khuyến khích tôi đi theo hướng mới trong đề tài này. Tôi muốn gửi lời
cảm ơn đặc biệt đến cô.
Tôi cũng rất biết ơn hai thầy Nguyễn Đình Trung và Nguyễn Văn Quỳnh
Bôi, người đã cung cấp cho tôi một số tài liệu quan trọng. Hơn nữa, hai người
cũng đã cho tôi nhiều chỉ dẫn và đóng góp đáng kể trong thời gian tôi thực tập
và viết luận văn.
Tiếp theo, tôi muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình hai chú Phạm Thanh Minh
và Huỳnh Công Uẩn (Cam Ranh, Khánh Hòa), hai người đã cho tôi cơ sở thực
tập và có nhiều lời động viên tinh thần giúp tôi hoàn thành tốt đợt thực tập và
bài luận văn tốt nghiệp này.
Lời sau cùng, tôi xin dành lòng biết ơn đến thầy Phạm Văn Thơm (Trưởng
phòng Thủy - Đòa hóa, Viện Hải dương học Nha Trang), người đã chỉ cho tôi
những hướng suy nghó khoa học, người đưa ra cho tôi đònh hướng nội dung
nghiên cứu và giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Tôi rất biết ơn
thầy.
Nha Trang, ngày 30 tháng 10 năm 2005
Nguyễn Văn Thái
TÓM TẮT
Nuôi cá Mú thương phẩm trong ao đất sử dụng cá tạp làm thức ăn. Với
ppm : part per million (phần triệu)
ppt : part per thousand (phần nghìn)
h : hour (giờ)
mg : milligram (1 mg = 0.001 g)
mL : millilitre (1 mL = 0.001 L)
% : percentage (phần trăm)
o
C : degrees cetigrade
cm : centimetre (1 cm = 0.001 m)
µg : microgram= 0.001 mg)
ĐHTS : Đại học Thủy sản
NTTS : nuôi trồng thủy sản
A1 : ao nuôi cá Mú nhỏ (nuôi được 5.5 tháng)
A2 : ao nuôi cá Mú lớn (nuôi được 11 tháng)
I
’
: điểm thu mẫu ngay gần cống (tương ứng với vò trí A
1
và B
1
)
II
’
: điểm thu mẫu giữa ao (tương ứng với vò trí A
2
và B
2
)
III
’
II. Các muối dinh dưỡng chứa N trong ao nuôi thủy sản
1. Quá trình tạo ra muối dinh dưỡng chứa N trong các ao nuôi thủy sản
1.1. Quá trình nitrate hóa
1.2. Quá trình phản nitrate hóa
2. Ảnh hưởng của các muối dinh dưỡng chứa N đối với thủy sinh vật
2.1. Ammonia ( NH
3
và NH
4
+
)
2.2. Nitrite (NO
2
-
)
2.3. Nitrate (NO
3
-
)
III. Một vài nghiên cứu về ammonia, nitrite và nitrate trong các ao NTTS ở
Việt Nam
Phần 3: Phương pháp nghiên cứu
I. Đòa điểm và đối tượng nghiên cứu
II. Phương pháp tiếp cận
1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu
2. Cách giải quyết vấn đề và mối liên hệ giữa các nội dung nghiên cứu
III. Phương pháp thu mẫu, phân tích mẫu và xử lý số liệu
1. Phương pháp thu và cố đònh mẫu
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
Cho đến năm 2003, cả nước có khoảng 6.800 lồng nuôi cá biển (Bộ Thủy
sản, 2003), trong đó 80% là lồng nuôi cá Mú và khoảng 500 ha ao đìa nuôi cá
Mú [8]. Với qui mô sản xuất như trên, năm 2003 nghề nuôi cá Mú tạo ra khoảng
3000 tấn sản phẩm, thu nhập khoảng 300 tỉ đồng cho người nuôi [8]. Như vậy,
có thể nói nghề nuôi cá Mú có tiền năng lớn để phát triển ở nước ta, một mặt
đem lại thu nhập cho người nuôi, mặt khác cũng giải quyết hậu quả của nghề
nuôi tôm Sú để lại. Tuy nhiên, hiện nay nghề nuôi cá Mú đang phát triển tự
phát [8], do đó trong thời gian tới ở Việt Nam cần có nhiều nghiên cứu hơn nữa
3
-N vượt quá 5000 µg/L thường chỉ thò cho vực nước bò ô nhiễm bởi con
người, nhưng khi hàm lượng NO
3
-N lớn hơn 200 µg/L sẽ có tác dụng kích thích
sự phát triển của tảo, có tác động tích cực cho thủy vực.
