Bài giảng quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản nguyễn đình trung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Nguyễn Đình Trung

QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Nha Trang, tháng 10 năm 2010

1


LỜI MỞ ĐẦU
Lịch sử nghề nuôi cá và các loài thủy sản đã có từ rất lâu. Những tài liệu sớm nhất
đã ghi chép về hoạt động nuôi trồng thủy sản ở Trung Quốc vào thế kỷ XII trước công
nguyên. Vào thế kỷ XV, cá Măng và các loài thủy sản khác bao gồm cả tôm biển đươc
nuôi phổ biến trong những đầm nước lợ diện tích lớn tại Indonexia.
Nuôi trồng thủy sản trong ao là một nghề truyền thống ở nước ta. Từ chỗ chủ yếu
dựa vào việc sử dụng hợp lý các điều kiện tự nhiên của mặt nước, người nuôi đã áp dụng
nhiều biện pháp tác động đến môi trường hay đối tượng nuôi để nâng cao năng suất cá,
tôm nuôi trong ao.
Mục tiêu của việc nuôi trồng thủy sản là lợi nhuận. Hiệu quả của nó được xác
định bằng năng suất và sản lượng thu hoạch. Hai chỉ tiêu đó đặc trưng cho hiệu quả của
quá trình nuôi: Trình độ kỹ thuât, quản lý ao, chế độ cung cấp dinh dưỡng, chất lượng
con giống - khả năng phòng và chống bệnh, tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của vật nuôi.
Cũng như trong tự nhiên, trong các ao nuôi sinh vật phát triển trong giới hạn của
hệ sinh thái và phụ thuộc vào sự vận động của chính hệ đó. Chất lượng nước đóng vai trồ
rất quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Sự sống sót, sinh sản và tăng trưởng của cá, tôm
nuôi phụ thuộc rất lớn vào các yếu tố môi trường. Do đó, để tăng năng suất, nâng cao sản
lượng cá, tôm nuôi, con người cần phải can thiệp , quản lý duy trì và nâng cao chất lượng

nước trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản trong quá trình nuôi.
Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản được định lượng bằng các đặc trưng
vật lý, hoá học, sinh học có ảnh hưởng đến sản xuất thủy sản.
Chất lượng môi trường là đặc điểm cơ bản để xác định tiềm năng của sự phát triển
nuôi trồng thủy sản. Duy trì chất lượng nước tốt và ổn định suốt chu kỳ nuôi trong ao
nuôi được xem là một trong những yếu tố then chốt phát triển bền vững nghề nuôi trồng
thủy sản. Để đạt được mục đích này, nghề nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi tôm
công nghiệp nói riêng đã không ngừng nhận được sự hỗ trợ của tiến bộ khoa học kỹ thuật
như: Cải tiến kết cấu ao nuôi, thiết bị hệ thống quạt nước, sục khí, công nghệ men vi
sinh… để nhằm tăng cường sức chứa sinh học của ao nuôi phù hợp với mật độ nuôi cao.
Ý nghĩa thành công trong việc nuôi một đối tượng thủy sản không chỉ ở chỗ sản
xuất được duy trì tốt, mà còn ở sự sản xuất bền vững, không phá huỷ hệ sinh thái tại chỗ.
Bởi vậy, những tri thức về quản lý chất lượng nước trong các hệ thống nuôi thủy sản cần
được trang bị để đảm bảo sự thành công trong nuôi trồng thủy sản.
Giáo trình “ Quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản” sẽ đề cập tới
các nguồn nước, thông số đánh giá chất lượng nước và tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi
trồng thủy sản. Đồng thời cũng đề cập tới các biện pháp xử lý nâng cao chất lượng nước
trong quá trình nuôi thủy sản.

2


Nội dung giáo trình được biên soạn theo đề cương môn học “ Quản lý chất lượng
nước trong nuôi trồng thủy sản” của trường Đại học Nha Trang nhằm trang bị cho sinh
viên những kiến thức cơ bản về chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản và mối quan
hệ về duy trì tốt chất lượng nước trong hệ thống nuôi trồng thủy sản trong quá trình nuôi
thủy sản với đảm bảo nuôi trồng thủy sản bền vững, thân thiện với môi trường. Qua đó
hình thành tư duy sáng tạo trong kỹ thuật xử lý nâng cao và quản lý chất lượng nước
nhằm nâng cao năng suất nuôi trồng thủy sản. Thông qua thực tiễn sản xuất, cùng với
một số kiến thức mới được bổ sung và cập nhật, lần tái bản này chúng tôi đã lồng ghép

thêm những hiểu biết mới, tuy nhiên để đạt được sự hoàn thiện vẫn không thể thiếu
những chỗ chừa cần được phủ kín. Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp
của đồng nghiệp và người nuôi cũng như bạn đọc để tài liệu ngày càng hoàn chỉnh hơn.
Chúng tôi chân thành cảm ơn.
Tác giả.

3


CHƯƠNG I
CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

1.1 NGUỒN NƯỚC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN.
1.1.1 Nước mặt
Khoảng 3/4 diện tích bề mặt trái đất được che phủ bởi nước, dựa vào hàm lượng
các muối hoà tan (độ mặn ) người ta chia: Nước biển (ở các đại dương ), nước lợ (ở các
cửa sông và ven biển ), nước ngọt (Ở các sông ngòi, ao hồ…). Sự khác biệt về hàm lượng
muối trong nước ảnh hưởng mạnh tới các quá trình sinh học và hóa học xảy ra trong thủy
vực.
1.1.1.1 Nước biển
1. Tính ổn định về thành phần muối của nước biển
Thành phần chủ yếu của nước biển là các anion như Cl-, SO42-, CO32-, Br-… và
các cation như Na+, K+, Ca2+, Mg2+… ( do sự hoà tan của các muối NaCl, MgCl2,
MgSO4, CaSO4, K2SO4, CaCO3, MgBr2 …). Vì biển và các đại dương thông nhau nên
thành phần các chất trong nước tương đối đồng nhất. Hàm lượng muối (độ mặn ) ở các
vùng biển khác nhau có thể khác biệt, nhưng tương quan tỷ lệ giữa các chất hoà tan trong
nước biển tương đối ổn định. Tính ổn định về thành phần muối của nước biển được gọi là
định luật tỷ lệ tương đối, do V. Dittmar phát minh năm 1884, được biểu diễn theo bảng
tóm tắt của Dittmar như sau:
Bảng 1. Thành phần muối của nước biển

( Theo V. Dittmar, 1884 )
Muối
NaCl
MgCl2
MgSO4
CaSO4
K2SO4
CaCO3
MgBr2 …

Tổng số

Nồng độ
g / kg

%
77,76
hợp chất Cl-88,65
10,89
4,73
hợp chất SO42- 10,79
3,60
2,46
0,34 hợp chất CO32
0,22
hợp chất khác

27,21
3,81
1,66

1,26
0,86
0,12
0,08

35,00

100,00

4


Đối với thủy sinh vật, đặc tính tác động về mặt sinh lý của các muối hòa tan được
quyết định bởi các cation, chứ không phải là các anion. Tỷ lệ tổng của Na+ và K+ (hóa trị
1+ ) đối với tổng của Ca2+ và Mg2+ ( hóa trị 2+ ) hay tỷ số M / D ( Mono / Di ) có ý nghĩa
rất lớn đối với đời sống thủy sinh vật. Khi độ mặn của nước tự nhiên giảm, thì chỉ số ion
cũng giảm theo do giá trị tương đối của Ca2+tăng lên(do tăng hàm lượng muối cacbonat ),
còn Na+ lại giảm ( do giảm hàm lượng muối clorua ). Sinh vật biển thích nghi kém với sự
biến đổi này khi được môi trường sinh sống từ một thủy vực này sang một thủy vực khác,
nhất là ở giai đoạn phát triển phôi và ấu trùng mới nở. Đây là một cản trở lớn về chất
lượng nước trong sinh sản nhân tạo các loài sinh vật biển ở các trại sản xuất giống hải
sản.
2. Cân bằng trong nước biển
pH nước biển dao động ổn định trong khoảng 8,1 ± 0,2 có thể được giải thích như
sau :
a. Do có sự tồn tại của hệ cân bằng cacbonat H2CO3 – HCO3- - CO32- qua các quá
trình phản ứng sau :
pH < 5
CO2 + H2O

pH > 5

pH > 8,3
+

H2CO3

H + HCO3

-

H+ + CO32-

b. Do có sự tồn tại của hệ cân bằng borat B(OH)3 – B(OH)4- qua phản ứng sau:
B(OH)4- + H+

