CarbonDioxide qu n l c02 trong nuôi thu s n trên t li n

5 31 0
  • Loading ...
1/5 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 10/07/2018, 13:36

NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC VIDATEC: Quản lý C02 ni thuỷ sản đất liền Duy trì hàm lượng ơxy, đồng thời loại bỏ khí cacbon điơxit (CO2) điều kiện thiết yếu để ni thuỷ sản thâm canh Ý nghĩa việc trì hàm lượng ơxy (O2) môi trường nước nuôi đề cập kỹ hai viết đăng số 2-3/2013 tạp chí Trong đó, với CO2 chuyện mơ hồ, phần tỷ lệ sống cao hàm lượng CO2 tăng phần CO2, độ pH độ kiềm có liên mối liên hệ phức tạp khiến tham số khó quản lý Giới thiệu Đốt cháy ôxy Tỷ lệ phân rã Nguồn gốc CO2 ao nuôi Để hiểu nguồn gốc CO2 ao nuôi, ta cần nắm cân khối lượng (mass balance) Như vậy, trở ngại người nuôi cá thâm canh nhu cầu ôxy cao tình trạng ứ đọng CO2 Theo nguyên tắc, cá cần 0,5 kg ơxy để tiêu hố kg thức ăn đồng thời thải 0,7 kg CO2 Tuy nhiên, trường hợp khơng phát sinh chất thải dạng hạt Còn có chất thải hình trình phân huỷ vi khuẩn tiêu hao thêm lượng ôxy thai thêm lượng CO2 ao ni Vì thế, loại bỏ chất thải dạng hạt nhiệm vụ tiên trại nuôi thâm canh CO2 hiệu kinh tế Cá thường đạt tỷ lệ sống cao điều kiện hàm lượng CO2 cao Đều giải thích nhiều trại nuôi tiếp tục hoạt động dù nồng độ CO2 vượt ngưỡng khuyến cáo (Danley, 2005) Tuy nhiên, nhiều nghiên 86 Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 167 / thấng 11/2013 CO2 Cho ăn Chất thải dạng hạt Tiêu hao ơxy CO2 Nitơ Chất thải hồ tan Nitơ Hình Cân khối lượng - Cho cá ăn 100 kg thức ăn, phần thức ăn (lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào hệ số thức ăn [FCR] cá đó) hấp thụ kích thích tăng trưởng - Với FCR=0,8 (như với cá hồi vân), cá tăng trưởng 125 kg, với FCR=1,8 (như với cá tra nay), có 55 kg chuyển hoá thành thịt cá - Nếu loại bỏ hết hạt lơ lửng nguyên lý là: sử dụng kg thức ăn làm tiêu hao 0,5 kg ôxy thải 0,7 kg CO2 cứu tác hại nồng độ thả ni đại trà có tỷ CO2 cao cá, 1) tỷ lệ lệ sống thấp, quan trọng Hệ thống Cacbonat sống thấp hơn, 2) khả hấp tốn thời gian nuôi, tốn – phân bố CO2 thu thức ăn giảm, 3) chậmgiá lớn, 4) trị pH khácthời nhaugian xử lý dịch bệnh hệ số thức ăn thấp thu hoạch Như vậy, xét tổng thể, hiệu Phân rã CO2 (và H2CO3) Phân rã bicacbonat kinh tế trại nuôi cá Chất lượng nước bị ảnh hưởng chi phí bỏ tương quan với CO2 để nuôi kg cá cao Trong nước, CO2 thông CO2chủ yếu quan doanh thu bán hàng lại giảm số khó quản lý, Với trại nuôi cá khép hệ với pH độ kiềm Cụ kín, nồng độ CO2 cao thể mối quan hệ trại giống có ảnh hưởng tác động đến ao nuôi lớn