- SỰ TÍCH TỤ HÀM LƯỢNG ĐẠM, LÂN VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ TRONG NƯỚC VÀ BÙN ĐÁY AO NUÔI CÁ TRA. - Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích đánh giá nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước từ nước thải của các ao nuôi cá tra thâm canh dựa vào khảo sát hàm lượng các dạng đạm (N), lân (P) vô cơ và hữu cơ tích lũy trong nước và đáy ao theo thời gian sinh trưởng của cá. - Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng N và P vô cơ hòa tan trong 9 mẫu nước lấy từ các ao nuôi cá tra thâm canh ở các địa phương khác nhau ở Đồng bằng Sông Cửu Long đều ở mức cao, biến động trong khoảng ppm đối với N và ppm đối với P. - So với các thành phần hữu cơ, thành phần N và P vô cơ chiếm tỷ lệ cao trong nước ao và đạt cao nhất vào giai đọan cá 3-4 tháng tuổi. - Trong bùn đáy ao, hàm lượng N và P dễ tiêu biến động cao phụ thuộc vào khả năng bơm thóat bùn đáy. - So với hàm lượng chất hữu cơ, N và P hiện diện trong đất phù sa trồng lúa, đa số các mẫu bùn đáy ao có hàm lượng các dưỡng chất này cao hơn đất phù sa.. - Từ khóa: đạm hữu cơ, lân hữu cơ, nước thải, bùn đáy, ao nuôi cá tra. - Theo qui hoạch đến năm 2010, tốc độ gia tăng diện tích các ao nuôi cá tra tại khu vực tăng khoảng 4,2% mỗi năm. - Nước và bùn đáy ao nuôi với hàm lượng cao các chất hữu cơ từ thức ăn và chất thải của cá được thải trực tiếp ra kênh rạch nên khó tránh khỏi vấn đề ô nhiễm môi trường nước.. - (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. - Qua quá trình phân hủy của vi sinh vật và các tiến trình phân hủy tự nhiên, lượng thức ăn dư thừa và chất thải của cá sẽ chuyển thành các dạng N vô cơ (ammonium, nitrate) và P vô cơ (phosphate).. - Hàm lượng N và P vô cơ cao trong môi trường nước sẽ kích thích sự phát triển quá mức của tảo (hiện tượng nở hoa của tảo) trong ao và tiến trình phân hủy tảo sẽ làm cho môi trường nước ao bị ô nhiễm, thiếu oxy cung cấp cho hoạt động hô hấp của cá, cá sẽ suy yếu và dễ nhiễm bệnh. - Mặt khác, nếu nước thải chứa hàm lượng N, P hòa tan cao được thải trực tiếp ra kênh rạch có thể sẽ gây ô nhiễm môi trường và nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt.. - Nhằm mục tiêu đánh giá nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước từ nước thải của các ao nuôi cá tra thâm canh, trong nghiên cứu này chúng tôi đã khảo sát hàm lượng các dạng N và P hữu cơ, vô cơ hòa tan trong nước ao nuôi tại các giai đoạn phát triển khác nhau của cá. - Bên cạnh đó, sự tích lũy của các thành phần N và P hữu cơ và vô cơ trong bùn đáy ao nuôi cũng được phân tích và đánh giá.. - Để đánh giá nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước do các chất thải hữu cơ trong quá trình nuôi cá, mẫu nước và bùn đáy ao được lấy tại 3 địa phương: Cồn Khương (thành phố Cần Thơ), xã Tân Thành và xã Định Hòa (huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp). - Tại mỗi địa phương, chọn 3 ao nuôi cá tra thâm canh có diện tích ao từ m 2 . - Trong suốt giai đoạn lấy mẫu, tuổi cá trong 9 ao nuôi tại 3 địa phương phân bố trong khoảng từ 1 – 6 tháng. - Mẫu bùn đáy được lấy từ 4 ao tương ứng với thời gian sinh trưởng của cá vào các giai đoạn 4 tháng (01 ao), 6 tháng (01 ao) và sau thu hoạch (02 ao).. - hòa tan. - Hàm lượng N và P tổng số trong các mẫu nước được phân tích sau khi phân tích N và P vô cơ hòa tan.. - 2.1.2 Phương pháp lấy mẫu bùn đáy ao. - Đối với ao cá đang sinh trưởng, mẫu bùn đáy ao được lấy bằng cách dùng gàu múc sát đáy ao. - Nghiền mẫu bùn khô và