Bài giảng Chăn nuôi và môi trường - Chương 2: Nước trong chăn nuôi thú y

Nội dung text: Bài giảng Chăn nuôi và môi trường - Chương 2: Nước trong chăn nuôi thú y

1. Chương 2: Nước trong chăn nuôi thú y 1
2. Tại sao nước quan trọng đối với sinh vật? chiếm 52-75% trọng lượng cơ thể 60-70% trọng lượng gia súc 55-75% trọng lượng gia cầm 65% trong lượng trứng thành phần chính của dịch thể (máu, bạch huyết, dịch nhầy khớp xương) tham gia quá trình biến dưỡng dung môi của các phản ứng trong tế bào tham gia hấp thu & bài tiết các chất liên quan đến qa trình điều hòa thaân nhiệt tham gia vào qa trình thải nhiệt khi nhiệt độ môi trường cao Trung bình, vật nuôi cần 30-50 g nước/1 kg trọng lượng * Điều hoà khí hậu * Có thể là nguồn hoà tan các chất có hại & mầm bệnh 2
3. Thiếu nước uống? Uống nước quan trọng hơn ăn, stress có thể xảy ra khi vật nuôi không được cung cấp đủ nước Thiếu nước có thể dẫn đến giảm ăn giảm tăng trọng giảm năng suất ➢ Nước tham gia điều hòa thân nhiệt của cơ thể 3
4. Thiếu nước uống? - Vật giết mổ giảm trọng lượng, khó lột da, thịt khô Gà con bị thiếu nước trong lò ấp: thường có albumin dính vào cơ thể; khi chuyên chở sẽ có lông kết nùi, thể trọng nhỏ, mắt không mở, chân héo, nhăn & tái Có thể làm tăng tỷ lệ chết sớm hay kém ăn trên gà trưởng thành - Bò sữa – giảm sản lượng sữa 3 tháng cuối mang thai: cần lượng nước gấp 1.5-2 lần bò cạn sữa; bò đang cho sữa cần một lượng nước gấp 5 x lượng sữa sản xuất; - Bê cai sữa cần uống nước nhiều hơn trước đó, thiếu nước ngưng trệ tăng trưởng & không hồi phục4
5. Government of South Australia, 2008; www.pir.sa.gov.au/factsheets 5
6. Chất lượng nước trong trong chăn nuôi ?? Yêu cầu cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi tăng, do: – Aûnh hưởng trên sức sản xuất – Lan truyền mầm bệnh – An toàn thực phẩm cho người tiêu dùng Những ảnh hưởng thường gặp do chất lượng nước có thể bao gồm – Nồng độ các chất khoáng cao – Nồng độ nitrate, nitrite cao – Nhiễm khuẩn – Sự phát triển quá nhiều tảo xanh-tảo lục (blue-green agar) – Sự ô nhiễm độc các chất dầu (petroleum), chất diệt côn trùng, và phân bón 6
7. Có cần thiết cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi ?? Khơng? Đối với vật nuơi: ➢ Vai trò dinh dưỡng của các chất khác nhau ở các loài vật khác nhau ➢ Các dạng chất hoá học khác nhau của cùng một chất - độc tính khác ➢ Dùng nước trong thời gian ngắn - không nguy hiểm ➢ Vật nuôi thích nghi bằng cách giảm lượng nước uống ➢ Tăng chuyển hoá các chất này, tăng bài tiết Đối với người tiêêu dùng sản phẩm động vật ➢ Tích trong các mô không được người sử dụng như xương vật nuôi dùng nước có 1 số thành phần > nồng độ khuyến cáo chưa có vấn đề về lượng thừa của các chất này trong sữa và thịt 7
8. Có cần thiết cải thiện chất lượng H2O cho vật nuôi ?? Cĩ ? Đối với vật nuơi: ➢ Lượng nước uống lớn, thời gian lâu: ngộ độc mãn ➢ Khơng trực tiếp gây hại nhưng cĩ thể gây tổn thuơng tế bào tạo điều kiện cho các VSV tấn công ➢ Làm thay đổi mùi vị của nước làm giảm lượng nước uống Đối với người tiêêu dùng sản phẩm động vật: ➢ Tiêu thụ xương, mở ➢ Sữa 8
9. Các nguồn nước 1. Nước mưa: Có thể dùng trực tiếp ➢ có thể cuốn theo các thành phần trong không khí như bụi, các khí, vi sinh vật ➢ thành phần thay đổi theo mùa, thời gian & khu vực ➢ nồng độ ô xy hoà tan cao - ➢ nồng độ NO3 cao cung cấp đạm cho đất ➢ là nước mềm 9