đến hoạt động phân tích cụ thể sau chuỗi Bởi cá giống chậm lớn Độ kiềm CO2 (khí) CO chất lượng giảm, Độ kiềm định nghĩa (liên kết) Bánh Bánh NGHIÏN CÛÁU KHOA HOÅC Tỷ lệ phân rã lượng bazơ có nước hay Mặc dù ổn định pH Độc tính CO2 nói cách khác khả trung tốt cho sức khỏe thủy sản ni Khi nồng độ CO2 nước q hồ axit nước Bicacbonat có độ kiềm cao cao, cá tiết CO2 hiệu Việc giảm tiết CO2 cacbonat bazơ chủ có nhiều bicacbonat, làm cho máu khó vận chuyển đạo vùng nước tự cacbonat nguy hiểm hấp thu ôxy nhiên – đơn vị đặc trưng Thực tiễn cho thấy độ kiềm cao, Nồng độ CO2 môi trường để đo độ kiềm mmol hay hàm bicacbonat cacbonat cao cao làm canxi lắng đọng lượng tương ứng canxi cacbonat gây suy hô hấp cho thủy sản thận gây ảnh hưởng đến (CaCO3) Tuy nhiên, nồng độ CO2 tự thấp hoạt động thận (bệnh Nephtrại nuôi, đặc biệt trại thâm Ngoài ra, độ kiềm nước ao rocalcinosis) canh có tái sử dụng nước, có cao CO2 tích tụ ao Đốt cháy ôxy Thực tiễn cho thấy bicacbonat mặt ion gắn liền với nuôi lớn pHCOgiảm gây độ kềm cacbonat cao màu xanh nước làm hại cho thủy sản ni Phần tiếp trại ni gây suy hô hấp lượng CO2 tự ảnh hưởng đến việc tính tốn theo giải thích rõ Cho ăn thấp pH & CO2 độ kiềm Chất thải dạng hạt Khí CO2 sinh Khi cá vi khuẩn tiết Mức pH thấp cộng với nồng độ Tiêu hao ơxy trình trao đổi chất thủy sản CO2 ao ni hình thành CO2 cao gây độc tố nhơm Chất thải hoà tan CO2 vi khuẩn theo nguyên lý sau: liên kết hoá học H2CO3 (một axit Nitơ Nitơ Việc giảm hàm lượng CO2 từ 27 C6H12O6 + O2→ CO2 + H2O yếu) Việc axit làm giảm pH mg/l xuống 12 mg/l + lượng ao cá đến đâu tùy trại nuôi giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng đạt hệ số thức ăn (đường + ôxy →cacbon diôxit thuộc vào độ kiềm nước – thấp đáng kể so với chi phí phải + nước + lượng) độ kiềm cao pH bỏ để áp dụng cơng nghệ khử Khí CO2 sinh hòa dao động khí Khi nồng độ CO2 vượt ngưỡng 30 mg/l, cá khó có khả phục hồi sau bị stress (chẳng hạn sau bị cân, đo, phân loại tốc độ tăng trưởng chậm lại Hệ thống Cacbonat – phân bố CO2 giá trị pH khác Phân rã CO2 (và H2CO3) Phân rã bicacbonat CO2 CO2 (khí) CO2 (liên kết) Bánh Bánh Hình 2: Hệ thống Cacbonat Thể mức độ phân rã khí CO2 (& H2CO3) mức pH khác tan vào nước ao dạng CO2*1 tự do, bicacbonat (HCO3-) and cacbonat (CO32-) Liên kết độc lập với pH (Hình 2) Tổng lượng cacbon vơ (TIC hay tổng CO2) tổng [CO2*] + [HCO3−] + [CO32−] Như thể hình 2, tổng CO2 65 mg/l pH 7.5, khí CO2 tự chiếm khoảng 8% tổng CO2 (phần màu xanh bánh 1) Nếu pH ao nuôi giảm, tổng CO2 giữ 65 mg/l CO2 tự có liên kết hóa học H2CO3, liên kết