B(OH)3 + H2O

c. Do có sự tồn tại của hệ rắn trầm tích dưới đáy biển, các cation hòa tan tác dụng
với silicat trong chất lắng cặn của biển:
3Al2Si2O5(OH)4( r ) + SiO2( r ) + 2K+ + 2Ca2+ + 9H2O → 2KCaAl2Si5O16(H2O)6( r ) + 6H+
Sự tồn tại của các hệ trên chính là yếu tố đệm chủ yếu trong nước.
Nước biển với đặc thù pH khoảng 8,1 hệ đệm có tính vượt trội được quyết định
bởi hệ cân bằng cacbonat. Tại giá trị pH = 8,1 tỷ lệ % của các thành phần CO2 – HCO3 CO32- trong hệ cân bằng cacbonat là: CO2 - HCO3- - CO323,21 - 96,31 - 0,48 ( % )
Như vậy, khi có mặt một nồng độ ( lớn ) nhất định của ion HCO3 - thì pH của môi
trường sẽ ít bị thay đổi khi đưa thêm vào nước một lượng kiềm hay axit. Có nghĩa là khả
năng đệm phụ thuộc vào nồng độ của bicacbonat ( HCO3- )trong nước, tức là độ kiềm của
nước.
1.1.1.2. Nước sông, hồ
1. Thành phần của nước sông, hồ

Trong nước sông, hồ có thể tìm thấy các thành phần sau:

5




Các chất hoà tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ.



Các chất rắn lơ lửng, trong có cả chất vô cơ và hữu cơ.



Các phức chất, ví dụ các hợp chất humic ( mùn ).

Thành phần hóa học trung bình của nước sông, hồ được trình bày ở bảng 2
Bảng 2. Thành phần hóa học trung bình của nước sông, hồ
( Nguồn: Principles of Aquatic Chemistry, 1983 )
Thành phần
CO32SO42ClSiO2
NO3-

% trọng lượng
35,2
12,4
5,7
11,7
0,9

Thành phần
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
(FeAl2)O3

% trọng lượng
20,4
3,4
5,8
2,1
2,7

Nước sông,suối ở dạng nước chảy; còn nước ao, hồ ở dạng nước tĩnh.
Nước sông, hồ có nguồn gốc từ nguồn nước chảy tràn từ các lưu vực do mưa đến
các nguồn nước, hoặc do mưa trực tiếp xuống nguồn, hoặc có nguồn gốc từ nước ngầm
do nguồn dư thừa độ ẩm trong đất, hoặc do sự thải nước ngầm từ các tầng nước có áp
suất cao hơn sức chứa của nó.
2. Chất lượng nước sông, hồ
Chất lượng nước sông, hồ bị tác động bởi 2 giai đoạn là chảy tới nguồn và thời
gian lưu giữ tại nguồn đó, ở các dòng chảy và nguồn lặng nước cũng có sự biến động
không giống nhau. Chất lượng nước sông, hồ phụ thuộc vào yếu tố khí hậu, địa lý và hoạt
động sản xuất của con người.
a. Chất lượng nước sông
Chất lượng nước sông phụ thuộc vào các yếu tố xung quanh như mức độ phát
triển công nghiệp, mật độ dân số trong khu vực, hiệu quả của công tác quản lý các dòng
thải vào sông.
Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển, mà công tác quản lý các dòng

thải công nghiệp, dòng thải nước sinh hoạt không đượcchú trọng thì nước sông thường bị
ô nhiễm bởi các hóa chấtt độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm…
Nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn, phong hóa dễ dàng thì nước sông
thường bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, độ đục cao do các chất huyền phù và các
chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước.
Chất lượng nước sông cũng phụ thuộc vào tính chất lưu vực: Các vùng chứa
nhiều đất đá có tính thấm kém thì nước đục và mềm do các hạt mịn (vô cơ, hữu cơ) bị
cuốn theo và khó sa lắng. Vùng lưu vực chứa nhiều đá vôi CaCO3, đá phấn CaSO4 thì
nước trong và cứng. Nước chảy qua các vùng đồi trọc không cây cối rửa trôi, cuốn theo

6


hầu hết các thành phần trong đất ; qua rừng rậm thì nước trong và chứa nhiều chất hữu cơ
hòa tan.
b. Chất lượng nước hồ
Nước trong các đầm, hồ là loại nước lặng được bổ sung thêm và chảy ra, nên về
mặt nguyên tắc được coi là nguồn nước có dòng chảy chậm, thời gian lưu giữ lớn. Các
nguồn nước lặng thường chịu hậu quả của hai tác động chủ yéu là: Sự phát triển của thực
vật thủy sinh như rong, tảo và đối với nguồn nước lặng cố độ sâu lớn còn chịu sự phân
tầng nhiệt.
Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu, vào các điều kiện thời tiết và
chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ, trong đó có cả nguồn nước thải sinh hoạt và
nước thải công nghiệp.
Ở những hồ mà điều kiện lưu thông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nước hồ sẽ có
hàm lượng ôxy hoà tan thấp, điều kiện yếm khí tăng, nước có mùi khó chịu.
Ở những hồ các chất dinh dưỡng tích tụ nhiều sẽ thúc đẩy quá trình phì dưỡng,
cũng gây tác hại đến chất lượng nước hồ.
Tuy nhiên, trong nước sông và nước hồ vẫn thường xuyên xảy ra quá trình tự làm
sạch như quá trình lắng các huyền phù trong thời gian lưu, quá trình khoáng hóa các chất

hữu cơ, quá trình nitrat hóa các hợp chất chứa nitơ…
1.1.1.3. Sự khác biệt giữ nước biển và nước sông,hồ
1. Khác biệt về hàm lượng các ion hòa tan
Bảng. 3. Các ion đa lượng ( mg / L )
( Nguồn: Môi trưòng - Tập I, Lê Huy Bá, 1997 )
Thành phần
ClNa+
SO42Mg2+
Ca2+
K+
HCO3BrSr2+

Nước biển
Nồng độ
Thứ tự
19340
1
10770
2
710
3
694
4
412
5
399
6
140
7
65

8
9
9

7

Nước sông, hồ
Nồng độ
Thứ tự
8
4
6
5
11
3
4
6
15
2
2
7
58
1
-


Bảng. 4. Các ion vi lượng ( mg / L )
( Nguồn: Môi trường - Tập I, Lê Huy Bá,1997
Thành phần
B

