KHẢO sát hàm LƯỢNG đạm (n), lân (p) TRONG nước AO NUÔI cá TRA và KHẢ NĂNG hấp THU đạm (n), lân (p) hữu cơ của cỏ VETIVERVÀ bèo lục BÌNH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.2 MB, 70 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
NGUYỄN VĂN CHÍ DŨNG
HỨA HỒNG NHÃ
KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG ĐẠM (N), LÂN (P) TRONG
NƯỚC AO NUÔI CÁ TRA VÀ KHẢ NĂNG
HẤP THU ĐẠM (N), LÂN (P) HỮU CƠ
CỦA CỎ VETIVER VÀ BÈO LỤC BÌNH
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT
Cần Thơ - 2011
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT
ĐỀ TÀI
KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG ĐẠM (N), LÂN (P) TRONG
NƯỚC AO NUÔI CÁ TRA VÀ KHẢ NĂNG
HẤP THU ĐẠM (N), LÂN (P) HỮU CƠ
CỦA CỎ VETIVER VÀ BÈO LỤC BÌNH
Giáo viên hướng dẫn:
TS. Châu Minh Khôi
Sinh viên thực hiện:
Hứa Hồng Nhã
MSSV:3077475
Nguyễn Văn Chí Dũng
MSSV: 30774
Cần Thơ - 2011
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn:
“KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG N, P TRONG NƯỚC AO NUÔI CÁ TRA VÀ
KHẢ NĂNG HẤP THU N, P HỮU CƠ CỦA CỎ VETIVER VÀ LỤC BÌNH”
là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong
luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ tài liệu nghiên
cứu nào trước đây.
Tác giả luận văn
Nguyễn Văn Chí Dũng
Hứa Hồng Nhã
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐÁT
Chứng nhận luận văn tốt nghiệp với đề tài:
“KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG N, P TRONG NƯỚC AO NUÔI CÁ TRA VÀ
KHẢ NĂNG HẤP THU N, P HỮU CƠ CỦA CỎ VETIVER VÀ LỤC BÌNH”
Do sinh viên HỨA HỒNG NHÃ và NGUYỄN VĂN CHÍ DŨNG thực hiện và đề
nạp.
Ý kiến đánh giá của cán bộ hướng dẫn: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.
Cần Thơ, ngày 29 tháng 05 năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
TS. CHÂU MINH KHÔI
ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn đính kèm với đề tài :
“KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG N, P TRONG NƯỚC AO NUÔI CÁ TRA VÀ
KHẢ NĂNG HẤP THU N, P HỮU CƠ CỦA CỎ VETIVER VÀ LỤC BÌNH”
Do sinh viên HỨA HỒNG NHÃ và NGUYỄN VĂN CHÍ DŨNG thực hiện và bảo
vệ trước Hội đồng
Ngày 09 tháng 06 năm 2011
Luận văn được đánh giá ở mức : -----------------------------------------------------------Ý kiến Hội đồng :--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày 25 tháng 01 năm 2011
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Duyệt Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng
CHỦ NHIỆM KHOA
iii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN
I. Sơ lược lý lịch
Họ và tên:
Hứa Hồng Nhã
Giới tính: Nữ
Ngày sinh:
02/05/1988
Dân tộc: Kinh
Họ và tên cha:
Hứa Hữu Chí
Họ và tên mẹ:
Trần Bích Ngọc
Địa chỉ liên lạc: 224 Quốc Lộ 1A - Ấp An Trạch – Xã An Hiệp – Huyện Châu
Thành – Tỉnh Sóc Trăng
II. Quá trình học tập:
1995 – 2000: Trường tiểu học Phường I, Thị xã Sóc Trăng, Tỉnh Sóc Trăng.
2000 – 2005: Trường trung học cơ sở Phường I, Thị xã Sóc Trăng, Tỉnh Sóc
Trăng.
2005- 2007: Trường trung học phổ thông chuyên Nguyễn Thị Minh Khai,
Thành phố Sóc Trăng, Tỉnh Sóc Trăng
2007-2010: Trường Đại học Cần Thơ, ngành Khoa Học Đất, Khoá 33, Khoa
Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng.
iv
LÝ LỊCH CÁ NHÂN
I. Sơ lược lý lịch
Họ và tên:
Nguyễn Văn Chí Dũng
Giới tính: Nam
Ngày sinh:
1986
Dân tộc: Kinh
Họ và tên cha: Nguyễn Văn Huynh
Họ và tên mẹ:
Trần Thị Liếu
Địa chỉ liên lạc: Ấp Vĩnh Nghĩa – Xã Vĩnh Trường – Huyện An Phú –
Tỉnh An Giang
II. Quá trình học tập:
1993-1998: Trường Tiểu học “B” Đa Phước.
