Mô phỏng sự ô nhiễm chất hữu cơ trong ao nuôi tôm

Mô
p
hỏn
g
s
ự
ô nhi
ễ
m chất
p g ự
hữu cơ trong ao nuôi tôm
Bùi Lai, Lê Thị Quỳnh Hà
N ễ Thị Ki L Lê Th h Hải
N
guy
ễ
n
Thị

Ki
m
L
an,
Lê

Th
an
h

Hải
Nội dung

Nội

dung
ầ
z Mởđ
ầ
u
z Mô hình th
ự
cn
g
hi
ệ
m
ự
g ệ
z Kếtquả nghiên cứu
{
Biến
động
BOD
các
chất
gây
ô
nhiễm
trong
{
Biến
động

BOD
5
các
chất
gây
ô
nhiễm
trong
ao nuôi tôm
ễ
{Quá trình tự ô nhi
ễ
m trong ao nuôi tôm công
nghiệp
z Kếtluậnvàkiến nghị
Mở đầu
Mở

đầu
Ô
ễ
z
Ô
nhi
ễ
mmôitrường, bệnh và dịch bệnh đang là
mối quan tâm hàng đầucủangười nuôi và
ề
ngườiquản lý trong ngh
ề

nuôi tôm sú.
z Việc đánh
g
iá tác độn
g
qua lại
g
iữan
g
hề nuôi
g
g
g
g
và môi trường đang thựchiệntheonhững cách
tiếpcận khác nhau
z Đánh giá nguồn gây ô nhiễmvàmức lan truyền
của
quá
trình
nuôi
tôm
là
công
việc
cần
thiết
của
quá
trình

nuôi
tôm
là
công
việc
cần
thiết
Mở đầu (tt)
Mở

đầu

(tt)
ế
ế
ễ
ố
z N
ế
u không tính đ
ế
n ô nhi
ễ
m hóa học(thu
ố
ctrị
bệnh, hóa chất) thì ô nhiễmhữucơ trong ao
ễ
nuôi tôm là quá trình “ô nhi
ễ

mnội sinh” (tự ô
nhiễm).
z Ônhiễmnộisinhdo3yếutố cấu thành: thức ăn
dư thừa, phân và dịch thảitừ tôm nuôi.
z “Mức” ô nhiễm và quá trình phân huỷ củacác
chất
được
xác
định
bằng
nồng
độ
BOD
5
theo
chất
được
xác
định
bằng
nồng
độ
BOD
5
theo
thời gian.
Mô hình thực nghiệm
Mô

hình

thực

nghiệm
Mô
hì h
th
hiệ
á
đị h
BOD
z
Mô
hì
n
h
th
ựcng
hiệ
mx
á
c
đị
n
h
BOD
5
z Thu
g
om v

ậ
tchất
g
â
y
ô nhiễm
g
ậ
gy
{Thức ănsử dụng là thức ăn nuôi tôm hãng CP.
{
Phân
tôm
thu
từ
sàn
ăn
mắt
lưới
2
a
=
1
mm
.
{
Phân
tôm
thu
từ

sàn
ăn
mắt
lưới
2
a
1
mm
.
{Dịch thảithutừ hỗndịch qua giấylọchoặc qua
l
y
tâm. Hỗnd
ị
ch đư
ợ
cthutừ
g
óc ao sau
y
ị
ợ
g
khoảng2giờ quạtnước vào những đêm tôm
nuôi có tỷ lệ lột xác cao. Phân và dịch thảithu
đ
bả
ả
t
thù

ớ
đá
t ớ
khi
đ
ược
bả
oqu
ả
n
t
rong
thù
ng nư
ớ
c
đá
t
rư
ớ
c
khi
phân tích.
Mô hình thực nghiệm (tt)
Mô

hình

thực

nghiệm

(tt)
ố
ề
z Các thông s
ố
của đi
ề
ukiện thí nghiệm
{Nướcthín
g
hi
ệ
mlànướclấ
y
từ ao xử l
ý
cấ
p
g ệ
y
ý
p
nước cho ao nuôi.
{
Nhiệt
độ
nước
28

–
31
°
C
.
{
Nhiệt
độ
nước
28
31
C
.
{Độ mặncủanước:10–12‰.
{
pH
=
8
2
{
pH
=
8
,
2
.
{[DO] ≥ 5mg/l.
ấ
{Hàm lượng ch
ấ

t thí nghiệm là 100mg/l.
Mô hình thực nghiệm (tt)
Mô

hình

thực

nghiệm

(tt)
ố
z B
ố
trí thí nghiệm
{Phươn
g
án: có 3
p
hươn
g
án thí n
g
hi
ệ
mcho3
g
p g
g ệ
chất gây ô nhiễm.

{
Dãy
thí
nghiệm
:
Mỗi
phương
án
có
12
đơn
vị
{
Dãy
thí
nghiệm
:
Mỗi
phương
án
có
12
đơn
vị
thí nghiệm (bình 1 lít) vớikhoảng cách thờigian
là 1 n
g
à
y
.

gy
{Số lầnlặplại: Mỗi đơnvị thí nghiệm đượclặp
lại
3
lần
lại
3
lần
.
Mô hình thực nghiệm (tt)
Mô

hình

thực

nghiệm

(tt)
ế
ố
z Thi
ế
tbị và ch
ỉ
s
ố
đo
{BOD
5

đư
ợ
c đobằn
g
thiếtb
ị
Oxito
p
–
HACH
,
5
ợ
g
ị
p
,
Model 2173B (USA).
{
Nồng
độ
oxy
xác
định
bằng
máy
đo
TOA
–
{

Nồng
độ
oxy
xác
định
bằng
máy
đo
TOA
WQC – 20A.
{
Độ
ẩm
được
xác
định
bằng
phương
pháp
khối
{
Độ
ẩm
được
xác
định
bằng
phương
pháp
khối

lượng khi sấyvậtmẫu ở nhiệt độ 105°C cho
đến
khi
khối
lượng
cuối
cùng
không
thay
đổi
đến
khi
khối
lượng
cuối
cùng
không
thay
đổi
.
Biến động BOD
5
(mg/l) của thức ăn dư
5
phân thải và dịch thải
Thời
g
ian
0
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
g
(ngày)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
BOD
5
do
BOD
5

do

thức ăn tạo
ra
0,52 1,84 2,64 9,30 5,42 3,28 2,12 1,72 1,24 1,00 0,92
BOD
5
do
phân tôm
7,94 4,02 0,87 0,82 0,88 0,75 0,76 0,82 0,80 0,88 0,81
BOD
5
do
d
ị
ch thải
5,84 1,68 1,27 1,32 1,30 1,35 1,20 1,07 0,11 0,54 0,67
ị
Biến độn
g
BOD
5
từ thức ăn nuôi tôm
g
5

theo thời gian
0 5659
0.9029x
9
10
10

y =
0
.
5659
e
0.9029x
R
2
= 0.9637
6
7
8
9
y = 25.3e
-0.3669x
R
2
= 0.9402
6
7
8
9
2
3
4
5
2
3
4
5

0
1
0123
Thời gian (ngày)
0
1
345678910
Thời gian (ngày)
Thời

gian

(ngày)
Thời

gian

(ngày)
Biến độn
g
BOD
5
từ thức ăn nuôi tôm
g
5

theo thời gian – tổng hợp hai giai đoạn
8
10
6

8
4
0
2
0
012345678910
Thời
g
ian
(
n
g
à
y)
g(gy)
BOD đo đạc BOD tính toán
Biến động BOD
5
do phân tôm theo
5
thời gian
794
0 851x
10
y =
7
.
94
e
-

0
.
851x
R
2
= 0.9043
6
8
2
4
0
2
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
Thời gian (ngày)
Biến động BOD
5
do dịch thải của tôm
5
theo thời gian

y
=
5.8e
-0.8553x
7
y

5.8e
R
2
= 0.8605
4
5
6
2
3
4
0
1
0
1
2
3
0
1
2
3
Thời gian (ngày)
Các thông số tạo ra ô nhiễm hữu
tôi

cơ
t
rong ao nu
ôi

Thời gian (ngày)
0 153045607590105120
Tỷ
lệ
sống
(
%
)
100 0
79 6
73 5
70 8
67 4
65 1
62 4
59 6
57 3
Tỷ
lệ
sống
(
%
)
100
.

0
79
.
6
73
.
5
70
.
8
67
.
4
65
.
1
62
.
4
59
.
6
57
.
3
Số lượng (ngàn cá
thể/ha)
300.0 238.0 220.5 212.4 202.2 195.3 187.2 178.8 171.9
Thể
trọng

(g/con)
00
02
07
33
68
11 1
15 7
20 6
24 6
Thể
trọng
(g/con)
0
.
0
0
.
2
0
.
7
3
.
3
6
.
8
11
.

1
15
.
7
20
.
6
24
.
6
Khốilượng (kg/ha)
6 40596 163 101 1383 2168 2930 3683 4221
Tỷ lệ lượng thức ăn
10.0 10.0 8.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.5 2.5
cung cấp ngày (%) so
vớikhốilượng tôm.
Lượng thức ăn ngày
(k /h )
0.6 4.0 13.0 42.0 69.0 87.0 88.0 92.0 105.0
(k
g
/h
a
)
Lượng thức ăndư
(kg/ha)
0.1 0.4 1.3 4.2 6.9 8.7 8.8 9.2 10.5
Tỷ lệ phân thải(%)so
vớikhốilượng tôm.
10.0 8.0 5.3 4.0 3.4 2.7 2.6 2.5 2.5

Lượng phân thải ngày
(kg/ha)
0.6 3.3 8.7 28.0 47.0 58.5 76.4 92.1 105.7
(kg/ha)
Lượng dịch thải ngày
(kg/ha)
0.5 2.8 7.4 23.8 40.0 49.8 65.0 78.3 89.9
Xấpxỉ số lượng tôm trên 1 ha
Số lượng (cá thể/ha)
Xấp

xỉ

số

lượng

tôm

trên

1

ha
350000
250000
300000
291616
-
0 2343

150000
200000
y =
291616x
0
.
2343
R
2
= 0.9834
100000
150000
0
50000
0 153045607590105120
Tham số
Đơnvị
Hàm xấpxỉ
PT thực nghiệm của các thông số trong ao
Tham

số
Đơn

vị
Hàm

xấp

xỉ

Số lượng tôm con/ha
-0.2343
291616 1
15
x
y
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
Thể trọng
kg/con
15
⎝⎠
⎪
⎨
⎧
<
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
75khi1
15
017.0
6481.3

x
x
y
Thể

trọng

kg/con
Khốilượng
kg/ha
⎪
⎩
⎨
≥−
⎠
⎝
75khi85.100.297 xx
y
⎪
⎨
⎧
<
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
75khi1

15
1647.5
3484.3
x
x
Khối

lượng
kg/ha
Lượng phân thải
⎪
⎩
⎨
≥−
⎠
⎝
=
75khi23.90643.02
15
xx
y
⎪
⎨
⎧
<
⎟
⎞
⎜
⎛
+

60
khi
1
5386
0
7372
x
x
,
,
Lượng

phân

thải

ngày
kg/ha
Lượng dịch thải
⎪
⎩
⎪
⎨
≥
<
⎟
⎠
⎜
⎝
+

60khi0219051
60
khi
1
15
5386
0
x.x
x
,
y =
⎪
⎧
⎟
⎞
⎜
⎛
khi
7372
x
,
Lượng

dịch

thải

ngày
kg/ha
0 0001

3
0 0204
2
⎪
⎩
⎪
⎨
≥
<
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
60khi17.1689.0
60
khi
1
15
45780
xx-
x
x
,
y =
Lượng thức ăn dư kg/ha
y = -
0

,
0001
x
3
+
0
,
0204
x
2
+
0,3226x - 2,8586
Mô phỏng quá trình tự ô nhiễm hữu cơ
trong ao nuôi tôm công nghiệp
Th
ố
liệ
thố
kê
ề
biế
độ
ủ
z
Th
eo s
ố
liệ
u
thố

ng
kê
v
ề
sự
biế
n
độ
ng c
ủ
a
các tham số:
{số lượng tôm, thể trọng tôm,
{khốilượng tổng đàn trên 1 ha,
{lượng dịch thải ngày,
{lư
ợ
n
g
thức ăndư
,
ợ g
,
{tỷ lệ phân thải,
z
Từ
các
tham
số
này

có
thể
tính
ra
lượng
z
Từ
các
tham
số
này
có
thể
tính
ra
lượng
phân thải ngày
Mô phỏng quá trình tự ô nhiễm hữu cơ
trong ao nuôi tôm công nghiệp (tt)
T
hiê
ố
l
thứ
ă
d
hâ
dị h
thải
z

T
uy n
hiê
n, s
ố
l
ượng
thứ
c
ă
n
d
ư,p
hâ
n,
dị
c
h
thải
trong nước ao nuôi còn phân hủy theo như các
thí
nghiệm
đã
chỉ
ra
thí
nghiệm
đã
chỉ
ra

.
z Do đó đến ngày thứ k thì BOD5 do các thành
phần
này
gây
ra
trong
1
ha
ao
nuôi
tôm
có
độ
phần
này
gây
ra
trong
1
ha
ao
nuôi
tôm
có
độ
sâu 1m sẽ là:
()
()
5

1
k
j
j
i
i
f
BOD
=
=
∑
z BOD
5
của ao nuôi sẽ bằng tổng của ba quá trình
này
và
BOD
5
trong
nước
ao
nuôi
ban
đầu
này
và
BOD
5
trong
nước

ao
nuôi
ban
đầu
.
Mức ô nhiễm hữu cơ ao nuôi khi mật độ nuôi
ban đầu là 20 cá thể/m
2
, mức nước 1,5m
8
10
D
5
] (mg/l)
6
[BO
D
2
4
0
0 50 100 150
Thôøi gian (ngaøy)
BOD do thức ăn dư BOD do phân
BOD do dịch BOD tổng
Mức ô nhiễm hữu cơ ao nuôi khi mật độ nuôi
ban đầu là 30 cá thể/m
2
, mức nước 1,5m
10
12

OD
5
] (mg/l)
6
8
[B
OD
2
4
0
0 50 100 150
Thôøigian(ngaøy)
Thôøi

gian

(ngaøy)
BOD do thức ăn dư BOD do phân
BOD do d
ị
ch BOD tổn
g
ị
g
Mức ô nhiễm hữu cơ ao nuôi khi mật độ nuôi
ban đầu là 40 cá thể/m
2
, mức nước 1,5m
10
12

14
O
D
5
] (mg/l)
6
8
10
[B
O
2
4
6
0
0 50 100 150
Thôi i ( )
Thô
ø
i
g
i
an
(
ngaøy
)
BOD do thức ăn dư BOD do phân
BOD d d
ị
h
BOD t

ổ
BOD

d
o
d
ị
c
h
BOD

t
ổ
ng
Mức ô nhiễm hữu cơ ao nuôi khi mật độ nuôi
ban đầu là 50 cá thể/m
2
, mức nước 1,5m
14
16
]
(mg/l)
8
10
12
[BOD
5
]
2
4

6
0
2
050100150
Thôøi gian (ngaøy)
BOD do thức ăn dư BOD do phân
BOD d d
ị
h
BOD
ổ
BOD

d
o
d
ị
c
h
BOD
t
ổ
ng
BOD tổng cộng trong ao nuôi với các giá trị
mật độ thả giống khác nhau
Mật độ tôm thả trong ao nuôi ban đầu (con/m²)
Ngày
10
20
25

30
35
40
45
50
mật

độ

thả

giống

khác

nhau

Ngày
10
20
25
30
35
40
45
50
044444444
10 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.08 4.09 4.1
20 4.04 4.09 4.11 4.14 4.17 4.2 4.23 4.26
30 4.09 4.18 4.23 4.28 4.33 4.39 4.45 4.51

40 4.15 4.31 4.4 4.48 4.57 4.67 4.76 4.86
50 4.24 4.49 4.63 4.76 4.9 5.04 5.19 5.34
60
436
473
493
513
533
553
575
596
60
4
.
36
4
.
73
4
.
93
5
.
13
5
.
33
5
.
53

5
.
75
5
.
96
70 4.46 4.94 5.19 5.44 5.7 5.96 6.23 6.5
80 4.55 5.13 5.42 5.73 6.03 6.35 6.66 6.99
90 4.64 5.32 5.66 6.01 6.37 6.73 7.1 7.48
100 4.74 5.5 5.9 6.3 6.71 7.12 7.54 7.97
110 4.83 5.69 6.13 6.58 7.04 7.51 7.98 8.47
120 4.92 5.88 6.37 6.87 7.38 7.9 8.42 8.96
S ôhiễ hữ tôiới
S
ự
ô
n
hiễ
m
hữ
u cơ
t
rong ao nu
ôi
v
ới

các mật độ nuôi khác nhau (con/m²)
10
10

6
8
g
/l) .
20
30
2
4
6
O
D (m
g
40
50
0
2
B
O
50
0 20406080100120140
thời gian nuôi tôm (ngày)
Khối lượng tôm thu hoạch được và
BOD
ih d ôitô
Ngày
Khốilượng tôm thu
BOD sinh ra
BOD
5
s

i
n
h
ra
d
o nu
ôi

tô
m
Ngày
Khối

lượng

tôm

thu

hoạch (kg/ha)
BOD

sinh

ra

(kg/ha)
10
1440 08
501 52

10
1440
.
08
501
.
52
20 2880.18 983.62
25 3600.2 1232.4
30 4320.25 1486.32
35 5040.3 1745.38
40
5760 33
2009 59
40
5760
.
33
2009
.
59
45 6480.38 2278.94
50
7200 4
2553 45
50
7200
.
4
2553

.
45