chương 1 giới thiệu tổng quan về dé tài nghiên cứu như phạm vi nghiên cứu, mục tiêu của đề tài. Tiếp đến là chương 2, cơ sở lý thuyết về tính chất hóa học, vật lý, các công nghệ và thiết bị được dùng dé nghiên cứu và phát triển đề tài. Chương 3 trình bày về phân tích và thiết kế hệ thống từ từng phan riêng biệt cho đến một hệ thống hoàn chỉnh. Thực nghiệm và kết quả của đề tài được trình bày thông qua chương 4, thể hiện thực nghiệm qua các thông số mà nhóm thu thập được cùng với kết quả đạt được trong quá trình thực hiện đề tài.
Tổng kết lại phần kết luận về dé tài cùng với hướng phát triển kế tiếp được thể hiện ở chương 5. Một số thiết bị dùng để đo nồng độ chất hiện nay 2. Bút đo pH Bút đo HI98131 mỏng, nhẹ, không thắm nước và kích thước nhỏ gon dùng dé đo pH, độ dẫn điện (EC), tổng chat rắn hòa tan (TDS) và nhiệt độ. Các hoạt động đo được đơn giản hóa với hai nút.
Một được sử dụng dé bật / tắt và hiệu chuẩn còn nút kia được sử dụng dé chuyền đổi giữa các chế độ đo. HI98131 được cung cấp với các tính năng tiên tiến bao gồm chuyền đổi EC thành TDS (0 - 500 ppm và 0. [ 250° MOE — SETHE = Gio Gine COMBO Weiterproo of h ẫ ” -+? Hình 2-1 Bút đo pH 2. Checker Amoniac/Nitrit Checker Hanna do Amoniac HI733 va Nitrit HI764 là sự kết hop các bộ dụng cu kiểm tra hóa học đơn giản và dụng cụ chuyên dùng.
Sử dụng một đèn LED có bước sóng cô định và têt bào quang điện silicon có thê cung cap độ chính xác cao. 18 Hình 2-2 Checker Hanna do Amoniac và Nitrit 2. Cac đối tượng cần được đo nồng độ 2. Chỉ số pH: pH là chỉ số đo hoạt động của các ion hiđrô (H*) trong dung dịch.
Nếu lượng 1on H+ trong dung dịch nhiều, hoạt động mạnh thì dung dịch đó mang tính axit, ngược lại nếu lượng ion H+ thấp thì dung dịch đó có tính bazơ. Trường hợp lượng hydro (H*) cân bằng với lượng hydroxit (OH) thi dung dich đó trung tính, độ pH khi đó xấp xỉ 7, với độ pH là chỉ số để xác định tính axit hay bazơ của nước hoặc một dung dịch nào đó. ait acid kiém “a v” ty 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 12 13 14 can bang Hinh 2-3 Thang do pH 19 Chỉ số thang đo pH nằm trong khoảng 0-14, nếu dung dich có tính axit thì độ pH nằm trong khoảng 0<pH<7, ngược lai dung dịch có tính bazo thì độ pH năm trong khoảng 14>pH>7. Giá trị pH của nước được xác định bang logarit cơ số 10 nồng độ ion H* theo công thức: pH = - lg [10] (H") Log10 là biểu thị légarit cơ số 10, vì thé pH được định nghĩa là thang do logarit của tính axit, cụ thé như pH=8,2 thì sẽ có độ hoạt động [H*] (nồng độ) là 1082 mol/L hay khoảng 6,31 x 10? mol/L, một dung dịch có hoạt động của [H*] là 4,5 x 10 mol/L sẽ có giá trị pH là —logl0(4,5 x 10) tức là khoảng 3,35.
Amoniac (NH3) Amoniac là một hợp chat vô co được cấu tạo từ 1 nguyên tử nito và 3 nguyên tử hidro tạo thành liên kết kém bền. Amoniac thường ton tại ở dạng khí, không màu, có mùi hôi khó chịu. Nồng độ Amoniac lớn có thé gây chết người. an =| H H NH; Hình 2-4 Cấu tạo của Amoniac Trong tự nhiên, Amoniac được sinh ra do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ động, thực vật và ton tại một lượng khá nhỏ trong khí quyền.