Si
F
N
P
Mo
Zn
Fe
Cu
Mn
Ni
Al

Nước biển
Nồng độ
Thứ tự
4500
1
4000
2
1400
3
250
4
35
5
11
6
5
7
3

8
3
8
2
9
2
9
1
10

Nước sông, hồ
Nồng độ
Thứ tự
10
6
13000
1
100
4
230
3
20
5
1
8
20
5
670
2
7

7
7
7
0,3
9
0,0
-

Như vậy, ta thấy rằng: Về các ion đa lượng trong nước sông, hồ nhiều nhất là
bicacbonat HCO3-, sau đó đến canxi Ca2+, đến sunphat SO42-. Còn ở trong nước biển, Clcao nhất, kế đến Na+, rồi đến SO42-. Các ion vi lượng ở trong nước biển nhiều nhất là Bor
(B), sau đó là silic (Si), Flo (F). Còn ở trong nước sông, hồ thì ngược lại silic rất cao, còn
Bor, Flo lại tương đối thấp và ít nhất là Niken, Molipđen.
2. Khác biệt về độ hòa tan của các chất khí
Trong nước biển do hàm lượng muối cao nên độ hòa tan của các chất khí vào
trong nước kém hơn đối với sông, hồ. Ở cùng nhiệt độ, độ hoà tan của O2 trong nước mặn
(S‰ = 35‰) chỉ bằng 80% trong nước ngọt (S‰ = 0‰).
3. Khác biệt về hệ đệm cacbonat
Nước biển có độ cứng và độ kiềm cao (độ cứng của nước biển trung bình là 6.600
mgCaCO3/L, độ kiềm cao hơn 120 mgCaCO3/L), do đó ở các vùng nước mặn và nước lợ
pH thường cao hơn 7,5. Mặt khác , nhờ hệ cân bằng cacbonat ổn định, nên pH của nước ít
thay đổi.
Trong nước ngọt thường có độ kiềm thấp và khoảng dao động pH rộng.
4. Khác biệt về sự sa lắng phù sa
Chất rắn không tan, còn gọi là phù sa hay chất huyền phù gây đục có thể tồn tại
sẵn trong nguồn nước. Chúng có độ bền (không dễ bị sa lắng) là do chuyển động nhiệt.
Trong nước biển do nồng độ các ion cao nên dễ khử được tính bền của chúng và tạo điều

8

kiện cho chúng kết nối được với nhau, thực hiện được quá trình sa lắng. Trong nước biển,
tốc độ lắng chìm của phù sa nhanh hơn trong nước ngọt.
1.1.2. Nước ngầm
Nước ngầm tồn tại trong các tầng nước trong lòng đất. Người ta phân ra hai loại
tầng: Tầng giới hạn và tầng không giới hạn.
Tầng nước giới hạn là tầng bị phủ trên nó một lớp đất hoặc đá không có khả năng
thấm nước. Nước tích tụ trong đó là các dòng chảy ngang, chậm, từ các tầng không giới
hạn đến, nó không có lớp không bão hoà, có cấu trúc kiểu bánh kẹp giữa các lớp không
thấm nước , áp lực thủy tĩnh của tầng giới hạn lớn, nên khi khoan hoặc đào giếng, nước
từ đó được phun lên.
Tầng không giới hạn là lớp đá xốp không bị phủ trên nó lớp đất đá không
thấm nước. Trong tầng không giới hạn có hai vùng: Vùng bão hoà nước và vùng không
bão hòa., được phân chia ranh giới bởi mực nước trong đó. Lớp không bão hòa chứa
nhiều ôxy hòa tan.
1.1.2.1. Thành phần nước ngầm
Thành phần hoá học của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước ngầm,
cấu trúc địa chất của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác.
1. Các chất khí hòa tan trong nước ngầm
a. Khí ôxy hòa tan
Dựa vào nồng độ của ôxy trong nước ngầm, có thể chia nước ngầm thành 2 loại:
i. Nước ngầm yếm khí:
Trong quá trình lọc qua các tầng đất đá, ôxy trong nước sẽ bị tiêu thụ, khi lượng
ôxy bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan mhư Fe2+, Mn2+ sẽ được tạo thành. Thêm vào đó, các
quá trình khử sau tiếp tục xảy ra:
NO3- → NH4+ ; SO42- → H2S ; CO2 → CH4
ii. Nước dư lượng ôxy hòa tan:
Trong nước có sự hiện diện của ôxy sẽ không có các chất khử như NH4+, H2S,
CH4…thường khi nước có dư lượng ôxy là nước có chất lượng tốt.
b. Khí hydro sunphua H2S hòa tan
SO4

2-

Khí H2S trong nước ngầm được tạo ra trong điều kiện yếm khí từ ion sunphat
với sự có mặt của vi khuẩn phản sunphat hóa
Vi khuẩn
2SO42- + 14 H+ + 8e-

2H2S + 2H2O + 6OH-

c. Khí mêtan CH4 và khí cacbonic CO2

9


Mê tan CH4 và cacbonic CO2 được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp
chất humic với sự tham gia của vi khuẩn:
Vi khuẩn
4C10H18O10 + 2H2O

21CO2 + CH4

Có những nguồn nước ngầm chứa tới 40 mg CH4/L.
2. Các ion hoà tan trong nước ngầm
a. Ion canxi Ca2+
Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao. Trong đất thường chứa nhiều CO2
do các quá trình trao đổi chất của rễ cây và các quá trình phân hủy tạp chất hữu cơ nhờ
visinhvật tạo ra khí CO2, khí CO2 hòa tan trong nước mưa khi thấm xuống đất tạo điều
kiện thuận lợi làm tăng nồng độ ion Ca2+ theo quá trình sau:
Mưa xuống

Mặt đất
Chất hữu cơ + các loài vi sinhvật
CO2 + H2O

→

CO2

→

H2CO3

lớp trên mặt đất

Đất

Quá trình ngấm xuống của axit yếu H2CO3
CaCO3 + H2CO3

→ Ca(HCO3)2

Đá vôi

⌠ Nước ngầm với nồng độ canxi Ca2+ cao ⌡
Do tác động của nước mưa và với hàm lượng CO2 sẵn có, trong đất sẽ gia tăng
hàm lượng H2CO3 qua phản ứng:
H2O + CO2 → H2CO3
Lượng axit này sẽ phản ứng với các khoáng đá vôi có trong khu vực theo phản
ứng:

10


H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2
Sản phẩm của quá trình này dễ hòa tan và dẫn đến làm tăng hàm lượng ion Ca2+
trong nước ngầm, tức làm tăng độ cứng của nước.
b. Ion Mg2+
Nguồn gốc của ion Mg2+ trong nước ngầm chủ yếu từ các muối magie silicat
MgSiO3 và dolomit CaMg(CO3)2, chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO2. Sự có
mặt của Ca2+ và Mg2+ tạo nên độ cứng của nước.
c. Ion natri Na+
Sự hình thành của Na+ trong nước ngầm chủ yếu theo phương trình sau:
2NaAlSi3O3 + 10H2O →

Al2Si2(OH)4 + 2Na+ + 4H4SIO3

Na+ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na2SO4 là những muối có hàm lượng lớn
trong nước biển.
d. Ion Fe2+
Các ion Fe2+ từ các lớp đất đá được hòa tan trong nước trong điều kiện yếm khí
như sau:
Visinhvật
+

4Fe2+ + O2 + 10H2O

4Fe(OH)3 + 8H

Khi không bị vi sinh vật tiêu thụ cho các quá trình ôxyhóa các chất hữu cơ trong
đất (hợp chất humic), sắt hóa trị 3+ Fe(OH)3 sẽ bị khử thành sắt hóa trị 2+ Fe2+.

e. Ion mangan Mn2+
Các ion mangan Mn2+ cũng được hòa tan trong nước từ các tầng đất dá ở điều
kiện yếm khí như sau:
Visinhvật
6MnO2 + 12H+

Mn2+ + 3O2 + 6H2O

e. Ion amôn NH4+
Các ion amôn NH4+ trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nước
thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, chất thải chăn nuôi, phân bón hoá học và trong quá
trình chuyển hóa của nitơ.
f. Ion bicacbonat HCO3Các ion bicacbonat HCO3- được tạo ra trong nước nhờ quá trình hòa tan của đá
vôi CaCO3 khi có mặt khí CO2.
g. Ion sunphat SO42Các ion sunphat SO42- có nguồn gốc từ muối CaSO4.7H2O hoặc do quá trình ôxy
hóa pyrit FeS2 trong điều kiện ẩm với sự mặt của ôxy O2 như sau:

