GIÁO TRÌNH - Quản lý chất lượng nước trong ao nuôi cá nước ngọt



Quản lý chất lượng nước là một khâu vô cùng quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến sự thành công trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt đối với các mô hình nuôi thâm canh. Trong mô hình sản xuất này, một lượng lớn vật chất dinh dưỡng được đưa vào ao nuôi thông qua con đường cung cấp thức ăn cho tôm cá, thức ăn thừa sẽ tích tụ trong ao và sẽ làm cho chất lượng nước xấu dần về cuối vụ nuôi. Hơn nữa trong mô hình nuôi thâm canh mật độ tôm cá rất cao, lượng chất thải của tôm cá cũng góp phần làm cho chất lượng nước xấu đi làm ảnh hưởng đến sức khỏe tôm cá và có thể làm tăng nguy cơ dịch bệnh phát sinh trong ao nuôi.


Giáo trình "Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản" được soạn thảo nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức về đặc tính của các hệ sinh thái thủy vực, ý nghĩa sinh học của các yếu tố chất lượng nước và những yêu cầu cơ bản cho việc quản lý chất lượng nước cho đời sống của thủy sinh vật. Giáo trình này bao gồm những nội dung cần thiết cho sinh viên có liên quan đến chuyên môn về quản lý tài nguyên thủy sinh vật và kỹ thuật nuôi thủy sản.


Tài liệu này được soạn thảo dựa trên nền tảng của giáo trình "Aquatic Ecosystems and Water Quality Management" của Giáo sư C. Kwei Lin và Tiến sĩ Yang Yi của Viện Công Nghệ Á Châu (AIT). Trong quá trình soạn thảo chúng tôi có sử dụng các hình ảnh và tư liệu từ giáo trình của hai tác giả trên. Tuy nhiên, chúng tôi cũng có thay đổi một số nội dung cho phù hợp với điều kiện Việt Nam. Hy vọng tài liệu này sẽ giúp ích cho sinh viên ngành Nuôi trồng thủy sản, Quản lý tài nguyên thủy sinh vật trong công tác của mình sau khi ra trường và giúp ích cho độc giả trong quá trình sản xuất.


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1. SỰ ĐA DẠNG CỦA HỆSINH THÁI THỦY VỰC...............................1

1 CÁC THÀNH PHẤN CỦA MÔI TRƯỜNG

2 HỆSINH THÁI

2.1 Hệsinh thái nước ngọt .....................................................................................2

2.1.1 Sơlược thành phần hóa học của nước sông......................................................3

2.1.2 Sơlược thành phần của nước ao......................................................................4

2.2 Hệsinh thái nước lợ.........................................................................................4

2.3 Hệsinh thái nước mặn......................................................................................4

2.3.1 Hệsinh thái đất ngập nước..............................................................................6

2.3.2 Các thủy vực lớn của thếgiới........................................................................11

CHƯƠNG 2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC..........................13

1 ÁNH SÁNG VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

.................................................................13

1.1 Phân phối năng lượng mặt trời........................................................................13

1.2 Sựxâm nhập của ánh sáng vào cột nước .........................................................13

1.3 Năng lượng nhiệt ...........................................................................................15

1.3.1 Năng lượng nhiệt tích lũy trong một thủy vực ................................................15

1.3.2 Tỉtrọng nước ...............................................................................................16

1.4 Sựphân tầng nhiệt độ.....................................................................................17

1.4.1 Nguyên nhân và quá trình phân tầng..............................................................17

1.4.2 Kiểu phân tầng.............................................................................................17

1.4.3 Hệquảcủa sựphân tầng ...............................................................................18

1.4.4 Nguyên nhân và quá trình phá vỡphân tầng (overturn)...................................18

1.4.5 Hệquảcủa sựphá vỡphân tầng....................................................................18

1.5 Sựphân chia các vùng trong thủy vực .............................................................19

1.5.1 Theo chiều thẳng đứng .................................................................................19

1.5.2 Ngang..........................................................................................................19

1.6 Chuyển động của nước...................................................................................20

2 ĐỘ ĐỤC, ĐỘTRONG

........................................................................................21

2.1 Tính chất của độ đục, độtrong........................................................................21

2.2 Nguồn gốc độ đục..........................................................................................21

2.3 Ảnh hưởng của độ đục ...................................................................................21

2.4 Kiểm soát và quản lý độ đục...........................................................................22

2.4.1 Quản lý độ đục từnguồn nước ......................................................................22

2.4.2 Quản lý độ đục bên trong ao .........................................................................22

3 MÀU NƯỚC


4 MÙI

..........................
5 VỊ

................................................................................................................. 23

CHƯƠNG 3. ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC.........................24

1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN

........................................... 24

2 pH .....................................................................................................................................25

2.1 Động thái của ion H

+

trong môi trường nước .................................................. 25

2.2 Ý nghĩa sinh thái học của ion H

+

trong môi trường nước ................................ 27

2.3 Biện pháp quản lý pH.................................................................................... 28

2.3.1 Biện pháp khắc phục tránh pH thấp .............................................................. 28

2.3.2 Biện pháp khắc phục khi pH cao................................................................... 28

3 CACBON DIOXIDE (CO2)

................................................................................. 29

3.1 Động thái của CO2 trong môi trường nước ..................................................... 29

3.2 Ý nghĩa sinh thái học của CO2trong môi trường nước ..................................... 32

3.3 Biện pháp tránh tích lũy CO2gây độc hại trong cá ao nuôi cá........................... 33

4 OXYGEN (O2)

................................................................................................. 34

4.1 Động thái của oxy hòa tan trong môi trường nước........................................... 34

