Nước ngầm trong nuôi trồng thủy sản

Đôi khi, nước lấy từ các giếng được sử dụng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản. Nước mưa thấm qua bề mặt đất được lọc qua đất và các hệ tầng sâu hơn đến khi tới một tầng đá không thấm nước.

Nước được giữ lại ở các chỗ rỗng của hệ tầng bên trên địa tầng hạn chế không thấm nước.

Hệ tầng bão hòa này được gọi là tầng ngậm nước và nước ở đó được biết đến là nước ngầm. Các tầng nước ngầm tốt nhất để làm giếng ở hệ tầng sỏi hoặc cát, nhưng cũng có các giếng được khai thác ở hệ tầng bùn, đất sét, hang đá vôi, đá gãy đứt.

- Trước khi tới tầng ngậm nước, nước thấm qua vùng rễ cây – thực vật là nơi có thể xảy ra sụt giảm oxy hòa tan và nạp khí carbon dioxide (CO2) do hoạt động hô hấp của các sinh vật đất – đặc biệt khi thời tiết ấm. Do vậy, nước ngầm thường có thế oxy hóa – khử thấp do sự cạn kiệt oxy và pH khá thấp do hàm lượng carbon dioxide cao.

- Ở điều kiện khí hậu mát mẻ và vào mùa đông, nước ngầm có hàm lượng các loại khí cao do nhiệt độ thấp và thành phần khí có thể không thay đổi nhiều khi đi qua vùng rễ thực vật.

- Nếu nhiệt độ nước ở các tầng nước ngầm cao hơn nhiệt độ của nước thâm nhập vào, nước ngầm có thể trở nên quá bão hòa với không khí.

- Nước ở các tầng nước ngầm chuyển động dưới tác dụng của trọng lực và rỉ ra các dòng suối, hồ và biển, nhưng các tầng nước ngầm được tái nạp lại từ quá trình thâm nhập. Tuy nhiên, một phân tử nước ngầm ở lại trong các chỗ rỗng của các hệ tầng địa chất bao gồm cả các tầng nước ngầm trong nhiều tháng hay thường nhiều năm.

- Sự tiếp xúc kéo dài của nước với chất nền địa chất của một tầng nước ngầm giúp hòa tan các chất khoáng và nước ngầm thường tập chung nhiều chất hòa tan hơn là nước mặt tại một khu vực cụ thể.

- Các chất khoáng có độ hòa tan khác nhau và thành phần nước ngầm có thể biến đổi rất nhiều từ tầng nước ngầm này đến tầng nước ngầm khác.

- Nước ngầm từ các hệ tầng sỏi hoặc cát – đặc biệt tại các khu vực mà đất ở đó có tính lọc cao và nền đá không hòa tan – có thể là khoáng thấp và axit yếu. Mặt khác, nước ngầm từ các hệ tầng đá vôi về cơ bản phản ứng với độ kiềm và độ cứng đáng kể.

- Tại các khu vực ven biển có thể có các tầng nước ngầm mà ở đó nước có nguồn gốc từ biển đã và đang được thay thế bởi nước ngọt theo thời gian địa chất. Các vị trí trao đổi điện tích dương ở chất nền địa chất của một tầng nước ngầm như thế vẫn bão hòa với sodium (muối natri). Nếu nước thấm vào tầng nước ngầm xuyên qua đá vôi thì nước đạt được hàm lượng calcium (Ca2+) và bicarbonate (HCO3-) cao.

- Ở tầng nước ngầm, vì được giữ chặt hơn về phía các vị trí trao đổi điện tích dương, calcium (Ca2+) sẽ trao đổi với sodium (Na+) trong một quá trình làm mềm tự nhiên của nước ngầm. Nước từ các tầng nước ngầm như thế có độ kiềm cao, nhưng độ cứng thấp.

- Ở nhiều vùng, nước ngầm mặn có loại từ hơi lợ cho tới khá phổ biến là mặn hơn nước biển (Bảng 1, mẫu D). Các nguồn nước ngầm mặn bao gồm sự xâm nhập của nước biển vào các tầng nước ngầm ở các vùng ven biển, sự hòa tan lượng muối đọng của nước có nguồn gốc từ biển qua việc thâm nhập vào nước hoặc nước ở các tầng nước ngầm và các tầng nước ngầm chứa nước có nguồn gốc từ biển bị chôn vùi (hay hóa thạch).

- Nước ngầm mặn thường có tỷ lệ ion khác nhau được tìm thấy nhiều hơn trong nước biển bình thường. Cụ thể là nó có thể có hàm lượng potassium (K+) và magnesium (Mg²⁺) thấp hơn mong đợi ở nước có nguồn gốc từ biển với độ mặn tương tự.