dễ phân hủy thành CO2 (600 lần) (Summerfelt, 2004) Ký hiệu * CO2* thể chung cho CO2 H2CO3 Cá thải 10 mg/L CO2 Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 167 / thaáng 11/2013 87 Tỷ lệ phân rã NGHIÏN CÛÁU KHOA HOÅC Hệ thống Cacbonat – phân bố CO2 giá trị pH khác CO2 (khí) (liên kết) CO2 Phân rã CO2 (và H2CO3) Phân rã bicacbonat Bánh Bánh CO2 lúc này, khí CO2 tự soát vượt 20% (phần màu xanh bánh 2) Điều có ảnh hưởng quan trọng đến người ni cá xét khía cạnh độc hại cho cá hiệu việc loại bỏ CO2 khỏi ao nuôi pH CO2 thực tiễn trại nuôi Ao ni cho ăn Giả sử tổng nồng độ khí CO2 nước 65 mg/L (Tổng CO2 = [CO2*] + [HCO3−] + [CO32−]) Khí CO2 sinh làm tăng nồng độ CO2 tổng nước ao, tương ứng với “cỡ bánh” nở từ 65 lên 75 mg/l Đồng thời, CO2 tạo axit yếu nước, khiến nồng độ pH giảm Với nồng độ pH thấp nồng độ CO2 tổng cao hơn, nồng độ khí CO2 tự tăng Nước khỏi ao vào thiết bị khử khí/sục khí (ví dụ bioblocks tương tự) Thơng thường, loại khí CO2 tự khỏi nước ao ni Giả sử hiệu loại khí CO2 tự đạt tỷ lệ 50%2, khử 7,5 mg/l, làm giảm “bánh” CO2 tổng từ 75 xuống 67,5 mg/l Do có 10 mg/l CO2 sản sinh 7,5 mg/l CO2 bị loại thải, nên nồng độ CO2 tích lũy ròng 2,5 mg/l Hậu nồng độ CO2 ngày tăng, trạng thái cân hóa học CO2 với pH khiến người ni khó phát hiện! Ao ni cho ăn nhiều Theo thời gian, sinh khối Cá thải 10 mg/L CO2 CO2 (khí) CO2 (liên kết) pH 7,0 pH 7,2 Bánh Bánh CO2 (khí) MẤT CÂN BẰNG +2,5 mg/l (tích lũy) ĐẦU VÀO CO2 (liên kết) Cá thải ĐẦU RA 10 mg/L CO2 Thiết bị khử khí loại thải 7,5 mg/l CO2 pH 7,2 pH 7,2 pH 7,0 pH 7,0 Hình CO2 & pH điều kiện cho ăn CO2 (khí) MẤT CÂN BẰNG ĐẦU VÀO • Nồng độ pH nước ao giảm Cá thải 20 mg/l CO2 +2,5 mg/l (tích lũy) (liên kết) • pH 7,2 khí CO2 tạo axit yếu H2COCO • Tổng CO2ĐẦU - 65VÀO mg/l ĐẦU RA o 10 mg/l CO2 (khí) ĐẦU RA Thiết bị khử khí loại thải o 55 mg/l CO2 (liên kết) • pH 7,0 7,5 mg/l CO2 • Tổng nồng độ CO2 tăng lên 75 mg/l, pH 7,15 AO CÁ tỷ lệ khí CO2pH tự6,8 tăng • Cá vi khuẩn thải 10 mg/l CO hòa o 15 mg/l CO (khí) TÌNH HUỐNG XẤU pH 7,0 pH 27,2 tan vào nước ao nuôi cá o 60 mg/l CO2 (liên kết) CO2 (khí) Cá thải 20 mg/l CO2 ĐẦU VÀO CO2 (liên kết) Thiết bị khử khí loại thải 17,5 mg/l CO2 pH 7,15 ĐẦU RA pH 6,8 pH 7,15 pH 6,8 TÌNH HUỐNG XẤU Khơng quản lý CO2 dài hạn pH 7.20 pH 7.10 mg/L ĐẦU VÀO pH 6.96 15 mg/L Thiết bị khử khí loại thải 17,568mg/l CO2 51 mg/L mg/L Tuần 60 mg/L pH 7,15 Tuần 83 mg/L 26 mg/L CO2 (khí) pH 6.89 CO2 (liên kết) 33 ĐẦU RAmg/L 87 mg/L 94 mg/L pH 6,8 Tuần 113 mg/L Tuần 12 128 mg/L Hình Nồng độCO CO & pH điều kiện cho ăn nhiều 2 (khí) KhơngCO2 quản(khí) lý