10. 2. Nước ngầm: Có thể dùng trực tiếp ➢ do nước mưa, nước sông hồ thấm vào đất ➢ mực nước ngầm thay đổi theo mùa ➢ tính chất & thành phần phụ thuộc vào cấu tạo địa chất, độ sâu khai thác - hàm lượng chất hữu cơ thấp (lọc, vi sinh vật xử lý) - lượng ô xy hoà tan thấp (tham gia các phản ứng ơ xy hĩa các chất hữu cơ trong đất) - độ cứng cao (hấp thu CO2) - nhiệt độ ổn định - Hàm lượng nitrate cao 10
11. 3. Nước bề mặt: Không dùng trực tiếp ➢ nước ao, hồ, sông ➢ tính chất lý, hoá & sinh học phụ thuộc vào điều kiện môi trường & khu dân cư xung quanh ➢ Hàm lượng cặn lơ lửng, chất hữu cơ & vô cơ cao ➢ Số lượng VSV cao * Khả năng tự rửa sạch: 3 quá trình 15
12. Quá trình tự làm sạch của nước Là quá trình tự loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi nguồn nước (các đoạn sông nằm cách chổ đổ nước thải # vài km, tương đối sạch) ➢ Quá trình vật lý: sa lắng ➢ Quá trình hoá học: ơ xy hố, thủy phân ➢ Quá trình sinh học: ơ xy hố, thủy phân do vi sinh vật • đĩng vai trị quyết định • phụ thuộc & ảnh hưởng đến hàm lượng ô xy hoà tan • mức độ ô nhiễm cao: tiêu thụ hết O2, OD = 0, yếm khí • số lượng vsv hiếu khí giảm do điều kiện bất lợi & cạnh tranh ➢ dòng sông “chết” 16
13. Quá trình sinh học tự làm sạch của nước - Chim, cá: xé & nhặt các mẫu lớn - Aáu trùng côn trùng, giun, nguyên sinh động vật: sử dụng các hạt nhỏ - VK & nấm; giữ vai trò quyết định trong quá trình tự làm sạch - phân giải & khoáng hoá các hợp chất hữu cơ - Protein, đường, & tinh bột được phân giải nhanh nhất - Lipid, sáp, cellulose, & lignin bị phân giải chậm Thành phần vsv trong quần thể thay đổi theo tiến độ tự làm sạch: vsv hoại sinh giảm dần & vsv phân giải cellulose, vk nitrate hoá tăng dần - Trong quá trình làm sạch: nồng độ các chất giảm số lượng vsv giảm nồng độ ô xy hoà tan giảm 17
14. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình tự làm sạch nước ❖ Chuyển động của nước: - phân tán chất thải, tăng ô xy hồ tan - quá trình xảy ra nhanh ở sông, suối hơn ao, hồ ❖ Mùa: xảy ra ở mùa hè nhanh hơn mùa đông do: – nhiệât độ tăng kích thích hoạt động & sinh trưởng vsv; – ánh sáng làm tăng quang hợp giải phóng ô xy; – khả năng tiệt trùng của ánh sáng ❖ Nguồn nước: o quá trình xảy ra ở nước biển chậm gấp đơi ở nước ngọt - do tác dụng diệt khuẩn nước biển làm sạch vsv nhanh hơn làm sạch các chất hữu cơ o mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước 18
15. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình tự làm sạch nước ❖ Mức độ nhiễm bẩn: ô nhiễm chất hữu cơ nặng - vsv hiếu khí tiêu thụ hết ô xy – tạo mơi trường yếm khí - quá trình thối rữa, phản sulfate hoá tạo H2S, tạo bùn đen (FeS), khí cĩ mùi hơi, khí độc - tiêu diệt các vk hiếu khí tham gia quá trình khoáng hoá - sinh vật bậc cao chết (do thiếu ơ xy, ngộ độc) ➢ sự tự làm sạch bị phá vỡ ❖ Nhiễm chất độc kim loại nặng (Hg), cyanide, các chất độc hữu cơ 19
16. Tính chất vật lý & cảm quan của nước 1. Nhiệt độ - thay đổi tuỳ theo nguồn nước (vd. suối nước nóng) - nhiệt độ nước uống quá thấp - tiêu hao năng lượng có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ, đặc biệt đ/v thú mang thai & thú non - nhiệt độ thích hợp: phụ thuộc tập quán, thích nghi 2. Màu sắc - do các chất trong nước tạo nên: các hoá chất vô /hữu cơ, vsv, phiêu sinh vật, tảo,rong, rêu màu thật: do các chất hoà tan, màu còn lại sau khi loại bỏ độ đục màu giả: do các chất, các vật thể lơ lửng - màu sắc của nước được đánh giá theo phương pháp so màu (nước uống, TCVN 2653-78; nước sinh hoạt, TCVN 6185:1996) 20