Qua đây ta thấy được vai trò và tầm quan trọng của những nghiên cứu về
muối dinh dưỡng chứa N đối với nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nghề nuôi cá
Mú đang phát triển tự phát như hiện nay.
Dựa trên lập luận đó, cùng với sự đồng ý của Khoa Nuôi trồng Thủy sản và
Bộ môn Quản lý Môi trường và Nguồn lợi Thủy sản, tôi quyết đònh chọn đề tài
tốt nghiệp: “Diễn biến hàm lượng các muối dinh dưỡng chứa N trong các ao
nuôi cá Mú tại Cam Ranh – Khánh Hòa”
Đề tài được thực hiện với mục đích: tìm kiếm biện pháp để tối ưu hóa vai
trò của các muối dinh dưỡng chứa N trong ao nuôi cá Mú nói riêng và trong các
ao NTTS nói chung. Thông qua đó, đánh giá mức độ ô nhiễm của muối dinh
dưỡng chứa N trong các ao nuôi cá Mú theo tiêu chuẩn chất lượng nước NTTS.
Để thực hiện được mục đích đó, đề tài được nghiên cứu với các nội dung
chính sau:
1. Tìm hiểu vài nét về kỹ thuật nuôi cá Mú.
2. Diễn biến hàm lượng các muối dinh dưỡng chứa N trong ao nuôi.
2.1. Diễn biến theo thời gian nuôi.
2.2. Diễn biến theo thời điểm thay nước.
2.3. So sánh sự khác nhau giữa các vò trí trong ao nuôi.
Đề tài này khi hoàn thành sẽ cung cấp thêm cho khoa học một số thông tin
về quá trình diễn biến hàm lượng các muối dinh dưỡng chứa N theo thời gian
nuôi, giữa các thời điểm thay nước và tác động của một số biện pháp kỹ thuật
đến quá trình đó. Còn đối với những người NTTS, đề tài này sẽ đưa ra một số
biện pháp hữu ích nhằm giảm thiểu các tác động xấu của muối dinh dưỡng chứa
Thái Lan, Malaysia, Singapore, Hồng Kông và Trung Quốc. Cá lớn nhanh và
đạt kích thức thương phẩm (600 – 800 g) trong 6 -8 tháng (Chu và Teng, 1980;
Chen, 1979) [17].
Ở Việt Nam cá Mú được nuôi chính thức từ năm 1988 (Edwards và ctv,
2004), nghề này phát triển từ Bắc vào Nam nhưng tập chung chủ yếu ở Quảng
Ninh – Hải Phòng, Phú Yên – Khánh Hòa và gần đây là ở Vũng Tàu [8]. Cho
đến năm 2003, cả nước có khoảng 6.800 lồng nuôi cá biển (Bộ Thủy sản, 2003),
trong đó 80% là lồng nuôi cá Mú và khoảng 500 ha ao đìa nuôi ca ùMú với sản
lượng ước tính khoảng 3000 tấn, trong đó nuôi lồng chiếm 2/3 tổng sản lượng.
Các đối tượng nuôi chính bao gồm cá mú Chấm Đen Epinephelus malabaricus,
cá mú Sông E. coioides, cá mú Chấm Đỏ E. akaara, cá mú Chấm Tổ Ong E.
merra, cá mú Mỡ E. tauvina [8].
Với qui mô sản xuất như trên, năm 2003 nghề nuôi cá Mú tạo ra khoảng
3000 tấn sản phẩm, thu nhập 300 tỉ đồng cho người nuôi [8]. Như vậy, có thể
nói nghề nuôi cá Mú có tiềm năng lớn để phát triển ở nước ta, một mặt đem lại
thu nhập cho người nuôi, mặt khác cũng giải quyết được hậu quả của nghề nuôi
tôm Sú để lại. Nhưng hiện nay, nghề nuôi cá Mú ở nước ta đang phát triển tự
phát [8]. Do đó, để tránh khỏi “vết xe đỗ” của nghề nuôi tôm Sú, ở Việt Nam
trong thời gian tới cần có nhiều nghiên hơn nữa về đối tượng này, đặc biệt là
vấn đề về qui hoạch vùng nuôi, quản lý chất lượng nước, sản xuất giống và
nguồn thức ăn nhân tạo.