CO2 dài hạn ĐẦU VÀO COpH (liên 7.20kết) CO2 (liên kết) • pH 7,15 • Tổng CO2 - 90 mg/l o 15 mg/l CO2 (khí) o 75 mg/l CO2 (liên kết) pH 7.10 mg/L 15 mg/L 51 mg/L 68 mg/L AO CÁ QUản lý CO2 dài hạn • Cá vi khuẩn thải 20 mg/l CO2 hòa Tuần Tuần pH pH 60 6.95 mg/L 836.95 mg/L tan vào nước ao ni cá 14 CO2 (khí) mg/L CO2 (khí) 16 mg/L • Nồng pH độ6.96 pH nước ao giảm pH 6.89 khí CO2 tạo axit yếu H2CO3 26 mg/L ĐẦU RA • pH 6,8 • Tổng nồng độ CO2 tăng lên 110 mg/l, tỷ lệ khí CO2 tự tăng o 35 mg/l CO2 (khí) Tuần 12 Tuần pH 7.00 pH 7.10 113 mg/L 128 mg/L o75 mg/l CO2 (liên kết) 33 mg/L 87 mg/L 16 94 mg/L 15 mg/L 40-50% mức khử khí điển hình bể lọc có giá thể vi sinh (bioblock) Nhưng sử dụng bể sục khí hiệu 10-15% nồng mg/L độ CO2 tự nước CO (liên 46 61 CO2 (liênkết) kết) (kết tính tốn cá nhân tác giả 52 68 mg/L mg/L mg/L 88 Thûúng maåi Thy sẫn / sưë 167 / thấng 11/2013 Tuần 60 mg/L Tuần 68 mg/L mg/L Tuần 78 mg/L Tuần 12 83 mg/L CO2 (liên kết) ĐẦU VÀO Thiết bị khử khí loại thải pH 7,1517,5 mg/l CO2 pH 7.20 Chiến lược quản lý Hiểu mối quan hệ CO2 với pH độ kiềm chìa khóa cho việc quản lý CO2 tự lâu dài ao nuôi cá Để hiểu rõ việc quản lý CO2 dài hạn, bước phải làm cách để ‘không phải quản lý CO2 dài hạn’ Không quản lý dài hạn Hình mơ tả kịch điển hình khơng tiến hành quản lý CO2 trại nuôi cá đất liền Trại nuôi bắt đầu với mức cho ăn thấp độ pH ngẫu nhiên Độ pH ngẫu nhiên thường cao mức pH 6,8 NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC pH 6,8 Khơng quản lý CO2 dài hạn pH 7,15 lượng thức ăn cho ăn tăng lên Nếu để nồng độ CO2 tích lũy ngày lớn, tổng nồng độ CO2 nước ao dễ dàng đạt mức 90 mg/l (Tổng CO2 = [CO2*] + [HCO3−] + [CO32−]) Do hoạt động sinh học tăng cao ao nuôi cho ăn nhiều, nên nồng độ pH ao thường thấp ao cho ăn Cùng với tổng nồng độ CO2 nước, độ pH thấp khiến nồng độ khí CO2 tự nước đạt mức báo động Nếu để nồng độ CO2 tích lũy cao, giải pháp tăng nồng độ pH để giảm tỷ lệ khí CO2 tự Tuy nhiên, giải pháp tạm thời, việc loại thải phần khí CO2 tự chưa đủ đảm bảo q trình loại thải khí CO2 diễn nhanh q trình sản sinh loại khí này! pH 7.10 Không quản mg/L lý9 CO2 dài hạn 15 mg/L pH 7.20 pH 7.10 51 mg/L pH 6.96 pH 6.96 68 mg/L mg/L 51 mg/L Tuần Tuần 83 mg/L CO60 (khí) CO2 (khí) mg/L pH 6.89 87 mg/L Tuần 113 mg/L Tuần 113 mg/L 33 mg/L 94 mg/L 26 mg/L 68 mg/L Tuần 83 mg/L 26 mg/L pH 6.89 87 mg/L 15 mg/L Tuần 60 mg/L ĐẦU RA 33 mg/L 94 12 Tuần mg/L 128 mg/L Tuần 12 128 mg/L CO2 (liên CO2 (liênkết) kết) CO2 (khí) CO2 (khí) CO2 (liên CO2 (liênkết) kết) Hình 5: Độ pH cao hạn chế CO2 tự giai đoạn đầu sản