17. Tính chất vật lý & cảm quan của nước 3. Độ đục - do các chất vô cơ, hữõu cơ lơ lửng, phù sa, đất sét, phiêu sinh vật, vsv - nước đục phải được xử lý: có thể chứa các chất ô nhiễm, các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho vsv, cản trở việc sát trùng nước (bao quanh vsv) - xử lý bằng bể cát lọc chậm hay keo tụ - xác định bằng máy đo độ đục, thang màu kao lin hay trepen (nước uống, TCVN 2653-78) 21
18. Tính chất vật lý & cảm quan của nước 4. Mùi - do các sản phẩm của quá trình phân giải/ lên men các chất hữu cơ từ phân, xác, hay sản phẩm động thực vật; các chất thải công nghiệp; nước chảy qua các mỏ quặng FeS - gây cảm giác khó chịu, làm giảm sự uống nước - xác định bằng pp cảm quan, ở 20 oC &ø 60 oC (TCVN 2653-78) 5. Vị - do các chất hoà tan trong nước tạo thành - gây cảm giác khó chịu, làm giảm sự uống nước - xác định bằng phương pháp cảm quan, ở 20 oC (mặn, chua, ngọt, đắng & vị lạ, TCVN 2653-78) 22
19. Tính chất hóa học của nước pH: nồng độ ion H+ trong nước ➢ pH của nước thiên nhiên dao động ở khoảng 5,5 – 9,5 ➢ pH của nước thiên nhiên bị ảnh hưởng lớn bởi nồng độ CO2, sinh ra từ sự phân giải các chất hữu cơ, chất mùn, từ quá trình quang hợp ➢ các muối sắt, nhôm hay các sulfide kim loại làm giảm pH của nước ➢ pH của nước sử dụng trong chăn nuôi nên có pH ở khoảng 5 - 8 23
20. Các phản ứng làm giảm pH của nước do sự hiện diện 1 số muối: muối FeS: FeS + 2 O2 FeSO4 12 FeSO4 + 3 O2 + 6 H2O 4 Fe2(SO4)3 + 4 Fe(OH)3 Fe2(SO4)3 + 3 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 muối nhôm: AlCl3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 HCl Al2(SO4)3 + 3 H2O 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 24
21. Khoáng (Total Dissolved Solids) • Khoáng (salts): carbonate, bicarbonates, sulfates, nitrates, chlorides, phosphates, & fluorides. • Thông thường, hàm lượng các khoáng cao trong nước không có hại đến sức khoẻ. ❑ Sulfate: >1000 ppm – có thể gây tiêu chảy – Giảm hấp thu đồng (reduce copper availability in the diet) ❑ NaCl: thay đổi cân bằng diện giải & tăng áp suất trong tế bào -> gây 1 trạng thái mất nước (dehydration) -> tăng áp lực ở thận 25
22. Khoáng (Total Dissolved Solids) • Hàm lượng khoáng cao: – Thường không gây độc cho cơ thể – Nhưng, ảnh hưởng đến việc uống nước: • Gia súc có thể không uống nước có khoáng cao trong vài ngày • Sau đó, chúng uống rất nhiều nước -> shock -> chết • Khả năng chịu hàm lượng muối cao tuỳ thuộc: – Nhu cầu về nước – Loài, tuổi, trạng thái cơ thể – Mùa trong năm – Lượng muối/khoáng trong khẩu phần Động vật có khả năng thích nghi dần với nước có khoáng/muối cao -> cần tránh sự thay đổi đột ngột (thấp -> cao: có thể gây hại cho sức khoẻ). -> có thể chuyển/ thay đổi từ từ 26
