I. Vai trò quan trọng của Nano Oxy trong môi trường nuôi tôm
Trong môi trường nuôi tôm, oxy đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của tôm. Nếu lượng oxy mà
máy sục khí tạo ra trong nước thiếu sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của tôm theo đó gây ảnh hưởng không nhỏ đến kinh tế người nuôi trồng thủy hải sản.
Máy thổi khí Nano Oxy
Bên cạnh chất lượng thức ăn, yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng mạnh đến năng suất nuôi thủy sản là chất lượng môi trường nước ao nuôi. Yếu tố hàng đầu quyết định chất lượng nước, chính là hàm lượng ôxy hòa tan – thường được viết tắt là DO.
Hàm lượng Ôxy hoà tan là một trong những yếu tố quan trọng nhất để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước.
Ôxy mà
máy thổi khí tạo ra rất cần thiết cho các loài động vật thủy sinh như tôm cá, cho các loài vi sinh vật và tảo… trong quá trình hô hấp, các hoạt động sinh hoá. Ngoài ra Ôxy còn rất cần cho các phản ứng hoá học xãy ra trong môi trường nước ao nuôi. Điều trở ngại ở đây chính là hàm lượng Ôxy hoà tan trong nước ao nuôi thường không cao nên rất dễ bị thiếu hụt cho các nhu cầu nói trên.
Trong không khí hàm lượng Ôxy khá cao, chiếm tỉ lệ tương đối ổn định, khoảng 21% thể tích không khí. Ở độ cao ngang mực nước biển hàm lượng Ôxy trung bình là 0.28 gram / Lít không khí. Do vậy, các sinh vật sống trên mặt đất rất ít khi phải chịu sự đe dọa thiếu Ôxy.
Trong điều kiện thường, lượng Ôxy hòa tan bão hòa trong nước ngọt chỉ tương đương với 1/20 hàm lượng Ôxy có trong không khí, Trong nước mặn hàm lượng Ôxy hoà tan chiếm tỉ lệ càng ít hơn (bảng 1).
Do vậy, lượng Ôxy hòa tan trong nước trở thành một yếu tố hạn chế, mang tính quyết định đến sự tồn tại và phát triển của các loài thuỷ sinh vật.
Bảng 1: Nồng độ Oxygen hòa tan trong nước (mg/lít nước – ppm) phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ muối (g/lít), tại điều kiện độ ẩm thông thường, áp suất khí quyển 760 mmHg.
Nhiệt độ 0C Độ hòa tan O2 trong nước (ppm) – ứng với độ muối (g\lít)
0 5 10 15 20 25 30 35
15 10.07 9.77 9.47 9.19 8.91 8.64 8.38 8.13
16 9.86 9.56 9.28 9.00 8.73 8.47 8.21 7.97
17 9.65 9.36 9.09 8.82 8.55 9.30 8.05 7.81
18 9.45 9.17 8.90 8.64 8.38 8.14 7.90 7.66
19 9.26 8.99 8.73 8.47 8.22 7.98 7.75 7.52
20 9.08 8.81 8.56 8.31 8.06 7.83 7.60 7.38
21 8.90 8.64 8.39 8.15 7.91 7.68 7.46 7.25
22 8.73 8.48 8.23 8.00 7.77 7.54 7.33 7.12
23 8.56 8.32 8.08 7.85 7.63 7.41 7.20 6.99
24 8.40 8.16 7.93 7.71 7.49 7.28 7.07 6.87
25 8.24 8.01 7.79 7.57 7.36 7.15 6.95 6.75
26 8.09 7.87 7.65 7.44 7.23 7.03 6.83 6.64
27 7.95 7.73 7.51 7.31 7.10 6.91 6.72 6.53
28 7.81 7.59 7.38 7.18 6.98 6.79 6.61 6.42
29 7.67 7.46 7.26 7.06 6.87 6.68 6.50 6.32
30 7.54 7.33 7.14 6.94 6.75 6.57 6.39 6.22
Nồng độ Ôxy hoà tan trong nước được đo theo ppm hay mg/lít nước.
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình cân bằng Ôxy trong các ao hồ nuôi tôm
***
Yếu tố làm tăng Ôxy trong ao nuôi tôm:
Quá trình thấm Ôxy từ khí quyển và các thiết bị trộn, sục khí
- Nguyên nhân của quá trình thấm Ôxy chính là sự chênh lệch nồng độ Ôxy giữa khí quyển và Ôxy trong nước tại thời điểm đó.
- Ôxy của không khí chỉ thấm vào nước khi nồng độ Ôxy trong nước thấp hơn mức bão hòa. Và Ôxy sẽ thoát lại vào khí quyển khi nồng độ Ôxy trong nước vượt trên mức bão hòa.
- Tuy vậy, trong thực tế, tốc độ thấm khí bị giới hạn, nên dù quá trình thấm vẫn diễn ra nhưng lượng Ôxy trong nước không bao giờ đạt đến mức bão hòa. Do vậy mà chúng ta luôn cần phải cung cấp Ôxy cho ao nuôi bằng biện pháp cơ học, như là dùng các thiết bị trộn, sục khí.
- Quá tình thấm Ôxy sâu xuống các tầng nước bên dưới là quá trình khuếch tán phân tử, sẽ xãy ra rất chậm, nhất là khi mặt nước tĩnh lặng (không có gió, không vị khuấy đảo).
- Trong trường hợp mặt hồ nước bị khuấy đảo cưỡng bức, như quạt nước, thiết bị thổi khí, sục khí … thì quá trình thấm sâu Ôxy vào các tầng nước là quá trình đối lưu.
- Trong điều kiện tự nhiên, tốc độ gió đóng vai trò quan trọng nhất đối với quá trình thấm Ôxy vì nó tạo ra các dòng đối lưu, tạo ra sóng làm tăng tiết diện tiếp xúc giữa không khí và mặt nước.
- Trong đa số trường hợp, lượng oxy mà nguồn nước nhận được từ không khí thường rất nhỏ so với các quá trình cơ học khác như từ quạt nước, máy sục khí… Điều này là hoàn toàn hợp lí nếu quan sát suốt thời gian 24h: do khi trời nắng và mật độ tảo cao, mức Ôxy trong nước đạt mức trên bão hòa, sau đó Ôxy thoát vào không khí. Lượng Ôxy thấm lại vào nước tại các thời điểm khác thì chỉ để bù lại phần nào lượng thoát khỏi nước.
- Quá trình thấm Ôxy từ khí quyển vào nước sẽ quan trọng trong các trường hợp sau:
+ Khi lượng Ôxy sinh ra và lượng Ôxy tiêu thụ đều thấp từ các quá trình sinh hóa trong ao hồ. Trong trường hợp này quá trình thấm Ôxy từ khí quyển có vai trò đáng kể. Tức là quá trình quang hợp (sinh ra Ôxy) thấp và quá trình hô hấp của động, thực vật (tiêu thụ Ôxy) cũng thấp. Trường hợp đó xảy ra khi mật độ tảo, mật độ vật nuôi thấp, hoặc do nhiệt độ nước ao nuôi thấp kìm hãm sự hoạt động của chúng.
Ví dụ: trong thời kì đầu nuôi thả, mật độ (số lượng, kích cỡ) của vật nuôi và tảo thấp, nước nuôi chưa bị ô nhiễm nặng. Lượng thức ăn sử dụng cũng chưa nhiều. Khi đó nồng độ Ôxy hòa tan hầu như không đổi, đạt mức gần bão hòa do lượng Ôxy thấm từ không khí tuy chậm nhưng đều. Giai đoạn này lượng Ôxy thấm từ khí quyển là chủ yếu.
- Trong điều kiện mặt hồ rộng, không gian xung quanh thoáng, khi có gió to, lượng Ôxy thấm từ khí quyển sẽ rất đáng kể, cho dù lượng Ôxy sinh ra và tiêu hao do các quá trình sinh hóa là lớn.
- Trong điều kiện gió to, hàm lượng Ôxy trong ao nuôi biến động trong 24 giờ không lớn. Lý do là tốc độ thấm Ôxy sẽ cao về ban đêm khi nồng độ Ôxy trong nước thấp, và tốc độ nhả Ôxy vào khí quyển tăng khi trời nắng. Lúc này nồng độ Ôxy trong nước cao hơn mức bão hòa. Do gió to sẽ tạo ra sóng lớn làm tăng sự khuấy trộn, tăng đối lưu giữa các tầng nước, và vì vậy mà nồng độ Ôxy trong các lớp nước sẽ tương đối đồng đều.
- Trong trường hợp trời lạnh, nhiệt độ nước trong ao nuôi thấp, quá trình sinh hóa của động và thực vật sẽ xảy ra chậm nên lượng Ôxy sinh ra và tiêu thụ đều thấp, ngay cả khi mật độ vật nuôi và tảo cao. Tại một số nơi khi trời lạnh thì thường có gió to vì vậy lượng Ôxy thấm vào nước từ khí quyển vẫn thỏa mãn được nhu cầu của tôm và tảo hay của các quá trình sinh hoá học.
Khi nồng độ Ôxy trong nước quá thấp thì biện pháp sục khí sẽ phát huy tác dụng mạnh. Sục khí cơ học vừa có tác dụng tăng cường sự tiếp xúc giữa không khí với nước và còn tăng sự khuấy trộn tạo giòng đối lưu tốt giữa các lớp nước.
II.Yếu tố làm giảm lượng Ôxy hoà tan trong nước ao nuôi tôm:
Sự tiêu hao Ôxy do các chất sa lắng, thức ăn thừa, xác tôm chết
Chất sa lắng ( để chỉ chung các chất cặn lắng như bùn, chất thải từ tôm cá, xác tảo chết, bả thực vật … ), và thức ăn dư hay xác tôm chết phân huỷ là các yếu tố chính làm tiêu hao lượng lớn Ôxy hòa tan trong nước ao tôm.
Sự tiêu hao Ôxy này xãy ra là từ các phản ứng hóa học giữa các hoá chất, và từ các phản ứng sinh hoá do các loại vi sinh vật gây ra.
Các phản ứng tiêu thụ Ôxy trước hết là các phản ứng Ôxy hóa của sắt (II), mangan (II) hoặc hidro sunfua (H2S) từ bùn ở đáy ao:
– 2 Fe2+ + ½ O2 + 2 H2O –> Fe2O3 + 4 H+
– Mn2+ + ½ O2 + 2 H2O –> MnO2 + 2 H+
– H2S + 2 O2 –> SO42- + 2H+
Các kim loại hóa trị thấp (Fe2+, Mn2+) tan vào nước và chúng tham gia các phản ứng hóa học khi độ pH của nước ao thấp ( ví dụ khi trời mưa dông, lượng HNO3, CO2 hoà tan vào nước tăng nhanh, pH sẽ giảm mạnh), lượng Ôxy sẽ bị tiêu hao rất đáng kể.
Lượng Ôxy bị tiêu hao để phân huỷ chất sa lắng chủ yếu là do các vi sinh vật.
Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng Ôxy cho các phản ứng phân hủy chất hữu cơ.
Các loại vi sinh vật tự dưỡng cũng sử dụng Ôxy trong các phản ứng ôxy hoá khác, ví dụ ôxy hoá ammoniac NH3 thành nitrat NO3.
Các chất hữu cơ như xác tảo chết, thức ăn dư thừa, phân tôm … khi lắng xuống đáy, trong điều kiện không đủ Ôxy sẽ bị phân hủy yếm khí (quá trình lên men yếm khí ). Trong trường hợp này các hoá chất hình thành từ phân hủy yếm khí có tính khử cao ( như H2S, có mùi trứng thối ), chúng phản ứng với Ôxy rất mạnh làm tiêu hao rất đáng kể lượng Ôxy hoà tan.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy tốc độ tiêu thụ Ôxy của các chất sa lắng nằm trong khoảng 50 đến 500 mgO2/ m2.giờ ( tùy thuộc vào vật nuôi, mật độ nuôi và điều kiện vệ sinh ao hồ).
Hợp chất của nitơ: ammoniac (NH3/NH4+), nitrite (NO2-) và nitrate (NO3-)
1. Ammoniac
Ammoniac NH3 xuất hiện trong nước ao nuôi do sự tiêu hoá của tôm tạo ra Urê, sau đó Urê sẽ bị phân huỷ tiếp thành NH3 ( phản ứng 1 trong bảng bên dưới ).
NH3 cũng sinh ra từ sự phân huỷ các chất hữu cơ khác ( thức ăn dư, xác tôm chết …) dưới tác dụng của vi khuẩn.
Trong nước, NH3 (khí) tồn tại cân bằng cùng với NH4+ (ion) ( phản ứng 2 trong bảng bên dưới ). Dạng NH3 (khí) gây độc cho tôm, cá.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy ammoniac NH3 trong nước ao nuôi:
– Nhiệt độ cao
– Độ mặn thấp
– Ôxy hòa tan thấp
– Nitrate thấp
– Lượng thức ăn dư thừa trong ao cao
– Khi pH tăng thì lượng NH3 (khí) trong nước tăng. Nếu tăng 1 đơn vị pH thì lượng NH3 (khí) sẽ tăng 10 lần.
2. Nitrite (NO2-), nitrate (NO3-)
Dưới tác dụng của vi khuẩn nitrosomonas bacteria, ammoniac NH3 bị biến đổi thành nitrite (NO2-) rồi nitrate (NO3-) ( vi khuẩn nitrobacter bacteria) ( phản ứng 3 và 4 trong bảng bên dưới).
Nitrite (NO2-) tác động đến hệ thống tuần hoàn và hệ thống miễn dịch của động vật, là chất gây độc làm giảm sự vận chuyển Ôxy tới tế bào. Ví dụ với cá, nitrite kết hợp với hemoglobin oxygen chuyển Fe2+ của Hb thành Fe3+ hemoglobin dạng này được gọi là methehemoglobin (MetHb).
Độc tính của nitrite NO2- phụ thuộc nhiều vào độ mặn của nước. Nếu độ mặn nước cao NO2- ít gây độc cho tôm cá. Ở độ mặn cao, nồng độ ion Cl- cao. Do ion Cl- và nitrite có cùng cơ chế hấp thu vào mang tôm cá nên ion Cl- có khả năng cạnh tranh và hạn chế được ảnh hưởng của nitrite. Do vậy, cần tăng độ mặn để làm giảm độc tính của nitrite.
Từ các phản ứng trên ta cũng dễ dàng nhận ra là nếu môi trường nước có hàm lượng Ôxy quá thấp sẽ làm tăng độc tính của nitrite.
Tóm lại: Để hạn chế amonia và nitrite (NO2-), nitrate (NO3-), cần:
Sử dụng thức ăn có hàm lượng đạm phù hợp, vừa đủ lượng, tránh dư thừa, không dùng thức ăn tươi sống, quản lý tảo và ổn định pH.
Quạt nước hoặc sục khí để giữ mức Ôxy hoà tan trên 5ppm.
( NguồnSưu tầm và nghiên cứu)