4.2 Ý nghĩa sinh thái học của oxy hòa tan trong môi trường nước.......................... 38

4.3 Biện pháp tránh và khắc phục hiện tượng thiếu oxy trong các ao nuôi cá.......... 39

5 HYDROGEN SULFIDE (H2S)

............................................................................. 39

5.1 Động thái của khí H2S trong môi trường nước................................................ 39

5.2 Ý nghĩa sinh thái học của khí H2S................................................................... 41

5.3 Biện pháp tránh tích lũy nhiều khí H2S............................................................ 41

6 METHANE (CH4) ..............................................................................................................42

7 NITROGEN (N) .................................................................................................................42

7.1 Ammonia (NH3) và ammonium (NH4

+

) ............................................................ 43

7.1.1 Động thái của ammonia va ammonium ......................................................... 43

7.1.2 Ý nghĩa sinh thái học của ammonia và ammonium ........................................ 44

7.1.3 Biện pháp duy trì hàm lượng ammonia thích hợp .......................................... 45

7.2 Nitrite (NO2

-) và Nitrate (NO3

-) ....................................................................... 45

7.2.1 Nitrite ......................................................................................................... 45

7.2.2 Nitrate......................................................................................................... 47

8 LÂN (PHOSPHORUS)

....................................................................................... 47

9 SILIC.................................................................................................................................49

10 SẮT VÀ MANGAN...........................................................................................................51

11 CÁC ION THAM GIA QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU .........................52

11.1 Ion sodium (Na

+)

........................................................................................... 52

11.2 Ion Potassium (K

+

)........................................................................................ 52

11.3 Ion Magnesium (Mg

2+

) .................................................................................. 53

iii

11.4 Ion Calcium (Ca

2+

).........................................................................................53

11.5 Chloride ( Cl

-)...............................................................................................54

CHƯƠNG 4. DẶC TÍNH NỀN ĐÁY AO...................................................................55

1 NGUỒN GỐC BÙN AO/PHÙ SA TRONG AO ĐẤT..................................................55

2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘLẮNG TỤ.............................................56

3 ĐIỆN THẾOXY HOÁ KHỬ(REDOX)..................................................................57

4 VẬT CHẤT HỮU CƠTRONG BÙN......................................................................58

5 SỰPHÂN HỦY CỦA VẬT CHẤT HỮU CƠ...........................................................59

6 ĐẤT ĐÁY AO..................................................................................................59

6.1 Kết cấu đất ....................................................................................................59

6.2 Đất phèn (Acid Sulfat Soil) ............................................................................62

6.2.1 Trao đổi acid trong bùn.................................................................................62

6.2.2 Đất phèn ......................................................................................................64

CHƯƠNG 5. DINH DƯỠNG VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC...........................67

1 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG THỰC VẬT ỞBIỂN VÀ NƯỚC NGỌT............67

2 NGUỒN VÀ QUÁ TRÌNH CUNG CẤP DINH DƯỠNG CHO MÔI TRƯỜNG NƯỚC......67

3 CHU TRÌNH DINH DƯỠNG TRONG THỦY VỰC...................................................68

3.1 Chu trình carbon............................................................................................68

3.1.1 Quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơtrong thủy vực ..................................68

3.1.2 Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơtrong thủy vực .................................69

3.2 Chu trình nitrogen..........................................................................................71

3.2.1 Quá trình cố định nitơphân tử.......................................................................71

3.2.2 Quá trình amôn hóa ......................................................................................72

3.2.3 Quá trình nitrate hóa và phản nitrate hóa........................................................72

3.2.4 Chu trình Nitrogen........................................................................................73

3.3 Chu trình phospho..........................................................................................74

3.4 Chu trình lưu huỳnh .......................................................................................76

4 CHU KỲSINH HỌC VÀ CÁC QUÁ TRÌNH...........................................................77

4.1 Hệsinh thái (ecosystem) ................................................................................77

4.2 Quần xã sinh vật (community hay biocenosis) .................................................77

4.3 Vùng chuyển tiếp sinh thái .............................................................................78

4.4 Sựphân bốcủa thủy sinh vật ..........................................................................78

4.4.1 Phân bốthẳng đứng......................................................................................78

4.4.2 Phân bốtheo chiều ngang .............................................................................78

4.5 Sự ổn định .....................................................................................................78

5 BẬC DINH DƯỠNG VÀ CHUỔI/LƯỚI THỨC ĂN.................................................79

5.1 Sinh vật sản xuất (producer)...........................................................................79

5.2 Sinh vật tiêu thụ(consumer)...........................................................................79

iv

5.3 Sinh vật phân hủy (decomposer) .................................................................... 79

5.4 Chuyển hóa năng lượng................................................................................. 81

5.5 Tháp sinh học................................................................................................ 81

5.6 Hiệu suất quần xã.......................................................................................... 82

5.7 So sánh năng suất sinh học của các hệsinh thái và loài thực vật khác nhau ...... 83

6 GIÀU DINH DƯỠNG HÓA VÀ NHIỄM BẨN THỦY VỰC....................................... 84

6.1 Các trạng thái dinh dưỡng.............................................................................. 84

6.2 Tương tác giữa hệsinh thái trên cạn và dưới nước .......................................... 87

6.3 Ô nhiễm nước ............................................................................................... 88

6.3.1 Nguồn ô nhiễm............................................................................................ 88

6.3.2 Các dạng ô nhiễm........................................................................................ 89

6.4 Ô nhiễm hữu cơvà quá trình tựlọc sạch trong thủy vực .................................. 89

6.5 Ảnh hưởng của quá trình giàu dinh dưỡng hóa và ô nhiễm thủy vực ................ 91

