Oxy hòa tan và các nhân tố ảnh hưởng đến hàm lượng oxy hòa tan trong nước

OXY HÒA TAN
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Phú Hòa
Danh sách nhóm :
Văn Đỗ Tuấn Anh
Nguyễn Như Lý
Lê Thanh Phụng
Lê Anh Phong
Nguyễn Thái Hòa
 Mục lục
I. Giới thiệu
II.Tóm tắt
III. Định nghĩa
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến oxy hòa tan
V. Sự bảo hòa oxy
VI. Sự phân tầng oxy trong các thủy vực
VII. Oxy hòa tan ảnh hưởng đến thủy sinh vật
VIII. Máy đo oxy
IV. Hàm lượng oxy hòa tan trong hệ thống nuôi trồng thủy sản.
IX. Biện pháp tăng lượng oxy hòa tan ở các thủy vực
X. Đề nghị
XI. Tài liệu tham khảo
I. Giới thiệu
1. Đặt vấn đề
Cũng như các loài sinh vật sống trên cạn, các thủy sinh vật cũng cần có oxy để
duy trì sự sống.Đa phần thủy sinh vật điều sử dụng oxy hòa tan trong nước.
Trong nuôi trồng thủy sản, từ khi thả giống đến khi thu hoạch thường gặp nhiều
biến cố.Một trong những biến cố hay gặp đó là thiếu oxy hòa tan trong nước làm cho vật
nuôi chết hàng loạt hay tăng trưởng chậm ( thủy sinh vật sử dụng oxy hòa tan trong nước
để thực hiện quá trình tra đổi chất nhằm sản sinh ra năng lượng cho sự tăng trưởng và sinh
sản ) dẫn đến năng suất kém.
Do đó oxy hòa tan là một yếu tố quan trọng không thể thiếu ở các thủy vực.

2. Mục tiêu đề tài
Tìm hiểu khái quát về oxy hòa tan và các nhân tố ảnh hưởng đến hàm lượng
oxy hòa tan trong nước nhằm quản lý tốt yếu tố quan trong này.
II.Tóm tắt
Các yếu tố ảnh hưởng đến oxy hòa tan :
a. Nhiệt độ
_ Nhiệt độ cao độ hòa tan oxy vào nước giảm.
_ Nhiệt độ thấp độ hòa tan oxy vào nước tăng.
_Nhiệt độ nước nếu gia tăng nhanh cũng gây ra gas bubble disease
b. Cặn lắng
_ Cặn lắng nhiều làm giảm oxy hòa tan trong nước.
c. Áp suất
_ Áp suất cao oxy hòa tan trong nước tăng và ngược lại.
d. Độ mặn
_ Độ hòa tan của oxy trong nước mặn thấp hơn trong nước ngọt.
e. Một số yếu tố khác
_ Oxi trong không khí : nguồn bổ sung oxy.
_ Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh tạo ra oxy.
_ Quá trình hô hấp của thủy sinh vật làm tiêu hao oxy.
_ Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước của vi khuẩn làm tiêu
hao oxy.
_ Diện tích tiếp xúc giữa hai pha oxy và nước ; mức độ xáo trộn gây
ra bởi dòng chảy cũng như các tác nhân khác : gió trên mặt thoáng của dòng chảy cũng có
ảnh hưởng đến oxy hòa tan trong các nước hay nói khác hơn là các thủy vực.
_ Sự thay đổi mùa cũng ảnh hưởng đến nồng độ oxy .
Sự bảo hòa oxy :
_ Nồng độ oxy bão hoà 100% chính là nồng độ ôxy trong nước bão hoà
không khí.
_ Nồng độ oxy bão hoà phụ thuộc nhiệt độ, độ muối và độ cao so với mực
nước biển.

