Hydrogen sulfide (H₂S), được hình thành trong trầm tích đáy ao nuôi, gây độc tính cho động vật thủy sản bởi chúng cản trở sự oxy hóa của Cytochrome a3 trong quá trình hô hấp. Nhằm giảm thiểu nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide nên cho ăn cẩn thận để tránh lãng phí thức ăn dư thừa ở đáy ao, sục khí nhiều để tránh nồng độ oxy hòa tan thấp và tạo một dòng nước chảy có thêm oxy ngang qua bề mặt phân giới giữa đất và nước, bón vôi để ngăn chặn chất lắng đọng và nước có tính axit.
1. Cách đo và quản lý nồng độ Hydrogen sulfide
Sulphur (SO₂) là yếu tố cần – thiết yếu cho thực vật, động vật và vi khuẩn, SO₂ có trong nước tự nhiên và nước trong các hệ thống nuôi trồng thuỷ sản, chủ yếu ở dạng ion sunfat. Ở vùng ẩm ướt, nồng độ sulfat trong nước từ 5 – 50 mg/ L, nhưng trong vùng khô cằn, nồng độ thường vượt >100 mg/ L. Trong nước biển là 2.700 mg/ L sulfate. Mặc dù sulfat hiếm khi được sử dụng cho các hệ thống nuôi trồng thủy sản, đặc biệt để tăng nồng độ môi trường xung quanh nhưng vẫn tồn tại trong thức ăn và một số cách để nâng cao chất lượng nước.
- Nồng độ Hydrogen Sulfide:
- Nồng độ của H₂S được ước tính từ nồng độ sulfide tổng, vì các phương pháp xác định sulfide trong nước thường đo tổng nồng độ của 3 loại sulfua.
- Tỷ lệ H₂S tại giá trị pH và nhiệt độ là khác nhau được trình bày trong bảng 1, có thể được sử dụng để ước tính nồng độ H₂S. Giả sử pH là 7.5 ở 26°C trong nước ngọt với nồng độ lưu huỳnh là 0,5 mg/ L. Hệ số của các điều kiện này là 0,263. Nhân hệ số với nồng độ sulfide 0.5mg/ L ra nồng độ H₂S 0.119 mg/ L. Trong nước biển, ở điều kiện pH và nhiệt độ tương tự, nồng độ sẽ thấp hơn và có hệ số là 0.9.
- Sulfide trong trầm tích:
- Sự hình thành H₂S trong lớp trầm tích chủ yếu là kết quả của quá trình khử sulfate do vi sinh vật. Quá trình khử sulfat xảy ra ở khả năng oxy hóa thấp hơn là cần thiết cho quá trình khử sắt và mangan do vi sinh vật. Do đó, sắt (hóa trị II) mangan (hóa trị II) thường được tìm thấy ở những nơi sản sinh ra H₂S.
- Sắt, mangan và các kim loại khác phản ứng nhanh với H₂S để tạo ra các kim loại sunfua không hòa tan mà kết tủa. Quá trình này thường làm giảm nồng độ H₂S trong trầm tích, nhưng đã có báo cáo nồng độ H₂S >100 mg/ L có trong một số lớp trầm tích.
- H₂S trong trầm tích có thể khuếch tán vào tầng nước mặt bên trên, cũng có thể được trộn vào cột nước bằng hoạt tính sinh học và bùn cát bằng cách kéo lưới và dòng chảy mạnh do gió hoặc thông gió cơ học. Nếu tốc độ H₂S khuếch tán vào trong nước vượt quá tốc độ oxy hóa, sẽ phát hiện nồng độ độc tố mạnh này trong cột nước – đặc biệt là trong lớp nước nhiều trên bề mặt của đất.
2. Hydrogen sulfide và các vấn đề trong nuôi trồng thủy sản
- Vấn đề chính liên quan đến lưu huỳnh trong nuôi trồng thủy sản là sự hiện diện thường xuyên của mức độ độc hại H₂S. Sulphua có thể được tìm thấy trong nước vì nó là chất chuyển hóa của vi khuẩn khử (Desulfovibrio) và một số loài vi khuẩn khác tìm thấy trong các môi trường yếm khí – thường là trong lớp trầm tích.
- Những loài vi khuẩn này sử dụng oxy từ sulfate như một chất thay thế oxy phân tử trong đường hô hấp. Có ba loại sulfide (H₂S, HS- và S₂-) và chúng tồn tại ở một mức độ cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ và độ pH. Ảnh hưởng của pH lên sự phân bố của ba loài này ở 25°C được thể hiện trong hình (Ảnh hưởng của pH đối với hệ số tương quan của H₂S, HS- và S₂-). Khi pH tăng, tỷ lệ H₂S sulfide giảm và do đó H₂S tăng lên cho đến khi hai dạng này có tỉ lệ xấp xỉ ở pH=7. Ở độ pH cao hơn, HS- là chủ yếu và không hình thành S₂- Cho đến khi pH>11.
- H₂S được tạo ra trong lớp trầm tích chủ yếu là do các vi sinh vật khử sulfat, có thể khuếch tán vào bề mặt nước tầng trên và trong cột nước.
- H₂S sẽ rất độc đối với động vật thủy sản vì nó ức chế quá trình oxy hóa, oxy hóa cytochrome a3 trong quá trình hô hấp. Tác động này hoàn toàn do H₂S gây ra, trong khi bản chất HS- là không độc. Ngay cả khi độc hại, S₂- không phải là vấn đề, bởi vì nó không xuất hiện ở giá trị pH được tìm thấy trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản.
3. Độc tính của hydrogen sulfide
- Giá trị LC50 – 96 giờ (gây chết 50% sinh vật thử nghiệm trong 96 giờ) của H₂S đối với cá nước ngọt dao động từ 20 – 50 μg/L, nồng độ stress và tỉ lệ chết của cá. Tỉ lệ nhiễm bệnh thấp hơn nhiều. Một phép đo độc tính – LC50 phản ánh nồng độ của một hợp chất trong nước giết chết 50% động vật được thử nghiệm trong một khoảng thời gian nhất định, chẳng hạn như LC50 96 giờ.
- Tốt nhất là cá nước ngọt không nên tiếp xúc với nồng độ H₂S trên 2 μg/L trong thời gian dài. Tôm và các loài thủy hải sản khác thường có khả năng chịu đựng H₂S nhiều hơn so với các loài cá nước ngọt.
- LC50 – 96 giờ của H₂S đối với các loài sinh vật biển dao động từ 50 – 500 μg/L. Tuy nhiên, nồng độ khí độc H₂S không được vượt quá 5 μg/L trong ao nước lợ với nồng độ nước biển cao nhất. Giống như cá nước ngọt, nồng độ H₂S cao sẽ làm cho các loài sinh vật biển trở nên dễ bị bệnh – đặc biệt là bệnh Vibriosis trong tôm.
- Các nghiên cứu trong các hệ thống đất và nước trong phòng thí nghiệm được thực hiện tại trường đại học Texas A & M đã chỉ ra rằng hàm lượng sulfide trong nước cao trong bùn lắng không ảnh hưởng đến tôm, miễn là bề mặt phân được duy trì trong điều kiện aerobic và nồng độ oxy hoà tan trong cột nước là 70% bão hoà hoặc oxy cao hơn. Các nghiên cứu cũng cho thấy nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide tăng lên khi lượng trầm tích và pH nước thấp hơn.
3. Làm thế nào để xác định hydrogen sulfide
- Làm thế nào để đo nồng độ sulfide tổng cộng là một nhiệm vụ phức tạp với các phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn, nhưng người nuôi trồng thủy sản có thể sử dụng các bộ dụng cụ đo hydrogen sulfide để phân tích tổng sulfide dễ dàng hơn. Những bộ dụng cụ cho những con số tương đối tin cậy.
- Dĩ nhiên, ước tính nồng độ hydrogen sulfide từ nồng độ sulfide tổng số đòi hỏi dữ liệu về nhiệt độ và độ pH của nước (các yếu tố để ước lượng nồng độ hydrogen sulfide). Thường có thể phát hiện ra được sự hiện diện của hydrogen sulfide do mùi trứng thối. Hydrogen sulfide có thể được đo bằng nước thường có nghĩa là oxy hòa tan trong nước hoặc ở bề mặt giữa trầm tích và nước ở mức thấp, do đó cần tăng cường sục khí.
4. Làm thế nào để quản lý hydrogen sulfide
- Như đã đề cập ở trên, dòng chảy được tạo ra bởi quá trình sục khí có thể làm xáo trộn lớp trầm tích, tạo điều kiện cho việc trộn hydrogen sulfide vào trong nước, nhưng lợi ích tích cực của việc bổ sung oxy bằng cách sục khí có hiệu quả hơn nhiều. Tuy nhiên, các thiết bị sục khí nên được lắp đặt theo cách làm giảm thiểu sự xáo trộn của trầm tích.
- Các biện pháp chính để giảm thiểu nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide là cho ăn cẩn thận để tránh lãng phí thức ăn xuống đáy ao, sục khí để tránh nồng độ oxy hoà tan thấp và tạo thêm dòng nước để bổ sung thêm oxy qua giao diện giữa đất và nước, bón vôi để ngăn ngừa lắng đọng và nước có tính axit.
- Phơi kỹ phần đáy ao. Các chất trầm tích và chất cặn bã trầm tích ở các khu vực quá sâu để khô hoàn toàn nên được loại bỏ khỏi ao và đáy ao có tính axit nên được rãi vôi.
- Một số sản phẩm được sử dụng cho ao vì chúng có khả năng làm giảm hydrogen sulfide. Các sản phẩm này bao gồm KMnO₄ (potassium permanganat) ở nồng độ lên đến 6-8 lần so với nồng độ hydrogen sulfide – MnO₄ (permanganates) có thể oxy hóa sulfide. Các hợp chất sắt như sắt oxit được sử dụng để lắng đọng cho đất trầm tích theo tỉ lệ 1kg/m² hoặc nhiều hơn để tạo ra hydrogen sulfide trong đất xốp có kết tủa sắt sulfide. Bổ sung NaNO₃ cho nước để duy trì oxy hóa bổ sung ở giao diện giữa nước và đất, làm giảm khả năng hydrogen sulfide khuếch tán vào trong nước.
- Các sản phẩm sinh học (probiotic) thường được sử dụng trong ao với chức năng làm giảm nguy cơ độc tính của hydrogen sulfide. Các vi khuẩn oxit lưu huỳnh có trong ao và không chắc chắn rằng các probiotics có hiệu quả trong việc loại bỏ hydrogen sulfide. Zeolit đôi khi được cho là hấp thụ hydrogen sulfide, nhưng tỷ lệ xử lý cần có hiệu quả sẽ là quá nhiều để có thể chấp nhận được.
Phương Uyên
Lược dịch: blacktigerprawn.info
Nguồn: Người Nuôi Tôm