xuất Như loại phần nhỏ CO2 khỏi nước – có nghĩa có nguy tích tụ CO2 – tổng CO2 tăng lên hậu lâu dài nghiêm trọng QUản lý CO2 dài hạn 6.95 QUản lýpH CO dài hạn pH 6.95 pH 6.95 pH 6.95 14 mg/L 46 mg/L 16 mg/L 14 mg/L 52 mg/L 46 mg/L Tuần 60 mg/L Tuần 60 mg/L pH 7.00 pH 7.00 Tuần 68 mg/L Tuần 68 mg/L pH 7.10 15 mg/L 16 mg/L 16 mg/L 52 mg/L pH 7.10 61 16 mg/L mg/L 61 mg/L Tuần 78 mg/L Tuần 78 mg/L 15 mg/L 68 mg/L 68 mg/L Tuần 12 83 mg/L Tuần 12 83 mg/L CO2 (khí) CO2 (khí) CO2 (liên kết) CO2 (liên kết) Hình 6: Độ pH quản lý nhằm đảm bảo mức CO2 tự giới hạn gây độc đủ để khí giai đoạn đầu sản xuất Như vậy, tình trạng tích tụ CO2 kiểm sốt để giữ tổng lượng CO2 khơng tăng q cao So sánh Hình 6: Tại độ pH 7,2, mg/l CO2 tự (Hình 5); Tại độ pH 6,95, 14 mg/l CO2 tự (Hình 6) Nếu có 1000 m3 nước chảy qua thiết bị khử khí/ khí, giả định hiệu suất khử khí 50%: - Hình 5: loại bỏ 4,5 kg CO2/ - Hình 6: loại bỏ 7,0 kg CO2/giờ Kết luận: cần pH thấp chút hiệu suất khử khí cao tới 55% mà CO2 tự nằm giới hạn an tồn trung bình, hệ thống khơng có sự tích tụ sinh học cao để làm giảm độ pH Độ pH cao đồng nghĩa với việc phần lớn CO2 sản sinh qua hô hấp cá tạo liên kết Như mức CO2 Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 167 / thấng 11/2013 89 NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC tự thấp việc dùng thiết bị khử khí/ khí khơng giúp loại bỏ đáng kể CO2 nước Kinh nghiệm cho thấy trại nuôi nước thâm canh sử dụng ôxy bổ sung, độ pH đạt 7,2, lượng CO2 sinh thường lớn lượng CO2 loại trừ thiết bị khử khí Sự tích tụ CO2 nước trại nuôi, chủ yếu dạng bicacbonat cacbonat, khiến cho ‘bánh’ CO2 tổng tăng từ 60 mg/l lên 128 mg/l (Hình 5) Quản lý dài hạn Quản lý CO2 dài hạn liên quan đến việc quản lý hai thơng số độ pH tổng CO2 (có thể dùng độ kiềm để thay thế) Mặc dù đo trực tiếp tổng lượng CO2 việc đòi hỏi phải có số thiết bị chuyên dụng kiến thức chuyên môn Để quản lý CO2 dài hạn, ta nên bắt đầu với pH độ kiềm Ở giai đoạn đầu chu trình sản xuất, cần đo tổng CO2 độ kiềm đưa tiêu cụ thể Đối với cá hồi nước ngọt, tiêu cho tổng CO2 60-80 mg/l Như vậy, độ kiềm nằm tương đương khoảng 1,3-1,9 mmol Đối với cá tra, tiêu khơng có khác biệt lớn Lý đặt tiêu CO2 tự khơng gây độc tổng CO2 thấp 80mg/l (trong phạm vi pH thơng thường từ 6,8-7,1) mức bicacbonat cacbonat liên kết nước không trực tiếp gây chứng suy hô hấp Nếu trại nuôi sử dụng phương thức lọc sinh học tổng lượng CO2 không thấp 60mg/l, ln có sẵn chất kiềm giúp việc lọc sinh học hiệu ổn định độ pH chung Trong ví dụ bên (Hình 6), tổng lượng CO2 ban đầu 60 mg/l (tương