Oxy hòa tan ảnh hưởng đến thủy sinh vật
_ Oxy hòa tan thấp gây ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của thủy
sinh vật. Nếu oxy quá thấp thủy sinh vật sẽ chết.
_ Oxy quá cao là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tảo trong ao
nuôi.Đồng thời có thể làm xuất hiện bọt khí dưới da cá và có thể làm tắc nghẽn mạch máu.
Biện pháp tăng lượng oxy hòa tan ở các thủy vực
_ Chủ động hạn chế quá trình phân hủy hữu cơ.
_ Bề mặt ao nuôi thông thoáng.
_ Nên tạo dòng chảy nhẹ trong ao nuôi.
_ Dùng máy quạt nước, máy xục.
_ Gây và giữ màu nước bền vững, thúc đẩy quá trình quang hợp.
_ Bố trí mức nước nuôi hợp lý.
_ Tránh gây ô nhiễm ao nuôi,không để dư thừa thức ăn trong ao.
_Chủ động định kỳ dùng thêm chế phẩm sinh học.
_ Dùng vôi nông nghiệp, chủ động bón xuống ao sau những trận mưa
lớn.
_ Giữ nhiệt độ ao nuôi ổn định từ 26 – 3O
0
C .
_ Giữ pH từ 6,5 – 8,5 thì hồ nuôi giàu oxy.
_ Nếu có điều kiện nên thường xuyên thai nước nhằm cải thiện hàm
lượng oxy hòa tan.
III. Định nghĩa
_ Oxy hòa tan : là lượng oxy có trong nước được tính bằng mg/l hay % bảo hòa
dựa vào nhiệt độ. Phần trăm bảo hòa là phần trăm tìm tàng của nước để giữ oxi có mặt
trong nước.Oxy trong nước mặt dao động từ 0 mg/l ở nguồn nước có điều kiện quá tệ cho
đến 15 mg/l trong nước đóng băng.
_ COD ( Chemical Oxygen Demand ) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu
cơ bằng dung dịch acid dicromate.Phản ứng hóa học này thường oxy hóa hơn 95% chất
hữu cơ trong 3 giờ.

_ BOD : nhu cầu ôxy hóa sinh học hay nhu cầu ôxy sinh học (ký hiệu: BOD, từ
viết tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand) là lượng oxy
cần cung cấp để oxy hoá các chất hữu cơ trong nước bởi vi sinh vật. BOD là một chỉ số và
đồng thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết ôxy trong
nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng
nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường.
_ BOD
5
là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ tại 20
o
C trong
5 ngày.

Mức BOD (bằng
ppm)
Chất lượng nước
1 - 2 Rất tốt-không có nhiều chất thải hữu cơ
3 - 5 Tương đối sạch
6 - 9 Hơi ô nhiễm
10+ Rất ô nhiễm
_ Hàm lượng oxy hòa tan = lượng đưa vào – lượng mất đi.
_ Phương pháp xác định BOD và COD :
+ Phương pháp xác định BOD:
Thử nghiệm BOD được thực hiện bằng cách hòa loãng mẫu
nước thử với nước đã khử ion và bão hòa về ôxy, thêm một lượng cố định vi sinh vật mầm
giống, đo lượng ôxy hòa tan và đậy chặt nắp mẫu thử để ngăn ngừa ôxy không cho hòa tan
thêm (từ ngoài không khí). Mẫu thử được giữ ở nhiệt độ 20°C trong bóng tối để ngăn chặn
quang hợp (nguồn bổ sung thêm ôxy ngoài dự kiến) trong vòng 5 ngày và sau đó đo lại
lượng ôxy hòa tan. Khác biệt giữa lượng DO (ôxy hòa tan) cuối và lượng DO ban đầu
chính là giá trị của BOD. Giá trị BOD của mẫu đối chứng được trừ đi từ giá trị BOD của

mẫu thử để chỉnh sai số nhằm đưa ra giá trị BOD chính xác của mẫu thử.
Ngày nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương pháp
chai đo BOD Oxitop: đặt chai trong tủ 20
o
C trong 5 ngày, BOD được đo tự động khi nhiệt
độ đạt đến 20
o
C. Giá trị BOD được ghi tự động sau mỗi 24 giờ.
+ Phương pháp xác định COD:
Trong nhiều năm, tác nhân ôxi hóa mạnh là pemanganat
kali (KMnO
4
) đã được sử dụng để đo nhu cầu ôxy hóa học. Tính hiệu quả của
pemanaganat kali trong việc ôxi hóa các hợp chất hữu cơ bị dao động khá lớn. Điều này
chỉ ra rằng pemanganat kali không thể có hiệu quả trong việc ôxi hóa tất cả các chất hữu cơ
có trong dung dịch nước, làm cho nó trở thành một tác nhân tương đối kém trong việc xác
định chỉ số COD.
Kể từ đó, các tác nhân ôxi hóa khác như sulfat xêri, iodat
kali hay dicromat kali đã được sử dụng để xác định COD. Trong đó, dicromat kali
(K
2
Cr
2
O
7
) là có hiệu quả nhất: tương đối rẻ, dể dàng tinh chế và có khả năng gần như ôxi
hóa hoàn toàn mọi chất hữu cơ.
Phương pháp đo COD bằng tác nhân oxy hoá cho kết quả
sau 3 giờ và số liệu COD chuyển đổi sang BOD khi việc thí nghiệm đủ nhiều để rút ra hệ
số tương quan có độ tin cậy lớn.

Lưu ý : kết hợp 2 loại số liệu BOD, COD cho phép đánh giá lượng hữu cơ
đối với sự phân hủy sinh học.
+ Phương pháp xác định DO ( phương pháp Winkler )
( Từ trang 14 đến trang 16 của bài giảng thực tập Phân tích
chất lượng nước trong nuôi thủy sản – TS. Nguyễn Phú Hòa & Th.S. Lê Thị Bình )
Công thức tính DO
DO (mg/l) = [ ( ml Na
2
S
2
O
3
0.025N ) * N*8*1000] / V ml mẫu
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến oxy hòa tan
1.Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước nguồn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng oxy
trong nước nguồn.
Về mùa hè khi nhiệt độ của nước nguồn tăng, quá trình oxy hóa sinh hóa các
chất hữu cơ xảy ra với cường độ mạnh hơn. Trong khi đó độ hòa tan của oxy vào nước lại
giảm xuống. Vì vậy về mùa hè, độ thiếu hụt oxy tăng nhanh hơn so với mùa đông .
Về mùa đông nhiệt độ nước nguồn thấp nên độ hòa tan tăng, tuy nhiên với
nhiệt độ thấp các vi khuẩn hiếu khí tham gia vào quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu
cơ sẽ hoạt động yếu. Do đó quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ xảy ra chậm chạp. Nói
một cách khác, về mùa đông quá trình tự làm sạch của nước nguồn xảy ra một cách chậm
chạp.
Hình: độ hòa tan Oxy và Nitơ trong nước cất được bảo hòa không khí ở áp xuất
760mmHg.
Lưu ý : Nhiệt độ nước nếu gia tăng nhanh cũng gây ra gas bubble disease vì
khả năng bền chặt của các chất khí trong nước tỷ lệ nghịch với nhiệt độ nước
2. Cặn lắng

Khi xả nước thải chưa xử lý vào nguồn nước, các chất lơ lửng sẽ lắng xuống
đáy nguồn và khi tốc độ dòng chảy trong nguồn không lớn lắm thì các chất đó sẽ lắng ở
ngay cạnh cống xả.
Các chất hữu cơ của cặn lắng bị phân hủy bởi vi khuẩn. Nếu lượng cặn lắng
lớn và lượng oxy trong nước nguồn không đủ cho quá trình phân hủy hiếu khí thì oxy hoà
tan của nước nguồn cạn kiệt (DO = 0). Lúc đó quá trình phân giải yếm khí sẽ xảy ra và sản
phẩm của nó là chất khí H
2
S, CO
2
, CH
4
. Các chất khí khi nổi lên mặt nước lôi kéo theo các
hạt cặn đã phân hủy, đồng thời các bọt khí vỡ tung và bay vào khí quyển. Chúng làm ô
nhiễm cả nước và không khí xung quanh.
Cần chú ý rằng quá trình yếm khí xảy ra chậm hơn nhiều so với quá trình hiếu
khí. Bởi vậy khi đưa cặn mới vào nguồn thì quá trình phân giải yếm khí có thể xảy ra liên
tục trong một thời gian dài và quá trình tự làm sạch nguồn nước có thể coi như chấm dứt.
Nguồn như vậy không thể sử dụng vào mục đích cấp nước, cá sẽ không thể sống và có thể
có nhiều thiệt hại khác nữa.
3. Áp suất
Áp suất cao oxy hòa tan trong nước tăng và ngược lại.Vì áp suất cao oxy dể đi
vào nước.
4. Độ mặn
Độ hòa tan của oxy trong nước muối thấp hơn trong nước ngọt.Vì độ hòa tan
oxy phụ thuộc vào hàm lượng hàm lượng clorua trong nước. Nồng clorua cao thì oxy hòa
tan càng ít và ngược lại.
Bảng : lượng oxy hòa tan của không khí vào nước theo nhiệt độ và độ mặn ở 1atm

T

o
C DO mg/L T
o
C DO mg/L
0 ppm salinity 5 ppm salinity 0 ppm salinity 5 ppm salinity
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11,28
11,02
10,77
10,53
10,29
10,07
9,86
9,65
9,45
9,26
9,08
10,92
10,67
10,43

10,20
9,98
9,77
9,56
9,36
9,17
8,99
8,81
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
8,90
8,73
8,56
8,40
8,24
8,09
7,95
7,81
7,67
7,54
7,41

8,64
8,48
8,32
8,16
8,01
7,87
7,73
7,59
7,46
7,33
7,21
5. Một số yếu tố khác
_ Oxi trong không khí : để oxy hóa các chất hữu cơ, trong nguồn nước luôn
xảy ra quá trình bổ sung lượng oxy mới. Nguồn bổ sung oxy là không khí. Chúng hòa tan
vào nguồn nước qua mặt thoáng của nguồn nước.
_ Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh tạo ra oxy.
_ Quá trình hô hấp của thủy sinh vật làm tiêu hao oxy.
_ Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước của vi khuẩn làm tiêu hao
oxy.
_ Độ hòa tan của oxy vào nước phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa hai
pha oxy và nước. Diện tích tiếp xúc lớn oxy hòa tan cao va ngược lại.
_ Độ thoáng trên bề mặt ao nuôi.Thoáng nhiều thì oxy hòa tan nhiều và
ngược lại.
_ Độ hòa tan phụ thuộc vào mức độ xáo trộn gây ra bởi dòng chảy cũng như
các tác nhân như gió trên mặt thoáng của dòng chảy.
_ Sự thay đổi mùa cũng ảnh hưởng đến nồng độ ôxy. VD: mùa hè nhiệt độ
ấm làm tăng tốc độ tổng hợp và phân huỷ hàm lượng oxy hòa tam giảm.
V. Sự bảo hòa oxy
_ Gọi là nồng độ oxy bão hoà 100% chính là nồng độ ôxy trong nước bão
hoà không khí.

Thí dụ: Nồng độ oxy trong nước bão hoà không khí 100% là 8.6 mgO2/l ở
25oC, 760 mmHg và tăng 14.6 O2mg/l ở 0oC, 760mmHg.
_ Nồng độ oxy bão hoà phụ thuộc nhiệt độ, độ muối và độ cao so với mực
nước biển. Nhiệt độ tăng thì nồng độ ôxy bão hoà giảm. Độ muối tăng hay càng lên cao so
với mực nước biển thì nồng độ ôxy bão hoà cũng giảm. Các thông số ảnh hưởng của nhiệt
độ, độ muối, chiều cao so với mực nước biển đến nồng độ ôxy bão hoà thường được cho
thành bảng để dễ chuẩn trước khi đo hay được nạp vào máy đo.
Vậy nồng độ ôxy hoà tan trong nước bao nhiêu là phù hợp? theo một số tài
liệu thì nồng độ ôxy hoà tan:
- Từ 0 đến 2 mg/l là không cung cấp đủ ôxy cho sự sống;
- Từ 2 đến 4mg/l thì chỉ có một số loài cá và côn trùng sống được;
- Từ 4 đến 7 mg/l phù hợp cho các loài thuỷ sản (cá, tôm) sống ở
vùng nước nóng.