11


2FeS2 + 2H2O + 7O2

→

2Fe2+ + 4SO42-- + 4H+

h. Ion clorua ClCác ion clorua Cl- có nguồn gốc từ quá trình phân ly muối NaCl hoặc từ trong
nước thải sinh hoạt.
Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các ion chủ yếu là Ca2+, Mg2+, Fe2+, NH4+,
Na+ và các anion chủ yếu là HCO3 -, SO42-, Cl-. Điêu quan trọng cần chú ý là tổng đương

lượng của các cation bằng tổng đương luợng của các anion.
Bảng. 5. Chất lượng nước ngầm ở 4 giếng khoan khác nhau.
( Theo Claude E. Boyd, 1990 )
Giếng
1
2
3
4
Thành phần
pH
6,3
8,4
7,4
5,7
CO2 (mg/L)
9,7
0,0
0,0
26,4
O2 (mg/L)
1,2
0,4
0,0
2,2
Độ kiềm (mg/L)
71,4
260,1
106,0
11,0
Ca2+ (mg/L)

5,2
1,6
185,3
2,2
2+
Mg (mg/L)
3,4
0,2
41,3
1,1
+
K (mg/L)
4,6
1,3
13,6
4,9
Na+ (mg/L)
46,8
105,7
1412,5
1,0
Cl (mg/L)
86,1
38,5
3110,7
3,4
SO42- (mg/L)
4,0
2,0
6,7

5,0
3PO4 (mg/L)
0,104
0,032
0,004
0,015
Fe2+ (mg/L)
0,64
0,04
10,0
0,3
+
NH4 (mg/L)
0,45
0,31
0,53
0,01
Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào một loạt các yếu tố: Chất lượng nước
mưa, chất lượng nước ngầm đã tồn tại thời gian dài trong lòng đất, bản chất lớp đất đá
nước thấm qua, bản chất lớp đá chứa tầng nước. Bởi vậy, ở các khu vực khai thác khác
nhau nước ngầm có thành phần hóa học khác nhau.
1.2 ĐẶC TÍNH MÔI TRƯỜNG NƯỚC PHÙ HỢP CHO NUÔI TRỒNG THỦY
SẢN
Nước có nhiều đặc tính lý – hóa – cơ học thuận lợi cho đời sống và sự phát triển
của thủy sinh vật.
1.2.1. Khối lượng riêng cao và độ nhớt thấp
Ở 40C nước tinh khiết có khối lượng riêng lớn nhất là 1g / cm3, ở khoảng trên
hoặc dưới nhiệt độ này khối lượng riêng giảm đi.
Nước tự nhiên, do sỵư có mặt của các chất hoà tan, ở 40C khối lượng riêng của
nước có thể tới 1,347 g/cm3.

12


Độ nhớt của nước thấp so với nhiều chất lỏng khác, ở 100C là 1,31 đơn vị, trong
khi đó độ nhớt của glixerin là 3950 đơn vị.
Khối lượng riêng cao và độ nhớt thấp ảnh hưởng lớn tới sự di động của thủy sinh
vật: Lực đẩy lớn sẽ làm vật dễ nổi, sức cản nhỏ vật bơi sẽ nhanh hơn và tiêu hao ít năng
lượng
1.2.2. Khối lượng nước luôn luôn chuyển động
Nước trong thủy vực chuyển động dưới dạng sóng và dòng chảy. Sóng là do gió
gây nên, tạo ra chuyển động dao động của khối nước trên mặt, nhiều khi rất lớn. Ngoài
sóng trên mặt còn có sóng ngầm do những nguyên nhân khác.
Dòng chảy là sự chuyển động của khối nước theo một hướng nhất định trong thủy
vực. Dòng chảy có thể là dòng chảy ngang, dòng chảy thẳng đứng hay hỗn hợp. Dòng
chảy có thể được gây nên do sự chênh lệch về nhiệt độ và độ mặn, hoặc do nhiều nguyên
nhân khác.
Nước chuyển động giúp cho sự di chuyển của thủy sinh vật, cung cấp nhu cầu ôxy
và thức ăn trong nước, phân tán chất thải, điều hòa độ mặn, nhiệt độ, khí hòa tan trong
nước được thuận lợi dễ dàng.
1.2.3. Nhiệt dung riêng cao và độ dẫn nhiệt kém
Để nâng 1 kg nước từ 1405 C lên 1505C cần cung cấp nhiệt lượng là 1 kcal.
Cũng một lượng nhiệt 1 kcal như vậy có thể đun nóng 2 lít cồn C2H5OH hoặc 5
kg cát, hoặc10 kg sắt lên 10C. Điều này có nghĩa là nước chậm nóng hơn nhiều so với
nhiều chất khác.
Độ dẫn nhiệt của nước kém. Nước có khả năng tích juỹ nhiệt từ khí quyển, nhưng
do nhiệt dung riêng lớn nên quá trình tích luỹ đó diễn ra chậm chạp, bên cạnh đó, do độ
dẫn nhiệt kém, nên sự truyền nhiệt từ tầng nước này sang tầng nước khác rất lâu. Hai đặc
tính này làm khối nước trong thủy vực tăng nhiệt chậm, giữ nhiệt tốt, bảo đảm điều kiện
nhiệt ôn hòa cho đời sống thủy sinh vật.

1.2.4. Ẩn nhiệt nóng chảy lớn và độ thu nhiệt lớn
Để chuyển 1 gam nước đá thành nước lỏng, mà không làm thay đổi nhiệt độ cần
tiêu thụ 80 calo, có nghĩa là nước lỏng và nước đá (ở 0oC) chứa một năng lượng lệch
nhau là 80 calo.
Một gam nước lỏng khi bị đóng băng tỏa ra một lượng nhiệt là 80 calo, do đó ở
các thủy vực xứ lạnh vào mùa đông khi nước trên mặt đóng băng, sẽ tỏa ra một lượng
nhiệt đáng kể. Do đó, giữ cho lớp nước bên dưới còn ở thể lỏng (trên 00C), đảm bảo hoạt
động sống liên tục của thủy sinh vật trong thủy vực.
Khi bốc hơi, nước thu một lượng nhiệt lớn tới 539 calo/g. Do đó, trong thủy vực
khi lớp nước tầng trên bốc hơi, thu nhiều nhiệt của lớp nước tầng dưới. Đặc điểm này rất

13


quan trọng đối với thủy vực xứ nóng: Khi nước trên bề mặt bốc hơi dưới ánh nắng mặt
trời, độ thu nhiệt lớn của nước giữ cho nước thủy vực không quá nóng, ảnh hưởng xấu
đến đời sống thủy sinh vật.
1.2.5. Độ hòa tan lớn
Nước là một dung môi hòa tan tốt. Nhờ vậy, mà môi trường nước đã trở thành
một môi trường dinh dưỡng cung cấp các muối dinh dưỡng và các chất khí cho thủy sinh
vật, đồng thời phân tán dễ dàng các chất thải (khí CO2, sản phẩm thải ở dạng hòa tan và
dạng rắn) do chúng thải ra trong quá trình hô hấp và trao đổi chất, đảm bảo đời sống bình
thường trong thủy vực.
1.3. CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
1.3.1. Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước
Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước như
sau:
a) Các chỉ tiêu vật lý cơ bản (các thông số thủy lý) như: Nhiệt độ nước, màu
nước, độ trong, mùi nước, vị nước.
b) Các chỉ tiêu hóa học của nước (các thông số thủy hóa) như: Các chất khí hòa

tan, các ion, các muối dinh dưỡng, các chất hữu cơ.
c) Các chỉ tiêu sinh học: Virus, vi khuẩn, vi tảo.
1.3.1.1. Các chỉ tiêu vật lý (các thông số thủy lý)
1. Nhiệt độ nước
Nhiệt độ nước là đại lượng biểu thị trạng thái nhiệt của nước.
Nước trong các ao nuôi được cung cấp nhiệt từ các nguồn sau:


Bức xạ nhiệt của mặt trời



Sự tỏa nhiệt từ đất



Từ các phản ứng hóa học và sự phân huỷ các chất hữu cơ trong nước và
trên nền đáy.