rây qua rây có đường kính lưới rây 1 mm để phân tích hàm lượng cacbon (C) hữu cơ và các thành phần N, P hữu cơ và vô cơ tích lũy trong bùn đáy ao. - Song song với lấy mẫu phân tích các thành phần C, N, P tích lũy trong bùn đáy ao nuôi cá tra, đề tài này cũng thực hiện lấy mẫu đất phù sa trồng lúa tại huyện Cai Lậy-tỉnh Tiền Giang và đất bạc màu tại huyện Tri Tôn-tỉnh An Giang để so sánh hàm lượng các nguyên tố hiện diện trong bùn đáy ao nuôi cá và trong đất.. - 2.2 Phương pháp phân tích 2.2.1 Phương pháp phân tích nước. - Hàm lượng N và P vô cơ hòa tan được phân tích sau khi lọc mẫu nước qua màng lọc cellulose acetate 0.45 µm. - Hàm lượng NH 4 + -N được phân tích theo phương pháp so màu Indophenol blue ở bước sóng 640 nm. - Hàm lượng NO 3 - -N được phân tích theo phương pháp khử vanadium chloride và so màu quang phổ ở bước sóng 530 nm. - Lân vô cơ hòa tan được phân tích theo phương pháp so màu Malachite Green (MG) ở bước sóng 630 nm. - Trong phương pháp MG, bên cạnh orthophosphate thì lượng nhỏ P hữu cơ hòa tan và P hấp phụ trên keo có khả năng thủy phân trong môi trường acid có thể tham gia phản ứng hiện màu. - Tuy nhiên, các dạng P dễ thủy phân này có thể hữu dụng cho tảo (Hens, 1999), nên trong nghiên cứu này chúng tôi chọn trình bày kết quả phân tích P theo phương pháp so màu MG là dạng P vô cơ hòa tan.. - Đạm hòa tan tổng số được phân tích bằng cách vô cơ hóa mẫu nước bằng hỗn hợp K 2 S 2 O 8 và H 2 SO 4 để chuyển tất cả các dạng N thành NO 3 - -N. - Hàm lượng NO 3 - -N tổng số được phân tích theo phương pháp so màu tương tự như phân tích NO 3 - -N hòa tan. - Tương tự, phân tích hàm lượng P tổng số trong dung dịch sau vô cơ hóa, và áp dụng phương pháp so màu MG như đối với PO 4 3-. - Hàm lượng N và P hữu cơ hòa tan trong mẫu nước được xác định dựa vào chênh lệch giữa hàm lượng tổng số và hàm lượng vô cơ hòa tan của các nguyên tố này.. - 2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu bùn đáy ao. - Hàm lượng NH 4 + -N và NO 3 - -N trong bùn đáy ao được trích bằng dung dịch 2M KCl theo tỷ lệ 1:10 (bùn khô: dung dịch) và phân tích theo phương pháp so màu tương tự như phân tích mẫu nước. - Đối với các mẫu bùn có hàm lượng hữu cơ, than hoạt tính được thêm vào dung dịch trích để loại bỏ màu của hữu cơ hòa tan trước khi so màu trên quang phổ kế.. - N tổng số được phân tích theo phương pháp chưng cất Kjeldahn sau khi vô cơ hóa mẫu bằng dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc. - Lân tổng số được phân tích theo phương pháp so màu ở bước sóng 580 nm sau khi vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp H 2 SO 4 và HClO 4 (5:1). - Hàm lượng C hữu cơ tổng số trong mẫu bùn đáy ao được phân tích theo phương pháp oxy hóa C hữu cơ bằng hỗn hợp K 2 Cr 2 O 7 và H 2 SO 4 đậm đặc.. - 2.2.3 Phương pháp phân tích số liệu. - Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để đánh giá sự biến động hàm lượng N và P hòa tan trong các ao theo các giai đọan phát triển của cá. - Biến động không gian về hàm lượng các dưỡng chất N, P trong ao được đánh giá dựa vào tính toán độ lệch chuẩn giữa các lặp lại so với giá trị trung bình.. - 3.1 Hàm lượng N, P vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước ao nuôi cá tra thâm canh Nhìn chung, NH 4 + -N là dạng N vô cơ chủ yếu trong nước ao, dao động trong khoảng ppm. - Trong ao nuôi cá tra, hàm lượng NH 4 + -N hòa tan tăng theo thời gian nuôi, đạt cao nhất khoảng 8 ppm vào giai đoạn 3 – 4,5 tháng sau khi nuôi. - Hàm lượng NH 4 + -N gia tăng theo tuổi cá tương ứng với sự gia tăng lượng thức ăn cung cấp và chất thải của cá. - (2006), động vật thủy sản chỉ hấp thu 40% lượng thức ăn từ thức ăn nhân tạo, phần dư thừa sẽ hòa tan và phân hủy trong môi trường nước. - Hàm lượng NH 4 + -N hòa giảm trong các giai đoạn sau là do ao nuôi đã được vệ sinh, nông dân thường nạo vét lớp bùn đáy ao vào khoảng 4 tháng sau khi nuôi. - So với NH 4 + -N, hàm lượng N vô cơ hòa tan ở dạng NO 3 - -N chiếm tỷ lệ rất thấp. - Trong suốt chu kỳ sinh trưởng khoảng 6 tháng của cá, hàm lượng NO 3 - -N dao động trong khoảng 0,01 ppm đến 1,2 ppm và không cho thấy xu hướng gia tăng theo giai đoạn sinh trưởng của cá (Hình 1a). - Kết quả hàm lượng NO 3 - -N hòa tan thấp trong nước ao là do môi trường yếm khí đã hạn chế sự hiện diện và hoạt động của các vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter (Brady and Weil, 1996. - Hàm lượng N hòa tan tổng số dao động từ 0,5 đến 11,6 ppm và hiện diện cao nhất trong các ao khảo sát vào giai đoạn 3-4 tháng sau khi nuôi. - So với tổng N hòa tan, N vô cơ hòa tan (NH 4 + -N và NO 3 - -N) chiếm tỷ lệ từ 20 đến 95%. - Tuy nhiên, đa số các ao nuôi có tỷ lệ N vô cơ / N tổng số tập trung trong khoảng 75-95% (Hình 1b).. - Hàm lượng N hữu cơ hòa tan trong nước ao thấp hơn N vô cơ có thể là do các hợp chất hữu cơ từ thức ăn dư thừa và chất thải của cá đã chìm lắng và tích lũy trong lớp bùn đáy ao.. - Hình 1: Biến động về hàm lượng các thành phần N hòa tan (mg N / L) theo độ tuổi cá (1a) và tỷ lệ. - giữa N vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước ao nuôi cá tra (1b) Ghi chú: Các giá trị được giới hạn ở Hình 1a cho thấy ở thời điểm lấy mẫu vào tháng thứ 6, ao có hàm lượng N, P thấp là do các ao đã thu hoạch và không nhận lượng thải hữu cơ từ cá và thức ăn.. - Hàm lượng P vô cơ hòa tan biến động từ 0,05 đến 7,7 ppm. - Tương tự N vô cơ, hàm lượng P vô cơ hòa tan trong ao nuôi tăng dần theo thời gian sinh trưởng của cá (Hình 2a). - So sánh về thành phần P hòa tan, P vô cơ chiếm tỷ lệ rất cao so với P hữu cơ. - Tại các giai đoạn lấy mẫu trong tất cả các ao khảo sát, tỷ lệ P vô cơ so với P tổng số hòa tan tập trung trong khoảng 91% (Hình 2b).. - Hình 2: Biến động về hàm lượng các thành phần P hòa tan (mg P/L) theo độ tuổi cá (2a) và tỷ lệ. - giữa P vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước ao nuôi cá tra (2b). - So với tiêu chuẩn Việt Nam (Bộ Tài Nguyên Môi Trường, 2008) đối với hàm lượng N cho phép hiện diện trong nước mặt sử dụng cho mục đích sinh hoạt vào khoảng 0,1 - 0,2 ppm đối với NH 4 + -N và 2 - 5 ppm đối với NO 3 -N thì hàm lượng NH 4 + -N hòa tan trong các ao nuôi cá tra cao hơn gấp nhiều lần ngay cả giai đoạn cá còn nhỏ, trong khi đó NO 3 - -N hiện diện ở nồng độ thấp hơn giới hạn tiêu chuẩn cho phép. - Đối với P, hàm lượng P vô cơ hòa tan trong nước ao nuôi cá tra từ giai đoạn 2 tháng tuổi đều vượt tiêu chuẩn cho phép (qui định giới hạn trong khoảng 0,1 đến 0,2 ppm - Bộ TNMT, 2008). - Nốt (thành phố Cần Thơ) (Trần Lan Chi, 2008) cho thấy hàm lượng NH 4 + -N, NO 3 - -N và PO 4 3- tối đa lần lượt là 2,57. - So với các giá trị này, hàm lượng NH 4 + -N và PO 4 3- trong các ao nuôi cá tra cao hơn rất nhiều lần so với nước kênh thoát từ các vùng trồng rau chuyên canh.. - Tỷ lệ giữa N và P hòa tan cũng là yếu tố quyết định chất lượng môi trường nước.. - Môi trường nước giàu N, P và có sự cân bằng giữa hàm lượng N và P hòa tan sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng, kích thích sự phát triển của tảo. - Tương