CHƯƠNG 6. QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC......................................................93

1 TIÊU CHUẨN CHỌN ĐIỂM, CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐẤT.................................. 93

1.1 Các yếu tốsinh lý học quan trọng trong việc chọn điểm nuôi thủy sản ............ 93

1.1.1 Môi trường sinh học..................................................................................... 93

1.1.2 Các yếu tốvề địa điểm................................................................................. 93

1.1.3 Các yếu tốvề đất ......................................................................................... 93

1.1.4 Các yếu tốkhí tượng.................................................................................... 94

1.2 Các thông sốquan trọng trong việc quản lý chất lượng nước ......................... 94

1.2.1 Các thông sốlý học...................................................................................... 94

1.2.2 Các thông sốhoá học ................................................................................... 94

1.2.3 Các thông sốsinh học .................................................................................. 95

1.3 Tiêu chuẩn về đất và nước đểlựa chọn vùng nuôi thích hợp ............................ 96

2 pH thấp và bón vôi........................................................................................ 98

2.1 Tác dụng của vôi........................................................................................... 98

2.2 Thời gian bón vôi.......................................................................................... 99

2.3 Cơsởhoá học cho nhu cầu vôi sửdụng.......................................................... 99

2.3.1 Mức độhiệu quảcủa vôi.............................................................................. 99

2.3.2 Giá trịtrung hoà của vôi..............................................................................100

2.4 Sản xuất vô i và phản ứng của vôi..................................................................100

2.4.1 Quá trình sản xuất vôi.................................................................................100

2.4.2 Phản ứng của vôi trong ao...........................................................................101

3 Bón phân .....................................................................................................101

3.1 Mục đích bón phân.......................................................................................101

3.2 Các loại chất dinh dưỡng ..............................................................................101

3.3 Nguồn chất dinh dưỡng ................................................................................101

v

3.4 Chất dinh dưỡng cơbản ...............................................................................102

3.5 Phân bón .....................................................................................................103

3.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của phân bón........................................103

3.5.2 Phân bón vô cơ...........................................................................................104

3.5.3 Phân hữu cơ...............................................................................................105

3.6 Phương pháp bón phân.................................................................................107

3.6.1 Phương pháp bón phân...............................................................................107

3.6.2 Tỉlệvà tần sốbón phân..............................................................................108

3.7 Mùi hôi .......................................................................................................108

3.7.1 Hợp chất hoá học gây ra mùi hôi.................................................................109

3.7.2 Vi sinh vật sản sinh ra các hợp chất có mùi hôi: ...........................................109

3.7.3 Điều kiện ảnh hưởng đến sựphát triển của sinh vật tạo ra mùi hôi ................109

3.7.4 Các biện pháp phòng ngừa vấn đềvềmùi hôi:` ............................................110

3.7.5 Loại bỏmùi hôi khỏi cá:.............................................................................110

4 SỤC KHÍ VÀ LUÂN CHUYỀN NƯỚC................................................................110

4.1 Nguyên lý của quá trình sục khí....................................................................110

4.1.1 Mục đích....................................................................................................110

4.1.2 Cơchếchủyếu của quá trình sục khí...........................................................110

4.1.3 Phương pháp kiểm tra máy sục khí cơhọc ...................................................110

4.2 Loại và hiệu quảmáy sục khí........................................................................113

4.2.1 Sục khí tựchảy...........................................................................................113

4.2.2 Sục khí bềmặt............................................................................................118

4.2.3 Sục khí khuếch tán .....................................................................................120

4.3 Luân chuyển và xáo trộn nước......................................................................122

5 XỬLÝ VÀ TÁI SỬDỤNG NƯỚC......................................................................125

5.1 Xửlý và tái sửdụng nước.............................................................................125

5.2 Hệthống tuần hoàn......................................................................................126

5.2.1 Loại thải chất rắn lơlửng ............................................................................126

5.2.2 Loại thải chất hữu cơhoà tan ......................................................................128

5.2.3 Lọc sinh học...............................................................................................131

6 KHỬTRÙNG.................................................................................................134

6.1 Khửtrùng bằng chlorine...............................................................................134

6.2 Khửtrùng bằng tia cục tím (UV)..................................................................137

CHƯƠNG 7. PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC.................................................139

1 ỨNG DỤNG THUYẾT PHÂN TỬUV–VIS TRONG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐCHẤT

LƯỢNG NƯỚC.............................................................................................139

1.1 Sơlược lịch sửnghiên cứu vềquang phổ......................................................139

1.2 Đại cương vềquang phổ...............................................................................140

1.2.1 Các đại lượng đo bức xạ điện từ..................................................................141

vi

1.2.2 Các dạng bức xạ.........................................................................................141

1.2.3 Sựtương tác giữa vật chất và bức xạ điện từ................................................142

1.2.4 Sựhấp thụbức xạvà màu sắc của các chất...................................................143

1.2.5 Định luật Lambert – Beer............................................................................145

1.2.6 Nguyên lý cấu tạo của máy quang phổ.........................................................148

1.3 Sửdụng phương pháp trắc quang trong định lượng hóa học............................149

1.3.1 Phương pháp so sánh ..................................................................................150

1.3.2 Phương pháp thêm chuẩn............................................................................150

1.3.3 Phương pháp đường chuẩn..........................................................................152

1.4 Độchính xác trong phương pháp trắc quang:.................................................153

1.5 Một sốví dụáp dụng phương pháp định lượng trắc quang..............................154

2 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ BẢO QUẢN MẪU........................................................156