Nhiệt độ là đặc trưng luôn luôn biến đổi theo thời tiết. Quy luật biến động của
nhiệt độ là:
* Biến động theo mùa
* Biến động hàng ngày
Quá trình biến động hàng ngày phản ảnh đặc điểm riêng của thời tiết (Ví dụ: nóng
lạnh, có mưa hay không có mưa).
Thông thường, nhiệt độ nước trong một ngày đêm trong các ao nuôi thấp nhất vào
buổi sáng lúc 2 – 5 giờ, cao nhất vào buổi chiều lúc 14 – 16 giờ và vào lúc 10 giờ nhiệt
độ nước trong ao gần tới nhiệt độ trung bình ngày đêm. Biên độ dao động của nhiệt độ

14

nước trong ngày rộng hay hẹp phụ thuộc vào tính chất của ao: Các ao nhỏ và nông có
biên độ dao động nhiệt độ ngày đêm rộng hơn các ao lớn và sâu.
Khi phải chịu sự thay đổi nhiệt độ nước quá nhanh thì tôm, cá nuôi bị ức chế
mạnh do không kịp thích nghi sinh lý. Tôm, cá có thể chịu đựng sự thay đổi nhiệt độ
0,20C/phút miễn là tổng thể nhiệt độ thay đổi không quá 50C. Nhưng nếu nhiệt độ nước
thay đổi đột ngột (trên 0,50C/phút trong khoảng 50C) dẫn tới sốc nhiệt và chết. Sự thay
đổi đột ngột của nhiệt độ là nguyên nhân chính làm thay đổi tốc độ trao đổi chất, rối loạn
hô hấp, làm mất cân bằng pH máu, làm thay đổi chức năng điều hòa áp suất thẩm thấu và
làm tổn thương bóng hơi của cá. Tôm, cá giống khi đem thả vào cá ao nuôi thường được
vận chuyển trong các túi kín có bơm ôxy, ở nhiệt độ khoảng 220 – 240C. Trước khi thả
tôm, cá ra ao nên thả cả túi xuống nước để cân bằng nhiệt độ nước trong túi và nước ao.
Nếu vận chuyển giống bằng thùng, trước khi thả nên pha loãng dần với nước ao để cân
bằng nhiệt độ
Rowland (1986) cho rằng: Khoảng nhiệt độ thích hợp cho sống sót và sinh sản
của các loài tôm, cá nuôi tương đối rộng, nhưng khoảng nhiệt độ cho tăng trưởng cực đại
thì rất hẹp.
Ví dụ: Dải nhiệt độ giới hạn của tôm sú từ 12 – 37,50C, nhưng khoảng nhiệt độ
thích hợp nhất cho tăng trưởng của nó chỉ từ 25 – 300C.
Đối với các loài tôm, cá nhiệt đới sẽ không phát triển tốt khi nhiệt độ dưới 250C
và có thể bị chết khi nhiệt độ thấp hơn 10 hoặc 150C.
Nhiệt độ là một yếu tố điều chỉnh năng suất vật nuôi trong ao. Tốc độ tiêu hóa
thức ăn của tôm, cá tăng lên rất mạnh cùng khi nhiệt độ tăng (trong khoảng thích hợp) và
hệ số tác dụng hữu ích của thức ăn cũng tăng lên một cách tương ứng.
Đối với cá chép: Thang nhiệt cá thích ăn: 12 – 330C.
tối ưu: 23 – 290C.
Khẩu phần ăn của cá (trọng lượng 16 – 40 gam) ở các thang nhiệt độ như sau:
16 – 170C = 1
18 – 190C = 2

20 – 220C = 2,3
24 – 290C = 3,3
Khi biết tổng trọng lượng cá trong ao và nhiệt độ nước, có thể định lượng khẩu
phần ăn của cá chép trong mỗi ngày với độ chính xác cao.
Đối với tôm sú: Nếu nhiệt độ nước thấp hơn 250C hoặc cao hơn 320C nhu cầu
lượng thức ăn giảm từ 30 – 50% so với lượng thức ăn ở khoảng nhiệt độ thích hợp.
Cho tôm, cá ăn , nói như F.G. Martưsep, cần phải “ theo nhiệt kế”.

15


Nhiệt độ cũng ảnh hưởng gián tiếp tới sức khoẻ của vật nuôi về phương diện bệnh
truyền nhiễm và khả năng gây bệnh của mầm bệnh. Ví dụ: Bệnh gây ra do nhóm vi khuẩn
Aeromonas, khi nhiệt nước 4oC chỉ có 14% cá bị chết, nhưng khi nhiệt độ tăng lên 21oC
thì 100% cá mắc bệnh bị chết.
Vì việc điều chỉnh nhiệt độ nước trong nuôi trồng thủy sản là không khả thi, nên
khi đã xác định được vị trí nuôi trồng thì cần tiếp tục xác định loài nuôi phù hợp với
nhiệt độ nước tại nơi đó, ví dụ: Đưa cá Hồi vào nuôi ở Sapa, cá Tầm vào nuôi ở Lâm
Đồng.
Nhiệt độ nước luôn tác động đến động thái của hầu hết tất cả các thông số đặc
trưng về chất lượng nước: Đến tốc độ và trạng thái cân bằng của phản ứng hóa học, đến
khả năng hòa tan và bốc hơi của các loại khí. Nhiệt độ cũng tác động lên các quá trình
sinh hóa của động, thực vật thủy sinh và chúng tác động lại vào môi trường nước.
2. Độ trong
Nước tinh khiết - H2O – là chất lỏng trong suốt. Nhưng nước trong các ao nuôi thì
không phải như vậy, mà có một giá trị nào đó của độ trong. Độ trong của nước là khả
năng truyền sáng của ánh sáng mặt trời khi xuyên qua nước. Khi độ trong của nước rất
thấp, thì lúc đó người ta thường gọi là nước bị đục. Gây nên độ đục của nước là do các
chất rắn không tan, khó lắng, làm chùm ánh sáng một phần bị hấp thụ, phần bị tán xạ khi
gặp chúng trên đường đi.

Từ các khái niệm đó, có thể thấy ý nghĩa đầu tiên của độ trong khi đánh giá chất
lượng nước là: Độ trong là chỉ tiêu đánh giá cường độ chiếu sáng trong tầng nước.
Độ trong của nước trong các ao nuôi chủ yếu phụ thuộc vào số lượng và đặc tính
khối chất cái (seston) trong nước, đó là tập hợp các sinh vật sống trong tầng nước và thể
vẩn lơ lửng trong nước.
Seston gồm 3 hợp phần sau:
(1). Chất vẩn vô cơ được đưa vào thủy vực từ đất.
(2). Mùn bã hữu cơ.
(3). Sinh vật phù du (kể cả động vật phù du và thực vật phù du).
Độ trong của nước ao được đo dựa vào độ sâu còn nhìn thấy được nhờ một dụng
cụ gọi là đĩa Secchi. Còn hàm lượng seston thường được xác định theo phương pháp
trọng lượng. Càng nhiều seston và kích thước của chúng càng lớn thì độ trong càng giảm.
Trong các ao nuôi thủy sản tồn tại một mối quan hệ độ trong và thực trạng ao
nuôi. Cụ thể:
Giá trị độ trong
< 20 cm

Chú giải
Ao đục.

16


Nếu ao đục do phytoplankton, sẽ nảy sinh vấn đề thiếu O2
vào sáng sớm, độ pH nước ao sẽ tăng cao (pH > 9) vào buổi
trưa nắng.
Nếu do đục vô cơ (đục phù sa), năng suất ao sẽ không cao.
30 – 40 cm

Nếu độ trong do phytoplankton, tình trạng ao tốt.