*. Một số yếu tố môi trường phù hợp cho ao nuôi cá Mú [14].
- Nhiệt độ nước 27 – 32
o
C
- Độ mặn của nước 18 – 35 ppt
- Hàm lượng oxi hòa tan lớn hơn 3 ppm
- pH nước dao động từ 7.5 – 8.5
II. Các muối dinh dưỡng chứa N trong ao nuôi Thủy sản
nói ở trên) và từ một số nguồn khác (như từ nguồn nước vào, chất thải và xác
chết của vật nuôi ), thông qua hoạt động của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ
này sẽ bò phân hủy tạo ra ammonia tổng số. Quá trình tạo ra ammonia được gọi
là quá trình ammon hóa (ammonification) , nó là quá trình dò dưỡng xảy ra
trong cả điều kiện kỵ khí và hiếu khí. Ammonia và ammonium sinh ra từ quá
trình đo ùcó thể được hấp thụ bởi thực vật thủy sinh hoặc thông qua quá trình
nitrate hóa biến đổi thành nitrate và cuối cùng cũng được thực vật thủy sinh hấp
thụ.
1.1. Quá trình nitrate hóa (nitrification).
Nitrate hóa là quá trình gồm 2 giai đoạn và được thực hiện bởi hai nhóm vi
khuẩn nitrate hóa tự dưỡng, chúng biến đổi ammonia thành nitrate (NO
3
-
).
- Trong giai đoạn 1: Các vi khuẩn oxi hóa ammonia thành nitrite (NO
2
-
)
theo phản ứng (1).
NH
3
+ O
2
NO
2
-
+ 3H
+
+ 2e
-
NO
2
-
NO N
2
O N
2
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phản nitrate hóa trên là các loài yếm khí
tuyệt đối. Chúng thuộc nhóm vi sinh vật di dưỡng gồm các giống như:
Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus và Alcaligenes [14].
2. Ảnh hưởng của muối dinh dưỡng chứa N đối với thủy sinh vật.
Từ hoạt động nuôi trồng thủy sản thâm canh như đã nói ở trên, hàm lượng
các muối dinh dưỡng chứa N đã gia tăng đáng kể, đôi khi gây ra một số tác
động xấu lên môi trường và các thủy sinh vật. Để hiểu biết thêm về vấn đề này,
đồng thời có đònh hướng khắc phục hậu quả (nếu có), phần sau đây sẽ trình bày
một số thử nghiệm điển hình về ảnh hưởng của các muối dinh dưỡng chứa N đối
với thủy sinh vật.
2.1. Ammonia.
Ammonia là sản sản phẩm của quá trình ammo hóa và là sản phẩm đầu
tiên của quá trình nitrate hóa, nó có vai trò vô cùng quan trọng để hoàn thành
chu trình nitơ của thủy vực. Tuy nhiên, khi hàm lượng ammonia trong nước quá
nhiều sẽ gây độc cho cá và các sinh vật thủy sinh khác. Tổng nitơ ở dạng
ammonia gồm: NH
4
+
-ammonia được ion hóa (ammonium) và NH
3
0 0.024
0.076
0.241
0.759
2.26
10 0.050
0.185
0.582
1.82 5.53
10 0.057
0.180
0.569
1.77 5.40
12 0.069
0.218
0.301
0.945
2.93 8.71
16 0.093
0.293
0.921
2.85 22.7
18 0.112
0.352
1.10 3.41 10.0
18 0.109
0.343
1.08 3.33 25.6
20 0.130
0.411
1.70 5.18 35.3
26 0.205
0.646
2.02 6.11 17.1
26 0.200
0.630
1.96 5.96 38.8
28 0.238
0.748
2.33 7.01 19.3
28 0.230
0.729
2.27 6.84 42.3
30 0.27 0.865
2.68 8.02 21.6
0.229
0.720
2.24
10 0.056
0.176
0.553
1.73 5.27
10 0.054
0.171
0.539
1.68 5.14
12 0.066
0.207
0.651
2.03 6.15
2.78 9.30
16 0.088
0.278
0.874
2.71 8.11
18 0.106
0.334
1.05 3.24 9.50
18 0.103
0.325
1.02 3.16 9.26
20 0.124
0.394
1.22 3.77 11.0
20 0.121
0.614
1.92 5.82 16.3
26 0.190
0.598
1.87 5.88 16.0
28 0.226
0.711
2.1 6.68 18.5
28 0.220
0.693
2.16 6.52 18.1
30 0.261
0.821
2.55 7.56 20.7
30 0.254
biết: LC
50
trong 48 giờ, 96 giờ và168 giờ của NH
3
là 2100, 2100 và 2000 µg/L
theo thứ tự trên.