1998-2001: Trường Trung Học Thủ Khoa Nghĩa.
2001-2002: Trường Trung Học Cơ Sở Nguyễn Đình Chiểu.
2002-2005: Trường Trung Học Dân Lập Ngôi Sao.
2007-2011: Trường Đại học Cần Thơ, ngành Khoa học đất, Khoá 33,
Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng.
v
LỜI CẢM TẠ
Xin gởi lời tri ơn sâu sắc đến Cha, Mẹ và anh, chị em đã không ngại khó
khăn, gian khổ tiếp sức, lo lắng và động viên cho chúng tôi có ngày hôm nay.
Xin ghi ơn Thầy Châu Minh Khôi đã tận tình hướng dẫn, động viên tinh
thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng tôi thực hiện và hoàn thành bài luận văn
này. Chúc Thầy sức khỏe và thành công.
Chân thành biết ơn Thầy Trần Bá Linh, cô Châu Thị Anh Thi là cố vấn học
tập của lớp Khoa học Đất - Khóa 33 đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
chúng tôi trong suốt khóa học. Chúc thầy cô nhiều niềm vui và sức khỏe.
Xin gởi lời biết ơn nhất đến quý Thầy Cô trong Bộ môn Khoa học đất và quý
Thầy Cô Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ đã
nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt
thời gian học tập tại Trường. Kính chúc quí thầy cô luôn được nhiều niềm vui và
công tác tốt.
Xin gởi lời biết ơn tới chị Ngô Thị Hồng Thắm, Lê Thị Thùy Dương, Châu
Hoàng Nhiên đã giúp đỡ rất nhiều trong quá trính phân tích. Chúc các chị luôn vui
vẻ và nhiều sức khỏe.
Thân gởi lời chúc sức khỏe – thành đạt nhất đến tất cả các bạn lớp Khoa Học
Đất Khóa 33, những người bạn đã động viên và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời
gian học tập. Chúc các bạn gặp nhiều may mắn trong cuộc sống.
Trân trọng kính chào !
Hứa Hồng Nhã
Nguyễn Văn Chí Dũng
vi
TÓM LƯỢC
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển việc nuôi ca tra thâm canh
thì nguy cơ dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt là rất cao do lượng dư thừa
từ thức ăn và chất thải từ cá vào nguồn nước. Theo Lê Văn Cát, 2006 lượng thức ăn
cho vào ao chỉ được cá hấp thu khoảng 40% N, P từ thành phần thức ăn. Do đó việc
tích lũy các hợp chất N, P hữu cơ trong ao nuôi lá điều hiển nhiên. Vì vậy cần có
những biện pháp để hạn chế tình trạng này và đề tài “Khảo sát hàm lượng N, P
trong nước ao nuôi cá tra và khả năng hấp N, P hữu cơ của cỏ Vetiver và lục
bình” được thực hiện từ tháng 12/2010 đến tháng 05/2011 nhằm mục tiêu khảo sát
hàm lượng N, P hữu cơ tích lũy trong nước ao theo từng giai đoạn phát triển của cá
ở 3 khu vực Tân Thành và Định Hòa thuộc huyện Lai Vung tỉnh Đồng Tháp, Cồn
Khương – TP Cần Thơ, đồng thời bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng hấp thu N, P
từ hợp chất hữu cơ của cỏ Vetiver và Lục bình tại nhà lưới bộ môn Khoa Học Đất,
Khoa Nông Nghiệp Và SHƯD, trường Đại Học Cần Thơ. Thí nghiệm được bố trí
theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức, 4 lần lặp lại. Trong đó 3
nghiệm thức trồng cỏ Vetiver gồm nghiệm thức đối chứng (dung dịch trồng chứa N,
P vô cơ với nồng độ theo dung dịch Hoagland), nghiệm thức No-Vetiver (dung dịch
trồng chứa N hữu cơ đơn giản là Glycine ứng với nồng độ thực tế ngoài đồng
10ppm, P vô cơ theo dung dịch Hoagland), nhiệm thức Po-Vetiver (dung dịch trồng
cây chứa N vô cơ theo dung dịch Hoagland, P hữu cơ đơn giản là Glucose-1phosphat nồng độ thực tế ngoài đồng 10ppm), tương tự đối với 3 nghiệm thức trồng
Lục bình. Kết quả thí nghiệm cho thấy: (1) hàm lượng N, P tích lũy trong ao nuôi
tăng theo từng giai đoạn phát triển của cá và cao nhất khoảng 10ppm ở giai đoạn cá
đã lớn (4 - 4.5 tháng tuổi) có thể thu hoạch, (2) nuôi trồng Lục bình và cỏ Vetiver
cho thấy sự giảm thiểu hàm lượng N, P hữu cơ có trong dung dịch trồng, hay nói
cách khác Lục bình và cỏ Vetiver có khả năng hấp thu N, P hữu cơ.Qua đó cho thấy
sự tích lũy N, P hữu cơ trong nước ao nuôi sẽ tăng theo sự phát triển của cá và sử
dụng Lục bình, cỏ Vetiver có khả năng làm giảm bớt hàm lượng N, P hữu cơ hạn
chế được tình trạng ô nhiễm môi trường từ nước thải ao nuôi cá tra góp phần cho
sản xuất cá bền vững.