2.1 Chuẩn bịthu mẫu.........................................................................................156

2.1.1 Nhận định sựthay đổi chất lượng nước........................................................156

2.1.2 Các điều cần lưu ý khi thu mẫu....................................................................156

2.2 Các bảo quản mẫu........................................................................................156

2.2.1 Mẫu nước...................................................................................................156

2.2.2 Mẫu đất......................................................................................................156

2.3 Phương pháp thu mẫu...................................................................................157

2.3.1 Nguyên tắc chung.......................................................................................157

2.3.2 Dụng cụthu mẫu và cách thu.......................................................................157

3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MỘT SỐCHỈTIÊU MÔI TRƯỜNG NƯỚC...................158

3.1 Nhiệt độ.......................................................................................................158

3.2 pH...............................................................................................................158

3.2.1 Bằng hộp giấy so màu.................................................................................158

3.2.2 Phương pháp điện thế-máy đo pH................................................................158

3.3 Độtrong (Transparency), Độ Đục (Turbidity)................................................159

3.3.1 Đo độtrong bằng đĩa Secchi........................................................................159

3.3.2 Đo độ đục bằng phương pháp Nephelometric ...............................................159

3.4 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) và tổng chất rắn lơlửng (TSS)...........................159

3.4.1 Tổng chất rắn hòa tan TDS (Total Dissolved Solid) ......................................160

3.4.2 Tổng chất rắn lơlửng - TSS (Total Suspended Solid) ..................................160

3.5 Độdẫn điện (EC) .........................................................................................161

3.6 Nồng độmuối..............................................................................................161

3.7 Oxy hòa tan (DO).........................................................................................162

3.7.1 Phương pháp Winkler .................................................................................162

3.7.2 Phương pháp điện cực oxy hòa tan - máy đo oxy..........................................163

3.8 Carbon dioxide (CO2)...................................................................................164

3.8.1 Nguyên tắc.................................................................................................164

vii

3.8.2 Phương pháp thu và bảo quản mẫu..............................................................165

3.8.3 Chuẩn bịhóa chất.......................................................................................165

3.8.4 Tiến hành...................................................................................................165

3.8.5 Tính kết quả...............................................................................................166

3.9 Tiêu hao oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) ............................166

3.9.1 Phương pháp oxy hóa bằng KMnO4 trong môi trường kiềm.........................166

3.9.2 Phương pháp Dichromate............................................................................168

3.10 Năng suất sinh học sơcấp ............................................................................169

3.10.1 Nguyên tắc...............................................................................................169

3.10.2 Dụng cụvà hóa chất .................................................................................169

3.10.3 Tiến hành.................................................................................................170

3.10.4 Tính kết quả.............................................................................................170

3.11 Chlorophyll-a..............................................................................................170

3.11.1 Nguyên tắc...............................................................................................170

3.11.2 Tiến hành.................................................................................................171

3.12 Hydrogen sulfide (H2S) ...............................................................................171

3.12.1 Phương pháp Iodine..................................................................................171

3.12.2 Phương pháp Methylene blue ....................................................................173

3.13 Độcứng tổng cộng ......................................................................................175

3.13.1 Nguyên tắc...............................................................................................175

3.13.2 Thu và bảo quản mẫu................................................................................175

3.13.3 Thuốc thử.................................................................................................175

3.13.4 Tiến hành.................................................................................................176

3.13.5 Tính kết quả.............................................................................................177

3.14 Độkiềm tồng cộng ......................................................................................177

3.14.1 Độkiềm carbonate hay độkiềm phenolphthalein........................................177

3.14.2 Độkiềm tổng cộng ...................................................................................177

3.15 Độacid (Acidity).........................................................................................178

3.15.1 Nguyên tắc...............................................................................................179

3.15.2 Dụng cụvà thiết bị...................................................................................179

3.15.3 Chuẩn bịhóa chất.....................................................................................179

3.15.4 Tiến hành phân tích ..................................................................................179

3.15.5 Tính kết quả.............................................................................................180

3.16 Sắt tổng số(Fe

2+

và Fe

3+

)............................................................................180

3.16.1 Phương pháp so màu Thiocianate ..............................................................180

3.16.2 Phương pháp o-phenantroline....................................................................182

3.17 Silicate (SiO2) .............................................................................................183

3.17.1 Nguyên tắc...............................................................................................183

3.17.2 Thu mẫu và bảo quản................................................................................183

viii

3.17.3 Chuẩn bịthuốc thử....................................................................................183

3.17.4 Tiến hành .................................................................................................183

3.17.5 Tính kết quả.............................................................................................184

3.18 Ammonia (NH3) và Ammonium (NH4

+

) .......................................................184

3.18.1 Phương pháp Nessler (American Public Health Association, 1989).............184

3.18.2 Phương pháp Indophenol Blue...................................................................186

3.19 Nitrite (NO2

-)...............................................................................................189

3.19.1 Nguyên tắc ...............................................................................................189

3.19.2 Các bước phân tích ...................................................................................189

3.20 Nitrate (NO3

-)..............................................................................................191

3.20.1 Phương pháp khửCadmium ......................................................................191

3.20.2 Phương pháp phenoldisulfonic acid ...........................................................191

3.20.3 Phương pháp salycilate .............................................................................192

3.21 Orthophosphate (PO4

3-).........194

3.21.1 Phương pháp xanh molybden.....................................................................194

3.21.2 Phương pháp Acid ascorbic (4500-P E: Standard methods, 1998)................195

3.22 Tổng đạm (TN) và tổng lân (TP) ..................................................................196

3.22.1 Phương pháp Kjeldahl...............................................................................196

3.22.2 Phương pháp công phá persulfate ..............................................................199



LINK DOWNLOAD



Quản lý chất lượng nước là một khâu vô cùng quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến sự thành công trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt đối với các mô hình nuôi thâm canh. Trong mô hình sản xuất này, một lượng lớn vật chất dinh dưỡng được đưa vào ao nuôi thông qua con đường cung cấp thức ăn cho tôm cá, thức ăn thừa sẽ tích tụ trong ao và sẽ làm cho chất lượng nước xấu dần về cuối vụ nuôi. Hơn nữa trong mô hình nuôi thâm canh mật độ tôm cá rất cao, lượng chất thải của tôm cá cũng góp phần làm cho chất lượng nước xấu đi làm ảnh hưởng đến sức khỏe tôm cá và có thể làm tăng nguy cơ dịch bệnh phát sinh trong ao nuôi.