45 – 60 cm

Phytoplankton nghèo nàn.

> 60 cm

Nước quá trong, năng suất ao giảm và nảy sinh vấn đề tảo đáy.

Độ trong là một chỉ tiêu đơn giản, dễ xác định, thông qua chỉ tiêu này người nuôi
có thể đánh giá tình trạng ao nuôi mà có biện pháp xử lý thích đáng.
Độ đục của nước do các phần tử phù sa (đất sét và bùn) gây nên được gọi là độ
đục vô cơ. Độ đục vô cơ làm giảm khả năng truyền sáng trong nước, ảnh hưởng tới quá
trình quang hợp của tảo, giảm sinh khối tảo, thương tổn mang tôm, cá, cản trở hô hấp,
ngợp thở sinh vật đáy, cản trở lọc thức ăn động vật thân mềm, từ đó dẫn đến hiện tượng
tương đối thấp về năng suất.
Tuy nhiên nên nhớ rằng : Nước đục không có nghĩa là ô nhiễm. Nhưng trong ao
nuôi độ đục gây ra bởi các hạt sét, bùn được coi là chất gây đục mang tính hại.
Còn nếu độ đục của nước do sinh vật phù du gây nên thì khi đó giá trị của độ
trong sẽ trở thành chỉ số năng suất và trong trường hợp này người ta gọi đó là độ trong
mong muốn.
3. Màu sắc nước
Nước nguyên chất - H2O – là chất lỏng không màu, trong suốt. Còn nước trong
các ao nuôi thường mang các màu khác nhau. Sự cấu thành của màu nước là hiện tượng
hội tụ đủ 3 yếu tố:
* Ánh sáng
* Các vật thể trong nước, chủ yếu là các chất cái (seston)
* Hệ thống tiếp thu màu (như mắt)
Mặt trời là nguồn chiếu sáng cho các vùng nước. Các tia sáng là những dao động
điện từ có độ dài sóng xác định. Ánh sáng mặt trời được phân tích thành những tia không

nhìn thấy được gồm tia hồng ngoại và tia tử ngoại và những tia mắt người nhìn thấy
được.

17


ÁNH SÁNG MẶT TRỜI

Tia sáng
Hồng ngoại

Tử ngoại
Đỏ

Bước sóng : 7.000

Da cam

Vàng

Lục

Lam

Tím

6.200

5.800

5.300

4.700

4.200

o

(A )

Dưới cùng một luồng sáng, các ao nuôi có màu khác nhau, do khác nhau về thành
phần và số lượng các chất cái (seston). Mỗi chất cái đó có chứa những hoá chất gọi là
phẩm màu khác nhau. Đặc tính cơ bản của các phẩm màu là có khả năng cộng hưởng khi
bị kích thích, tức là khi ánh sáng chiếu xuống nước một số tia đơn bị nước và các chất lơ
lửng trong nước hấp thụ, còn một số tia đơn khác bị tán xạ. Sự cộng hưởng này có 2 đặc
điểm :
* Xảy ra ở vùng ánh sáng thấy được, nghĩa là các bức xạ phát ra có bước sóng từ
4.200 – 7.000 Ao.
* Mỗi phẩm màu chỉ có khả năng hấp thụ một số tia đơn và tán xạ các tia khác.
Khi mặt trời chiếu sáng các vực nước, nếu tất cả các tia sáng được hấp thụ, mặt
nước sẽ có màu đen.
Hầu hết các loài tảo đều có chứa các sắc tố. Khi sắc tố của tảo hấp thụ một số tia
đơn đập vào và tán xạ những tia khác thì ta thấy có màu. Như vậy, màu sắc là kết quả của
sự hấp thụ có chọn lọc những miền xác định trong phổ liên tục của ánh sáng trắng đập
vào vật thể.
Khi tảo sinh sản nhanh tạo thành những vùng có mật độ cực cao. Hiện tượng đó
gọi là nước nở hoa. Thường nở hoa là do nhiều loài tảo hoặc chỉ một loài. Kết quả là có
thể làm cho nước đổi màu. Chu kỳ nở hoa của tảo trong ao nuôi cách nhau mỗi chu kỳ từ
7 đến 10 ngày. Khi tảo tàn lụi đồng loạt nước có màu trắng sữa và tăng nhanh độ trong.
Màu nước là một thành phần hợp thành chất lượng nước trong ao nuôi. Màu nước

và chất lượng nước trong ao có mối quan hệ mật thiết với nhau. Màu nước là vẻ biểu hiện
bên ngoài nói lên diễn biến chất lượng nước bên trong. Bởi vậy trong nuôi trồng thủy sản
trước tiên nên quan sát màu nước, sau đó mới giám định chất lượng nước.
Mối quan hệ Màu nước
Chất lượng nước là mối quan hệ “Trong” – “Ngoài”
: chất lượng nước là “bên trong” , màu nước là “bên ngoài”. Thông qua hiện tượng để
thấy được bản chất. Qua quan sát màu nước có thể suy đoán được điều gì đã và đang xảy
ra trong ao nuôi. Tình trạng chất lượng nước được duy trì tốt hoặc đang biểu hiện suy
thoái đều thể hiện qua sự thay đổi của màu nước.

18


Nước biển có độ trong rất cao (tới 30 m) và mang màu xanh là do khi vào sâu
trong nước các tia màu của ánh sáng lần lượt bị tắt:
Tia đỏ và da cam ở độ sâu

: 100 m

Tia vàng

: 300 m

Tia lục, lam, tím

: 500 – 600 m

Khối nước biển như một màng lọc hấp thụ các tia sáng có bước sóng dài, các tia
sáng xanh mạnh nhất, xuống sâu nhất trong nước, đồng thời tán xạ và phản chiếu dễ dàng
lại mắt ta.

Việc xác định màu nước được mô tả về sắc thái và cường độ màu bằng lời chứ
không phải bằng con số định lượng.
4. Mùi nước
Nước tinh khiết - H2O – không có mùi. Mùi của nước tự nhiên được tạo nên bởi
các chất có trong nước có khả năng bay hơi. Khi những chất bay hơi này tiếp xúc với mũi
chúng ta, thì ta cảm thấy mùi.
Các chất gây mùi trong nước có thể chia làm 3 nhóm:
a. Các chất gây mùi có nguồn gốc vô cơ:
* Mùi Clo : Do quá trình diệt khuẩn bằng hợp chất clo.
* Mùi trứng thối : Do nhiều khí H2S.
b. Các chất gây mùi có nguồn gốc hữu cơ:
Trong chất thải công nghiệp, xăng dầu, thuốc bảo vệ thực vật, formalin …
c. Các chất gây mùi từ các quá trình sinh hóa, cáchoạt động của vi khuẩn,
rong tảo:
* Mùi tanh hôi: Do có nhiều vi khuẩn phát triển
* Mùi bùn: Do tảo lục phát triển
* Mùi tanh cá: Do tảo lam phát triển, các chất tiết của tảo lam là các
aldehyt và axit hữu cơ dễ bay hơi làm cho nước có mùi tanh và rất độc hại đối với thủy
sinh vật
Bởi vậy, có thể coi mùi là một tín hiệu hóa học, một ngôn ngữ biết nói, một chỉ
tiêu cho biết mức độ nhiễm bẩn của thủy vực.
Mùi của nước cho biết mối đe doạ tôm, cá nuôi trong ao.
Để biểu thị cường độ mùi người ta dùng các thuật ngữ: Không mùi, thoang
thoảng, rõ rệt, nặng mùi.
5. Vị nước
Nước tinh khiết – H2O – không có vị