vii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................... Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 1. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU................. Error! Bookmark not defined.
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NUÔI CÁ TRA Ở ĐBSCL ........... Error!
Bookmark not defined.
1.2. MỐI NGUY HẠI Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC THẢI TỪ
CÁC AO NUÔI CÁ............................................Error! Bookmark not defined.
1.3. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG....................Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Dư thừa nitrate: ( NO3- ) .......................Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Dư thừa Photphat:( PO43- ) ...................Error! Bookmark not defined.
1.4.
CƠ CHẾ LOẠI N, P TRONG NƯỚC....Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Cơ chế loại nitơ......................................Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Cơ chế loại Photpho ..............................Error! Bookmark not defined.
1.5. GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NUÔI
THỦY SẢN.........................................................Error! Bookmark not defined.
1.6.
ĐẶC TÍNH SINH TRƯỞNG CỦA CỎ VETIVER VÀ LỤC BÌNH
Error! Bookmark not defined.
1.6.1. Đặc tính của cỏ vetiver..........................Error! Bookmark not defined.
1.6.2. Đặc tính của Lục bình...........................Error! Bookmark not defined.
1.7. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA
CỎ VETIVER VÀ LỤC BÌNH..........................Error! Bookmark not defined.
1.7.1. Cỏ Vetiver............................................................................................17
1.7.2. Lục bình................................................Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP .......... Error! Bookmark not
defined.
2.1. PHƯƠNG TIỆN ..........................................Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Thời gian và địa điểm............................Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Vật liệu thí nghiệm ................................Error! Bookmark not defined.
viii
2.2. PHƯƠNG PHÁP .........................................Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............ Error! Bookmark not defined.
3.1. KẾT QUẢ PHẦN 1 .....................................Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Ghi nhận tổng quát ...............................Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Nồng độ N tổng số và hữu cơ trong ao nuôi qua các giai đoạn phát
triển của cá ở xã Định Hòa, Tân Thành- Đồng Tháp và Cồn Khương - Cần
Thơ...................................................................Error! Bookmark not defined.
3.1.3. nồng độ P tổng số và hữu cơ trong ao nuôi theo các giai đoạn phát
triển của cá ở Cồn Tiên - Đồng Tháp và Cồn Khương - Cần Thơ ...... Error!
Bookmark not defined.
3.2. KẾT QUẢ PHẦN 2: ....................................Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Ghi nhận tổng quát: ..............................Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Tỷ lệ % hàm lượng N, P tổng số cây hấp thu so với lượng cung cấp
ban đầu qua các giai đoạn trồng cây: ............Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Hàm lượng N, P hữu cơ còn lại trong dung dịch qua các giai đoạn
trồng cây:.........................................................Error! Bookmark not defined.
3.2.4. Sinh khối:..............................................Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Tỷ lệ tăng sinh khối:..............................Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................ Error! Bookmark not defined.
4.1. KẾT LUẬN..................................................Error! Bookmark not defined.
4.2. ĐỀ NGHỊ .....................................................Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. ..... 43
ix
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1: Ước lượng chất thải phát sinh từ 1 ha nuôi cá tra...... Error! Bookmark not
defined.
Bảng 1.2: Tổng hợp tính chất nước trong ao nuôi cá Tra tại Tiền Giang. ......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 1.3: Tổng hợp lượng nước thải phát sinh trong nuôi thủy sản Error! Bookmark
not defined.
Bảng 2.2 : Thành phần dung dịch dinh dưỡng Hoagland .......... Error! Bookmark not
defined.