23. Recommendations for livestock water use based on Total Dissolved Solids (TDS) TDS (ppm or mg/L) Comments Less than 3,000 Usually satisfactory for most livestock. 3,000-5,000 ̶ May not cause adverse effects to adult livestock. ̶ Growing/young livestock could be effected by looseness or poor feed conversion. ̶ At levels near 5,000 ppm the water is unacceptable for poultry. ̶ Should not be used for pregnant or lactating females. 5,000 - 7,000 Do not use for swine. Do not use for pregnant or lactating ruminants or horses 10,000 or more May cause brain damage or death. 27 County Commissions, North Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating
24. Sắt & Man-gan Sắt & Man-gan thường có trong nước ngầm Không phải là những chất độc hại; tuy nhiên, gây khó chịu: - Bị ô-xy không khí ô-xy hoá - > kết tủa -> đóng cục, gây nghẽn ống dẫn nước, hệ thống thu sữa - Sắt là nguồn năng lựợng cho vi khuẩn sắt -> vi khuẩn phát triển - > gây tắt nghẽn ống - Tạo mùi, vị khó chịu trong nước ❑ Fe < 0.3 mg/L & Mn < 0.05 mg/L ❑ Loại bỏ sắt & Mn: - Sục khí vào bể chứa có thể kết tủa 1 lượng sắt đáng kể. - Có thể dùng các chất ô-xy hoá: chlorine hay ozone Agriculture and Agri-Food Canada, modified 2010 28
25. 2- Sulfate (SO4 ) - Na2SO4 &ø MgSO4 đều là những chất có tính nhuận trường cao. - Trên người: 250-600 ppm -> nhuận trường tạm thời, > 700 ppm -> gây nhuận trường mãn tính. - Trên heo con cai sữa: 3000 ppm có thể gây tiêu chảy hay phân mềm. ❑ Khơng dùng nước cĩ sulfate cao cho: Động vật mới nhập về & Động vật cai sữa ❑ Bê: < 500 ppm (hay 167 ppm S-SO4) ❑ Bị: < 1000 ppm (333 S-SO4) downloaded 08/2011 29 County Commissions, North Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating
26. 2- Sulfate (SO4 ) ❑ Sulfate cao: > 800 mg/L: tương tác với Cu, Zn, Fe, Mn, molybdenum -> ảnh hưởng đến hấp thu -> gây thiếu các vi khoáng -> ảnh hưởng đến tăng trưởng, gây vô sinh, giảm đáp ứng miễn dịch > 1000 mg/L, có thể gây thiếu Vit B1 Có thể gây polioencephelomalacia (PEM) (Nhũn nảo) ở bò - Agriculture and Agri-Food Canada, modified 2010 - County Commissions, North Dakota State University and U.S. Department of Agriculture cooperating 30 downloaded 08/2011
27. Phosphorus ➢ Nước tự nhiên & nước thải: P hiện diện ở 1 dạng duy nhất là phosphates orthophosphate, các hợp chất đa phân tử phosphates như mega-, pyro-, các dạng polyphosphates các phosphate gắn trong các chất hữu cơ ➢ Nguồn gốc: từ sự phân giải xác/ chất thải động thực vật, từ phân bón nông nghiệp ➢ Phosphate là nguồn dinh dưỡng cho các sinh vật quang hợp (growth-limiting nutrient), gây hiện tượng phú dưỡng ➢ Là 1 chỉ tiêu quan trọng cầm kiểm soát trong xử lý nước thải 31
28. Nitrogen ➢Trong nước & nước thải, các hợp chất của ni tơ được chú ý nhiều nhất là: nitrate nitrite ammonia nitrogen hữu cơ (theo thứ tự tính ô xy hoá giảm dần) ➢ Cùng với N2, cáchợp chất này có thể chuyển hoá lẫn nhau trong chu trình ni-tơ trong tự nhiên ➢ Ni tơ hữu cơ: protein, peptides, nucleic acid, urea, các chất hữu cơ tổng hợp ➢ Tổng số ni tơ hữu cơ & ammonia được gọi chung là “kjeldahl nitrogen” ➢ Tổng số ni tơ ở dạng khử gồm có nitrite & nitrate 32
29. - Nitrate (NO3 ) - Nước bề mặt: hàm lượng thấp; Nước ngầm: hàm lượng khá cao bị nhiễm từ phân bón, phân động vật &ø người, &ø chất thải công nghiệp Nitrate hoà tan nhanh &ø di chuyển theo nước ngầm lọc qua đất - nước giếng có thể chứa hàm lượng NO3 cao - - Giếng cạn có thể có nồng độ NO3 cao hơn giếng sâu (dễ ô nhiễm hơn) - Giếng sâu không được xây dựng &ø bảo vệ tốt - có thể bị ô nhiễm do mạch ngang hay nước bề mặt - Trong nước thải tươi, hàm lượng nitrate khá thấp - Trong nước thải lâu ngày hay đã qua xử lý, hàm lượng khá cao do quá trình phân huỷ sinh học các hợp chất chứa ni-tơ - là nguồn dinh dưỡng chính cho các sinh vật quang hợp (growth-limiting nutrient) -> gây hiện tượng phú dưỡng 34
