Phần 1: Quản lý chất lượng môi trường NTTS

QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

CHƯƠNG 1:

Ô NHIỄM THỦY VỰC

Phân bố và dạng của nước trên Trái đất

Địa điểm Diện tích (km2) Tổng thể tích nước (km3)

% tổng lượng nước

Các đại dương và biển (nước mặn)

361.000.000 1.230.000.000 97.2000

Khí quyển (hơi nước) 510.000.000 12.700 0,0010

Sông, rạch ------- 1.200 0,0001

Nước ngầm (đến độ sâu 0,8 km) 130.000.000 4.000.000 0,3100

Hồ nước ngọt 855.000 123.000 0,0090

Tảng băng và băng hà 28.200.000 28.600.000 2.1500

Nguồn: US Geological Survey


Sự ô nhiễm các nguồn nước có thể xảy ra do ô nhiễm tự nhiên và ô nhiễm nhân tạo

• Ô nhiễm tự nhiên là do quá trình phát triển và chết đi của các loài thực vật, động vật có trong nguồn nước, hoặc là do nước mưa rửa trôi các chất gây ô nhiễm từ trên mặt đất chảy vào nguồn nước.

• Ô nhiễm nhân tạo chủ yếu là do xả nước thải sinh hoạt và công nghiệp vào nguồn nước.


Nguồn nước bị ô nhiễm có các dấu hiệu đặc trưng sau đây:

• Có xuất hiện các chất nổi trên bề mặt nước và các cặn lắng chìm xuống đáy nguồn

• Thay đổi tính chất lý học (độ trong, màu, mùi, nhiệt độ...) • Thay đổi thành phần hóa học (pH, hàm lượng của các chất hữu

cơ và vô cơ, xuất hiện các chất độc hại...) • Lượng oxy hòa tan (DO) trong nước giảm do các quá trình

sinh hoá để oxy hóa các chất bẩn hữu cơ vừa mới thải vào • Các vi sinh vật thay đổi về loài và về số lượng. Có xuất hiện

các vi trùng gây bệnh.


Các đặc điểm lý học, hóa học và sinh học của nước ô nhiễm và nguồn sinh ra nó

Đặc điểm Nguồn

Lý học

Màu Nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, thường do sự phân hủy của các chất thải hữu cơ.

Mùi Nước thải công nghiệp, sự phân hủy của nước thải

Chất rắn Nước cấp, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, xói mòn đất.

Nhiệt Nước thải sinh hoạt, công nghiệp

1. PHÂN LOẠI NGUỒN GÂY Ô NHIỄM

Hóa học

Carbohydrate Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Dầu, mỡ Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Thuốc trừ sâu Nước thải nông nghiệp

Phenols Nước thải công nghiệp

Protein Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Chất hữu cơ bay hơi Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Các chất nguy hiểm Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Các chất khác Do sự phân hủy của các chất hữu cơ trong nước thải trong tự nhiên

Tính kiềm Chất thải sinh hoạt, nước cấp, nước ngầm

Chlorides Nước cấp, nước ngầm

Kim loại nặng Nước thải công nghiệp

Nitrogen Nước thải sinh hoạt, công nghiệp

pH Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp

Phosphorus Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; rửa trôi

Sulfur Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; nước cấp

Hydrogen sulfide Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt

Methane Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt

Oxygen Nước cấp, sự trao đổi qua bề mặt tiếp xúc không khí - nước

Sinh học

Động vật Các dạng chảy hở và hệ thống xử lý

Thực vật Các dạng chảy hở và hệ thống xử lý

Eubacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Archaebacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Viruses Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý

Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991


Ô nhiễm hữu cơ

• Thường có nguồn gốc từ các cống nước thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, trại chăn nuôi…

• Nước bị ô nhiễm hữu cơ đòi hỏi một lượng oxy cao cung cấp cho vi khuẩn để tự làm sạch dẫn đến làm suy kiệt oxy tan trong nước,

• Tạo thành lớp bùn đáy ao, sinh nhiều khí độc (CH4, H2S, NH3, NO2 …)

Decaying organic Matter

Chất hữu cơ phân hủy sinh ra nhiều khí độc, làm cá bị suy yếu hoặc chết

Nước màu đen là biểu hiện trong nước có nhiều chất hữu cơ

Ô nhiễm sinh học

• Độ ô nhiễm cũng đánh giá bằng chỉ số vi sinh vật, đặc biệt là các loài vi sinh vật gây bệnh như vi khuẩn, virus, nấm mốc

• Các tác nhân gây bệnh này chỉ phát huy được tác dụng khi có điều kiện thuận lợi cho chúng nhưng lại bất lợi cho ký chủ


Ô nhiễm phèn

• Đất phèn là đất chứa các vật liệu mà kết quả các tiến trình sinh hóa xảy ra là acid sulphuric được tạo thành

• Nếu xây dựng ao trên đất phèn, nước có thể bị nhiễm phèn

• Các mạch nước ngầm có khả năng nhiễm phèn


Ô nhiễm các chất hóa học vô cơ và khoáng chất

• Thành phần gồm các kim loại, các ion vô cơ, dầu mỏ, các chất rắn và nhiều hợp chất hóa học khác

• Có nguồn gốc từ công nghiệp khai thác mỏ, hoạt động của các dàn khoan dầu, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, các hiện tượng tự nhiên như xói mòn, phong hóa, lũ lụt…

• Ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch của nguồn nước, tích lũy trong cơ thể sinh vật, hủy diệt đời sống các loài thủy sinh, ăn mòn các công trình dưới nước và là nguồn nhiễm độc cho con người khi ăn phải các loài thủy sinh bị nhiễm độc


Đồng (Cu)

• Tính độc : Khi hàm lượng đồng trong cơ thể người là 10 g/kg thể trọng thì gây tử vong, liều lượng 60 – 100 mg/kg gây nên buồn nôn, mửa - Với cá, khi hàm lượng Cu là 0.002 mg/l đã có 50% cá thí nghiệm bị chết. - Với khuẩn lam khi hàm lượng Cu là 0.01 mg/l làm chúng chết. - Với thực vật khi hàm lượng Cu là 0.1 mg/l đã gây độc,

Các kim loại nặng tự nhiên thường gặp trong nước và ảnh hưởng của chúng


Đồng (Cu) Nồng độ giới hạn cho phép :

- Với nước uống và hồ chứa : 0.02 – 1.5 mg/l tùy theo tiêu chuẩn từng nước

- Nước tưới cây nông nghiệp : 0.2 mg/l riêng với đất thiếu đồng có thể dùng nước chứa tới 5 mg/l để tưới trong thời gian ngắn.


Chì (Pb)

• Tính độc: Khi nồng độ chì trong nước uống là 0.042 – 1.0 mg/l sẽ xuất hiện triệu chứng bị ngộ độc kinh niên ở người; nồng độ 0.18 mg/l động vật máu nóng bị ngộ độc.

- Trong nước tưới nồng độ chì lớn hơn 5 mg/l thì thực vật bị ngộ độc

• Nồng độ giới hạn cho phép : - Nước tới nông nghiệp : 0,1 mg/l - Nước cho chăn nuôi : 0,05 mg/l


Kẽm (Zn)

Tính độc : Kẽm và các hợp chất của chúng ít ảnh hưởng đến các động vật thân nhiệt ổn định mà chỉ ảnh hưởng đến các động vật biến nhiệt.