Hoạt động bài tiết hàng ngày của động vật và con người qua đường nước tiểu cũng sinh ra Amoniac do cơ quan thận sản sinh ra một lượng nhỏ khí Amoniac. 20 Tính chất vật lý: Khí Amoniac ở điều kiện chuẩn là chất độc có mùi khai và tan nhiều trong nước. Amoniac có độ phân cực lớn do liên kết hóa trị không bền vững. Amoniac dạng khí dé bị hóa lỏng.
Amoniac là một loại dung môi có thể trung hòa hóa chất có tính kiềm và các kim loại như Ca, Sr, Ba. Amoniac dé phân hủy trong điều kiện môi trường bình thường. Nitrit (NO2—) Nitrit có công thức hóa học là NOz- thường gặp dưới dang muối với sodium, potassium. Được hình thành trong qua trình phân hủy hợp chat hữu cơ va Nitrit trong nước chính là sản phẩm trung gian của quá trình chuyển Amoniac thành Nitrit bởi sự hoạt động của vi khuẩn.
Trong đất Nitrit được sinh ra nhờ vi khuẩn có định dam có trong đất. Nitrit chủ yếu được dùng trong bảo quản thực phẩm như là thịt ướp muối, nước uống, các sản phẩm thịt chế biến sẵn. Nitrit còn có tên là muối diém bắt nguồn từ hình dang tinh thé nó có màu trăng nhìn rât giông với muôi ăn của chúng ta. | O- "O ` N NG Hình 2-5 Cấu tạo của Nitrit Hàm lượng Nitrit có trong nước chứng tỏ nguồn nước đó đã bị ô nhiễm trong thời gian dải.
21 Nitrit chỉ có thé tồn tại trong nước thời gian rất ngắn vì khi gặp oxi có trong nước Nitrit sẽ chuyển hóa thành Nitrat. Nitrat là một hợp chất hữu cơ phô biến nhất trong tự nhiên và tồn tại chủ yếu trong môi trường còn Nitrit được dùng chủ yếu trong bảo quản thực phẩm thịt chê biên san đê làm tươi, giữ màu, ngăn chặn vi khuân. Nitrat không độc nhưng Nitrit thì rất độc đối với sức khỏe con người khi nhiễm phải, gây ra các bệnh về thiếu oxy trong máu. Trong sản xuất thịt chế biến sẵn người ta thường bổ sung Nitrit dé ức chế sự sinh sôi phát triển của vi khuẩn trong thịt, giúp thịt lâu hư tránh các trường hợp ngộ độc thực phẩm do thịt bị ôi thiu.
Nitrat (NOzs-) Nitrat hoặc lon Nitrat là ion gồm nhiều nguyên tử với công thức phân tử NO:- và khối lượng phân tử là 62,0049 g/mol. Ion Nitrat là bazơ liên hợp của axit nitric, gồm một nguyên tử nitơ trung tâm bao quanh bởi ba nguyên tử oxy giống hệt nhau trong xếp trên một mặt phang tam giác. Hau như tat cả các muôi Nitrat vô cơ hòa tan trong nước ở nhiệt độ va áp suât tiêu chuân. Do tính chat dé hòa tan và tích hợp, nên chất nay dễ tồn lưu trong môi trường dat, nước rồi hap thu vào rau củ từ việc sử dụng phân bón, sự ô nhiễm nguôn phân gia súc.
Trong điều kiện môi trường tự nhiên, Nitrat bị vị khuẩn tác động tạo phản ứng oxy hóa chuyền thành Nitrit. Chính chất Nitrit này ngăn trở quá trình kết hợp của oxy với Hemoglobin (hồng cầu) dé tạo thành hợp chất bền vững Methemoglobin, gây ra hội chứng thiếu oxy mô, trong y văn gọi là "hội chứng cyanose" với triệu chứng da, niêm xanh tím, khó thở, co giật. khi trẻ em bị phơi nhiễm chất này từ thực phâm. Ở người trưởng thành do có men khử Nitrat nên khó có thể kích hoạt quá trình phân giải Nitrat thành Nitrit nên hầu như người lớn không thể bị ngộ độc; ngược lại ở trẻ em do hệ thong tiêu hóa có độ pH cao nên chưa hình thành men khử này.