Giáo trình "Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản" được soạn thảo nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức về đặc tính của các hệ sinh thái thủy vực, ý nghĩa sinh học của các yếu tố chất lượng nước và những yêu cầu cơ bản cho việc quản lý chất lượng nước cho đời sống của thủy sinh vật. Giáo trình này bao gồm những nội dung cần thiết cho sinh viên có liên quan đến chuyên môn về quản lý tài nguyên thủy sinh vật và kỹ thuật nuôi thủy sản.


Tài liệu này được soạn thảo dựa trên nền tảng của giáo trình "Aquatic Ecosystems and Water Quality Management" của Giáo sư C. Kwei Lin và Tiến sĩ Yang Yi của Viện Công Nghệ Á Châu (AIT). Trong quá trình soạn thảo chúng tôi có sử dụng các hình ảnh và tư liệu từ giáo trình của hai tác giả trên. Tuy nhiên, chúng tôi cũng có thay đổi một số nội dung cho phù hợp với điều kiện Việt Nam. Hy vọng tài liệu này sẽ giúp ích cho sinh viên ngành Nuôi trồng thủy sản, Quản lý tài nguyên thủy sinh vật trong công tác của mình sau khi ra trường và giúp ích cho độc giả trong quá trình sản xuất.


NỘI DUNG:



CHƯƠNG 1. SỰ ĐA DẠNG CỦA HỆSINH THÁI THỦY VỰC...............................1

1 CÁC THÀNH PHẤN CỦA MÔI TRƯỜNG

2 HỆSINH THÁI

2.1 Hệsinh thái nước ngọt .....................................................................................2

2.1.1 Sơlược thành phần hóa học của nước sông......................................................3

2.1.2 Sơlược thành phần của nước ao......................................................................4

2.2 Hệsinh thái nước lợ.........................................................................................4

2.3 Hệsinh thái nước mặn......................................................................................4

2.3.1 Hệsinh thái đất ngập nước..............................................................................6

2.3.2 Các thủy vực lớn của thếgiới........................................................................11

CHƯƠNG 2. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC..........................13

1 ÁNH SÁNG VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

.................................................................13

1.1 Phân phối năng lượng mặt trời........................................................................13

1.2 Sựxâm nhập của ánh sáng vào cột nước .........................................................13

1.3 Năng lượng nhiệt ...........................................................................................15

1.3.1 Năng lượng nhiệt tích lũy trong một thủy vực ................................................15

1.3.2 Tỉtrọng nước ...............................................................................................16

1.4 Sựphân tầng nhiệt độ.....................................................................................17

1.4.1 Nguyên nhân và quá trình phân tầng..............................................................17

1.4.2 Kiểu phân tầng.............................................................................................17

1.4.3 Hệquảcủa sựphân tầng ...............................................................................18

1.4.4 Nguyên nhân và quá trình phá vỡphân tầng (overturn)...................................18

1.4.5 Hệquảcủa sựphá vỡphân tầng....................................................................18

1.5 Sựphân chia các vùng trong thủy vực .............................................................19

1.5.1 Theo chiều thẳng đứng .................................................................................19

1.5.2 Ngang..........................................................................................................19

1.6 Chuyển động của nước...................................................................................20

2 ĐỘ ĐỤC, ĐỘTRONG

........................................................................................21

2.1 Tính chất của độ đục, độtrong........................................................................21

2.2 Nguồn gốc độ đục..........................................................................................21

2.3 Ảnh hưởng của độ đục ...................................................................................21

2.4 Kiểm soát và quản lý độ đục...........................................................................22

2.4.1 Quản lý độ đục từnguồn nước ......................................................................22

2.4.2 Quản lý độ đục bên trong ao .........................................................................22

3 MÀU NƯỚC


4 MÙI

..........................
5 VỊ

................................................................................................................. 23

CHƯƠNG 3. ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC.........................24

1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC THIÊN NHIÊN

........................................... 24

2 pH .....................................................................................................................................25

2.1 Động thái của ion H

+

trong môi trường nước .................................................. 25

2.2 Ý nghĩa sinh thái học của ion H

+

trong môi trường nước ................................ 27

2.3 Biện pháp quản lý pH.................................................................................... 28

2.3.1 Biện pháp khắc phục tránh pH thấp .............................................................. 28

2.3.2 Biện pháp khắc phục khi pH cao................................................................... 28

3 CACBON DIOXIDE (CO2)

................................................................................. 29

3.1 Động thái của CO2 trong môi trường nước ..................................................... 29

3.2 Ý nghĩa sinh thái học của CO2trong môi trường nước ..................................... 32

3.3 Biện pháp tránh tích lũy CO2gây độc hại trong cá ao nuôi cá........................... 33

4 OXYGEN (O2)

................................................................................................. 34

4.1 Động thái của oxy hòa tan trong môi trường nước........................................... 34

4.2 Ý nghĩa sinh thái học của oxy hòa tan trong môi trường nước.......................... 38

4.3 Biện pháp tránh và khắc phục hiện tượng thiếu oxy trong các ao nuôi cá.......... 39

5 HYDROGEN SULFIDE (H2S)

............................................................................. 39

5.1 Động thái của khí H2S trong môi trường nước................................................ 39

5.2 Ý nghĩa sinh thái học của khí H2S................................................................... 41

5.3 Biện pháp tránh tích lũy nhiều khí H2S............................................................ 41

6 METHANE (CH4) ..............................................................................................................42

7 NITROGEN (N) .................................................................................................................42

7.1 Ammonia (NH3) và ammonium (NH4

+

) ............................................................ 43

7.1.1 Động thái của ammonia va ammonium ......................................................... 43

7.1.2 Ý nghĩa sinh thái học của ammonia và ammonium ........................................ 44

7.1.3 Biện pháp duy trì hàm lượng ammonia thích hợp .......................................... 45

7.2 Nitrite (NO2

-) và Nitrate (NO3

-) ....................................................................... 45

7.2.1 Nitrite ......................................................................................................... 45

7.2.2 Nitrate......................................................................................................... 47

8 LÂN (PHOSPHORUS)

....................................................................................... 47

9 SILIC.................................................................................................................................49

10 SẮT VÀ MANGAN...........................................................................................................51

11 CÁC ION THAM GIA QUÁ TRÌNH ĐIỀU HÒA ÁP SUẤT THẨM THẤU .........................52

11.1 Ion sodium (Na

+)

........................................................................................... 52

11.2 Ion Potassium (K

+

)........................................................................................ 52

11.3 Ion Magnesium (Mg

2+

) .................................................................................. 53

iii

11.4 Ion Calcium (Ca

2+

).........................................................................................53

11.5 Chloride ( Cl

-)...............................................................................................54

CHƯƠNG 4. DẶC TÍNH NỀN ĐÁY AO...................................................................55

1 NGUỒN GỐC BÙN AO/PHÙ SA TRONG AO ĐẤT..................................................55

2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘLẮNG TỤ.............................................56

3 ĐIỆN THẾOXY HOÁ KHỬ(REDOX)..................................................................57

4 VẬT CHẤT HỮU CƠTRONG BÙN......................................................................58

5 SỰPHÂN HỦY CỦA VẬT CHẤT HỮU CƠ...........................................................59

6 ĐẤT ĐÁY AO..................................................................................................59

6.1 Kết cấu đất ....................................................................................................59

6.2 Đất phèn (Acid Sulfat Soil) ............................................................................62

6.2.1 Trao đổi acid trong bùn.................................................................................62

6.2.2 Đất phèn ......................................................................................................64

CHƯƠNG 5. DINH DƯỠNG VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC...........................67

1 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG THỰC VẬT ỞBIỂN VÀ NƯỚC NGỌT............67

2 NGUỒN VÀ QUÁ TRÌNH CUNG CẤP DINH DƯỠNG CHO MÔI TRƯỜNG NƯỚC......67

3 CHU TRÌNH DINH DƯỠNG TRONG THỦY VỰC...................................................68

3.1 Chu trình carbon............................................................................................68

3.1.1 Quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơtrong thủy vực ..................................68

3.1.2 Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơtrong thủy vực .................................69

3.2 Chu trình nitrogen..........................................................................................71

3.2.1 Quá trình cố định nitơphân tử.......................................................................71

3.2.2 Quá trình amôn hóa ......................................................................................72

3.2.3 Quá trình nitrate hóa và phản nitrate hóa........................................................72

3.2.4 Chu trình Nitrogen........................................................................................73

3.3 Chu trình phospho..........................................................................................74

3.4 Chu trình lưu huỳnh .......................................................................................76

4 CHU KỲSINH HỌC VÀ CÁC QUÁ TRÌNH...........................................................77

4.1 Hệsinh thái (ecosystem) ................................................................................77

4.2 Quần xã sinh vật (community hay biocenosis) .................................................77

4.3 Vùng chuyển tiếp sinh thái .............................................................................78

4.4 Sựphân bốcủa thủy sinh vật ..........................................................................78

4.4.1 Phân bốthẳng đứng......................................................................................78

4.4.2 Phân bốtheo chiều ngang .............................................................................78

4.5 Sự ổn định .....................................................................................................78

5 BẬC DINH DƯỠNG VÀ CHUỔI/LƯỚI THỨC ĂN.................................................79

5.1 Sinh vật sản xuất (producer)...........................................................................79

5.2 Sinh vật tiêu thụ(consumer)...........................................................................79

iv

5.3 Sinh vật phân hủy (decomposer) .................................................................... 79

5.4 Chuyển hóa năng lượng................................................................................. 81

5.5 Tháp sinh học................................................................................................ 81

5.6 Hiệu suất quần xã.......................................................................................... 82

5.7 So sánh năng suất sinh học của các hệsinh thái và loài thực vật khác nhau ...... 83

6 GIÀU DINH DƯỠNG HÓA VÀ NHIỄM BẨN THỦY VỰC....................................... 84

6.1 Các trạng thái dinh dưỡng.............................................................................. 84

6.2 Tương tác giữa hệsinh thái trên cạn và dưới nước .......................................... 87

6.3 Ô nhiễm nước ............................................................................................... 88

6.3.1 Nguồn ô nhiễm............................................................................................ 88

6.3.2 Các dạng ô nhiễm........................................................................................ 89

6.4 Ô nhiễm hữu cơvà quá trình tựlọc sạch trong thủy vực .................................. 89

6.5 Ảnh hưởng của quá trình giàu dinh dưỡng hóa và ô nhiễm thủy vực ................ 91

CHƯƠNG 6. QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC......................................................93

1 TIÊU CHUẨN CHỌN ĐIỂM, CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ ĐẤT.................................. 93

1.1 Các yếu tốsinh lý học quan trọng trong việc chọn điểm nuôi thủy sản ............ 93

1.1.1 Môi trường sinh học..................................................................................... 93

1.1.2 Các yếu tốvề địa điểm................................................................................. 93

1.1.3 Các yếu tốvề đất ......................................................................................... 93

1.1.4 Các yếu tốkhí tượng.................................................................................... 94

1.2 Các thông sốquan trọng trong việc quản lý chất lượng nước ......................... 94

1.2.1 Các thông sốlý học...................................................................................... 94

1.2.2 Các thông sốhoá học ................................................................................... 94

1.2.3 Các thông sốsinh học .................................................................................. 95

1.3 Tiêu chuẩn về đất và nước đểlựa chọn vùng nuôi thích hợp ............................ 96

2 pH thấp và bón vôi........................................................................................ 98

2.1 Tác dụng của vôi........................................................................................... 98

2.2 Thời gian bón vôi.......................................................................................... 99

2.3 Cơsởhoá học cho nhu cầu vôi sửdụng.......................................................... 99

2.3.1 Mức độhiệu quảcủa vôi.............................................................................. 99

2.3.2 Giá trịtrung hoà của vôi..............................................................................100

2.4 Sản xuất vô i và phản ứng của vôi..................................................................100

2.4.1 Quá trình sản xuất vôi.................................................................................100

2.4.2 Phản ứng của vôi trong ao...........................................................................101

3 Bón phân .....................................................................................................101

3.1 Mục đích bón phân.......................................................................................101

3.2 Các loại chất dinh dưỡng ..............................................................................101

3.3 Nguồn chất dinh dưỡng ................................................................................101

v

3.4 Chất dinh dưỡng cơbản ...............................................................................102

3.5 Phân bón .....................................................................................................103

3.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của phân bón........................................103

3.5.2 Phân bón vô cơ...........................................................................................104

3.5.3 Phân hữu cơ...............................................................................................105

3.6 Phương pháp bón phân.................................................................................107

3.6.1 Phương pháp bón phân...............................................................................107

3.6.2 Tỉlệvà tần sốbón phân..............................................................................108

3.7 Mùi hôi .......................................................................................................108

3.7.1 Hợp chất hoá học gây ra mùi hôi.................................................................109

3.7.2 Vi sinh vật sản sinh ra các hợp chất có mùi hôi: ...........................................109

3.7.3 Điều kiện ảnh hưởng đến sựphát triển của sinh vật tạo ra mùi hôi ................109

3.7.4 Các biện pháp phòng ngừa vấn đềvềmùi hôi:` ............................................110

3.7.5 Loại bỏmùi hôi khỏi cá:.............................................................................110

4 SỤC KHÍ VÀ LUÂN CHUYỀN NƯỚC................................................................110

4.1 Nguyên lý của quá trình sục khí....................................................................110

4.1.1 Mục đích....................................................................................................110

4.1.2 Cơchếchủyếu của quá trình sục khí...........................................................110

4.1.3 Phương pháp kiểm tra máy sục khí cơhọc ...................................................110

4.2 Loại và hiệu quảmáy sục khí........................................................................113

4.2.1 Sục khí tựchảy...........................................................................................113

4.2.2 Sục khí bềmặt............................................................................................118

4.2.3 Sục khí khuếch tán .....................................................................................120

4.3 Luân chuyển và xáo trộn nước......................................................................122

5 XỬLÝ VÀ TÁI SỬDỤNG NƯỚC......................................................................125

5.1 Xửlý và tái sửdụng nước.............................................................................125

5.2 Hệthống tuần hoàn......................................................................................126

5.2.1 Loại thải chất rắn lơlửng ............................................................................126

5.2.2 Loại thải chất hữu cơhoà tan ......................................................................128

5.2.3 Lọc sinh học...............................................................................................131

6 KHỬTRÙNG.................................................................................................134

6.1 Khửtrùng bằng chlorine...............................................................................134

6.2 Khửtrùng bằng tia cục tím (UV)..................................................................137

CHƯƠNG 7. PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC.................................................139

1 ỨNG DỤNG THUYẾT PHÂN TỬUV–VIS TRONG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐCHẤT

LƯỢNG NƯỚC.............................................................................................139

1.1 Sơlược lịch sửnghiên cứu vềquang phổ......................................................139

1.2 Đại cương vềquang phổ...............................................................................140

1.2.1 Các đại lượng đo bức xạ điện từ..................................................................141

vi

1.2.2 Các dạng bức xạ.........................................................................................141

1.2.3 Sựtương tác giữa vật chất và bức xạ điện từ................................................142

1.2.4 Sựhấp thụbức xạvà màu sắc của các chất...................................................143

1.2.5 Định luật Lambert – Beer............................................................................145

1.2.6 Nguyên lý cấu tạo của máy quang phổ.........................................................148

1.3 Sửdụng phương pháp trắc quang trong định lượng hóa học............................149

1.3.1 Phương pháp so sánh ..................................................................................150

1.3.2 Phương pháp thêm chuẩn............................................................................150

1.3.3 Phương pháp đường chuẩn..........................................................................152

1.4 Độchính xác trong phương pháp trắc quang:.................................................153

1.5 Một sốví dụáp dụng phương pháp định lượng trắc quang..............................154

2 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ BẢO QUẢN MẪU........................................................156

