H2S - “sát thủ” nơi đáy ao tôm

Khí độc H2S từ lâu đã được xem như một “sát thủ”, có mối liên hệ mật thiết với DO và pH trong ao tôm.

Để lợi nhuận tăng cao, mật độ thả tôm đã tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Điều này làm lượng cho ăn cũng phải tăng lên theo, dẫn tới nhiều hệ lụy nghiêm trọng. Trong đó, một lượng lớn thức ăn thừa và phân tôm thải ra môi trường đã trở thành chất thải lắng tụ xuống đáy ao. Khi vi khuẩn phân hủy những chất thải hữu cơ này sẽ dẫn tới việc tạo ra các khí độc như NH3, NO2 và H2S ảnh hưởng tới sức khỏe tôm nuôi.

Nhóm vi khuẩn khử sunfat, một nhóm khuẩn kỵ khí, tận dụng những chất thải hữu cơ làm chất dinh dưỡng cho chúng thực hiện quá trình tạo ra khí hydro sunfua (H2S). Khí độc H2S từ lâu đã được xem như một “sát thủ” đối với tôm nuôi, có mùi trứng thối rất khó chịu. Khi tôm bị H2S tác động trong một thời gian dài, nguy cơ bệnh đen mang là rất cao, cùng với đó là hội chứng ốp thân, ăn ít hoặc bỏ ăn. Đối với sự phát triển tối ưu của tôm thì H2S không được vượt quá 0.03mg/L. Nếu cao hơn mức này, nó không chỉ ảnh hưởng đến tỷ lệ sống của tôm mà còn tác động tiêu cực đến việc nhiễm các mầm bệnh vi khuẩn, virus, làm suy thoái các quá trình sinh lý và miễn dịch của tôm.

Sulphide (S2-) trong H2S là một ion độc tố sẽ liên kết với COX (một enzyme quan trọng trong chuỗi vận chuyển điện tử của tế bào tôm) ức chế sự sản xuất và giải phóng ATP, là năng lượng cho các hoạt động sống. Hàm lượng S2- cao còn cản trở quá trình hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí dưới nước, gây độc rất mạnh cho tế bào, mất cân bằng ion của cơ thể. Bên cạnh tất cả những tác động trên thì việc quá trình oxy hóa xảy ra sẽ gây ra tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng cho tôm.

Một bài báo đăng trên tạp chí Châu Á Thái Bình Dương của Soraphat Panakorn đã gọi H2S là “kẻ giết tôm thầm lặng” nhưng lại luôn tồn tại trong ao, giết tôm từ từ sau mỗi đêm. Theo ước tính, 10% sản lượng tôm thiệt hại là do việc sản xuất H2S quá nhiều (khoảng hơn 4 triệu tấn tôm) (2016). Mặc dù H2S có khả năng gây chết tôm cao hơn 100 lần so với các hợp chất nitơ, nhưng ít khi được đo khi kiểm tra chất lượng nước do phương pháp khá phức tạp và triệu chứng lâm sàng tương tự như thiếu oxy. Ngoài tác dụng độc hại của H2S đối với động vật thủy sản thì loại khí độc này còn thúc đẩy nhanh hiện tượng nở hoa ở tảo và đổi màu nước sang màu đen có đóng váng trên bề mặt ao.

Trong môi trường ao nuôi tôm, các chỉ tiêu như oxy hòa tan (DO), pH là các yếu tố quan trọng nhưng lại có sự dao động lớn. Đặc biệt là khi quá trình phân hủy kỵ khí các chất thải ở đáy ao đúng lúc ao bị sụp tảo thì các chỉ tiêu này càng biến động một cách tiêu cực. Do đó, không nên chỉ xem xét về độc tính của H2S mà nên nghiên cứu sự tương tác với các chỉ tiêu khác bao gồm hoạt động của các enzyme trong cơ thể tôm, DO, pH và các chất khác trong môi trường nước.

Ion S2- sẽ xuất hiện nhiều khi lượng chất thải hữu cơ ở đáy ao tích tụ nhiều. Sản lượng S2- tăng dần tỷ lệ nghịch với lượng oxy hòa tan trong ao ngày càng giảm thấp  Theo nghiên cứu, độc tính của H2S sẽ phụ thuộc rất nhiều vào pH của môi trường. Và là một trong những độc tố ức chế enzyme COX, ức chế việc vận chuyển oxy, ngưng trệ quá trình hô hấp và cản trở các hoạt động trao đổi chất của tôm, thay đổi pH của tế bào.

Tôm cũng có cơ chế chống lại các yếu tố ảnh hưởng đến chúng. Đa số các loài giáp xác trong đó có tôm, có một quá trình oxy hóa diễn ra trong gan tụy, đây là một quá trình giải độc phụ thuộc vào oxy, một lượng nhỏ sulphide xâm nhập vào các mô đã bị loại bỏ. Nhưng trên thực tế, quá trình này không loại bỏ được bao nhiêu ion sulphide. 

Khi môi trường nước bị ô nhiễm hữu cơ trầm trọng, thì vi khuẩn trong ao có xu hướng chuyển sang phân giải kỵ khí. Việc sử dụng năng lượng cho các quá trình này gấp 12, 13 lần so với các hoạt động của vi khuẩn hiếu khí. Nên quá trình này ảnh hưởng rất lớn đến lượng oxy trong ao nhất là vào ban đêm, cộng với sự nở hoa của tảo. 

Khi ion S2- được tạo ra trong lớp nền đáy ao, nó sẽ di chuyển lên các tầng nước phía trên. Nếu lượng oxy trong ao cao thì các quá trình oxy hóa hóa học và sinh học có thể loại bỏ phần nào lượng ion này. Còn nếu ao thiếu oxy nhất là vào ban đêm, chúng sẽ khuếch tán qua màng vào trong tế bào và gây hại cho tôm nuôi. Nồng độ S2-, DO và pH thấp có một mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Vì vậy trong quá trình nuôi tôm cần có mối quan tâm đặc biệt tới những chỉ tiêu này để có cách giải quyết phù hợp khi bất thường xảy ra.