Chính vì vậy trẻ em dưới 12 tháng tuổi nếu dung nguồn nước hoặc rau, củ nghiền có hàm lượng Nitrat cao dé bị ngộ độc. Nong độ các chất trong quá trình nuôi cá: 2. Amoniac trong quá trình nuôi cá Thứ nhất, do chủ nhân cho cá ăn quá nhiều, lượng thức ăn dư thừa tích tụ lại lâu ngày sé tạo ra khí độc Amoniac (NH3). Thứ 2, do nồng độ pH trong hồ nuôi quá cao, khi độ pH trên 8.5 thì có nghĩa môi trường nước có tính kiềm mạnh.
Khi pH tăng thì lượng NH; (kh?) trong nước tăng. Nếu tăng 1 đơn vị pH thì lượng NH: (khí) sẽ tăng 10 lần. Môi trường này khiến cá bắt buộc phải trao đôi chất nhiều hơn nên cá chậm phát triển. Thứ 3, từ Amoniac (NH3) sẽ sinh ra các chất độc khác như Nitrit (NOz—) và Nitrat (NO3-) 23 Thứ 4, do hệ thống lọc vi sinh kém hiệu quả, không lọc được phân, thức ăn thừa, cặn ban.
Quá trình Nitrat hóa trong nước: Nguồn gốc nitrit Nguồn gốc Nitrit (NO›—) trong nước nuôi từ NH+!/ NH3 qua giai đoạn 1 của quá trình Nitrat hóa chuyển sang NOz- hoặc do nguồn NOz- có san trong nước giêng, nước câp. Bài tiết của vật nuôi: khi hàm lượng NH: trong môi trường cao, chỉ có tôm tăng bài tiết Nitrit. Giả thuyết rằng NH: trong máu sẽ chuyên thành NO¿— bên trong cơ thé tôm và kết hợp với hemocyanin sau đó loại ra ngoài dưới điều kiện NH: trong nước cao. Trong ao dang nuôi, khi nitrit đã xuất hiện sẽ không thé mat đi do thường không đủ lượng oxy cần thiết để chuyên Nitrit sang Nitrat hoặc NH+/ NH3 liên tục được bổ sung từ thức ăn và chat thải của tôm, tiếp theo là quá trình Nitrat hóa tạo thành Nitrit.
Lượng Nitrit ban đầu có từ nước cấp có thê mat đi trong ao do các quá trình chuyền hóa nhưng chỉ có thé xảy ra vào thời gian đầu của chu kỳ nuôi khi lượng thức ăn sử dụng và lượng chất thải của cá/tôm còn ít. Hap thu của tảo: Trong nguôồn nước thiếu NHz'/NHạ, tảo có thé hap thu một lượng nitrit như nguồn nito cần cho phát triển tế bào mới. Tuy nhiên, sử dụng nguồn nito từ nitrit gây hao tốn năng lượng do tảo phải đưa về dang NHa' mới có thé hap thu. Tiêu hao Nitrit do hấp thu của tảo không đáng kể.
24 Nitrat hóa: Quá trình Nitrat hóa chia làm 2 bước: bước 1 chuyển NHz/NH: sang Nitrit (NO>-) và bước 2 chuyền tiếp Nitrit sang Nitrat (NO3-). NH¿/NH——> NO¿2— ——> NO3-——~» + Năng lượng Chuyên Nitrit sang Nitrat là quá trình cơ bản làm mất Nitrit trong thủy vực. Tuy nhiên, trong ao nuôi quá trình này bị hạn chế do: - Oxy là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất. Lượng oxy hòa tan yên cầu luôn hơn Img/L mới có thể xảy ra quá trình.
- Vi khuẩn nitrit can một thời gian dài dé phát triển 6n định (khi quan thé vi khuân oxy hóa NHz*/NH: phát triển ôn định và làm giảm lượng NH¿/NH: thì quan thé vi khuẩn oxy hóa Nitrit mới bat đầu phát triển). - Hàm lượng NHz'/NH: và Nitrit trong nước quá cao sẽ ức chế quá trình Nitrat hóa. - Trong ao có những vùng yếm khí sinh ra khí H2S cũng ức chế quá trình Nitrit hóa. Quá trình Anammox: Xay ra trong điều kiện thiêu oxy trong đất (dưới 3mg/L ở nước ấm và 5mg/L ở nước lạnh).
Quá trình này chiếm 30 — 70% chuyên NH«* thành khí Nitơ trong đại dương nhưng chưa được nghiên cứu tại ao nuôi.