Bảng 2.3: Hàm lượng N, P trong dung dịch trồng lục bình và cỏ vetiver ......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.1: Lý lịch các ao nuôi theo thời gian ............... Error! Bookmark not defined.
x
DANH SÁCH HÌNH
Hình 3.1: Nồng độ N tổng số trong nước ao theo giai đoạn tăng trưởng của cá Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.2: Nồng độ N hữu cơ trong ao nuôi theo giai đoạn tăng trưởng của cá . Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3: Nồng độ N hữu cơ và vô cơ có trong nước ao nuôi cá tra Error! Bookmark
not defined.
Hình 3.4: Nồng độ P tổng số trong nước ao nuôi theo giai đoạn tăng trưởng của cá
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5: Nồng độ P hữu cơ trong nước ao nuôi theo giai đoạn phát triển của cá
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6: Nồng độ P hữu cơ và vô cơ trong nước ao nuôi cá traError! Bookmark not
defined.
Hình 3.7: Tỷ lệ % hàm lượng N tổng số cỏ Vetiver hấp thu qua các giai đoạn trồng.
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8 : Tỷ lệ % hàm lượng N tổng số Lục bình hấp thu qua các giai đoạn trồng.
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.9: Tỷ lệ % hàm lượng P tổng số cỏ Vetiver hấp thu qua các giai đoạn trồng.
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.10: Tỷ lệ % hàm lượng P tổng số Lục bình hấp thu qua các giai đoạn trồng.
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11: Hàm lượng N hữu cơ còn lại trong dung dịch trồng ở nghiệm thức
Pi+No+Vetiver và Pi+No+Lục bình qua các giai đoạn. ............ Error! Bookmark not
defined.
xi
Hình 3.12 : Hàm lượng P hữu cơ còn lại trong dung dịch trồng ở nghiệm thức
Pi+No+Vetiver và Pi+No+Lục bình qua các giai đoạn. ............ Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.13: Sinh khối của Cỏ Vetiver và Lục bình ở các giai đoạn phát triển.... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.14: Tỷ lệ tăng sinh khối của cỏ Vetiver và Lục bình ở các giai đoạn trồng
cây.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
xii
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
MỞ ĐẦU
Nuôi cá tra theo hình thức thâm canh đã có tác động rất lớn đến môi trường
do thức ăn dư thừa, chất thải dạng phân, chất bài tiết tích tụ lại trong nước và nền
đáy. Theo Lê Văn Cát (2006), cá chỉ hấp thu khoảng 40% đạm (N), lân (P) từ từ
lượng thức ăn cho vào ao. Dưới tác động của vi sinh vật và các quá trình phân hủy
tự nhiên, thức ăn thừa và chất thải chuyển thành đạm ammonium, nitrate,
phosphate,... các chất khoáng. Các ion hòa tan này đã kích thích sự phát triển của
tảo và có thể dẫn đến hiện tượng nở hoa của tảo trong ao. Thêm vào đó, các độc tố
phát sinh từ quá trình phân hủy các chất thải và tảo trong ao nuôi làm cho môi
trường nuôi nhanh chóng bị ô nhiễm, từ đó làm cho các đối tượng nuôi dễ bị nhiễm
bệnh, thiếu oxy hay nhiễm độc.
Giải pháp cải thiện chất lượng nước trong ao nuôi được áp dụng phổ biến là
thay nước. Như vậy, chất dinh dưỡng, tảo cùng các chất ô nhiễm được cho ra khỏi
ao và được thay thế bằng nguồn nước có chất lượng tốt hơn, có tác dụng cải tạo
môi trường nước ao nuôi. Tuy nhiên, lượng nước thải ra kênh, mương và sông
chính là nguy cơ dẫn đến ô nhiễm môi trường. Với việc loại bỏ những chất thải hữu
cơ không được kiểm soát và quản lý trong điều kiện cơ sở hạ tầng phục vụ hoạt
động nuôi cá tra phát triển kém, thoát nước không đảm bảo thì chất thải từ khu nuôi
này sẽ theo nguồn nước cấp đi vào khu vực nuôi khác. Vì vậy, để môi trường nước
phục vụ hoạt động nuôi cá tra được đảm bảo bền vững thì biện pháp duy nhất là
phải xử lý chất thải trước khi thải ra môi trường.
Vì thế, đề tài “Khảo sát khả năng hấp thụ N, P trong nước ao nuôi cá tra và
khả năng hấp thu đạm (N), lân (P) hữu cơ của cỏ Vetiver và Lục bình” sẽ làm tiền
đề cho nghiên cứu tiếp theo để có thể sử dụng 2 loài này trong xử lý nước thải ao
nuôi cá tra.