Những nghiên cứu về độc tính NH
3
đối với giáp xác của Chin và Chen
(1987) thì LC
50
trong 24 giờ và 96 giờ đối với post larvae của tôm Sú là 5710
và1260 µg/L theo thứ tư trên. Cũng theo tác giả này, nồng độ 130 µg/L NH
3
-N
là mức an toàn cho các ao nuôi tôm Sú thương phẩm.
2.1. Nitrite (NO
2
-
).
Nitrite (NO
2
-
) là sản phẩm trung gian của quá trình nitrate hóa, oxi hóa
ammonia thành nitrate được thực hiện bởi vi khuẩn. Trong phần lớn các thủy
vực tự nhiên và các hệ thống NTTS nitrite có mặt ở nồng độ rất thấp (Alex
Midlen, 2000).
Khi nghiên cứu độc tính của nitrite với các loài thủy sản nước ngọt, Colt và
Armstrong (1979) và Colt và ctv (1981) đã chỉ ra: LC
3
-N trong nước
thường chỉ thò cho ô nhiễm bởi các hoạt động của con người, chất thải của động
vật và khu vưc sản xuất phân bón. Ở các hồ, hàm lượng NO
3
-N lớn hơn 200
µg/L có tác dụng tốt để thúc đẩy sự phát triển của tảo, tạo nguồn thức ăn cho
các động vật thủy sinh khác [15].
III. Một vài nghiên cứu về ammonia, nitrite và nitrate trong các ao NTTS ở
Việt Nam.
Nắm bắt được tầm quan trọng của các muối dinh dưỡng chứa N trong ao
NTTS, trong những năm gần đây Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu xung quanh
vấn đề này, đặc biệt là NH
3
và NO
2
-
.
Điển hình là nghiên cứu của Viện Sinh học Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh
(2003), nghiên cứu ô nhiễm hóa học trong các mô hình nuôi tôm Sú tại ấp Bình
Trung, xã Bình Khánh, huyện Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh cho thấy: Hàm lượng
NH
4
-N, NO
2
-N và NO
3
-N có xu hướng tăng theo thời gian nuôi nhưng vẫn nằm
trong giới hạn cho phép đối với nghề nuôi tôm. Tuy nhiên, diễn biến của NH
4
nuôi tôm. Hàm lượng NH
3
-N dao động từ 10 – 32 µg/L, NO
2
-N dao động từ 9 –
14 µg/L còn NO
3
-N dao động từ 90 – 300 µg/L [1].
Trong năm 1994, trước tình hình tôm nuôi bò chết trên qui mô lớn ở khu
vực phía Nam, gây tổn thất nặng nề về vật chất và lo âu cho ngư dân, Bộ trưởng
Bộ Thủy sản đã chỉ thò cho Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II phối hợp
với các cơ quan và đòa phương liên quan thực hiện chương trình đột xuất mang
tên “Khảo sát nguyên nhân gây chết tôm nuôi tại khu vực phía Nam và biện
pháp phòng trừ để phát triển nghề nuôi tôm” [5]. Chương trình nghiên cứu đã
khảo sát nhiều yếu tố thủy lý, thủy hóa và thủy sinh, trong đó có đo hàm lượng
các muối dinh dưỡng chứa N trong các ao nuôi, kết quả thu được thể hiện trong
bảng 2.