tự, Boyd và Daniels (1993) thực hiện các thí nghiệm bón phân cho các ao nuôi tôm và đã kết luận rằng hàm lượng N/P hòa tan <. - Trong khảo sát này, đa số các ao nuôi cá tra có tỷ lệ N/P hòa tan <10 (Hình 3). - Hàm lượng N, P vô cơ hòa tan cao trong nước ao kết hợp với tỷ lệ N/P phù hợp sẽ thuận lợi cho hiện tượng phú dưỡng xảy ra và có nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước mặt.. - Hình 3: Tỷ số N/P trong nước ao trong nước ao nuôi cá tra thâm canh Đường gãy khúc trình bày trong hình vẽ biểu diễn tỷ lệ N/P thích hợp cho tảo và thực vật thủy sinh. - 3.2 Hàm lượng N và P trong bùn đáy ao. - Hàm lượng đạm vô cơ (NH 4 + -N và NO 3 - -N) hiện diện trong bùn đáy biến động cao giữa các ao. - Ao có hàm lượng NH 4 + -N trong bùn đáy thấp nhất là 46 mg / kg, thấp hơn 24 lần so với ao có hàm lượng NH 4 + -N cao nhất (1.100 mg / L). - Tương tự, hàm lượng NO 3 - -N biến động rất lớn, dao động trong khoảng 0,3 mg / kg đến 511 mg / kg. - Hàm lượng N tổng số biến động trong khoảng 0,056% đến 0,57% (Bảng 1). - Tương tự, hàm lượng P dễ tiêu và P tổng số tích lũy trong bùn đáy dao động với biên độ lớn giữa các ao. - Kết quả cho thấy ao có hàm lượng P tổng số hiện diện trong bùn đáy cao (6,81%) sẽ có hàm lượng P dễ tiêu cao tương ứng (293 mg P / kg). - Ngược lại, ao có hàm lượng P tổng số thấp nhất sẽ có P dễ tiêu tích lũy trong bùn đáy thấp với các giá trị tương ứng 2,58% và 123 mg P / kg.. - Kết quả biến động cao về hàm lượng N, P vô cơ và tổng số tích lũy trong bùn đáy ao nuôi cá tra thâm canh là do kỹ thuật quản lý ao nuôi. - Kết quả khảo sát và điều tra, phỏng vấn ghi nhận ở những khu vực nuôi có khả năng bơm thoát nước thải trực tiếp ra sông lớn, nông dân thường bơm bùn đáy nhiều lần trong suốt quá trình. - nuôi nên lượng chất thải từ dư thừa thức ăn và chất thải của cá tích lũy trong bùn đáy thường thấp. - Kết quả phân tích cho thấy các ao có hàm lượng N, P tích lũy thấp cũng có hàm lượng chất hữu cơ thấp tương ứng.. - So sánh với đất phù sa canh tác lúa, hàm lượng chất hữu cơ, N, P dễ tiêu và tổng số hiện diện trong bùn đáy ao cao hơn trong đất phù sa, ngọai trừ mẫu bùn 1. - Hàm lượng N, P dễ tiêu và tổng số hiện diện trong mẫu bùn 1 thấp là do vị trí Cồn Khương nằm giữa sông Hậu và các ao nuôi cá tra thường nằm cạnh sông lớn, thuận tiện cho việc bơm thoát nước thải và bùn đáy. - Ở khu vực này, bùn đáy ao được bơm thoát nhiều lần trong suốt chu kỳ nuôi nên sự tích lũy chất thải hữu cơ trên nền đáy ao thường rất thấp.. - Bảng 1: Một số đặc tính hóa học chung của bùn đáy ao Mẫu pH. - C hữu cơ. - N tổng số. - Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng N, P vô cơ hòa tan trong các ao nuôi cá tra thâm canh phổ biến ở mức cao, vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép đối với nước mặt. - Tỷ lệ N/P hiện diện trong nước ao phù hợp với nhu cầu N/P của tảo nên có khả năng gây hiện tượng phú dưỡng, làm ô nhiễm nguồn nước trong ao nuôi và môi trường nếu được bơm thoát không qua xử lý. - Trong bùn đáy ao, hàm lượng N, P dễ tiêu và tổng số tích lũy biến động lớn, phụ thuộc vào biện pháp quản lý ao. - Ở các ao có khả năng bơm thoát bùn đáy, quá trình bơm thóat nhiều lần trong suốt thời gian nuôi dẫn đến sự tích lũy chất hữu cơ và hàm lượng N, P thấp.. - Xử lý nước thải các ao nuôi cá nước ngọt bằng đất ngập nước kiến tạo.. - Hội thảo: “Quản lý và xử lý ao nuôi thủy sản”, Sở TN &. - Yang Yi và Kwei Lin C, Lam Mỹ Lan , 2004, Sử dụng nước thải từ ao nuôi cá trê lai (Clarias macrocephalus x C