Những mối quan hệ của khí độc H2S trong ao nuôi 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 cho những khu vực nuôi tôm thâm canh. 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 nhiều khí độc nguy hiểm 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, để 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 khí độc H₂S tác động trong một thời gian dài, nguy cơ bệnh đen mang là rất cao, kéo theo đó là hội chứng ốp thân, ăn ít rồi bỏ ăn. Đối với sự phát triển tối ưu của tôm thì nồng độ 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 như vi khuẩn, virus. Làm suy thoái các quá trình sinh lý và các hoạt động miễn dịch của tôm.

Sulphide (S^2-) trong khí độc H₂S là một ion độc tố sẽ liên kết với COX (enzyme quan trọng trong chuỗi vận chuyển điện tử của tế bào tôm), ức chế sự sản xuất và giải phóng năng lượng ATP. Hàm lượng S^2- cao còn cản trở quá trình hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí dưới nước, gây độc rất mạnh cho tế bào, làm mất cân bằng ion của cơ thể. Bên cạnh tất cả những tác động trên thì khi quá trình oxy hóa xảy ra, chắc chắn sẽ gây ra tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng cho tôm.

Một bài báo đăng trên tạp chí Châu Á Thái Bình Dương đã gọi khí độc H₂S là “kẻ giết người thầm lặng” nhưng lại luôn tồn tại trong ao, giết tôm từ từ sau mỗi đêm. Theo ước tính, hơn 10% (khoảng hơn 4 triệu tấn tôm - 2016) sản lượng tôm thiệt hại là do việc sản xuất H₂S trong ao quá nhiều. Mặc dù khí độc H₂S có khả năng gây chết tôm cao hơn 100 lần so với các chất thải nitơ, nhưng ít khi được đo khi kiểm tra chất lượng nước. Do phương pháp khá phức tạp và triệu chứng lâm sàng lại 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 của tảo và làm màu nước chuyển sang màu đen, có đóng váng trên bề mặt.

Tảo nở hoa trong ao cá

Trong môi trường ao nuôi tôm, các chỉ tiêu như oxy hòa tan (DO), pH là các yếu tố rất quan trọng nhưng lại có thể có sự dao động lớn. Đặc biệt là khi quá trình phân hủy kỵ khí các chất thải ở đáy ao xảy ra đúng lúc ao bị sụp tảo thì các chỉ tiêu này càng biến động nhiều hơn. Do đó, không nên tiếp tục xem xét thêm về độc tính của H₂S, mà nên nghiên cứu sự tương tác của nó 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 sulphide (S^2-) sẽ xuất hiện nhiều khi lượng chất thải hữu cơ ở đáy ao tích tụ. Hàm lượng S^2- tăng dần sẽ 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, làm suy giảm 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 sẽ 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, nặng hơn khi cộng thêm sự nở hoa của tảo.

Khi ion S^2- 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 S^2-, 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.

Effect of sulphide in Pacific white shrimp Penaeus vannamei under varying oxygen and pH levels by Devadoss Thulasi, Moturi Muralidhar, Ramamoorthy Saraswathy