Bảng 2. Hàm lượng (µg/L) các muối dinh dưỡng chứa N trong các ao nuôi tôm ở
khu vực phía Nam [5]. Ao tôm đang chết Ao tôm chưa chết
Đòa điểm Yếu tố
tỉnh Minh Hải
NO
2
-N 5 5 5 5
NH
4
-N 50 - 100 80 50 50
NH
3
-N 0 - 4 2 - -
Huyện Vónh Châu –
tỉnh Sóc Trăng
NO
2
-N - - - -
NH
4
-N 50 - 100 60 - 50
NH
3
-N 0 - 70 35 - -
Huyện Thạch Phú –
tỉnh Bến Tre
NO
2
-N - - - -
NH
4
-N 100 100 100 - 200 150
NH
PHẦN 3
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
I. Đòa điểm và đối tượng nghiên cứu.
- Đòa điểm chọn nghiên cứu là hai ao nuôi cá Mú thương phẩm tại Cam
Linh – Cam Ranh – Khánh Hòa. Diện tích mỗi ao là 6000 m
2
, độ sâu 1 – 1.2 m.
- Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu môi trường nước trong các ao nuôi cá
Mú thương phẩm, thông qua việc khảo sát diễn biến hàm lượng các muối dinh
dưỡng chứa N trong ao nuôi.
II. Phương pháp tiếp cận.
1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu. Hình 1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu.
mức độ cho ăn đến sự thay đổi hàm lượng các muối dinh dưỡng chứa N trong ao.
- Trên thực tế ta thấy, các ao nuôi cá Mú thay nước theo chu kỳ ngày.
Vậy, việc thay nước có ảnh hưởng như thế nào đến hàm lượng các muối dinh
dưỡng chứa N trong ao trước và sau khi thay nước. Từ đó, đưa ra nhận xét và đề
xuất ý kiến cho biện pháp kỹ thuật nêu trên, đồng thời áp dụng cho một số loài
nuôi khác.
- Ao nuôi cá Mú thương phẩm diện tích 6000 m
2
(50 x 120 m), với chiều
dài 120 m mà chỉ có một cống cấp và thoát nước, điều này ít nhiều sẽ làm giảm
khả năng trao đổi nước trong ao. Vậy, việc thay nước hàng ngày liệu có hiệu
quả đối với toàn bộ ao? Qua nghiên cứu về diễn biến hàm lượng các muối dinh
dưỡng chứa N theo các vò trí khác nhau trong ao sẽ lý giải cho điều trên và đưa
ra một số kiến nghò quan trọng.
III. Phương pháp thu mẫu, phân tích mẫu và xử lý số liệu.
1. Phương pháp thu và cố đònh mẫu.
1.1 Phương pháp thu mẫu.
- Thu mẫu chia làm 4 đợt, mỗi đợt cách nhau 2 tuần.
-Dụng cụ thu mẫu là chai PE 0.5 L, mẫu thu cách mặt nước 0.5 m.
a. Thu mẫu theo thời gian nuôi.
Mẫu thu theo thời gian nuôi được tiến hành ở cả hai ao (A1 và A2). Mỗi
đợt thu 6 mẫu: 3 mẫu ở A1 và 3 mẫu ở A2.
Thu mẫu trong A1: thu mẫu ở các vò trí A
1
, A
2
và A
3
với cùng một thể
thu 12 mẫu: 6 mẫu trong A1 và 6 mẫu trong A2.
Hình 2. Vò trí thu mẫu tại 2 Ao (A1 và A2)
Ghi chú :
+ A
1
, A
2
,
A
3
và B
1
, B
2
, B
3
là các điểm đánh vò trí thu mẫu
+ A1 : là ao nuôi cá Mú được 5,5 tháng
+ A2 : là ao nuôi cá Mú được 11 tháng
Thu mẫu trong A1: mẫu thu ở 3 thời điểm (lúc nước mới lấy nước đầy ao
A
1
x
A
2
x
A
3
x120m
Cống
50m
B
1
x
B
2
x
B
3
x
/NH
4
+
ở bước sóng 630 nm.
+ Phân tích NO
2
-
ở bước sóng 543 nm.
+ Phân tích NO
3
-
ở bước sóng 410 nm.
Đo pH của nước mẫu trực tiếp bằng hóa chất có tên thương mại là SERA
(test pH).
Đo nhiệt độ nước mẫu bằng Nhiệt kế có thang chia độ từ 0
o
C đến 100
o
C.
Đo độ mặn (ppt) của nước mẫu bằng Sali kế.
2.2. Phương pháp xử lý số liệu.
Tính toán nồng độ của các muối dinh dưỡng chứa N theo phương pháp
phân tích quang học.
Công thức tính số liệu:
C
x
=C
tc
x A
x