Nồng độ kẽm trong kẽm sunfat là 0,4 mg/l gây tử vong cho cá gai trong 7 ngày.

Nồng độ giới hạn cho phép : - Nước uống : 1 -15 mg/l theo tiêu chuẩn từng nước. - Nước tưới ruộng : 5 mg/l


Thủy ngân (Pb)

• Tính độc : thuỷ ngân và hợp chất của nó thường rất độc đối với cơ thể sống.

Thuỷ ngân sẽ gây độc cho người khi nồng độ trong nước của chúng là 0,005 mg/l, với cá là 0,008 mg/l.

• Nồng độ giới hạn cho phép : - Nước uống: 0,0001 -0,001 mg/l theo tiêu chuẩn từng nước. - Nước tưới nông nghiệp : 0,005 mg/l


Sắt (Fe)

Tính độc : đối với người và động vật có thân nhiệt ổn định, sắt ít gây độc tuy nhiên khi nồng độ sắt cao sẽ làm cho nước có mầu vàng và mùi tanh khó chịu.

- Với động vật biến nhiệt: thỏ bị ngộ độc khi hàm lượng Fe là 890mg/kg thể trọng, với chuột là từ 984 - 1986mg/kg thể trọng.

Nồng độ giới hạn cho phép : - Nước uống : 0,2 – 1,5 mg/l tuỳ thuộc tiêu chuẩn từng nước. - Nước thải: 2- 10 mg/l.


Mangan (Mn)

• Tính độc : Có nhiều giả thiết cho rằng mangan là tác nhân gây đột biến đối với các động vật thân nhiệt ổn định.

- Với sinh vật dưới nước Mn ít gây độc. - Với cây trồng, khi hàm lượng Mn là 2 mg/l sẽ gây độc cho họ đậu, 5 – 10 mg/l gây độc cho cà chua. • Nồng độ giới hạn cho phép : - Nước uống : 0,01 – 0,5 mg/l tuỳ thuộc tiêu chuẩn từng nước. - Nước thải: nhỏ hơn 1 mg/l.


Các chất hóa học hữu cơ tổng hợp – bền vững

Có nguồn gốc từ các chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc nông nghiệp, hóa chất công nghiệp, chất thải từ các khu sản xuất

Có tính độc cao đối với sinh vật, là mối nguy tiềm ẩn đối với sức khỏe con người


Nhiễm mặn

• Sự xâm nhập mặn vào nội đồng trong mùa khô là một trong những vấn đề ô nhiễm, gây ra những ảnh hưởng đáng kể

• Làm thu hẹp diện tích nuôi trồng

Ô nhiễm chất phóng xạ

• Bắt nguồn từ việc đào và khai thác mỏ quặng phóng xạ, hoạt động của các lò phản ứng hạt nhân, chất phóng xạ không được quản lý chặt chẽ.

• Ảnh hưởng lên sự trao đổi chất, quá trình sinh sản và phát triển của sinh vật, làm chết hoặc làm thay đổi di truyền.


Chất gây ô nhiễm Nguyên nhân được xem là quan trọng

Các chất rắn lơ lửng Tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải chưa xử lý được thải vào môi trường. Biểu thị bằng đơn vị mg/L.

Các chất hữu cơ có thể phân hủy bằng con đường sinh học

Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo. Thường được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá trnh phân hủy sinh học sẽ làm suy kiệt oxy ha tan của nguồn nước.

Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải. Thông số quản lư là MPN (Most Probable Number).

Các dưỡng chất N và P cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật. Khi được thải vào nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự phát triển của các loài không mong đợi. Khi thải ra với số lượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm.

Các chất ô nhiễm quan trọng


Các chất ô nhiễm nguy hại

Các hợp chất hữu cơ hay vô cơ có khả năng gây ung thư, biến dị, thai dị dạng hoặc gây độc cấp tính.

Các chất hữu cơ khó phân hủy

Không thể xử lý được bằng các biện pháp thông thường. Ví dụ các nông dược, phenols...

Kim loại nặng Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần loại bỏ khi tái sử dụng nước thải. Một số ion kim loại ức chế các quá trnh xử lý sinh học

Chất vô cơ hòa tan Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp

Nhiệt năng Làm giảm khả năng băo ha oxy trong nước và thúc đẩy sự phát triển của thủy sinh vật

Ion hydrogen Có khả năng gây nguy hại cho TSV

Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal, Reuse, 1989


Khả năng khử được các chất ô nhiễm của nguồn nước được gọi là khả năng "tự làm sạch" (self purification) của nguồn nước. Khả năng đó được thể hiện qua 2 quá trình:

• Qúa trình xáo trộn (pha loãng ) thuần tuý lý học giữa nước thải với nguồn nước.

• Quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước.

Hai quá trình trên nồng độ các chất ô nhiễm đưa vào nguồn nước sau một thời gian sẽ giảm xuống đến một mức nào đó.

Ô NHIỄM THỦY VỰC2. KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Đối với nguồn nước có dòng chảy (sông) nước thải được pha loãng với nguồn nước và theo dòng chảy đổ ra biển hay một nơi nào đó. Có thể chia thành những vùng như sau:

• Vùng ngay miệng cống xả nước thải • Vùng phục hồi lại trạng thái bình thường. Quá trình tự làm

sạch đã kết thúc. Hoặc:• Vùng nhiểm bẩn nặng nhất. Hàm lượng oxy hào tan trong

nguồn đạt giá trị nhỏ nhất. • Vùng phục hồi lại trạng thái bình thường. Quá trình tự làm

sạch đã kết thúc.

• Khả năng tự làm sạch nguồn nước phụ thuộc vào nhiều nhân tố: quan trọng nhất là lưu lượng của nguồn nước, mặt thoáng nguồn nước, độ sâu của nguồn nước, nhiệt độ ...

• Self cleaning properties” = ability of surface water to eliminate organic material

= operation with the aid of: - micro organisms (bacteria) - aqua vegetation - aqueous animal live

Pond Dynamics ModelPhytoplankton

andPerlphyton

Light energy

Pond sideand

Substrates

W ind

Air quality

W ater qua lity

W ater depth

W ater supply

M acroalgaeMacrophyte

Nutrients

Bacteria

Benthos

Zooplankton

Protozoaand

Perizoon

M ono-C u ltu re

P o ly-C u ltu re

FISH

SPECIES

STOCKING

RATE

Predatros,Parasites,D iseases,Pathology

Aeria lInsects

MA X IM U MFIS H

C R O P

PHYSICAL CHEMICAL BIOLOGICAL

Pond Dynamics ModelSignificance of Water quality management• To a great extent water quality determines the success or

failure of a fish farming operation;

• Water quality is a major concern of environmental conditions in aquaculture system;

• Water quality requirements vary with each cultured species in each culture system;

• The goals of water quality management is to maximize carrying capacity by providing suitable physical, chemical and biological means of survival, reproduction and/or production of cultured organisms.