1
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
CHƯƠNG 1. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NUÔI CÁ TRA Ở ĐBSCL
Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, kỹ thuật không quá khó, nghề nuôi cá tra đã
phát triển khá mạnh tại vùng Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Năm 2003,
diện tích nuôi cá tra của ĐBSCL là 2.792 ha, đến 2007 diện tích tăng đến 5.429 ha;
tốc độ tăng trưởng bình quân là 18,1% / năm. Cần Thơ là địa phương có diện tích
nuôi cá tra cao nhất trong vùng (1.569 ha, chiếm 29%); kế đến là An Giang (1.393
ha, chiếm 25,7%); Đồng Tháp (1.272 ha, chiếm 23,4%). Chỉ riêng 3 tỉnh trên đã
chiếm khoảng 78% diện tích nuôi cá tra toàn vùng.
Năm 2008, kim ngạch xuất khẩu từ mặt hàng cá tra của Việt Nam đạt 1,453
tỷ USD, chiếm gần 1/3 tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản. Thị trường xuất khẩu cá
tra cũng tăng từ 100 nước đến 130 nước trong giai đoạn năm 2007 đến năm 2009.
Mặt khác với diện tích đất khoảng 6.000 ha, chưa tính tiêu thụ trong nước, riêng
xuất khẩu đã đạt 1,453 tỷ USD, nghĩa là 1 hecta tạo ra giá trị xuất khẩu là 242.166
USD (Vasep, 2009).
Theo quy hoạch phát triển vừa được Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông
thôn phê duyệt, tốc độ tăng trưởng diện tích trong vùng trong các năm tới trung bình
khoảng 4,2%/năm. Cụ thể đến năm 2010 diện tích nuôi cá tra của vùng
đạt 8.600 ha, tập trung chủ yếu ở Đồng Tháp là 2.300 ha, An Giang với 2.100ha. Đến
năm 2015, diện tích nuôi cá tra của vùng đạt 11.000ha và đến năm 2020 là 13.000ha.
Như vậy, từ quy hoạch trên cho thấy diện tích nuôi cá tra sẽ tăng dần trong
thời gian tới và sản lượng nuôi đến năm 2020 sẽ có thể đạt 1,8 triệu tấn. Với sản
lượng như trên áp lực đối với môi trường ngày càng cao, đặc biệt trong điều kiện
diện tích tăng trong thời gian tới sẽ gây khó khăn hơn về chất lượng nguồn nước cấp
và gây ô nhiễm môi trường.
2
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
1.2. MỐI NGUY HẠI Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC THẢI TỪ
CÁC AO NUÔI CÁ
Các công nghệ về sản xuất con giống, thức ăn, quy trình nuôi thủy sản thâm
canh ngày càng hoàn thiện, quy mô nuôi ngày càng tăng. Hoạt động này sẽ gây ra
áp lực tác động tiêu cực đến môi trường. Nuôi thâm canh được coi như một quá
trình cuối đường ống bao gồm một lượng lớn các vật liệu được đưa vào sau đó chỉ
một lượng nhỏ vật nuôi được thu hoạch phần còn lại được coi như là chất thải thải
ra môi trường bên ngoài. Thức ăn công nghiệp có thành phần dinh dưỡng cao đặc
biệt là giàu protein, phốt pho sẽ là nguồn tác động mạnh mẽ đến môi trường.
(Dương Công Chính và Đồng An Thụy, 2009).
Các nghiên cứu của Boyd (1985), Gross và ctv (1998) cho thấy cá da trơn chỉ
hấp thu được 27 -30% đạm, 16 – 30% photpho và khoảng 25% chất hữu cơ đưa vào
từ thức ăn. Yang (2004) khi thử nghiệm nuôi cá da trơn trong 90 ngày cho thấy cá
chỉ hấp thu được khoảng 37% hàm lượng N và 45% hàm lượng P trong thức ăn cho
vào ao nuôi. Như vậy, để đạt được sản lượng trung bình khoảng 150 tấn cá/ha với
hệ số chuyển đổi thức ăn FRC là 1,6 cần sử dụng lượng thức ăn tối thiểu là 240 tấn
và lượng chất hữu cơ thải ra môi trường là 192 tấn.
3
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
Bảng 1.1: Ước lượng chất thải phát sinh từ 1 ha nuôi cá tra
Khối
Cách tính
lượng
(tấn)
Sản lượng cá
150
Thức ăn chứa 5%N, 1,2%P,
Thức ăn sử dụng
FCR=1,6
240
Chất thải phát sinh
Bằng 80% thức ăn khô
192
Chất thải dạng N
37% N được cá hấp thu
7,6
Chất thải dạng P
45% P được cá hấp thu
2,88
Chất thải dạng BOD5
Khả năng phú dưỡng của tảo
0,22 kg BOD5/kg thức ăn
(Wimberly, 1990)
Bằng 2- 3 lần lượng thức ăn sử
dụng
52
480-7420
Nguồn: Dương Công Chính, Đồng An Thụy (2009)
Như vậy, theo quy hoạch phát triển đến năm 2020, nếu sản lượng cá tra nuôi
trồng tại ĐBSCL là 1.850.000 tấn thì lượng chất thải tương ứng là 2.368.000 tấn
chất hữu cơ trong đó có 93.240 tấn N; 19.536 tấn P và 651.200 tấn BOD5. Đây là
con số khổng lồ đối với các vùng nuôi tập trung. Với lượng thải trên, nếu không có
giải pháp hạn chế sẽ là hiểm họa đối với môi trường nước vùng ĐBSCL nói chung
và có ảnh hưởng xấu đối với các vùng nuôi cá tra.
4
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
Bảng 1.2: Tổng hợp tính chất nước trong ao nuôi cá Tra tại Tiền Giang.
Điểm quan trắc
Thông số
Ao 2 tháng
Ao4 tháng
Ao 6 tháng
Kênh dẫn 1
Kênh dẫn 2
Total N
6,29
19,36
17,21
3,25
6,53
TOC
14,91
29,25
27,34
9,87
10,28
N-NH4+
4,46
14,52
13,84
0,71
1,17
TSS
134
178
182
217
164,8
TDN
5,06
15,96
14,75
-
-
DOC
7,00
9,44
9,57
-
-
Nguồn : TT nghiên cứu môi trường và xử lý nước tháng 6 năm 2008
Như vậy, từ bảng cho thấy mức độ ô nhiễm trong nguồn nước là khá lớn, đặc
biệt là chất ô nhiễm dạng N. Có tới 80 – 82% hàm lượng tổng N ở dạng hòa tan
trong đó 88 – 91% hòa tan ở dưới dạng NH4+. Xét giá trị hàm lượng carbon cho
thấy 32 – 46 % carbon ở dạng hòa tan trong nước và 54 – 68% ở dạng lơ lửng.
5
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
Bảng 1.3: Tổng hợp lượng nước thải phát sinh trong nuôi thủy sản
Sản
Hình thức nuôi
lượng
(Tấn/ha)
Nuôi cá da trơn công nghiệp tại
Trung Quốc (catfish)
Nuôi tôm công nghiệp tại Đài
Loan
Nuôi cá (Salmonids) trong bể
tại Anh
100-200
12,6-27,4
-
Lượng nước
thải
Lượng nước thải
(m3/tấn
(m3/ha)
sản phẩm)
50-200
29.00043.000
5.000 – 40.000
365.400-1.178.200
252.000
Nguồn : />
Như vậy, với thải lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm khá cao như trên chất
thải từ các ao nuôi cá tra đã và đang tác động rất lớn đến môi trường nước ảnh hưởng
tiêu cực không chỉ đến nghề nuôi mà còn tác động đến các hoạt động sinh hoạt của
người dân trong vùng. (Dương Công Chính và Đồng An Thụy, 2009)
1.3. HIỆN TƯỢNG PHÚ DƯỠNG
Khái niệm phú dưỡng xuất phát từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “dư thừa dinh
dưỡng.Bước đầu tiên của phú dưỡng hoá là việc xâm nhập của các chất dinh dưỡng
làm cho thực vật quang hợp và phát triển mạnh sinh ra một lượng sinh khối lớn. Khi
chúng chết đi sẽ tích tụ lại ở đáy hồ, phân hủy từng phần, tiếp tục giải phóng các
chất dinh dưỡng như: photpho, nitơ và kali (Mai Tuấn Anh, 2001). Trong môi
trường nước giàu dinh dưỡng như nitrat, photphat, tảo sẽ phát triển mạnh làm cạn
kiệt oxy, gây ảnh hưởng xấu đến cá và các loại thuỷ sinh khác. Thủy sinh vật khi
chết sẽ tích tụ dưới đáy hồ và phân hủy sinh ra một số khí độc như H2S, hiện tượng
6
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
tảo phát triển mạnh (còn gọi là tảo nở hoa) được xem là sự phú dưỡng hoá (Barica,
1980; Harper, 1992, Bill Freedman, 1993).
1.3.1. Dư thừa nitrate: ( NO 3- )
Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất chứa nitơ trong chất
thải của người và động vật.
Nước tự nhiên có nồng độ NO3- < 0,5mg/L, nếu cao hơn thì nước bị ô
nhiễm. Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho sự phát triển của tảo,
rong, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe con người đặc biệt là trẻ em
bị hội chứng trẻ tái xanh (Methaemoglobinemia - Blue baby).