- Nước ngầm có pH thấp và thế oxy hóa – khử hòa tan các hợp chất sắt và manganese xảy ra ở hệ tầng chứa nước. Không phải là hiếm khi nhận thấy hàm lượng sắt ở mức 20 – 100 mg/L và hàm lượng manganese lên đến 20 mg/L trong nước từ một số tầng nước ngầm. Tất nhiên nếu một lượng đáng kể sulfate (SO4^2-) có trong nước ở thế oxy hóa – khử thấp thì sulfide (S^2-) do sự giảm sulfate (SO4^2-) có thể kết tủa sắt thành sulfide sắt (FeS), nhưng nước có thể có hàm lượng sulfide (S^2-) cao.

- Các vấn đề khác về chất lượng nước đôi khi nảy sinh do nước ngầm như là hàm lượng cao của phosphate (PO4^3-), nitrate (NO^3-) hay ammonia nitrogen (NH3-N) (mặc dù hiếm khi kết hợp), đổi màu bởi các chất mùn và hàm lượng cao của một hay nhiều nguyên tố vi lượng.

- Ở hầu hết các khu vực đều có kiến thức địa phương về sự phù hợp của nước mặt đối với đời sống thủy sinh nhưng thiếu các thông tin như thế về nước ngầm. Những người quan tâm đến việc sử dụng nước ngầm lấy từ các giếng phục vụ cho các mục đích nuôi trồng thủy sản thông thường nên phân tích kỹ các yếu tố hóa học các nguồn nước tiềm năng.

- Nhiều vấn đề liên quan đến sử dụng nước ngầm trong các trại sản xuất giống và các thùng lưu trữ hoặc vận chuyển – quá bão hòa khí; hàm lượng oxy hòa tan thấp; hàm lượng carbon dioxide (CO2) cao, sắt (Fe²⁺), manganese (Mn²⁺) hòa tan và sulfide (S^2-); thừa bicarbonate (HCO3-) và calcium (Ca²⁺) – có thể giảm thiểu được bằng cách khử khí hoặc sục khí.

- Nước có thể dẫn để đổ qua một loạt các màng chắn hay các môi trường rỗng xốp khác để tăng diện tích tiếp xúc với không khí. Sự khử khí trong nước hoặc bổ sung oxy hòa tan – bất cứ cách nào là cần thiết.

- Sắt (Fe²⁺) và manganese (Mn²⁺) hòa tan là dạng oxy hóa và kết tủa, loại bỏ carbon dioxide (CO2) từ một số loại nước làm cho calcium (Ca²⁺) và bicarbonate (HCO3-) kết tủa thành calcium carbonate [Ca(HCO3)2]. Các dạng kết tủa này có thể vẫn lơ lửng trong nước đủ lâu gây tổn hại cho trứng và ấu trùng, do đó nên được loại bỏ bằng quá trình lắng cặn hoặc lọc cát.

- Nước ngầm sử dụng trong các ao nuôi thường không phải khử khí hoặc sục khí, bởi vì tốc độ của dòng chảy vào ao đủ chậm cho quá trình mô tả ở trên xảy ra một cách tự nhiên mà không gây hại cho các thủy sản nuôi.

- Nước có tính acid dùng cho sản xuất giống có thể cần được xử lý bằng cách bón vôi. Ngoài ra, trong các ao nước có tính acid – kiềm thấp, bón vôi là cần thiết để làm môi trường nuôi trồng thủy sản tốt.

- Trong các ao chứa nước có độ cứng thấp và độ kiềm cao, sự quang hợp sẽ làm pH cao bất thường. Sự rối loạn này có thể tránh được bằng cách xử lý ao nuôi với calcium sulfate (CaSO4) hoặc calcium chloride (CaCl2) để tăng độ cứng cho tới một mức xấp xỉ bằng độ kiềm. Lượng xử lý có thể được ước tính bằng cách nhân hiệu giữa độ kiềm và độ cứng với 1,72 để tính lượng calcium sulfate (CaSO4).

- Tôm biển có thể được nuôi ở các vùng nội địa trong các ao sử dụng nước ngầm có độ mặn thấp 2 – 10 ppt. Trường hợp hàm lượng potassium (K+) hoặc magnesium (Mg²⁺) thấp, có thể sử dụng phân kali (MOP) hoặc kali magnesium sulfate (K2SO4) cho ao. Đó là cách khả thi về mặt kinh tế để nâng cao hàm lượng kali cho đến mức mà có thể xảy ra trong nước biển đã pha loãng tới độ mặn của nước ao.

- Hàm lượng này có thể được ước tính bằng cách nhân độ mặn của nước ao với 10,7. Thông thường thì quá đắt để tăng hàm lượng magnesium lên hơn 10 hay 20 mg/L.

- Chất trung hòa hoạt tính ion kim loại nặng có thể cho vào nước từ các trại sản xuất giống để cô lập kim loại nặng và làm cho chúng không độc hại. Chất Ethylene-diamine-tetraacetic acid (EDTA) với liều lượng 5-10 mg/L thường được dùng để xử lý ion kim loại nặng.