2.1 Chuẩn bịthu mẫu.........................................................................................156

2.1.1 Nhận định sựthay đổi chất lượng nước........................................................156

2.1.2 Các điều cần lưu ý khi thu mẫu....................................................................156

2.2 Các bảo quản mẫu........................................................................................156

2.2.1 Mẫu nước...................................................................................................156

2.2.2 Mẫu đất......................................................................................................156

2.3 Phương pháp thu mẫu...................................................................................157

2.3.1 Nguyên tắc chung.......................................................................................157

2.3.2 Dụng cụthu mẫu và cách thu.......................................................................157

3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MỘT SỐCHỈTIÊU MÔI TRƯỜNG NƯỚC...................158

3.1 Nhiệt độ.......................................................................................................158

3.2 pH...............................................................................................................158

3.2.1 Bằng hộp giấy so màu.................................................................................158

3.2.2 Phương pháp điện thế-máy đo pH................................................................158

3.3 Độtrong (Transparency), Độ Đục (Turbidity)................................................159

3.3.1 Đo độtrong bằng đĩa Secchi........................................................................159

3.3.2 Đo độ đục bằng phương pháp Nephelometric ...............................................159

3.4 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) và tổng chất rắn lơlửng (TSS)...........................159

3.4.1 Tổng chất rắn hòa tan TDS (Total Dissolved Solid) ......................................160

3.4.2 Tổng chất rắn lơlửng - TSS (Total Suspended Solid) ..................................160

3.5 Độdẫn điện (EC) .........................................................................................161

3.6 Nồng độmuối..............................................................................................161

3.7 Oxy hòa tan (DO).........................................................................................162

3.7.1 Phương pháp Winkler .................................................................................162

3.7.2 Phương pháp điện cực oxy hòa tan - máy đo oxy..........................................163

3.8 Carbon dioxide (CO2)...................................................................................164

3.8.1 Nguyên tắc.................................................................................................164

vii

3.8.2 Phương pháp thu và bảo quản mẫu..............................................................165

3.8.3 Chuẩn bịhóa chất.......................................................................................165

3.8.4 Tiến hành...................................................................................................165

3.8.5 Tính kết quả...............................................................................................166

3.9 Tiêu hao oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) ............................166

3.9.1 Phương pháp oxy hóa bằng KMnO4 trong môi trường kiềm.........................166

3.9.2 Phương pháp Dichromate............................................................................168

3.10 Năng suất sinh học sơcấp ............................................................................169

3.10.1 Nguyên tắc...............................................................................................169

3.10.2 Dụng cụvà hóa chất .................................................................................169

3.10.3 Tiến hành.................................................................................................170

3.10.4 Tính kết quả.............................................................................................170

3.11 Chlorophyll-a..............................................................................................170

3.11.1 Nguyên tắc...............................................................................................170

3.11.2 Tiến hành.................................................................................................171

3.12 Hydrogen sulfide (H2S) ...............................................................................171

3.12.1 Phương pháp Iodine..................................................................................171

3.12.2 Phương pháp Methylene blue ....................................................................173

3.13 Độcứng tổng cộng ......................................................................................175

3.13.1 Nguyên tắc...............................................................................................175

3.13.2 Thu và bảo quản mẫu................................................................................175

3.13.3 Thuốc thử.................................................................................................175

3.13.4 Tiến hành.................................................................................................176

3.13.5 Tính kết quả.............................................................................................177

3.14 Độkiềm tồng cộng ......................................................................................177

3.14.1 Độkiềm carbonate hay độkiềm phenolphthalein........................................177

3.14.2 Độkiềm tổng cộng ...................................................................................177

3.15 Độacid (Acidity).........................................................................................178

3.15.1 Nguyên tắc...............................................................................................179

3.15.2 Dụng cụvà thiết bị...................................................................................179

3.15.3 Chuẩn bịhóa chất.....................................................................................179

3.15.4 Tiến hành phân tích ..................................................................................179

3.15.5 Tính kết quả.............................................................................................180

3.16 Sắt tổng số(Fe

2+

và Fe

3+

)............................................................................180

3.16.1 Phương pháp so màu Thiocianate ..............................................................180

3.16.2 Phương pháp o-phenantroline....................................................................182

3.17 Silicate (SiO2) .............................................................................................183

3.17.1 Nguyên tắc...............................................................................................183

3.17.2 Thu mẫu và bảo quản................................................................................183

viii

3.17.3 Chuẩn bịthuốc thử....................................................................................183

3.17.4 Tiến hành .................................................................................................183

3.17.5 Tính kết quả.............................................................................................184

3.18 Ammonia (NH3) và Ammonium (NH4

+

) .......................................................184

3.18.1 Phương pháp Nessler (American Public Health Association, 1989).............184

3.18.2 Phương pháp Indophenol Blue...................................................................186

3.19 Nitrite (NO2

-)...............................................................................................189

3.19.1 Nguyên tắc ...............................................................................................189

3.19.2 Các bước phân tích ...................................................................................189

3.20 Nitrate (NO3

-)..............................................................................................191

3.20.1 Phương pháp khửCadmium ......................................................................191

3.20.2 Phương pháp phenoldisulfonic acid ...........................................................191

3.20.3 Phương pháp salycilate .............................................................................192

3.21 Orthophosphate (PO4

3-).........194

3.21.1 Phương pháp xanh molybden.....................................................................194

3.21.2 Phương pháp Acid ascorbic (4500-P E: Standard methods, 1998)................195

3.22 Tổng đạm (TN) và tổng lân (TP) ..................................................................196

3.22.1 Phương pháp Kjeldahl...............................................................................196

3.22.2 Phương pháp công phá persulfate ..............................................................199



LINK DOWNLOAD

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: