14-06-2016

1

The Global Leader in Aquaculture Technology

CHẤT LƯỢNG NƯỚC

VIDATEC CENTRE Training Session No. 215 – 18/06/2015

Can Tho University, Department of Aquaculture and FisheriesPeter Borchert, AKVA group Denmark A/S

2

• Các nhà cung cấp công nghệ nuôi trồng thủy sản hàng đầu• Chỉ có nhà cung cấp với sự hiện diện toàn cầu• Văn phòng tại 12 quốc gia và đội ngũ nhân viên khoảng 600• Các nhà cung cấp lớn nhất cho ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản• Công ty phát triển nhanh• Mang đến lợi nhuận• Cũng cố nền công nghiệp

Bè

Hệ thống cho ăn

AKVA group - facts

Xà lan cho ăn

Cảm biến & Cameras

Phần mềm hệ thống

Tuần hoàn

AKVA group (sơ lượt)

14-06-2016

2

3

Norway

Iceland

Scotland Denmark

TurkeyCanada

CanadaUSA

Chile

Vietnam

S. Korea

AKVA office

AKVA representative

Thailand

Các nhà cung cấp trên toàn thế giới

Giới thiệu

● Mục tiêu● Cải thiện sản xuất với phương tiện sẵn có và bằng cách

sử dụng công nghệ và phương thức quản lý mới

● Yêu cầu● Hiểu biết về các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất● Biết các giải pháp / biện pháp quản lý để sử dụng

4

14-06-2016

3

Các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất

● Sinh họcTiềm năng di truyền và tình trạng chăn nuôiSinh lý cáChất lượng nướcThức ăn...

●Quản lýCho ănChất lượng nướcKế hoạch sản xuất

5

Thức ăn và chất lượng nước

6

● Thức ăn● Oxy

● CO2● Nitrogen (NH4/3)● Photpho và khoáng● Vật chất hữu cơ (COD, BOD)

● pH●Độ kiềm●Nhiệt độ●Ôxy●Độ mặn●Độ đục●Sự quanghợp

Đầu ra

Đầu vàoChất lượng nước● Tăng trưởng

● lượng thức ăn ăn● Bệnh / căng thẳng● Sinh sản

Hiệu năng

14-06-2016

4

Chất lượng nước

7

Hóa tính nước● Thành phần

● Oxy● Nhiệt độ● Nitơ● pH● Độ kiềm● CO2● Độ mặn● Độ đục● H2S

8

14-06-2016

5

OxyLà thông số chất lượng nước quan trọng nhất● Cần thiết cho sự hô hấp của cá và hiếu khí vi sinh

vật● Tăng trưởng cá● Khoáng chất thải (BOD)

● Nguồn gốc● Khuếch tán từ không khí vào nước● Quang hợp ● Bơm oxy tinh khiết vào

● Đơn vị: mg / L nước hoặc % bão hòa

9

Oxy hòa tan trong nước

10

Độ hòa tan ảnh hưởng bởiNhiệt độSức épĐộ mặn

14-06-2016

6

Oxy

11

Giới hạn đề nghị● Tùy loài● Cá nước ấm:> 5 mg / l● 2-3 mg / l có thể chịu được (cá rô phi, Cá nheo Nam Mỹ)● Cá hồi: 6-8 mg / l● Duy trì >70% độ bão hòa

O2 thấp● Giảm sự thèm ăn● Tốc độ tăng trưởng giảm● Chuyển hóa thức ăn giảm● Tăng sự hấp thu các chất độc qua mang● Kích thước cá (nhỏ hơn nhạy cảm hơn con cá lớn hơn)● Thời gian phơi sáng● Tình trạng sức khỏe● Nhiệt độ● Độ mặn● Nồng độ CO2

Oxy

12

● O2 cao● > 100% bão hòa.● Bệnh bóng hơi trong máu● Vấn đề với hệ thống RAS

14-06-2016

7

Oxy● …

● …

13

Nhiệt độ - ảnh hưởng tới cá

● Cá biến nhiệt

● Tỷ lệ trao đổi chất được xác định bởi T

● Stress thay đổi trong T

14

14-06-2016

8

● Tùy loài mà có mứctối ưu khác nhau

● 15 độ C nước lạnh● Nước mát 15-20 C● Nước ấm + 20C

15

Nhiệt độ - ảnh hưởng tới cáẢnh hưởng trực tiếp● Tăng trưởng● Lượng thức ăn tiêu thụ● Tiêu thụ oxy (xấu đến nội dung trong nước )● Phát triển của trứng● Nhạy cảm với bệnh / nhiễm trùng● Sinh sản / trưởng thành

● Cá nhỏ nhạy cảm hơn với những thay đổi so với cá lớn

● Vượt quá mức Tối ưu● Tăng nhu cầu năng lượng cho chuyển hóa thức ăn và đáp ứng.

Quá trình: giảm tốc độ tăng trưởng, tăng FCR● Dưới mức Optimum● Tỷ lệ trao đổi chất giảm: giảm hoạt động, giảm lượng thức ăn,

giảm tăng trưởng16

14-06-2016

9

Nhiệt độ - ảnh hưởng tới chấtlượng nước

● Ảnh hưởng đến hoạt động của tất cả các sinh vật● Tỷ lệ nitrat hóa● Tỷ lệ khử nitơ● Khoáng chất dinh dưỡng● O2 sản xuất và khả năng hấp thụ CO2 của quang

hợp

● Tăng nhiệt độ = giảm khí hòa tan

17

NitơNguồn Protein chính● 16% CP là N

Bài tiết qua mang (80%) và phân như amoniac (90%)

Dạng nitơ trong nước● NH4 & NH3● NO2● NO3● N2● Liên kết protein

18

14-06-2016

10

Nitơ - Ammonia● 2 dạng

Un-ion (NH3)● Cực kỳ độc hại (tùy loài)● Chung > 0,05 mg / lIon hóa (NH4)● ít độc hại

● Được đo theo Total Ammonia Nitrogen (TAN) mg / l● TAN mg / l = NH3 mg / l + NH3 mg / l

19

Ammonia● NH3 - NH4 cân bằng độ

pH và nhiệt độ phụ thuộc

20

14-06-2016

11

21

Nitrat hóa

● NH4+ + 2 O2 NO3

- + 2 H+ + 2 H2O

● Phản ứng hiếu khí

● Khoảng 0,14 axit tương đương được sản xuất cho mỗi g NH4 + -N bị oxy hóa thành NO3

22

14-06-2016

12

Nitrite and NitrateNitrit (NO2)● Độc hại, làm giảm khả năng vận chuyển của

hemoglobin trong máu● Duy trì <1 mg / l

Nitrate (NO3)● Ít độc hại● LC50, cá chép 90h: 1000 mg / l● Duy trì dưới 200 mg / l● Vấn đề ở tiếp xúc lâu dài với mức độ cao● Cá buồn ngủ, Giảm sự thèm ăn, đỏ. Tăng trưởng

(RAS gặp vấn đề)

23

Quá trình nitrat hóa - sự phụthuộc pH

24

14-06-2016

13

Phản nitrat● 5 CH3OH + 6 NO3 5 CO2 + 3 N2 + 6 OH- + 7 H2O

● Quá trình vi khuẩn xảy ra dưới thiếu ôxy (không có oxy tự do)

● Vi khuẩn sử dụng oxy từ Nitrate cho hô hấp

● 0,91 tương đương kiềm được sản xuất mỗi g NO3-N giảm xuống N2

25

pH● Thể hiện các đặc tính của nước● Đơn vị: -log [H+]● Nước biển: 8-8,5● Nước ngọt: 5-9● Tùy loài mà tối ưu khác nhau, nói chung: 6,5-9 (gần pH

máu)

26

acidic basicneutral

14-06-2016

14

Độc tính pH trực tiếp

Tác động xấu trực tiếp tới cân bằng áp suất thẩm thấu● pH thấp

-Giảm độ pH trong máu -> giảm hemoglobin mối quan hệ để O2 -> vấn đề về đường hô hấp-Niêm mạc lớp bảo vệ hình thành trên mang -> giảm sự hấp thu O2

● pH cao-Kiềm vượt hạn gây hại: mang, da, mắt….

27

Độc tính pH gián tiếp

● ảnh hưởng gián tiếp chất lượng nước● Cần bằng NH3 - NH4 ● Cân bằng CO2● Nhiễm độc kim loại (thay đổi trong tính di động

và trạng thái ôxi hóa) ở pH thấp● Độc tính H2S

28

14-06-2016

15

pH biến động● Nguyên nhân gây biến động pH?Giảm pH

Hô hấp (CO2)Quá trình nitrat hóa (NH3 / 4 -> NO3)

Tăng pHKhử nitơ (NO3 -> N2)Quang hợp (sản xuất tại O2 thu hồi CO2)Giảm biến độngHệ đệm cao (kiềm)

29

Quang hợp và pH

30

O2 tiêu thụCO2 sản xuất

CO2 tiêu thụ, O2 sản xuất

14-06-2016

16

Độ kiềm● Số lượng của các bazo hiện diện trong nước = axit g trung hòa

hoặc hệ đệm● Nhóm các chất hóa học đã cân bằng trong nước● Có thể liên kết với acid hoặc bazo, tùy thuộc vào độ pH

● Đo độ kiềmĐơn vịCaCO3: mg mỗi l CaCO3căn cứ khác: m equ. CaCO3, 1 m equ. = 50 mg / CaCO3

31

Độ kiềm

Nước ngọt● 5-500 mg / l CaCO3● Nguồn chính: axit hóa CO2 và khoáng hòa tan● Phụ thuộc vào khoáng và độ hòa tan khoáng trong nước

Độ hòa tan thấp, ví dụ bazan hoặc đá granit = độ kiềm thấpĐộ hòa tan cao ví dụ đá vôi sau đó kiềm cao

Nước biển ● 120 mg / l CaCO3● Yêu cầu đối với AQ● 75-200 mg / l CaCO3

32

14-06-2016

17

Độ kiềm và biến động pH

33

Hệ đệm tốt

Hệ đệm chưa tốt

Độ kiềm – Hệ HCO3

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

34

pH tăng: cho ra H+

pH giảm: tạo liên kết H+

14-06-2016

18

Độ kiềm – Tính bazo

35

Công thức HH Tên Khối lượng 1 Alk. Equ.(mg/equ.)

Tính tan

NaOH Sodium Hydroxide 40 Cao

NaHCO3 Sodium Bicarbonate (baking soda)

53 Cao

CaCO3 Calcium Carbonate 50 Trung bình

CaO Slacked lime 28 Trung bình

Ca(OH)2 Calcium Hydroxide(Hydrated Lime)

37 Ca

MgCO3 Magnesium Carbonate 42 Trung bình

CO2Nguồn từ: ● Hô hấp (cá, vi sinh vật, thực vật)● Khuếch tán từ không khí vào nước● Quang hợp và sinh khối thực vật tăng trưởng● Nồng độ DCO2 của carbon vô cơ hòa tan trong nước (CO2,

H2CO3, HCO3-, CO32-)● pH

36

14-06-2016

19

Cân bằng cacbonat trong nước

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 H+ + HCO3-

HCO3- H+ + CO3

2-

37

Bước 1hình thành axit cacboxylic (quá trình chậm)

Bước 2pH phân ly phụ thuộc vào axit cacboxylic hoặc cacbonat

Cân bằng cacbonat trong nước

38

CO2 + H2O

H2CO3

1H+ + HCO3-

CO2 + H2O

0H+ + H2CO3

CO2 + H2O

H2CO3

2H+ + CO32-

14-06-2016

20

CO2 - kết luận từ trạng thái cân bằngcacbonat

● CO2 làm giảm độ pH của nước bằng cách giải phóng H + từ nước

● Hàm lượng CO2 tự do cao ở pH thấp

● Ở pH> 8,4 CO2 tự do không đáng kể

39

CO2

● Hiệu ứng Bohr-Root ● Giảm hiệu quả hô hấp ● CO2 trong nước cao làm giảm sự khuếch tán CO2 từ

mang vào nước● Tăng mức độ CO2 trong máu làm giảm độ pH trong

máu● Giảm hiệu quả vận chuyển O2 của Haemoglobin ● Xảy ra ngay cả khi DO cao

● Rec. giới hạn CO2● <20 mg / l (thường thì chỉ nên <10mg / l)