Theo qui định WHO (tổ chức Y tế Thế Giới) nồng độ NO3- trong nước uống
không quá 10mg/L, TCVN 5945-95 quy định nồng độ NO3- trong nước bề mặt là 10
mg/L.
1.3.2. Dư thừa Photphat:( PO43- )
Giống như nitrat, photphat là chất dinh dưỡng cho sự phát triển rong tảo.
Nồng độ PO43- của nguồn nước không bị ô nhiễm < 0,01 mg/L. Nguồn photphat đưa
vào môi trường có thể có nguồn gốc từ phân người, phân súc vật và nước thải một
số ngành công nghiệp sản xuất phân lân.
1.4.
CƠ CHẾ LOẠI N, P TRONG NƯỚC
1.4.1. Cơ chế loại nitơ
Nitơ trong nước thải có thể bị loại bởi các cơ chế sau đây:
-
Bị hấp thu bởi thực vật và sau đó thực vật được thu hoạch và
đưa khỏi hệ thống.
-
Sự bay hơi của amoniac.
-
Quá trình hấp thu nitơ, nitrat hoá và khử nitrat của các vi sinh
vật.
Trong đó quá trình nitrát hoá và khử nitrate góp phần lớn nhất. Thực vật
cung cấp giá bám cho các vi khuẩn nitrat hoá. Để quá trình nitrat hóa có thể xảy ra
hàm lượng DO phải ở mức 0,6- 1,0 mg/L. Do đó độ sâu mà quá trình nitrat hoá có
thể xảy ra quan hệ mật thiết với lưu lượng nạp BOD và tốc độ chuyển hoá oxy vào
7
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
nước. Quá trình khử nitrát hoá diễn ra trong điều kiện thiếu khí (anoxic) và quá
trình này cần phải cung cấp thêm nguồn carbon cho các vi sinh vật tổng hợp các tế
bào của nó và pH phải duy trì ở mức trung tính. Tốc độ của quá trình khử nitrate
phụ thuộc vào :
-
Các điều kiện môi trường cần thiết cho các hoạt động của vi
khuẩn như nguồn carbon, pH, nhiệt độ.
-
Diện tích bề mặt của lớp trầm tích dưới đáy ao.
-
Khả năng phóng thích N2 tạo ra bởi quá trình khử nitrat vào
khí quyển.
Thực vật hấp thu nitơ trong nước thải sơ cấp nhiều hơn trong nước thải thứ
cấp do các nguyên nhân :
-
Nồng độ các hợp chất nitơ vô cơ trong nước thải đầu vào thấp.
Trong nước thải thứ cấp có nhiều NO3- hơn NH4+ và NO3- sẽ bị
-
mất đi do quá trình khử nitrat hoá.
1.4.1.1. Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh hóa nitơ của các muối amon,
đầu tiên thành nitrit và sau đó thành nitrat trong điều kiện thích ứng (có oxy và nhiệt
độ trên 4 oC).
Vi khuẩn tham gia quá trình nitrat hóa gồm có 2 nhóm:
Vi khuẩn nitrit: oxy hóa amon thành nitrit hoàn thành giai đoạn
thứ nhất;
Vi khuẩn nitrat: oxy hóa nitrit thành nitrat, hoàn thành giai
đoạn thứ hai.
8
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
Các phản ứng được biễu diễn qua các phương trình sau:
Nitrosomonas
2NH3 +
3O2
-----------
2HNO2 + 2H2O
--
hoặc:
2HNO2 +
O2
----
Nitrobacter --
2HNO3
-----(NH4)2CO3 + 3O2 =
2HNO2 + CO2 +
3H2O
2HNO2 + O2 = 2 HNO3
Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn hai.
Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh rằng lượng oxy tiêu hao để oxy hóa 1mg
nitơ của muối amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O2, còn ở giai đoạn tạo nitrat là
4,5 mg O2. Sự có mặt của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ khoáng hóa hoàn
thành các chất bẩn hữu cơ.
Quá trình nitrat hóa có một ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật xử lý nước
thải. Trước tiên nó phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu cơ như đã trình bày ở
trên. Nhưng quan trọng hơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được một lượng oxy dự
trữ có thể dùng để oxy hóa các chất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tự do
(lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn cho quá trình đó.
1.4.1.2. Quá trình khử nitrat
Quá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏi nitrit, nitrate dưới tác dụng
của các vi khuẩn háo khí không bắt buộc (vi khuẩn khử nitrate). Oxy được tách ra
từ nitrit và nitrat được dùng lại để oxy hóa các chất hữu cơ. Lượng oxy được giải
phóng trong quá trình khử nitrit N2O3 là 2,85 mg oxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra ở
dạng khí sẽ bay vào khí quyển.