30. Algal bloom Red algal bloom at Leigh, near Cape Rodney 35
31. Algal bloom 36
32. 37 Diệt tảo: CuSO4, nồng độ 0.2 to 0.4 ppm
33. - Nitrite (NO2 ) - Sản phẩm trung gian của các quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa ni tơ, của quá trình ô xy hoá ammonia, hay của quá trình khử nitrite - Các quá trình này xảy ra trong nước tự nhiên, trong hệ thống cung cấp nước & nước thải ➢ Gây methaemoglobinemia - Trong máu: nitrite kết hợp với hemoglobin - khử Fe2+ thành Fe3+ - ngăn cản sự vận chuyển ô xy - Triệu chứng: ngạt thở, thở hổn hển, mõm tái xanh, long trắng mắt có màu hơi xanh, run rẩy, vận động thiếu phối hợp, không đứng được, chết. ➢ Nitrous acid, dạng acid của nitrite trong môi trường acid kết hợp các amines bậc 2 (RR’-NH) tạo thành các nitrosamines (RR’-N-NO), là các chất gây ung thư (carcinigens)38
34. Nitrate & nitrite - Bản thân nitrate không phải là chất rất độc, nhưng nitrite là chất rất độc. - Trong dạ cỏ thú nhai lại, vi sinh vật dạ cỏ: chuyển nitrate thành nitrite - nhanh chuyển nitrite thành gốc amin - chậm - Do đó, nếu thức ăn, nước uống cĩ hàm lượng NO3 cao trong dạ cỏ, nitrite có thể tích luỹ &ø được hấp thu vào máu – ngộ độc - Heo và vật nuôi dạ đơn, quá trình lên men các chất xơ kh6ng mạnh - nên NO3 đi qua đường tiêu hoá hầu như không thay đổi, được hấp thu & thải qua thận 1 lượng nhỏ nitrate chuyển thành nitrite ở ruột, nhưng không đáng kể. - Ngựa là thú dạ đơn, nhưng có manh tràng lớn hoạt động giống như dạ cỏ trên thú nhai lại, do đó ngựa cũng dễ bị ngộ độc nitrate. 39
35. Nitrate & methaemoglobin ở trẻ con và thú non ➢ acid dạ dày thấp ➢ hệ vi sinh vật đường ruột có nhiều vi khuẩn khử nitrate ➢ haemoglobin trẻ sơ sinh hay thú sơ sinh dễ bị ô-xy hóa ➢ hệ thống methemoglobin reductase chưa trưởng thành 40
36. Nitrate & nitrite Giới hạn: - Gia súc gia cầm có thể chịu đựng nitrate là 300 ppm nitrite là 100 ppm Tuy nhiên, trong nước uống cho vật nuôi: - nitrate không nên quá 100 ppm - nitrite không quá 10 ppm - Người, nước sinh hoạt: - không chứa quá 10 mg NO3-N/L (hay 40 mg NO3/L) (TCVN) - không được có nitrite; TCVN: ≤ 1 mg NO2-N/L Xử lý: ➢ Dùng phương pháp trau đổi ion, hay chưng cất. ➢ Tuy nhiên những phương pháp này rất tốn kém. ➢ Tốt nhất là loại bỏ nguồn nước bị ô nhiễm, và đào giếng hợp vệ sinh. 41
37. Safe levels of potentially toxic nutrients & contaminants in water for livestocks Element ppm Aluminum 5.00 Arsenic 0.20 Boron 5.00 Cadmium 0.05 Chromium 1.00 Cobalt 1.00 Copper 0.50 Fluorine 2.00 Lead 0.05 Mercury 0.01 Nickel 1.00 Nitrate-Nitrogen 100.00 Nitrite-Nitrogen 10.00 Selenium 0.05 Sulfate 1000.00 Vanadium 0.10 Zinc 25.00 42 North Dakota State University ;Adapted from Shirley et al. (1974)
38. Ô xy hòa tan (DO) Dissolved oxygen - DO - Thay đổi theo nhiệt độ & áp suất nước - Tuỳ thuộc vào các hoạt tính lý, hoá & sinh hoá của nguồn nước - Là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá ô nhiễm nguồn nước & kiểm soát quá trình xử lý nước thải - Nước tinh khiết, ở 1 atm, 35 oC, DO = 14,6 mg O/L - Nước ngầm, nước thải, nước ô nhiễm có DO thấp - Nước có nhiều sinh vật quang hợp, có DO cao 43
