ÁP DỤNG MÔ HÌNH LANGMUIR ĐỂ XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG HẤP PHỤ PHỐT PHO CỦA TRẦM TÍCH ĐÁY AO NUÔI TÔM BÁN THÂM CANH
Abstract
Phốt pho (P) là yếu tố quan trọng gây ra hiện tượng phú dưỡng tại các khu vực cửa sông và ven biển, nơi tập trung nhiều chất thải có hàm lượng dinh dưỡng cao. Nguồn P được đưa vào trong hệ thống nuôi trồng thủy sản từ bón phân cải tạo ao, thức ăn dư thừa, chất thải và xác chết của sinh vật. Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy hàm lượng phốt pho trong nước phụ thuộc vào đặc tính trao đổi giữa tầng nước và chất đáy. Phốt pho có thể bị giải phóng hoặc hấp phụ vào nền đáy ở môi trường nhất định nào đó. Mô hình để mô phỏng sự hấp phụ phốt pho có thể dự đoán lượng chất bị hấp phụ rất có ích cho việc quản lý chất lượng môi trường nước ao nuôi trồng thủy sản và sự phú dưỡng của đầm phá Tam Giang do có nhiều nước thải trực tiếp chưa được xử lý từ các hệ thống nuôi tôm. Nghiên cứu này được tiến hành để kiểm tra động lực hấp phụ và khả năng hấp phụ P của trầm tích đáy ao nuôi tôm bán thâm canh ở môi trường được điều chỉnh ở mức pH và hàm lượng P đưa vào khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng P bị hấp phụ trong trầm tích đáy ao ở các mức pH thay đổi từ 5 - 8,5 là tương đối thấp. Điều này được cho là do tỷ lệ cát quá cao trong mẫu trầm tích (> 60 %) dẫn tới diện tích bề mặt hấp phụ thấp và các vị trí hấp phụ hoạt động kém. Động lực hấp phụ P tăng nhanh ở trong 10 phút đầu và đạt giá trị cân bằng tại thời điểm 1h của thí nghiệm ở nồng độ P = 0,5 mg/L, còn với nồng độ P ban đầu là 5 mg/L thì động lực hấp phụ tăng nhanh ở 30 phút đầu tiên và đạt cân bằng ở thời điểm 2,5h. Mô hình Langmuir có hệ số tương quan (R2 = 0,952 – 0,996) mô tả tương đối chính xác quá trình hấp phụ P của trầm tích đáy ao và khả năng hấp phụ cực đại (Г max) của đáy ao đã xác định được ở pH 5; 7 và 8,5 lần lượt là 0,29; 0,27; 0,27 mg/g.
Từ khóa: Hấp phụ, Nuôi trồng thủy sản, Mô hình Langmuir, Phốt pho, Trầm tích.
References
. C. E. Boyd & P. Munsiri, Phosphorus adsorption capacity and availability of added phosphorus in soils from aquaculture areas in Thailand, World Aquaculture, 1996.
. M. Del Bubba, C. A. Arias & H. Brix, Phosphorus adsorption maximum of sands for use as a media in subsurface flow constructed reed beds as measured by the Langmuir isotherm, Water Research, 37, (2003), 3390-3400.
. E. Gomez, C. Durillon, G. Rofes & B. Picot, Phosphate adsorption and release from sediments of brackish lagoons: pH, O2 and loading influence, Water Research, 33, (1999), 2437-2447.
. X. Jin, S. Wang, Y. Pang, H. Zhao & X. Zhou, The adsorption of phosphate on different trophic lake sediments, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 254, (2005), 241-248.
. P. Lefrancois, J. Puigagut, F. Chazarenc & Y. Comeau, Minimizing phosphorus discharge from aquaculture earth ponds by a novel sediment retention system, Aquacultural Engineering, 43, (2010), 94-100.
. F. Páez-Osuna, S. R. Guerrero-Galvan, A. C. Ruiz-Fernadez & R. Espinoza-Angulo, Fluxes and mass balances of nutrients in a semi-intensive shrimp farm in north-western Mexico, Marine Pollution Bulletin, 34, (1997), 290-297.
. M. Shahidul Islam, M. Jahangir Sarker, Et Al., Water and sediment quality, partial mass budget and effluent N loading in coastal brackishwater shrimp farms in Bangladesh, Marine Pollution Bulletin, 48 (5-6), (2004), 471–485.
. M. K. Shrestha & C. K. Lin, Phosphorus fertilization strategy in fish ponds based on sediment phosphorus saturation level, Aquaculture, 142, (1996), 207-219.
. S. Wang, X. Jin, Q. Bu, X. Zhou & F. Wu, Effects of particle size, organic matter and ionic strength on the phosphate sorption in different trophic lake sediments, Journal of Hazardous Materials, 128, (2006), 95-105.
. S. Wang, X. Jin, Y. Pang, H. Zhao & X. Zhou, The study of the effect of pH on phosphate sorption by different trophic lake sediments, Journal of Colloid and Interface Science, 285, (2005), 448-457.