19

Vị của nước tự nhiên phụ thuộc vào nồng độ các khoáng chất và các chất tan
trong đó quyết định.
Tính chất có vị của nước ao nuôi là nguyên nhân bởi sự có mặt của các chất vốn
là thành phần tự nhiên của nước nguồn hoặc do các chất thâm nhập vào trong nước theo
con đường nhiễm bẩn hoặc nhiễm mặn.
Căn cứ vào vị có thể biết được mức độ và đặc điểm hòa tan của muối trong nước:
* Vị mặn : Do muối NaCl hòa tan > 500mg/L
* Vị nhạt : Do nhiều khí CO2 hòa tan
* Vị chua : Do muối Al và Fe gây ra
* Vị chát : Do Na2CO3, MgSO4, và MgCl2
* Vị đắng : Do hàm lượng Mg2+> 1g/L
Tất cả các cảm giác vị khác được gọi là dư vị phản ứng, như sắt gây ra dư vị tanh.
Các chất gây vị có mặt trong nước lảnh hưởng đến giá trị thương phẩm của thủy
đặc sản, ví dụ: Khi trong nước có mặt Chloramphenicol , chất này đựoc tôm, cá hấp thụ
mạnh ở ruột, tồn lưu lại nhiều trong mô, cơ quan nội tạng, làm giảm giá trị thương phẩm,
gây hại ,cho người tiêu dùng.
Tiêu chuẩn về thành phần và tính chất nước để nuôi thủy sản là phải không có
màu, mùi, vị lạ.
1.3.1.2.Các chỉ tiêu hóa học ( các thông số thủy hóa )
A. Nhóm các ion hòa tan
1. Chỉ số hydro – pH
a. Khái niệm về pH:
Nước nguyên chất - H2O – là một dung dịch điện ly lưỡng tính rất yếu, phân ly
thành cation H+ và anion OH- theo phương trình:
H2O

H+ + OH-

Từ cân bằng này, thiết lập được hằng số điện ly của nước theo biểu thức sau:
[ H+ ] [OH- ]

KH2O=
[H2O]
Bằng thực nghiệm, người ta đo được hằng số điện ly của nước bằng 1,86x 1016.
Vì mức độ phân ly của nước rất yếu , khó nhận thấy, nếu giả thiết rằng nồng độ phân tử
không phân ly của nước [H2O] là không đổi và đem nhân [H2O] với hằng số phân ly KH2O
thì biểu thức trên sẽ có dạng:

20


[H+ ] . [OH- ]
KH2O . [H2O] =

x

[H2O]

[H2O]
KH2O . [H2O] = [H+ ] . [OH- ]

= KB

KB : được gọi là tích số ion của nước.
Ở nhiệt độ không đổi, tích số ion của nước là một hằng số.
Cụ thể: ở 25oC : KH2O = 1,86 x 10-16 ; còn nồng độ phân tử không phân ly của
nước [H2O] là một đại lượng có trị số không đổi (vì không có khả năng phân ly) và bằng
toàn bộ số phân tử nước có trong một lít nước, có nghĩa là bằng : 1000 : 18 = 55,56 (phân
tử). Như vậy, giá trị của KB là : KB = 1,86 x 10-16 x 55,56 = 1.10-14 (ion gam / lít).
Trong thực tế, nồng độ ion H+ là đại lượng có số mũ âm, sử dụng không tiện lợi
bằng đại lượng đối logarit ( - lg ). Serenxen (1909) gọi đại lượng -lg[H+ ] là chỉ số hydro

(potential of Hydrogen ions) và ký hiệu pH.
-lg [H+ ] = pH = -lg [ 10-7 ] = 7
Nước nguyên chất là một chất lỏng trung tính, có pH = 7.
Trong nước tự nhiên, chỉ số pH là một trong những chỉ tiêu quan trọng về chất
lượng nước. pH là chỉ số đo đặc trưng về độ axit hoặc độ kiềm của nước, pH thấp chứa
nhiều axit, pH cao chứa nhiều kiềm, pH = 7 được coi là mức trung tính ; sự thay đổi chỉ
số pH của nước trong ao nuôi gắn liền với chế độ khí trong nước.
b. Biến động pH của nước tự nhiên
Ở các vùng nước tự nhiên, phạm vi biến động của pH rất rộng, từ 4,5 – 9,5 ;
thường gặp nhất là trong khoảng 6,5 – 9,0.
Tuy nhiên, từng loại hình thủy vực, lại có những đặc thù riêng.
Nước biển khơi, do chứa nhiều các ion kiềm và kiềm thổ Na+, K+, Ca2+, Mg2+, nên
nước biển là dung dịch kiềm yếu. Do có một hàm lượng thích hợp ion HCO3 -, CO32-,
H2BO3- nên pH nước biển rất ổn định trong khoảng giá trị hẹp 7,7 – 8,4 , được coi như
dung dịch đệm.
Ngược lại, ở các sông, hồ nước ngọt, nước có thể là trung tính, kiềm, thậm chí có
khi lại mang tính axit. Khi nước mang tính axit, pH thường ít biến đổi, vì có rất ít thủy
sinh vật phân bố, nước thường trong suốt. Khi nước là trung tính hoặc kiềm yếu , thì pH
biến đổi rõ rệt theo mùa vụ và theo ngày đêm. Nhất là mùa hè, biến động ngày đêm của
pH rất lớn. Khi nước nở hoa, pH có thể đạt giá trị 9 vào buổi trưa, nhưng về đêm pH lại
hạ xuống thấp, còn 6,5 – 7,0. Vào mùa đông, do nhiệt độ thấp, độ chiếu sáng yếu, thực

21


vật thủy sinh kém phát triển, pH của nước thường ổn định trong khoảng 7,0 – 7,5 , ít có
sự chênh lệch như mùa hè.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi pH của nước trong ao nuôi:
Chỉ số hydro – pH là một chỉ tiêu cho biết các quá trình sinh học và hóa học xảy
ra trong ao nuôi. Sự thay đổi của pH trong ngày hoặc theo mùa ở trong các ao nuôi vào

thời kỳ tảo phát triển mạnh, thể hiện ở đặc điểm hiện tượng là: Sự tồn tại các trạng thái
khác nhau của cacbonic : Khi có mặt trong nước ở trạng khí tự do CO2 hòa tan trong
nước, cacbonic làm cho nước mang tính axit yếu, do khả năng tác dụng tương hỗ với
nước:
CO2 + H2O
-

H2CO3
2-

Còn ở trạng thái ion HCO3 và CO3 thì nó lại làm cho nước mang tính kiềm, vì
sự tích lũy CO32- sẽ bị thủy phân thành kiềm mạnh:
CO32- + H2O = OH- + CO2
Còn đặc điểm bản chất của hiện tượng đó là quá trình sinh học xảy trong nước, đó
là sự hô hấp và quang hợp của thủy sinh vật. Khi động vật, thực vật thủy sinh hô hấp
nhiều, khí CO2 được thải ra làm pH của nước giảm xuống; còn khi quá trình quang hợp
của tảo xảy ra mạnh, thì khi đó CO2 trạng khí tự do sẽ bị biến mất khỏi thủy vực. Để duy
trì hệ cân bằng cacbonat, khi đó sẽ có sự tự phân hủy của ion HCO3 - :
HCO3-

H2O + CO2 + CO32-

Phân tử CO2 được tạo ra lại bị sử dụng cho quang hợp. Theo nguyên lý chuyển
dịch cân bằng của Lơstalie, cân bằng của phương trình sẽ chuyển mạnh sang phía phải
(
) để chống lại sự giảm nồng độ CO2, kết quả là ion CO32- được tích luỹ lại ngày
càng nhiều ; sự tích lũy đó đã kiềm hóa môi trường nước. Như vậy, biến động pH nước
ao nuôi chịu sự chi phối bởi hoạt động sinh hóa xảy ra trong ao: do hao hụt (quang hợp)
hay sinh ra (hô hấp của độngvật, thực vật thủy sinh) của khí CO2. Biên độ dao động pH
trong ngày phụ thuộc vào độ kiềm (chủ yếu là ion HCO3-) tức là khả năng đệm của nước:

* Độ kiềm cao ( 80 – 100 mg CaCO3 /L ) tính đệm tốt : pH dao động hẹp (0,5 đơn
vị).
* Độ kiềm thấp ( 20 – 40 mg CaCO3/L ) và nếu kèm theo giàu dinh dưỡng : pH
dao động rộng ( có thể = 6 vào sáng sớm = 10 lúc trưa chiều )
Ngoài ra, các chất thải hữu cơ tích tụ trong ao cũng là một yếu tố gián tiếp ảnh
hưởng đến trị số pH của nước. Khi các chất hữu cơ bị phân hủy, hàm lượng CO2 tăng lên,
làm pH của nước giảm thấp.
Chất đất có ảnh hưởng rất lớn đến độ pH của nước ao nuôi. Những ao xây dựng ở
vùng đất phèn do đất bị axit hoá nên dẫn đến sự hóa axit của nước trong ao, làm nước bị
chua, độ pH thấp.