9
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
1.4.2. Cơ chế loại Photpho
Photpho là một thành phần khoáng quan trọng trong tế bào của vi sinh vật và
là một nguyên tố dinh dưỡng không thể thiếu được trong sự phát triển của thực vật
và động vật. Đối với nhiều loài vi sinh vật, lượng photpho có trong tế bào chiếm
đến 50% tổng lượng khoáng. Photpho có mặt trong nhiều thành phần quan trọng
của tế bào như chúng có mặt trong axit nucleic, photpho protein, photpholipid ở các
hợp chất cao năng và các co-enzyme quan trọng như ADP, ATP, UDP, UTP, XDP,
flavin, tiamin, biotin. Do đó, việc phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ có chứa
photpho đối với sinh vật mang ý nghĩa như việc được cung cấp nguyên liệu cho quá
trình tạo ra những chất trên cơ thể (Lượng, 2003).
Photpho trong nước thải được khử đi do các thuỷ sinh thực vật hấp thu vào
cơ thể, bị hấp phụ hay kết tủa. Trong cơ chế khử photpho, hiện tượng kết tủa và hấp
phụ góp phần quan trọng nhất (Whigram et al, 1980 trích dẫn bởi Lê Hoàng Việt,
2000) . Tuy nhiên, hiệu suất của quá trình này khó có thể tiên đoán được. Quá trình
hấp phụ và kết tủa phụ thuộc vào các nhân tố như là pH, hiện trạng oxy hoá khử,
hàm lượng sắt, nhôm, canxi và các thành phần sét.
Cuối cùng, photpho được thực vật hấp thu hoặc hoặc ở dạng hấp phụ hay kết
tủa sẽ được loại bỏ khỏi hệ thống qua việc: Thu hoạch các thuỷ sinh thực vật và vét
bùn lắng ở đáy.
1.4.2.1. Quá trình chuyển hóa Photpho trong nước:
Ở môi trường nước, các hợp chất photpho còn có tác dụng như một chất đệm
của môi trường, tránh hiện tượng thay đổi quá nhanh pH môi trường. Khi đó các
quá trình đệm này được xảy ra như sau:
HPO42- + H2O H2PO4- + OHH2PO4 HPO42- + H+
10
Luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất
Tuy nhiên cũng cần phải nhận thấy rằng tính chất đệm của các hợp chất
photpho trong các phản ứng sinh học ở hệ thống sống hoàn toàn không bền vững
như trong các phản ứng hóa học đơn thuần. Nguyên tố photpho sẽ chuyển từ môi
trường vào tế bào của sinh vật (vi sinh vật, thực vật nước), khi đó tính chất đệm sẽ
dễ dàng mất đi.
Trong môi trường nước, không chỉ tồn tại nguồn photpho hữu cơ (xác động
vật, thực vật và vi sinh vật), mà còn cả nguồn photpho vô cơ có trong đất do nước
chuyển đến và trong các loại phân bón mà thực vật chưa kịp hấp thụ. Như vậy, việc
chuyển hóa các nguồn photpho trong môi trường nước do vi sinh vật tham gia là
chủ yếu, chúng chuyển các dạng photpho không hòa tan sang photpho hòa tan và từ
đó thực vật nước mới có khả năng hấp thụ chính.
1.4.2.2. Sự chuyển hóa photpho từ nguồn hữu cơ
Sự chuyển hóa này đã được nghiên cứu từ 1911 bởi J. Stoklasa. Những
nghiên cứu đầu tiên này không gây sự chú ý của nhiều nhà khoa học đương thời.
Mãi cho đến năm 1952 các nhà khoa học mới quan tâm và nghiên cứu khá kỹ khả
năng chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa photpho bởi các loài vi sinh vật
(Nguyễn Đức Lượng, 2003).
Các kết quả nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas là
những loài vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong chuyển hóa các hợp chất hữu cơ
chứa photpho trong nước và trong đất. Trong loài Bacillus có nhiều giống như
Bacillus mycoides và Bacillus megatherium var photphotium là những giống có khả
năng chuyển hóa mạnh nhất. Ngoài ra còn có các giống khác như Bacillus cereus và
Bacillus asterosporus cũng có khả năng chuyển chất tốt.
Quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa photpho thường giải phóng
ra axit photphoric. Ví dụ, chuyển hóa leucytin thành H3PO4 theo cơ chế sau:
Leucytin
Glycerophosphatee
11
H3PO4