40

14-06-2016

21

Ảnh hưởng của độ kiềm tới nồng độ CO2

41

● CO2 tự do phụ thuộc pH ● Kiềm cao = CO2 tự do

thấp● Kiềm giúp đệm pH, giảm

ảnh hưởng của CO2

Tính nồng độ CO2● Nhiệt độ, độ kiềm

và pH phải được biết để hiểu hơn vềCO2

42

14-06-2016

22

Độ cứng● Đo lường số lượng của các ion hóa trị hai (muối)

trong nước Ca2 +, Mg2 +, Fe2 + Sức khỏe cá (cặn, đông máu, áp suất thẩm thấu) Cân bằng ao Giảm tác động độc hại của Cu & Zn Đơn vị: mg mỗi L CaCO3

● Khác độ kiềm! NaHCO3 cao hoặc NaOH: độ cứng thấp, alk cao. 100-250 mg / L CaCO3 (khuyến nghị)

43

H2S● H2S● Không màu, mùi trứng thối, độc tính cao● Sản phẩm phụ của khoáng chất hữu cơ trong

điều kiện yếm khíSO4

2- H2S● Tìm thấy trong đất với vật chất hữu cơ cao và

nồng độ O2 thấp● Vấn đề đặc biệt ở các vùng nước ven biển như

rừng ngập mặn (sulfate một trong hầu hết các ion thông thường trong nước biển)

44

14-06-2016

23

Độc tính H2S● Có độc tính cao -> cản trở hô hấp● Tổn thương mang● Ảnh hưởng tùy loài khác nhau● DO thấp làm tăng độc tính● Trạng thái ion hóa ảnh hưởng tới độc tính● Gây chết ở nồng độ rất thấp● Duy trì dưới <0,002-0,003 mg / l

Tiếp xúc lâu dài dưới mức gây chết sẽ:● Tăng trưởng chậm● Tăng tỷ lệ chết● Giảm khả năng sinh sản● Dị tật ở đời sau

45

Sulfide ion hóa và pH

46

● Unionized là dạngđộc nhất

14-06-2016

24

BOD5 và COD● BOD = nhu cầu oxy sinh hóa● BOD5 = lượng DO cần thiết để khoáng hóa chất hữu cơ trong

mẫu ở nhiệt độ không đổi trong một khoảng thời gian 5 ngày

● COD = nhu cầu oxy hóa học● Xác định tổng lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ

sử dụng một chất phản ứng hóa học

● BOD5 / COD chỉ phân hủy sinh học của các thành phần.

● Tầm quan trọng:● BOD cao = ít DO cho cá● BOD càng cao O2 cạn kiệt càng nhanh

47

Độ mặn● Tổng số nồng độ (ppt) của các ion vô cơ hòa tan (muối) trong nước● Ca2 +, Na +, K +, Cl-, SO42-

● Quan trọng cho điều hòa áp suất thẩm thấu, quá trình rất tốn kém năng lượng.

● Độ mặn gần mức tối ưu = phát triển dưới mức tối ưu và tăng khả năng nhiễm bệnh

● Hệ thống nước ngọt thường được quản lý tại 2-3ppt

48

14-06-2016

25

Độ mặn và áp xuất thẩm thấu

49

Độ đục● Nguyên nhân

● Chất khoáng● Phù sa hoặc hạt sét trong đất● Vàng nâu hoặc nâu đỏ

● Vật chất hữu cơ● Phân cá● Thức ăn thừa

● Phiêu sinh thực vật● Phiêu sinh động thực vật cao● Nâu, lục, lam-lục, hơi vàng

● Axit humic● Thành phần axit humic cao

● Màu trà đen● Thường có ở vùng đất phèn(e.g. Scandinavia)

50

14-06-2016

26

Ảnh hưởng của độ đục● Giảm ảnh sáng xuyên thấu tới bên trong tầng nước● Giảm quang hợp -> giảm lượng O2, có thể hình thành các vùng

kỵ khí● Tầm nhìn bị hạn chế-> giảm bắt mồi● Giảm hấp thụ Oxy do mang bị bám bởi vật chất● Tăng khả năng nhiễm bệnh

● Kết luận chung● Giảm phát triển thủy thực vật phù du -> giảm hiệu suất sinh học

của ao.

51

Độ đục thấp Độ đục cao

Kiểm tra độ đục

52

14-06-2016

27

CẢM ƠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI

Thắc mắc và góp ý ?

53