Pond Dynamics Model

Significance of pond soil management

• To hold water;• To be a storehouse of various chemical substances;• To be a habitat for plants and animals;• To be a nutrient recycling center.

However, it also can exert a large oxygen demand, become anaerobic, and be a source of toxic dissolved substances.

Nutrient budget in aquaculture

Natura l environment (source water)

Feed(100% )

Pond

Dissolved(10% )

F ish products(75% )

W aste feed(15% )

Assimila tion(50% )

W aste products(50% )

F ish NH 3, H 2S, CH 4, CO 2minera ls, so lids

Pond bottom

Nutrient budget in intensive tilapia culture

To ta l w astes (gases, d isso lved , pa rticu la te )

In tensive sh rim p cu ltu re

Feed

D isso lved S hrim p in take U neaten

M etabo lic w asteA ssim ila tion

phytop lankton , bacte ria , zoop lankton

(10% ) (75% ) (15% )

(50% ) (50% )

M usse l - seabass

A era tion - se ttlem ent

Nutrient budget in intensive shrimp culture

Example . FCR = 2 kg dry feed consumed / 1 kg wet fish gain = 2 : 1 FCR = 2 kg dry feed consumed / 1 kg dry fish gain = 8 : 1 Therefore, 1 kg of dry fish produced on dry feed there is 7 kg of waste material of organic compounds and minerals, which are sources of BOD and nutrients in the ponds or pollutants in external environment. Table 1. Feed Conversion Ratio and Waste Production Per MT of Cultured Shrimp.

Wastes (kg)/MT Shrimp FCR Organic matter Nitrogen Phosphorous 1.0 500 26 13 1.5 875 56 21 2.0 1250 87 28 2.5 1625 117 38

Changes in N and P concentrations in intensive shrimp ponds.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

0.4

0.3

0.2

0.1

0

2

1.5

1

0.5

0

Inflow Discharge

W eeks

Tota

l pho

spho

rus

(mg/

L)To

tal n

itrog

en (m

g/L)

2 .Consideration on Nutrient Budget

Table 2. Average water budget for three channel catfish ponds

Variable Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Total Rainfall 25.3 16.1 5.6 9.8 3.8 6.3 17 0 83.9 ±0 Runoff 2.1 2.1 1.7 0 0 1.5 0.7 0 8.1±0 Lnflow 8.7 7.6 37 29.8 41.9 52.3a 12.9 0 190.2±16.8 Evaporation 6.9 10.6 12.8 11.4 15.4 13.7 12.8 1.2 84.8±0 Seepage out 19.4 22.3 28.7 26.3 30.3 31.3 26.2 5.6 190.1±31.4 Overflow 2.7 0.2 0 0 0 12.4a 1.9 0 17.2± 11.8 a Valve on inlet pipe broke in one pond.

Table 3. Economic Analysis for Tilapia Production with Feeding Variation (Based on 1 kg fish net production)

Treatments Items Costs A B C D E

Amount (kg) 0 1.4 1.1 0.9 0.7 Feed Cost (US$) 0 0.68 0.52 0.4 0.32 Amount (kg) 0.5 0 0.2 0.2 0.2 Urea cost (US$) 0.12 0 0.04 0.04 0.04 Amount (kg) 0.3 + 0.1 0 0.1 + 0.0 0.1 + 0.0 0.1 + 0.0 TSP cost (US$) 0.08 0 0.04 0.04 0.04 Total 0.2 0.68 0.56 0.48 0.40

Average mean weigh of tilapia in three different feeding variations

3. Carbon production in relation to fish production:

Table 4. Carbon production in relation to fish production

Input (Kg C/ha/5 months) Output (Kg C / ha / 5 months) Total carbon

Organic surplus

Pond No.

In manure

Through pri/prod.

Total Utilized by fish

Community respiration

Total Kg C/ha/5 mon

Kg C/ha/d

lnorganic fertilizer # 02 - 13,839 13,839 542 8,379 8,921 4,918 33 # 04 - 21,112 21,112 744 7,939 8,683 12,429 83 # 08 - 16,587 16,587 847 7,670 8,517 8,070 54 # 12 - 16,743 16,743 812 7,509 8,321 8,442 56

mean 17,070 17,070 752 7,884 8,624 8,446 57 Organic fertilizer

# 03 1929 12,177 14,106 399 5,036 5,435 8,671 58 # 05 1929 13,619 15,548 458 5,791 6,249 9,299 62 # 07 1929 14,983 16,912 474 5,141 5,615 11,297 75 # 09 1929 13,662 15,591 623 3,977 4,600 10,991 73

mean 13,610 15,539 504 4,986 5,419 10,049 67 Fish production: {Harvest fish - Initial stock + offsprings (5 months) }

Table 5. Carbon production in relation to fish production Primary production (Kg C/ha/5 months)

% Efficiency Pond No. Fish production (Kg C/ha/5 months)

Gross prod. Net prod. Gross prod. Net prod. Inorganic fertilizer

# 02 542 13,839 5,460 3.9 9.9 # 04 744 21,112 13,173 3.5 5.6 # 08 847 16,587 8,917 5.1 9.5 # 12 812 16,743 9,234 4.8 8.8 mean 736 17,070 9,196 4.3 8.5

Organic fertilizer # 03 399 12,171 7,141 3.3 5.6 # 05 458 13,619 7,828 3.4 5.9 # 07 474 14,983 9,842 3.2 4.8 # 09 623 13,662 9,685 4.6 6.4 mean 489 13,610 8,616 3.6 5.7

Fish production: {Harvest fish - Initial stock + offsprings (5 months) }

Table 6. Average gain and losses (kg) and standard errors for four water quality variables monitored during a growing season (30 May to 30 October 1986) in three 0.09 ha striped bass ponds.

Items Nitrogen Phosphorus COD DO GAINS

Fish stock 0.31 ± 0 0.07 ± 0 2.3 ± 0.1 Feed 7.64 ± 0 0.91 ± 0 98.5 ± 0.1 N fixation ? Photosynthesis water column 111.8 ± 38 111.8 ± 38 Photosynthesis benthic 125.0 ± 49 125.0 ± 49 Inflow

Pipe 0.46 ± 0.08 0.05 ± 0.03 11.2 ± 0 11.1 ± 0 Rainfall 0.16 ± 0 0.03 ± 0.03 0 4.6 ± 0 Runoff 0.08 ± 0 0.16 ± 0.03 0 2.4 ± 0

Net diffusion 0 59.1 ± 0 Total 8.65 ± 0.08 1.22 ± 0.03 348.8 ± 25 314.0 ± 35 LOSSES

Fish harvest 1.70 ± 0.06 0.51 ± 0.04 13.6 ± 0.3 Overflow and draining 2.15 ± 0.53 0.06 ± 0.01 32.5 ± 2.2 11.4 ± 1.2 Respiration in water column 129.1 ± 108 129.1 ± 108 Benthic respiration 159.5 ± 76 159.5 ± 76 Fish respiration 14.0 ± 0.4 14.0 ± 0.4 Denitrification and diffusion (NH3) 4.80 ± 0.12 Uptake by mud 0.65 ± 0.03

