Bài giảng quản lý môi trường ao nuôi thủy sản chương 4 tính chất hóa học của nước

CHƯƠNG 4

TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA NƯỚC


Thành phần các yếu tố đa lượng hòa tan trong nước biển và
nước sông (Theo Nicol, 1960; Burton, 1976 và Liss, 1976)

Nước biển
Yếu tố
ClNa+
SO42Mg2+
Ca2+
K+
HCO3Br-

Nồng độ
(mg/l)
19.340
10.770
2.712
1.294
412
399
140
65

Nước sông

Xếp hạng
1

2
3
4
5
6
7
8

Nồng độ (mg/l) Xếp hạng
8
6
11
4
15
2
58
-

5
6
4
7
2
8
1
-


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

H2O =H+ + OH[H+][OH-] = Kw = 10-14 (ở nhiệt độ 25oC)
[H+][H+] = Kw = 10-14  [H+] = 10-7 = 0,0000001 mole/L
Để tránh sử dụng giá trị quá nhỏ, các nhà khoa học
chuyển thành giá trị pH
pH = - log10[H+] = - lg[H+]
pH = -lg[10-7] = 7


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Hằng số ion hóa của nước, Kw theo Garrels và Christ (1965)

Nhiệt độ

Kw

Nhiệt độ

Kw

0

0,1139 x 10-14

5

0,1846 x 10-14

10

0,2920 x 10-14

15

0,4505 x 10-14

20

0,6809 x 10-14

25

1,008 x 10-14

30

1,496 x 10-14

35

2,089 x 10-14

40

2,919 x 10-14


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Môi trường trung tính thì pH = ?

Môi trường trung tính ([H+][OH-]) khi pH=7, ở ĐK 25oC
Khi nhiệt độ  25oC thì môi trường trung tính có pH7
Thí dụ:
Ở nhiệt độ 35oC, Kw = 2,1 x 10-14
[H+]2 = 2,1 x 10-14 =10-13,68 (2,1=100,32)
[H+] = 10-6,84
pH = 6,84


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Thang đo pH?
Thông thường pH nằm trong khoảng 0 - 14
pH có thể < 0 và > 14
[H+] > 1  pH < 0

[H+] < 10-14  pH > 14

vd: [H+] = 10 thì pH = -lg[10] = -1
hay [H+] = 10-16 thì pH = -lg[10-16] = 16


pH của nước và đời sống thủy sinh vật
Ion H+ sinh ra từ đâu?


Quá trình oxy hóa đất phèn
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 4H+ + 2SO422FeSO4 + 1/2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O
FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O = 15FeSO4 + 16H+ + 8SO42Fe2(SO4)3 + 4H2O = 2Fe(OH)2 + 4H+ + 3SO42-



Quá trình phân hủy hữu cơ



Hô hấp của thủy sinh vật
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-  H+ + CO32-


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Nguyên nhân làm pH tăng?
 Quá trình quang hợp
Làm giảm CO2 hoặc làm tăng CO32 Bón vôi
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3CaO + 2CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3Ca(OH)2 + 2CO2  Ca2+ + 2HCO3-


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

pH thấp







Tăng tiết dịch nhờn trên bề mặt mang
Giảm trao đổi khí và ion

Mất cân bằng acid-base, giảm NaCl
trong máu, rối loạn điều hòa áp suất
thẩm thấu
Tế bào máu trương phồng, mất khả
năng điều hòa chất điện giải
Làm giảm khả năng vận chuyển oxy


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

pH cao




Biểu bì phiến mang bị sưng phồng
Tổn thương thủy tinh thể và giác mạc
Mất cân bằng acid-base

Ảnh hưởng gián tiếp



Ảnh hưởng lên NH3 và H2S
Ảnh hưởng hoạt tính của hoá chất


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Không sinh sản

Chết

Không sinh sản

Sinh trưởng chậm

4

5

6

Sinh trưởng
chậm

Sinh trưởng tốt

7

8

pH

9

10

Chết

11


pH của nước và đời sống thủy sinh vật
Sự biến động pH theo ngày đêm
pH

6:00

Giàu dinh dưỡng (tảo
phát triển mạnh)

14:00

Dinh dưỡng TB
(tảo phát triển vừa)

18:00

t

Nghèo dinh dưỡng
(tảo ít phát triển)


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Biện pháp tránh pH thấp:
 Ở vùng đất phèn không phơi đáy ao nứt nẻ
 Tránh trường hợp đất phèn tiếp xúc với không khí (đất

đào ao bị phơi khô)
 Trước những cơn mưa đầu mùa cần bón vôi xung
quanh bờ ao (đối với ao mới đào)
Biện pháp tránh khi pH cao
 Cải tạo ao tốt ở đầu vụ nuôi
 Không cho thức ăn quá thừa và bón phân quá liều


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Biện pháp khắc phục pH thấp:
 Thay nước mới có pH cao hơn
 Bón vôi
 Bón phân


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Thuốc diệt tảo:
CuSO4 . 5H2O: ức chế quá trình quang
hợp và hô hấp, đặc biệt tác dụng mạnh
với quá trình quang hợp.
Liều lượng: 0,025 – 2 mg/L
Chú ý: CuSO4 có tác dụng độc với cá,
mức độ nhạy cảm từng loài.


pH của nước và đời sống thủy sinh vật
Simazine: ức chế mạnh quá
trình quang hợp của tảo, đặc

biệt là tảo lam.
Liều lượng: 0.25 - 0,5 mg/L
Simazine không độc đối với
tôm cá
Tên khác: Aquazine (80%
simazine)
Liều lượng: 0,63 - 1,25 mg/L


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Cá ăn tảo:
Thả ghép các loài cá ăn tảo như cá rô
phi, cá mè trắng... (trong nước ngọt),
cá rô phi, cá măng, cá đối... (trong
nước lợ)
Tác dụng: duy trì mật độ tảo trong ao
và kéo dài chu kỳ của tảo.


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Thực vật lớn:
Sử dụng thực vất lớn sống nổi như lục bình,
bèo hay rau muống.
Tác dụng: hạn chế ánh sáng đi vào ao nuôi
và làm giảm muối dinh dưỡng trong ao
Mật độ thả: không vượt quá 1/3 diện tích
mặt nước ao
Chú ý: Thực vật lớn có thể gây tích tụ hữu cơ

trong ao và gây nên hiện tượng oxy thấp.


pH của nước và đời sống thủy sinh vật

Chất nhuộm màu:
Sử dụng chất nhuộm màu làm hạn chế
ánh sáng đi vào trong nước, làm giảm
sự phát triển của tảo
Tên chất: Aquashade
Liều lượng: 3 mg/L


CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật
Nguồn CO2 trong thủy vực có nguồn gốc từ một số
quá trình:
1. Hòa tan từ CO2 của không khí theo quy luật Henry
Ở 1 atm, 30oC Cs= 665mL/L x 0,03% = 0,2 mL/L
hoặc 0,4 mg/L trong điều kiện nước sạch
2. Sản phẩm hô hấp từ sinh vật dị dưỡng và tự dưỡng
C6H12O6 + O2  CO2 + H2O


CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật
3. Hòa tan từ đá trầm tích (đá vôi, dolomite...)
H2CO3 + CaCO3  Ca(HCO3)2  Ca2+ + HCO3CaMg(CO3)2 + CO2 + H2O  Ca2+ + Mg2+ + HCO3-


CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật

1.

2.
3.

Hàm lượng CO2 thường nhỏ hơn 5 mg/L,
chúng biến động theo không gian và thời
gian. CO2 có thể ảnh hưởng đến hô hấp
của cá khi hàm lượng lớn hơn 10 mg/L,
đặc biệt khi hàm lượng oxy thấp.
Hàm lượng CO2 thấp có thể giới hạn năng
suất sinh học sơ cấp.
Hàm lượng CO2 quá cao có thể dẫn đến
pH của nước thấp.


CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật
Khắc phục CO2 cao


Thay nước



Sử dụng Ca(OH)2
2CO2 +
88 mg

Ca(OH)2
:

1 mg/L :

 Ca(HCO3)2

74.08 mg
? mg
? = 0.84 mg



Chú ý: Dùng Ca(OH)2 quá nhiều có thể làm tăng
nhanh pH đến mức gây chết cá; khí NH3 cũng tăng
theo sự gia tăng pH.


CO2 hòa tan và đời sống thủy tinh vật

Dùng Na2CO3
Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3
105. 98 mg : 44 mg
 ? mg/L : 1 mg/L
Dùng NaCO3 thì an toàn hơn Ca(OH)2,
nhưng chi phí cao.


Oxy hòa tan và đời sống thủy sinh vật
Nhiều loại khí hòa tan có liên quan đến nuôi
trồng thủy sản: N2, O2, CO2, NH3, H2S and
CH4.

Độ hòa tan của mỗi loại khí trong nước bị chi
phối bởi các nhân tố sau:
 Có mối quan hệ nghịch với nhiệt độ và độ
mặn
 Độ hòa tan của một loại khí trong nước phụ
thuộc vào áp lực không khí - quy luật Henry.