22


d. Ảnh hưởng của pH đến tôm, cá nuôi trong ao:
Theo Swingle (1969), sự ảnh hưởng của pH đến tôm, cá nuôi được trình bày như
sau:
điểm chết axit

4

4

4,5
không sinh sản

sinh trưởng chậm

5 5,5
6

7

6,5
6.5
Giới hạn mong muốn
đối với tôm, cá nuôi

8

8.5
9
9,5
9.5
10

không sinh sản

sinh trưởng chậm

10,5
11
11

điểm chết bazơ
Hình 1. Ảnh hưởng của pH đến tôm, cá nuôi trong ao

* pH thấp (pH < 5) : sẽ làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hemoglobin, hậu
quả là mang tiết ra nhiều chất nhầy, da và phần ngoài cơ thể tiết ra nhiều nhớt, một số
vùng da trở nên đỏ, đồng thời làm giảm khả năng đề kháng của cá, tôm đối với bệnh ,
nhất là bệnh vi khuẩn.

* pH cao (pH > 9) : ức chế quá trình bài tiết chất thải chứa nitơ, do ammonia phía
ngoài mang (trong nước) tồn tại ở trạng thái trung hòa ( NH3 ) làm giảm thế năng khuếch

23


tán của ammonia từ trong cơ thể ra ngoài. Từ đó ức chế quá trình sinh năng lượng trong
hệ thần kinh trung ương, làm vật nuôi hoạt động chậm, bỏ ăn, chậm lớn.
Trong ao nuôi thủy sản, rất hiếm khi pH < 5 và pH >9. Bởi vậy ảnh hưởng trực
tiếp của pH quá cao hoăc quá thấp như thế không đáng kể bằng ảnh hưởng gián tiếp của
pH:
* Trong các ao có độ kiềm thấp, pH không đủ thấp để gây hại đến tôm, cá nuôi
nhưng nó đủ thấp để thiếu CO2 cho tảo quang hợp.
* Trong các ao nuôi thâm canh, hàm lượng ammonia thường cao, pH cao sẽ làm
tăng độc tính của NH3 đối với tôm, cá nuôi.
Nếu tôm, cá được chuyển từ vùng nước này tới vùng nước khác có sự khác biệt
lớn về pH, tôm cá sẽ bị sốc pH và chết.
Witschi và Ziebell (1979) thông báo: Khi chuyển cá hồi từ vùng nước có pH = 7,2
đến các vùng nước có pH 7,2 ; 8,5 ; 9,0 ; 9,5 ; 10,0 tỷ lệ sống của cá sau 48 giờ như sau:
pH
tỷ lệ sống

7,2

8,5

9,0

9,5

100 %

100 %

88 %

68 %

10,0
0%

2. Độ mặn S‰
R.A.Cox đã định nghĩa: “ Hàm lượng tổng cộng của các chất rắn vô cơ hòa tan
(tính theo gam, trong điều kiện chân không) có trong 1 kg nước biển (cũng ở trong điều
kiện chân không) ở điều kiệncả cacbonat CO32- chuyển sang ôxyt, số đương lượng của
ion Br- và I- được thay thế bằng số đương lượng ion Cl-, tất cả các chất hữu cơ bị ôxy
hóa, phần bã được sấy khô ở 480oC đến trọng lượng không đổi, được gọi là độ mặn”.
Vì độ mặn được định nghĩa là tổng lượng (tính theo gam) các chất hòa tan trong 1
kg nước biển , cho nên các nhà hải dương học tính độ mặn bằng phần nghìn và ký hiệu
S‰. Độ mặn 35‰ có nghĩa là trong 1 kg nước biển có 35 gam các loại muối chủ yếu
trong nước biển là:
Muối

NaCl

Nồng độ (g/kg) 27,21
Tổng số

MgCl2

MgSO4

CaSO4

K2SO4

CaCO3

MgBr2

3,81

1,66

1,26

0,86

0,12

0,08

35 g/kg

Việc đo độ mặnổtực tiếp bằng các phương pháp hóa học rất khó khăn, nên các
nhà hải dương học khi xác định độ mặn đã chọn ion Cl- làm thành phần định tính cơ bản
để tính toán độ mặn của nước biển.Bởi vì trong nước biển ion Cl- là ion có tính điển hình
nhất và là một cáu tử có tính bảo thủ. Nó điển hình vì trong nước biển có đọ mặn 35‰
nghĩa là có 35 g chất tan trong 1 kg nước biển, thì ion Cl- đã chiếm tới 18,98 g. Còn tính
bảo thủ của nó thì được thể hioên ở chỗ: Dù ở các vùng biển có độ mặn khác nhau, ion

24


Cl- bao giờ cũng chiếm tỷ lệ 55,04% trong tổng số các ion tạo muối trong nước biển,
không bao giờ thay đổi.
Độ Clo được định nghĩa là tổng khối lượng ion Cl- chứa trong 1 kg nước biển.
Lượng ion Cl- trong nước biển được đo theo lượng AgNO3 cần đổ vào mẫu nước biển để
tạo ra AgCl kết tủa.
Giữa độ mặn S‰ và độ clo Cl‰ có mối tương quan được biểu diễn bằng phương
trình Knhutsen:
S‰ = 0,030 + 1,805 Cl‰
Căn cứ vào độ mặn, năm 1934 Zernop đã phân chia giới hạn các loại nước tự
nhiên như sau:
Nước ngọt

: S‰ = 0,2 - 0,5‰

Nước lợ

: S‰ = 0,5 - 16‰

Nước mặn

: S‰ = 16 - 47‰

Nước quá mặn

: S‰ > 47‰

Và sau này được A.F.Karpevits bổ sung và chi tiết hóa như sau:
Bảng. 6. PHÂN LOẠI NƯỚC THEO ĐỘ MẶN
Mức độ mặn
Nước ngọt
Không mặn (nhạt)
Ít mặn
Nước lợ - mặn vừa
Ngang
Mặn vừa
Mặn lợ
Nước biển - mặn hoàn toàn

S‰
0,01- 0,5
0,01- 0,2
0,2 - 0,5
0,5 - 30
0,5 - 4
5 - 18
18 - 30
30 - 40

Nước quá mặn

40

- 300

Vực nước
Các sông, hồ, hồ chứa nước

Các hồ, biển nội địa, cửa sông

Đại dương, các biển hở và biển nội địa, các
vịnh, vũng, cửa sông
Một số vịnh, hồ, vũng

Độ mặn của nước ao nuôi ven biển được hình thành từ nguồn nước ban đầu và
biến đổi trong thời gian nuôi do:
+ Bốc hơi
+ Nước mưa
+ Các chất đưa vào trong thức ăn
+ Tiến trình thay nước trong ao
Độ mặn thích hợp cho mỗi loài động vật thủy sản khác nhau ; cho mỗi giai đoạn
phát triển của một loài khác nhau ; nằm trong một khoảng tối ưu nào đó. Ảnh hưởng của
độ mặn lên hoạt động sống của động vật thủy sản ở chỗ tác động đến quá trình điều hòa

25