Total 8.65 ± 0.19 1.22 ± 0.04 348.8 ± 37.4 314.0 ± 46.4

Table 7. Organic matter budget in closed culture system of P.monodon

Stocking rate Parameter

0/m2 20/m2 40/m2 60/m2 Input

1. Water (gC/m3) 11.25 10.94 12.97 12.53 percentage 4.9% 1.8% 1.7% 1.3%

2. Shrimp postlarva (gC/m2) - 0.32 0.65 0.98

percentage - 0.10% 0.10% 0.10% 3. Feed (gC/m2) - 265.98 379.37 506.46

percentage - 42.8% 50.1% 51.5% 4. Photosynthesis

(Phytoplankton; gC/m3) 110.25 338.1 350.8 364.6 percentage 48.0% 54.4% 46.4% 37.0%

5. Photosynthesis (benthic algae; gC/m2) * 108.26 5.4 12.66 99.36

percentage 47.10% 0.9% 1.70% 10.10% Total input (gC/m2) 229.76 620.74 756.45 983.93

Output 1. Effluent (gC/m2) 15.49 21 19.26 20.58

percentage 6.8% 3.4% 2.5% 2.1% 2. harvested shrimp

(gC/m2) - 36.23 51.03 55.19 percentage - 5.8% 6.8% 5.6%

3. Shrimp respiration (gC/m2) - 48.95 94.98 119.85

percentage - 7.9% 12.6% 12.2% 4. Water respiration

(gC/m3) 79.8 195.3 273 279.3 percentage 34.7% 31.5% 36.1% 28.4%

5. Soil respiration (gC/m2) 88.5 122.24 134.74 114.99

percentage 38.50% 19.7% 17.8% 11.7% Total output (gC/m2) 1 83.79 423.72 573.21 589.94

percentage 80.0% 68.3% 75.8% 60.0% Accumulation

Accumulation in soil (gC/m2) 45.97 197.07 1 83.44 394.02 percentage 20.0% 31.7% 24.2% 40.0%

Remark * = calculated from input and output of organic carbon in soil.

4. Supplemental feeding of tilapia in fertilized ponds.

A. Fertilization Only (Urea + TSP) ; B. Pellet Feed Only (100% Feeding) C. Fertilization + 75% Feeding D. Fertilization + 50% Feeding E. Fertilization + 25% Feeding

The movement of pesticide in environment.

Pesticides

Environm ent

Atm osphere Aquatic Environm ent

Zooplankton

Fish & PrawnHum an

ZoobenthosPhytoplanktonAnim al

Soil Plant

Table 11.5 Example of pesticide levels toxic to penaeid shrimp or related species. These values are taken from short-term toxicity tests, and lower levels can be expected to influence reproduction.

Compound Level Period Effect Species Reference Aroclor 1016 0.9 ppb 96 hr. 8% mortality P. aztecus A Aroclor 1016 10.0 ppb 96 hr. 43% mortality P. aztecus A Aroclor 1254 0.9 ppb 14 days Some mortality P. duorarum C,D,E Aroclor 1254 3.0 ppb 30 days 50% mortality P. duorarum F DDT 0.1 ppb 8 days mortality P. setiferus F DDT <0.1 ppb 28 days mortality P. duorarum F Diazinon 4.8 ppb 96 hr. 50% mortality Mysidopsi bahia G Diazinon 3.2 ppb 96 hr. Low growth Mysidopsi bahia G Diazinon 28.0 ppb 96 hr. 50% mortality P. aztecus G Dibrom 2.0 ppb 48 hr. 50% mortality P. aztecus PLs H Dibrom 5.5 ppb 48 hr. 50% mortality P. aztecus adult H Dieldrin 0.9 ppb 96 hr. 50% mortality P. aztecus I Heptachlor 0.11 ppb 96 hr. 50% mortality P. duorarum J Malathion 14.0 ppb 48 hr. mortality Penaeids K Metamidophos 10.0 ng/l 24 hr. 50% mortality P. stylirostris nauplii L Mirex 1.0 ppb 7 days. 25% mortality P. duorarum M,N,O Parathion 0.2 ppb 48 hr mortality P. duorarum K Parathion 1.0 ppb 96 hr. 25% mortality Crangon septimspinosa P Parathion 2.0 ppb 96 hr. 25% mortality Palaemonetes vulgaris P References: A. Hansen et.al., 1974; B. Couch and Nimmo, 1974; C. Duke et. al., 1971;E. Nimmo et. al.,1975; F. Nimmo et.al., 1970; G. Nimmo et. al., 1981; H. Buttler and Springer, 1963; I. Parrish et. al., 1973; J. Schimmel et.al., 1976; K. Couch, 1978; L. Juarez and Sanchez, 1979; M. Lowe et.al., 1971; N. Tagatz et.al., 1974; O. Markin et.al., 1974; P.Eisler, 1979. (Table from Bray and Lawrence, 1991.)

Table 11.6 Recommended maximum concentration (ppm) & average source water in southern Taiwan of heavy metals for shrimp culture.

ITEM Cd Pb Cr As Hg Cu Fe Zn Mn NH3

RECOM 0.01 0.1 0 05 0.05 0.02 0.03 1 0.5 0.05 0.1 TAIWAN 0.37 0.41 1.08 - - 0.05 0.6 - 0.06 1

Table 11.7 Bioassay of Mercury on Zoea and Mysis stages of Metapenaeus monoceros.

No. of survival Conc. (ppm)

No. of test animals ZΙ ZII ZIII MΙ MII MIII

0.020 20 1 0 0 0 0 0 0.015 20 1 1 0 1 0 3 0.010 20 4 7 9 13 6 3 0.005 20 4 6 12 19 14 15 0.0025 20 13 9 17 18 17 16 0.001 20 18 18 20 20 17 18 control 20 20 19 20 19 20 20

Table 11.8 Bioassay of Copper on Zoea and Mysis stages of Metapenaeus monoceros.



0.35 20 0 0 0 0 0 9 0.30 20 2 0 1 1 0 13 0.25 20 0 0 0 3 4 15 0.20 20 13 0 4 8 10 15 0.15 20 17 1 5 8 15 20 0.10 20 17 4 16 14 20 20 0.05 20 18 16 17 18 20 20

Table 11.9 Bioassay of Zinc on Zoea and Mysis stages of Metapenaeus monoceros.



0.20 20 19 14 20 20 20 20 0.30 20 20 2 14 20 18 20 0.40 20 17 2 13 17 13 14 0.50 20 17 0 9 17 17 18 0.60 20 13 4 1 8 11 11 0.70 20 2 0 0 2 11 10 0.80 20 0 0 0 4 7 9

Table 11.10 The TLm(ppm) of Hg, Cu, Zn, and Cd for different stages of Metapenaeus monoceros.

Zoea Zoea Zoea Mysis Mysis Mysis Heavy metals Ι II III Ι II III

Hg 0.0034 0.0032 0.0055 0.0076 0.0050 0.0051 Cu 0.162 0.066 0.114 0.121 0.136 0.353 Zn 0.548 0.231 0.403 0.553 0.719 0.732 Cd 0.240 0.272 0.208 0.233 0.184 0.210

Table 11.11 Safe concentrations of total ammonia nitrogen (TAN) or NH3-N, and nitrate-N for Penaeus monodon, P.japonicus, P.penicillatus, P.chinensis, and Metapenaeus ensis at various stages.

