Khí carbonic trong ao nuôi thủy sản

Nguồn khí carbonic (CO2) trong ao nuôi thủy sản chủ yếu sinh ra từ hoạt động hô hấp của sinh vật và tảo, ngoài ra quá trình phân giải chất hữu cơ cũng tạo ra khí carbonic đáng kể. Người nuôi chủ yếu quan tâm việc quản lý hàm lượng oxi hòa tan trong khi khía cạnh các yếu tố cân bằng oxi là khá quan trọng.

Ban ngày, sự quang hợp của tảo và các thực vật khác trong ao sản sinh ra oxi hòa tan trong khi ban đêm quá trình quang hợp bị ngưng thì quá trình hô hấp diễn ra và tảo cũng như các sinh vật sẽ tiêu thụ oxi hòa tan về đêm và thải ra khí carbonic. Vì vậy, biến động ngày đêm của oxi hòa tan là ngược chiều với khí carbonic: ban ngày tảo sẽ lấy carbon từ khí carbonic nên hàm lượng khí carbonic giảm thấp vào ban ngày (gần về 0 mg/l) trong khi ban đêm quá trình hôp hấp sản sinh khí carbonic và đẩy nhanh lượng khí carbonic về đêm (10 đến 15 mg/l).

Khí carbonic có thể gây độc cho sinh vật và có liên quan mật thiết đến biến động hàm lượng ngày đêm của cả oxi hòa tan và khí carbonic. Khí carbonic đạt giá trị cao nhất vào thời điểm oxi hòa tan thấp nhất, vì vậy vào lúc gần sáng sớm là thời điểm cần lưu ý đến độ độc khí carbonic, hơn nữa độ độc của khí carbonic gia tăng khi oxi hòa tan thấp nhất. Cá có thể loại bỏ khí carbonic qua mang nhằm đối phó với sự mất cân bằng của khí carbonic môi trường ngoài và khí carbonic trong máu cá. Tuy nhiên, khi hàm lượng khí carbonic môi trường quá cao so với trong máu cá thì cá khó làm giảm khí carbonic trong máu và làm tích lũy carbonic trong máu hơn. Khi hàm lượng khí carbonic trong máu tăng cao làm giảm khả năng của hemoglobin là phân tử vận chuyển oxi của máu kết quả gây sốc cá.

Mật độ tảo là yếu tố hết sức quan trọng trong việc kiểm soát mối quan hệ oxi hòa tan và khí carbonic trong ngày đêm. Lượng tảo càng dày thì khác biệt và biến động ngày đêm giữa oxi hòa tan và khí carbonic càng lớn. Ngoài ra, mùa hè nhiệt độ nước càng cao càng đẩy nhanh quá trình phân giải hữu cơ cũng như gia tăng quá trình trao đổi chất của sinh vật trong ao đưa đến việc tiêu thụ oxi hòa tan càng nhiều và sản sinh ra khí carbonic càng nhiều vì vậy vào mùa hè vấn đề độc của khí carbonic càng trầm trọng.

Đo pH và Kiềm để ước tính khí Carbonic trong ao

Khí carbonic trong ao có thể đo trực tiếp nếu sử dụng test kit nhưng cũng có thể ước tính thông qua giá trị pH bởi vì Carbonic càng nhiều càng làm cho nước ao a xít hóa làm giảm pH (ngược lại ban ngày khí Carbonic bị tiêu thụ bởi tảo sẽ làm cho pH của nước tăng lên). Có mối quan hệ nội tại quan trọng giữa pH, Kiềm và khí Carbonic. Biết được pH và Kiềm sẽ cho phép ước tính lượng khí Carbonic trong ao, tuy nhiên cần phải đo pH và kiềm chính xác. Phương pháp ước tính đơn giản sử dụng Biểu đồ chuẩn (Biểu đồ chuẩn ở Hình 2) có sẳn như sau (Biểu đồ này có thể photocopy ra và sử dụng cho trại nuôi):

Hình 1. Biến động ngày đêm của oxi hòa tan và khí carbonic

(Chú giải: Dissolved oxygen: oxi hòa tan; Carbon dioxide: Khí carbonic; Dawn: Sáng sớm; Midday: giữa ngày; Dusk: chiều tối; midnight: giữa đêm; Concentration: hàm lượng đo được ngày đêm)

Bước 1: Xác định tổng độ kiềm của nước ao sử dụng test kit và xác định giá trị pH của nước khi lấy mẫu nước không để xì bọt khí. Vẽ đường thẳng đứng từ giá trị pH trên trục X cắt các đường cong biểu thị giá trị độ kiềm trong Biểu đồ chuẩn (Hình 3).

Bước 2: Từ các điểm cắt của đường thẳng đứng vẽ từ giá trị pH ở trục hoành X với các đường cong của giá trị Kiềm ta sẽ vẽ đường thẳng đi về bên trái cắt giá trị trục trung Y ở đâu thì đó chính là giá trị hàm lượng khí Carbonic sẽ gây độc khi pH ở dưới mức giá trị pH xuất phát điểm vẽ trên trục hoành X (Hình 3).

Hình 2. Biểu đồ chuẩn để xác định giá trị gây độc khí Carbonic trong ao

Hình 3. Cách xác định giá trị khí Carbonic gây độc (Chú giải: Step 1: Bước 1; Step 2: Bước 2)

Ngoài ra phương pháp “quick and dirty” có thể giúp đánh giá tiềm năng độc của khí Carbonic như sau: lấy một sô nước ao và đo pH, sau đó đặt đá bọt sục khí vào sô nước và cho sục khí khoảng 30 phút rồi đo lại pH và nếu giá trị pH tăng hơn 1 đơn vị thì khí Carbonic trong ao đang ở mức gây độc.

Thông thường trong ao nuôi có độ Kiềm cao vừa phải thì vấn đề độc của khí Carbonic không phải quan tâm vì độ kiềm có tác dụng làm hệ đệm cho pH không bị biến động nhiều. Thường độc tính của khí Carbonic chỉ lớn khi tảo bị tàn hoặc sau khi dùng hóa chất diệt tảo vì khi đó tảo chết là nguồn hữu cơ lớn khi bị phân giải sẽ tiêu hao oxi hòa tan và sản sinh khí Carbonic. Giải pháp tăng sục khí và đảo trộn nước để gia tăng oxi hòa tan và loại bỏ khí Carbonic ra khỏi nước trong những trường hợp tảo tàn là cần thiết và giải pháp có tính căn cơ vì các giải pháp bón vôi chỉ là tạm thời và chỉ có vôi nung (CaO) và vôi tôi (Ca(OH)2) hoặc Sodium Carbonate (Na2CO3) mới có tác dụng loại bỏ Carbonic trong khi vôi nông nghiệp không loại bỏ được khí Carbonic.