đương 1,3 mmol) Độ pH trì mức thấp nhằm đảm bảo lượng lớn CO2 sinh giữ nguyên trạng thái CO2 tự khử Bằng cách này, trại ni loại bỏ tồn lượng CO2 sản sinh từ việc hơ hấp cá giữ lượng CO2 tự giới hạn an toàn Các khuyến nghị quản lý CO2 Có thiết bị hoạt động tốt Giữ đầu dò pH điều kiện hoạt động tốt hiệu chuẩn đầu dò Nên nhớ vùng đệm pH tiếp xúc q nhiều với khơng khí, gây giảm độ pH nó, dẫn đến hiệu chỉnh Đo lường thơng số kết hợp với mức CO2 cao để gây nên chứng suy hô hấp cá, chẳng hạn mức ôxi thấp cao, q nhiều khí bão hòa mức nitrit cao nước Ln ln phải khử khí khí cho nước có pH thấp (tương ứng với lượng CO2 cao khử) Tại trại sử dụng lọc sinh học, thông thường sau lọc sinh học thời điểm tốt cho việc khử khí/ khí, lọc sinh học làm sản sinh CO2 (lọc sinh học khử CO2 hơn) Nhu cầu hô hấp tăng lên tương ứng với việc cho cá ăn 1-2 lần/ngày tạo áp lực lớn lên cá suốt quãng thời gian mật độ CO2 tăng cao Ở điều kiện mật độ CO2 cao, tăng tần suất cho ăn lên 3-6 lần/ngày giảm lượng thức ăn lần cho ăn theo nhu cầu Không tăng độ pH để giảm lượng CO2 tự đo lường – khiến CO2 tự liên kết tạo thành bicacbonat cacbonat nước, gây suy giảm hô hấp sau n Bài VIDATEC Về tác giả: David Owen, tác giả viết (người Ôxtrâylia), hợp tác với Công ty thức ăn cho cá BioMar Đan Mạch Bài viết có quyền xuất lần Tạp chí BioMar vào tháng 7/2013, sau VIDATEC chỉnh sửa biên dịch với cho phép BioMar A/S BioMar – tên Đan Mạch Dansk Ørredfoder (thức ăn cá hồi Đan Mạch) - nhóm người ni cá Đan Mạch thành lập vào năm 1962 hình thức hợp tác xã Hiện tại, BioMar nhà sản xuất thức ăn cho cá lớn thứ ba giới Nhà máy BioMar Brande, Đan Mạch – nhà máy thức ăn giới – đánh giá công nhận đạt tiêu chuẩn ASC cho cá hồi nước mặn cá hồi nước 90 Thûúng mẩi Thy sẫn / sưë 167 / thấng 11/2013 ... bánh 2) Điều có ảnh hưởng quan trọng đến người nuôi cá xét khía cạnh độc hại cho cá hiệu việc loại bỏ CO2 khỏi ao nuôi pH CO2 thực tiễn trại nuôi Ao nuôi cho ăn Giả sử tổng nồng độ khí CO2 nước... dài ao nuôi cá Để hiểu rõ việc quản lý CO2 dài hạn, bước phải làm cách để ‘không phải quản lý CO2 dài hạn’ Khơng quản lý dài hạn Hình mơ tả kịch điển hình khơng tiến hành quản lý CO2 trại nuôi. .. không gây độc tổng CO2 thấp 80mg/l (trong phạm vi pH thông thường từ 6,8-7,1) mức bicacbonat cacbonat liên kết nước không trực tiếp gây chứng suy hô hấp Nếu trại nuôi sử dụng phương thức lọc sinh
- Xem thêm -

Xem thêm: CarbonDioxide qu n l c02 trong nuôi thu s n trên t li n , CarbonDioxide qu n l c02 trong nuôi thu s n trên t li n

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay