Nitơ là thành phần lớn nhất của khí quyển Trái Đất (78,084% theo thể tích hay 75,5% theo trọng lượng) và là thành phần của mọi cơ thể sống. Nitơ tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như các amino acid, amonia, acid nitric và các xyanua. Các ammoniac và nitrat là thành phần chính trong sản xuất phân đạm hóa học và nitrat là các chất ô nhiễm chính gây ra hiện tượng phú dưỡng môi trường nước.

Hình 1: Chu trình chuyển hóa nitơ

Trong ao nuôi, các Nitrogen khác nhau tồn tại dưới dạng hữu cơ và vô cơ. Nitơ vô cơ hòa tan chủ yếu gồm: NO₃^-, NO₂^-, NH₃/NH₄⁺ và khí N₂. Các Nitơ vô cơ hòa tan xảy ra các quá trình chuyển hóa với nhau, có thể ảnh hưởng tiêu cực hoặc tích cực ảnh hưởng đến môi trường ao nuôi tốt hơn.

Tảo và vi khuẩn có thể hấp thụ NO₃^- và NH₄⁺ là nguồn cung cấp đạm, vì cân bằng về số lượng tảo và vi khuẩn có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc ổn định màu nước trong ao tôm. Nước màu xanh đọt chuối (tảo lục chiếm ưu thế), nước có màu trà (tảo khuê chiếm ưu thế) đây là 02 loại tảo tốt trong nuôi trồng thủy sản.

Sự chuyển hóa amonia thành nitrat được minh họa trong phương trình sau:

NH₄⁺ → NO₂^- → NO₃^-

Trong 2 quá trình trên, việc chuyển hóa từ amoni thành nitrite chậm hơn nhiều so với từ nitrite thành nitrate. Điều này có 2 ý nghĩa: Việc hấp thụ amonia của tảo tương đối nhanh, sự cạnh tranh amonia giữa tảo và vi khuẩn chủ yếu là nhờ vào quần thể tảo, thứ hai là quá trình chuyển hóa nitrite thành nitrate tương đối nhanh dẫn đến có rất ít hàm lượng nitrite có mặt trong nước hiếu khí (hàm lượng tối đa của nitrit trong ao là 0,5 mg/L, nếu hàm lượng cao hơn sẽ làm cho tôm lờ đờ, bỏ ăn và chết), do đó nếu nồng độ NO₂^- đo được vượt mức cần xem lại vấn đề oxi trong ao. 

Trong điều kiện kỵ khí có đủ chất hữu cơ, nitrate có thể bị mất oxi và giảm xuống còn N₂, quá trình này được gọi là quá trình khử Nitơ, thông qua vi khuẩn khử nitrate.

 Bảng 1: Ảnh hưởng Nitrat đến tôm thẻ chân trắng trong 6 tuần tuổi

Sự chuyển đổi cuối cùng của Nitơ là chuyển hóa hoàn toàn giữa 2 dạng amoniac ion hóa NH₄⁺ và không ion hóa NH₃

NH₄⁺ + OH^-→ NH₄OH → NH₃⁺ + H₂0

Tác động của quá trình này trong nuôi trồng thủy sản là rất lớn khi dạng ion hóa an toàn cho sinh vật, còn dạng không ion hóa rất độc. Sự chuyển đổi giữa 2 dạng liên quan đến pH, nhiệt độ nước, tỉ lệ % NH₃ tỉ lệ thuận với nhiệt độ và pH ao nuôi, ngược lại với độ mặn.. Nước càng mang tính axit (độ pH thấp), NH₃ càng chuyển sang NH₄⁺ ít độc, môi trường càng kiềm NH₃ càng bền vững và gây độc cho tôm. 

Trong quá trình nuôi tôm, việc xác định nitrat, nitrit, amoni là đều rất cần thiết. Việc này đảm bảo cho con tôm phát triển tốt, tăng năng suất cho người nuôi. Hiện nay có rất nhiều cách xác định các thông số này, từ việc sử dụng kit để chuẩn đoán, đến việc dùng đầu dò chuyên dụng để đo và cũng có thể xác định ở phòng thí nghiệm. Các cách xác định đều có những ưu điểm và nhược điểm của mình.

Đối với phương pháp xác định bằng kit, thì thao tác thực hiện dễ dàng, phát hiện nhanh chóng và chi phí thấp, tuy nhiên ở phương pháp này chủ yếu dựa vào màu sắc nên dễ bị sai sót do cảm nhận về màu sắc của con người, các yếu tố gây cản trở và quan trọng nhất đó là độ chính xác không cao tức là xác định ở khoảng nhất định mà không xác định cụ thể ở mức nào

Hình2: Một số loại kit xác định NO₂^- trên thị trường

Đối với phương pháp xác định tại phòng thí nghiệm, tuy đòi hỏi cao về thao tác, trình độ người thực hiện cũng như các thiết bị hiện đại, thời gian dài hơn so với sử dụng kit nhưng kết quả thì chính xác hơn rất nhiều, bên cạnh đó chi phí phân tích sẽ cao hơn so với việc xác định bằng kit. Tuy nhiên, kết quả này có thể tin tưởng để xử lý ao nuôi một cách thích hợp.

Hình 3: Hệ thống đo giám sát và điều khiển từ xa

Ở phòng thí nghiệm trực thuộc Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ tỉnh Sóc Trăng có thể khắc phục thời gian phân tích, cho khách hàng kết quả trong ngày các chỉ tiêu này, các kết quả đảm bảo độ tin cậy cao và đã được đánh giá đạt ISO/IEC 17025:2017. Với các nhân viên được đào tạo bài bản cùng thiết bị hiện đại sẽ đáp ứng được các yêu cầu về thời gian và độ chính xác của kết quả. Các mẫu khi gửi đến phòng thí nghiệm sẽ được xử lý khử nhiễu theo yêu cầu phương pháp, sau đó tiến hành xác định hàm lượng bằng cách so sánh với chuẩn biết trước bằng thiết bị đo tại phòng thí nghiệm, từ chuẩn biết trước phòng thí nghiệm sẽ xác định được hàm lượng trong nước.

Hình 4: Thiết bị xác định NH₃/NH₄⁺,  NO₂^-, NO₃^- tại phòng thí nghiệm

Hình 5: Các dụng cụ hỗ trợ việc xác định

Bên cạnh phòng thí nghiệm có hỗ trợ nhân viên lấy mẫu để kiểm tra, xác định. Với tiêu chí chi phí thấp nhất để phục vụ tốt hơn cho khách hàng.

Nguyễn Công Bằng (tổng hợp)