Species and stage TAN or NH3 -N (mg/l)

Nitrite-N (mg/1)

Test condition (pH, Temperature,

Salinity) P. monodon

PL6 0.13 8.2, 29.5, 34 0.01 PL30-50 1.8 1.3 8.3, 25.0, 25 (0.031-92 g) 0.15 Juvenile 3.7 3.8 7.7, 27.0, 20 (35.5 mm) 0.1 Adolescents 4.3 10.6 7.6, 24.5, 20 (91.0 mm) 0.08

P. japonicus PL12 2.83 8.1, 30.0, 33 0.18 2.1 8.2, 30.0, 33 Juvenile 4.03 8.2, 27.0, 25 (13.4 mm) 0.30

P. penicillatus Juvenile 3.20 8.2, 26.0, 25 (41.6 mm) 0.24

P. chinensis Juvenile 3.51 7.9, 26.0, 33 (39.6 mm) 0.14

M. ensis Juvenile 0.88 7.7, 25.0, 25 (10.7) 0.02 Juvenile 1.9 7.6, 28.0, 25 (14.0mm)

CHƯƠNG 2:

MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA ĐẤT ĐÁY AO VÀ NƯỚC TRONG

NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

NỘI DUNG

1. Đặc tính lý và hoá học đất đáy ao1.1. Kết cấu đất1.2. Đặc tính lý học của đất1.3. Đặc tính hoá học của đất2. Mối tương quan giữa đất và nước trong ao nuôi thuỷ sản2.1. Sự trao đổi ion giữa đất và nước2.2. Sự trao đổi hữu cơ2.2.1. Chu trình carbon2.2.2. Chu trình nitrogen2.2.3. Chu trình phosphorus

2.3. Sự trao đổi khí giữa đất và ao nuôi2.3.1. Oxy2.3.2. Carbonic2.3.3. H2S

2.3.4. NH3

3.Các biện pháp xử lý đất đáy ao trong nuôi trồng thuỷ sản

NỘI DUNG

1. Đặc tính lý, hoá học của đất1.1. Kết cấu đất

• Thành phần: vô cơ, hữu cơ, nước và khí.• Cát, đất sét và đất thịt là những thành phần vô cơ chính

của đất.• Đất cát: những hạt có đường kính 50 – 2000 µm.• Đất thịt: những hạt có đường kính 2 – 50 µm. • Đất sét: những hạt có đường kính hạt < 2 µm.

1.2. Đặc tính lý học của đất

• Hàm lượng sét là đặc tính lý học của đất ao được các nhà thủy sản quan tâm nhất.

• Những phân tử sét cung cấp bề mặt lớn cho sự hút bám và sự trao đổi ion

• Đất ao phải chứa 20 – 30% sét để cung cấp hàng rào chống lại sự rò rỉ.

• Đất thịt pha sét thì thường tốt cho sự sản xuất của cá hơn đất sét nặng .

1.2. ĐặC TÍNH LÝ HọC CủA ĐấT

• Tuy nhiên, hàm lượng sét cao cũng không chắc chắn rằng khả năng thấm và sự rò rỉ trong ao là thấp.

• Ví dụ, ở Bogor, Indonesia, đất sét chiếm chủ yếu trong đất ao nhưng chúng không giãn nở và hoàn toàn thấm nước.

• Lượng nước trung bình hàng ngày bị mất đi từ các ao là 19%

- Vì đất sét có nguồn gốc từ núi lửa mà thành phần chính là các khoáng hallosite.

• Tương tự, các ao ở El Carao, Honduras, chứa 50 – 57% sét mà chiếm ưu thế là hạt sét cao lin cũng cho thấy tỉ lệ rò rỉ là cao ở các ao có phần trăm sét cao

• Hàm lượng vật chất hữu cơ trong đất.• Đất có hàm lượng vật chất hữu cơ cao (>18%) thì không

lý tưởng để xây dựng ao. • Đất chứa khoảng 10% vật chất hữu cơ thì hoàn toàn

chấp nhận trong ao nuôi thủy sản. • Những ao được xây dựng trên đất nhiều khoáng thì đất ở

đáy ao thường có lượng vật chất hữu cơ ban đầu thấp.- Vì vậy nó có khuynh hướng tăng theo thời gian cho đến khi đạt được sự cân bằng giữa lượng vật chất hữu cơ bên trong và bên ngoài ở đáy ao.

• Trong ao nuôi thâm canh, sự nhiều chất dinh dưỡng có thể làm cho vật chất hữu cơ tích lũy ở đất đáy ao.

• Một số lượng nhỏ vật chất hữu cơ trong đất ao là có lợi: góp vào khả năng trao đổi cation của đất đáy ao, thức ăn cho sinh vật đáy và giải phóng chất dinh dưỡng vô cơ nhờ vào sự phân hủy.

• Tuy nhiên, quá nhiều vật chất hữu cơ trong đất ao → bề mặt đáy ao bị hiếm khí → vi khuẩn phân hủy sinh ra nhiều chất khử (NO2 , NH3 , H2S) độc cho cá tôm

• Phương pháp phổ biến nhất để đo hàm lượng vật chất hữu cơ trong đất là đo hàm lượng carbon trong đất.

• Đất có hàm lượng carbon hữu cơ thấp sẽ cho ít vật chất hữu cơ để cung cấp cho sự sản xuất của những sinh vật đáy làm thức ăn cho cá.

• Đất sét giữ được nhiều carbon hơn đất cát.• Trong hầu hết các ao, hàm lượng carbon hữu cơ trong

đất là <2%, nhưng thỉnh thoảng trong ao nuôi thâm canh thì hàm lượng này cao hơn.

• Sự khác nhau về nhiệt độ, độ cao, lượng mưa, khí hậu … ở các vùng địa lý khác nhau làm cho đặc tính hóa học của đất ở các vùng đó khác nhau rõ rệt.

• Ở cùng một vùng đất, đặc tính hóa học ở mỗi tầng đất cũng là khác nhau.

Parameter Depth (cm)

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100

pH 4.0 3.7 3.5 3.4 3.2

Active Fe (%) 0.7 0.7 3.0 4.4 2.9

Extractable Al (meq 100/g)

6.7 16.7 16.1 14.6 14.6

Calcium (%) 0.27 0.11 0.09 0.09 0.09

Sulphur (%) 0.49 0.17 0.43 0.66 0.78

Phospho (ppm)

310 155 130 110 105

Sự bão hòa bazơ (%)

46 32 28 29 28

• Tính axit của đất có lẽ là đặc tính hóa học quan trọng nhất ở khía cạnh năng suất của ao nuôi thủy sản.

• Nguồn gốc của tính axit trong hầu hết đất ao là do ion Al3+.

• Những phân tử hữu cơ và phân tử đất sét trong đất tích điện âm, vì vậy chúng sẽ hút những cation lên bề mặt của chúng.

• Ion Al3+ trên vị trí trao đổi cation trong đất là cân bằng với những ion Al3+ trong nước xung quanh những phân tử đất

• Ion Al3+ bị thủy phân thành Al(OH)3 và giải phóng ion H+. • Càng nhiều lượng ion Al3+ trên những vị trí trao đổi cation

trong đất thì tính axit càng mạnh.• Những ion trao đổi khác cũng xảy ra ở các vị trí trao đổi

cation, trong đó Ca, Mg, Na, K là cơ bản.

• Nước trong ao ở vùng đất axit thường có nồng độ bicarbonate, carbonate, canxi và Mg thấp.→ Độ kiềm tổng cộng và độ cứng tổng cộng thấp.

• Những nguồn nước đó sẽ không có hệ đệm tốt để chống lại sự thay đổi pH, và chúng cũng không có khả năng dự trữ lớn lượng carbon vô cơ để cung cấp cho sự quang hợp của phiêu sinh thực.

• Ao nên có độ kiềm tổng cộng >20mg/l sẽ tốt cho cá (Boyd, 1974; Murad and Boyd, 1991).

• Boyd (1974) cho thấy rằng độ kiềm tổng cộng và độ cứng tổng cộng của nước ao có liên quan đến sự không bão hòa bazơ của đất ao.

• Sự không bão hòa bazơ là phần trăm khả năng trao đổi cation của đất mà bị chiếm giữ bởi các ion có tính axit.

• Trong số những đất ao được nghiên cứu bởi Boyd (1974) thì độ kiềm tổng cộng của nước ao là nhỏ hơn 20mg/l khi độ không bão hòa bazơ là >20%, nhưng độ kiềm tổng cộng >50mg/l thì độ không bão hòa bazơ ở đất đáy ao là <10%.

• Độ kiềm tổng cộng của nước là chỉ số tốt về tiềm năng của ao cho sự sản xuất của cá hơn là pH đất.

• Banerjea (1967) tìm thấy rằng pH đất tối ưu cho sự sản xuất của cá trong ao là 6.5 – 7.5.

• Lượng Phospho tối đa có trong đất xảy ra khi pH bằng 7. • Hầu hết những loài vi sinh vật trong đất, đặc biệt là vi

khuẩn trong đất, hoạt động tốt nhất ở pH từ 7 – 8.

• Đất phèn có giá trị pH từ 5 – 7 khi ướt, nhưng khi khô, pH có thể xuống 2 – 3 (Fleming và Alexander, 1961; Dent, 1986; trích bởi Boy, 2002).

• pH đất ao thỉnh thoảng tăng đến 10 hoặc 11 để tiêu diệt các sinh vật mầm bệnh ẩn náo trong đáy ao do sử dụng CaO hoặc Ca(OH)2. Sau vài ngày, pH đất sẽ giảm.

2. Mối tương quan giữa đất và nước2.1. Sự trao đổi ion giữa đất và nước

• Khi có sự tiếp xúc Đất - Nước, thành phần hoá học của nước biến đổi:

• Hàm lượng các ion thay đổi (Al, Fe, Ca)• Hàm lượng các chất hữu cơ tăng (Carbon, Nitrogen và

Phosphorus)• Hàm lượng các chất khí thay đổi (CO2, O2, H2S, NH3)

Đầu vào hệ thống

Đi ra khỏi hệ thống

Đi ra khỏi hệ thống

Nước ao

NướcBề mặt

Đất

Hấp phụ

Trao đổi

Chuyển động vật chất trong ao

Chuyển động vật chất trong đất

• Đất ao cũng có những tầng khác nhau giống như đất trên cạn, và lớp đất trên cùng dày 4 – 6cm có ảnh hưởng mạnh nhất tới chất lượng nước trong hầu hết các ao (Musiri và ctv, 1995).

• Trong ao, các chất hòa tan vừa được bổ sung, lại vừa bị tiêu thụ đi, các chất hòa tan luôn luôn chuyển động đất và nước ao, đồng thời di chuyển chéo trên bề mặt tiếp xúc nước - đất, sự hấp thụ hay trao đổi các chất bởi đất.

• Đất có khả năng trao đổi ion nhờ vào sự hấp phụ của keo đất. Khả năng này gọi là khả năng trao đổi cation (CEC).

• Keo đất là những phân tử sét bị vỡ đến điểm mà không thể vỡ nhỏ hơn nữa. Những phân tử sét này tích điện âm.

• Nó sẽ hút và giữ những cation như Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Mn2+, NH4+, Fe2+, Zn2+, Al3+.

• Nhờ có sự hấp phụ này mà đất có khả năng giữ lại được các chất dinh dưỡng, đồng thời lại có thể cung cấp dinh dưỡng trở lại qua sự trao đổi ion của mình.

• Tuy nhiên, có một số cation khi đã tham gia hấp phụ hóa học trong đất, tạo nên chất kết tủa thì không còn khả năng hấp phụ trao đổi ion.

• Điển hình là các cation Fe3+ và Al3+ ở môi trường trung tính đến pH hơi kiềm, các cation này thường tạo với các anion thành các muối khó tan (AlPO4, FePO4).

• Khi pH mang tính kiềm thì Al xuất hiện dạng Al(OH)3 không tan. Trong đất có pH < 5 phần lớn Al hiện diện ở dạng hòa tan gây ngộ độc cho thủy sinh vật.

• Ion Fe2+ dễ hòa tan trong nước có tính chua. Trong điều kiện thoáng khí hoặc chỉ tiếp xúc với oxy thì Fe2+ dễ bị oxy hóa thành Fe3+, ngay cả bên trong đất bị ngập nước.

• Trong một thí nghiệm nghiên cứu về khả năng hấp thụ Mg của đất đáy ao nuôi tôm biển ở Alabama, Pine and Boy (2008) cho thấy khả năng mà đất chứa đựng Mg2+ có thể trao đổi sẽ được bão hoà nhanh và chiếm khoảng 92% lượng Mg được hấp thụ.

• Lượng Mg bị mất vào quá trình không trao đổi thì chậm hơn và sẽ mất thời gian dài hơn để bão hoà những vị trí này bên trong những hạt khoáng sét.

• Ngược lại, sự hấp thụ K+ ở những đất này thì bị chiếm ưu thế bởi quá trình không trao đổi (72%) và duy trì lượng hấp thụ vào (Christopher Boy, 2006; trích bởi Pine and Boy, 2008).

Table: Magnesium loss from water and adsorption by soils over 11 months in laboratory soil-water systems with 56 L of water

VariableSoil A Soil B Soil C Mean

Mg2+ loss from water (mg/tank)

1405 1584 1713 1568 ± 155

Ex-Mg2+ Ads by soil (mg/tank)

1267 1295 1756 1440 ± 274

Non-ex Mg2+ Ads soil (mg/tank)

138 289 42.8 128 ± 166

• Một trong những yếu tố quan trọng nhất trong NTTS thâm canh là điều kiện của lớp đất trên bề mặt đáy ao.

duy trì oxy để giúp cho sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ bởi các vi khuẩn hiếu khí, ngăn ngừa thải khí độc, chuyển hoá những chất vô cơ vào trong nước ao, và cung cấp một môi trường sống tốt cho sinh vật đáy.

• Hô hấp hiếu khí tăng lên cùng với hàm lượng chất hữu cơ có trong đáy ao.

• Khi lượng chất hữu cơ quá lớn, sự hô hấp trở thành yếm khí và sinh ra khí độc gây hại cho vật nuôi.

2.2. Sự trao đổi hữu cơ2.2.1. Chu trình carbon

CO2

O2

Thực vật thuỷ sinh

Động vật thuỷ sinh

Mùn bã hữu cơ

Vi sinh vật phân huỷ

O2

CHU TRÌNH CARBON

NH3 Ammonium

Nitrate

Vi sinh vật hiếm khí

N2

Nitơ hữu cơ trong sinh vật

Nitơ hữu cơ trong đất

TVPD

Vi khuẩn nitrate hoá

không khí

CHU TRÌNH NITƠ

CHU TRÌNH PHOSPHORUS

Hao hụt thường xuyên dạng chất cặn lắng

Phân hủy

Phospho hữu cơ hòa tan

Phytoplankton

Phosphate

Động vật tiêu thụ

Thực vật thủy sinh bậc cao

Bùn đáyHoạt tính

• Thông thường chỉ 10 – 20% phosphorus và 20 – 40% nitrogen trong thức ăn được giữ lại trong cơ thể vật nuôi.

• Phần còn lại tồn tại trong ao dưới dạng phân hay các sản phẩm trao đổi chất sinh học khác – chất thải nitrogen như ammonia.

• Phosphorus hầu hết không ở trong cơ thể động vật mà được hấp thụ bởi đất đáy hay trong các hợp chất hữu cơ lắng đáy.

• Nitrogen không bị mất đi khi thu hoạch vật nuôi mà bị mất trước tiên qua sự khử nitơ, sự bay hơi ammonia hay chảy tràn ra ngoài.

• Một lượng có ý nghĩa nitrogen có thể tập trung trong lớp đất đáy ao.

• Oxy trong nước được cung cấp từ hai nguồn cơ bản:– Sự hoà tan trực tiếp từ khí quyển vào nước.– Quá trình quang hợp của thực vật thuỷ sinh.

• Theo C.D.Boyd (1978), hàm lượng O2 trong ao nước tĩnh: DOt = DOi ± DOdf + DOps – DOpr – DOfr – DObr

• Khi đáy ao có nhiều chất hữu cơ cần có một lượng lớn O2 cung cấp cho các vi sinh vật hiếu khí phân giải các hợp chất hữu cơ tạo thành các chất vô cơ đơn giản.

• Hàm lượng O2 trong nước giảm thấp làm vật nuôi tăng cường hô hấp do thiếu O2 chết vật nuôi.

• Khi O2 không đủ cung cấp, quá trình phân huỷ hiếm khí bắt đầu giải phóng các khí độc trong nước gây độc cho vật nuôi như NH3, H2S.

Sự trao đổi khí giữa đất và nướcOxygen

• Gắn liền với vòng tuần hoàn các chất trong nước.• Được phát sinh trong nước từ hô hấp của sinh vật, sự phân

huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước và nền đáy ao nuôi, hoà tan từ khí quyển,…

• Bị tiêu thụ do quang hợp của thực vật thuỷ sinh, từ tự do chuyển dạng hợp chất và quá bão hoà CO2 bay vào khí quyển.

• Là chỉ số gián tiếp làm ô nhiễm ao nuôi bởi các chất hữu cơ.

• CO2 tăng càng cao khi đáy ao tích tụ nhiều chất hữu cơ.• CO2 cao làm tảo phát triển mạnh gây thiếu hụt oxy về ban

đêm, tảo tàn lắng đáy gây ô nhiễm môi trước nuôi.• CO2 trong nước tồn tại dạng khí tự do nồng độ cao gây ngộ

độc CO2 cho cá.

CARBONIC

Vaät chaát höõu cô cheát vaø vi khuaån

Oxy hoùa Khöû Khoùang hoùa Khoaùng hoùa

Thöïc vaät Ñoäng vaät H2S

KhöûOxy hoùaKhoâng khí SO4

2-

Chu trình Sulfur trong thủy vực

• H2S là chất độc tự nhiên, có tính khử mạnh, thể hiện tính độc cao chỉ với hàm lượng rất nhỏ.

• Là chất độc đối với sự tồn tại của động vật thuỷ sinh và sự tồn tại của O2 trong nước. (Nguyễn Đình Trung, 2004).

• Trong ao nuôi, lưu huỳnh hiện diện từ nguồn nước chứa nhiều SO4

2- và nguồn thức ăn bổ sung vào trong ao.• H2S được hình thành trong ao nuôi từ quá trình phân huỷ

các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh hoặc quá trình phản sunphat hoá với sự tham gia của các vi khuẩn hiếm khí.

• Trong ao nuôi pH thấp, H2S tự do được giải phóng. Vì vậy, khi các ao nuôi bị nhiễm phèn đã tạo điều kiện giải phóng khí H2S từ bùn đáy ao.

H2S

• Hình thành trong ao do sự phân huỷ protein trong thức ăn thừa và xác chết thuỷ sinh vật, chất thải từ vật nuôi bởi vi khuẩn.

• Tảo tàn làm hàm lượng NH3 tăng lên trong ao nuôi.

• Khi NH3 có hàm lượng cao trong ao nuôi gây nguy hại cho tôm. Hàm lượng NH3 và ảnh hưởng của nó lên vật nuôi phụ thuộc vào độ pH.

• Phản ứng cân bằng NH3 trong nước ao:

NH3 + H2O NH4OH

• Phản ứng diễn ra theo chiều nghịch tạo NH3 khi pH và nhiệt độ tăng.

NH3

Các biện pháp xử lý đất đáy aoBón vôi

• Bón vôi là để trung hoà đất acid và làm tăng tổng hàm lượng kiềm và độ cứng trong nước

• Ao nước ngọt với < 40 – 50mg/L tổng lượng kiềm, ao nước lợ với < 60mg/L hoặc pH đất <7 nên được bón vôi. (Boyd & Tucker, 1998)

• Total Alkalinity Soil pH Agricultural Limestone (mg/L) (standard units) (kg ha-1)below 5 below 5.0 3,0005–10 5.0–5.4 2,50010–20 5.5–5.9 2,00020–30 6.0–6.4 1,50030–50 6.5–7.0 1,000

• Đá vôi được rải đều lên bề mặt ao trống trải, hoặc có thể rải đều lên mặt nước.

• Đá vôi nên được bón vào đầu vụ nuôi, bổ sung ít nhất một tuần trước khi phân bón được cho vào lúc đầu.

• Đá vôi không tác động với đất khô, nên khi bón vôi lên đáy ao trống, nên bón khi đất vẫn còn ẩm nhưng đủ khô để có thể đi trên đó.

• Cày xới đất sau khi bón vôi có thể tăng thêm phản ứng của đá vôi với đất.

BÓN VÔI

• Làm giảm độ ẩm của đất để không khí có thể xâm nhập vào các lỗ trống giữa các phân tử đất.

cải thiện việc cung cấp oxy và tăng phân huỷ hiếu khí các hợp chất hữu cơ.

• Khi phơi khô 2 đến 3 tuần, hầu hết các hợp chất hữu cơ không bền còn lại trong đáy ao từ mùa vụ trước sẽ phân huỷ và làm giảm các hợp chất vô cơ bị oxy hoá. (Boyd & Pippopinyo, 1994).

• Thời gian khô đáy ao phụ thuộc vào cấu trúc đất, nhiệt độ không khí, điều kiện gió, lượng mưa và sự thẩm lậu từ các ao gần kề hay nhưng vùng nước nông.

PHƠI KHÔ AO

• Đất có cấu trúc nhẹ khô nhanh hơn đất cấu trúc nặng.• Thời tiết khô ấm và điều kiện gió thúc đẩy sự phơi khô

trong khi thời tiết mưa hay sự thẩm lậu từ các ao gần kề.• Tỉ lệ phân huỷ trong đất sẽ tăng lên cho đến độ ẩm tối ưu

và sau đó giảm dần nếu đất khô hơn nhiều.• Không có lợi khi phơi đáy ao quá nhiều.

PHƠI KHÔ AO

• Thúc đẩy nhanh việc phơi đáy, làm tăng sự thông khí; thúc đẩy sự phân huỷ hợp chất hữu cơ và oxi hoá các hợp chất khử.

• Đá vôi hay vôi tôi bón vào có thể được trộn đều vào trong đất bằng cách cày xới.

• Các hợp chất hữu cơ trong lớp đất bề mặt có thể được trộn lẫn với lớp đất sâu hơn, giảm hàm lượng hữu cơ ở bề mặt.

CÀY XỚI

• Hình thành do nguồn nước cấp, xói mòn bờ đê, mưa, sục khí,…

• Lớp bùn đáy giữ lại các hạt thức ăn viên và các hạt phân bón nhỏ trên bề mặt đáy ao.

• Thường xuất hiện lớp đất hiếm khí trong lớp bùn đáy mềm, đó không phải là một môi trường sống tốt cho động vật đáy.

• Gây cản trở hoạt động kéo lưới.• Nên được loại bỏ một cách định kỳ.

DỌN BÙN ĐÁY

• Bón phân nitơ vô cơ bổ sung nitơ sẽ làm tăng lượng hữu cơ đất bị giảm sút trong suốt thời gian không canh tác giữa các vụ nuôi.

• Nitrate cũng được sử dụng để oxi hoá lớp đất ẩm không thể phơi khô được.

• Urea có thể rải đều trên đáy ao 200 – 400kg/ha vào lúc bắt đầu thời gian không canh tác để đẩy mạnh sự phân giải hữu cơ đất.

• Với những ao không thể làm khô đáy: sodium (Na), potassium (K), sodium nitrate có thể bón vào đất ướt để tăng sự phân giải hữu cơ bởi các vi khuẩn nitrat hoá và oxi hoá sắt, mangan và hydogen sulfide. Tỉ lệ cho vào thường là 20-40 g/cm2 trên khu vực đất ướt.

BÓN PHÂN

• Phân hữu cơ được bổ sung vào đất để làm tăng hàm lượng vật chất hữu cơ trong đất.

Phân gà và các động vật khác bón 1000-2000kg/habổ sung các chất hữu cơ có chất lượng cao như bột từ

thực vật hay thức ăn động vật có hàm lượng protein thấp 500-1000kg/ha có hiệu quả hơn.

• Sau khi bón phân, cấp đầy nước khoảng 10 -20cm để thực vật phù du phát triển gây màu nước.

• Nguồn chất hữu cơ từ tảo chết, phân tử phân bón hay thức ăn thừa thường tập trung ở góc ao theo hướng gió hay lắng xuống đáy phá huỷ bề mặt lớp trầm tích.

• Loại bỏ vật chất này bằng tay hay đáy ở các góc được cào một cách triệt để.

HÚT BÙN ĐÁY

• Tăng các quy trình hoá học và sinh học có lợi và cải thiện chất lượng đất.

• Sản phẩm sinh học bao gồm các vi khuẩn sống, enzyme, phân trộn hay các chất bã lên men, phần chiết từ cây và các chất pha chế khác.

• Không có kết luận rằng các sản phẩm này sẽ làm cải thiện chất lượng nước. Tuy nhiên, chúng cũng không gây nguy hiểm cho giống loài nuôi, môi trường xung quanh, công nhân hay chất lượng của sản phẩm NTTS.

XỬ LÝ BẰNG CÁC BiỆN PHÁP HÓA HỌC VÀ SINH HỌC

OFF-FLAVOR • Off-flavor fish make taste muddy, weedy,

or rancid, making fish product unmarketable or offered at low price.

Chemical compounds cause off-flavor:

• Geosmin (C12H22O), methyhsobomeol (MIB, C11H20O), and mucidone (C16H18O2). Threshold concentration for off-flavor is <1 µg/kg fish.

The compounds may occur in the water and muds, The compounds may occur in the water and muds, microorganisms, and fish; can be extracted by distillation and microorganisms, and fish; can be extracted by distillation and separated by methylene and analyzed by gas-liquid separated by methylene and analyzed by gas-liquid chromatography.chromatography.Fish take up the off-flavor compounds from gills and transferred to Fish take up the off-flavor compounds from gills and transferred to blood throughout the body, or from food ingestion.blood throughout the body, or from food ingestion.

Organisms produce off -flavor substances:

• Anabacna scheremetievi • Lyngbya Best • Oscillatoria agardhii • O. bornetii fa. tenuis • O. cortiana • O. prolifica • O. simplicissima • O. spiendida • O. tenuis • O. variabilis • Schizothrix muelleri • Symplow muscorum

• Lyngbya cryptovaginata • Oscillatoria curviceps • O. tenuis var. levis

Blue-green algaeBlue-green algae

2-Methyhsobomeol2-Methyhsobomeol

Fungi (Actinomycetes - Streptomyces spp.)Fungi (Actinomycetes - Streptomyces spp.)

Environmental conditions influence off-flavor organism growth:

• High organic matter in the ponds that provide substrate for fungal growth.

• Streptomycete spp. can bee inhibited by low DO content in the ponds (spores formed from the 2ndary hyphae produce MIB and mucidone). The walking catfish and snakehead grown in low DO with little phytoplankton growth seldom have off-flavor problem.

• The optimal temperature for off-flavor causing organisms ranged from 25-30'C

• Alkaline water and soil favor growth of off-flavor organisms.

Preventive measures for off-flavor problems:

• Avoid accumulation of organic in the pond bottom.

• Prepare pond bottom by removing excessive organic matter and through sun dry.

• Chemical compounds to control off-flavor organisms - CuSO4, Simazine.

• NaCl (10 mg/L) inhibits Streptomycete growth. Sea fish have few off-flavor incidence.

Removal off-flavor from fish:• Clean live fish through exchange of clean

water with addition of sodium thiosulfate.• Harvest fish when the off-flavor organism

die-off, such as at low temperature. • Prepare fish by soaking in 80% NaCl

solution and smoke.

Documents

Phần 1: Quản lý chất lượng môi trường NTTS