39. Nhu cầu ô xy hóa học (COD) Chemical oxygen demand - COD ➢ Lượng chất ô xy hoá (được biểu diễn dưới dạng ô-xy) cần để phản ứng với các chất hữu cơ trong nước ➢ COD dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước & nước thải ➢ Phản ứng ô xy hoá xảy ra cho cả chất vô cơ & hữu cơ KMnO4 K2Cr2O7 44
40. Nhu cầu ô xy hóa học (COD) The basis for the COD test is that nearly all organic compounds can be fully oxidized to carbon dioxide with a strong oxidizing agent under acidic conditions. The amount of oxygen required to oxidize an organic compound to carbon dioxide, ammonia, and water is given by: CnHaObNc + xO2 = nCO2 + yH2O + cNH3 This expression does not include the oxygen demand caused by the oxidation of ammonia into nitrate. The process of ammonia being converted into nitrate is referred to as nitrification. The following is the correct equation for the oxidation of ammonia into nitrate. - + NH3 + 2O2 = NO3 + H3O (Wikipedia) 45
41. Nhu cầu ô xy sinh hóa (BOD) Biological oxygen demand = Biochemical oxygen demand = BOD ➢ Lượng ô xy vi sinh vật sử dụng để ơ xy hĩa các chất trong nước trong 1 khoảng thời gian xác định các chất hữu cơ, các chất vô cơ như sắt &ø lưu huỳnh, có thể các dạng khử của các hợp chất ni tơ (nếu chất ức chế không được thêm vào) , ➢ BOD được dùng rộng rãi trong đánh giá mức độ ô nhiễm nước & nước thải; cũng như đánh giá hiệu quả các công trình xử lý nước thải 46
42. BOD5 Ủ 5 ngày, trong tối, ở 20 oC, pH 6.5-7.5 • BOD can be calculated by: Undiluted: Initial DO - Final DO = BOD Diluted: ((Initial DO - Final DO)- BOD of Seed) x Dilution Factor (Wikipedia) 47
43. COD & BOD Both the BOD & COD tests are a measure of the relative oxygen- depletion effect of a waste contaminant. Both have been widely adopted as a measure of pollution effect. - The BOD test measures the oxygen demand of biodegradable pollutants. - Whereas the COD test measures the oxygen demand of biogradable pollutants plus the oxygen demand of non-biodegradable oxidizable pollutants. (Wikipedia) 48
44. Thuốc diệt côn trùng - Nhiễm vào nước từ các nguồn nước chảy qua vùng dùng thuốc, nước mưa, nước thải, hoặc từ sự rò rỉ các dụng cụ tồn trữ. - Vật nuôi uống nước nhiễm thuốc diệt côn trùng: - nhanh chóng bị phá huỷ &ø loại khỏi cơ thể, - không để lại hậu quả rõ ràng nào - nhưng: có thể bài tiết các chất này vào sữa và thịt - Cá nhạy cảm với thuốc diệt côn trùng hơn gia súc và gia cầm. - Việc kiểm tra các chất này trong nước thường khó khăn &ø tốn kém. Do đó, phòng ngừa sự ô nhiễm là cách giải quyết tốt nhất. Các giếng nước hay hồ chứa cần được bảo vệ tốt tránh ô nhiễm nước chảy tràn. 49
45. TCVN 5944:1995 – Chất lượng nước ngầm No Parameter and Unit Limitation value pollutant 1 pH value 6,5 ¸ 8,5 2 Colour Pt - Co 5 ¸ 50 3 Hardness ( as CaCO3 ) mg/l 300 ¸ 500 4 Total solids mg/l 750 ¸ 1500 5 Arsenic mg/l 0,05 6 Cadmium mg/l 0,01 7 Chloride mg/l 200 ¸ 600 8 Lead mg/l 0,05 9 Chromium (VI) mg/l 0,05 10 Cyanide mg/l 0,01 11 Copper mg/l 1,0 50
46. TCVN 5944:1995 – Chất lượng nước ngầm No Parameter and Unit Limitation value pollutant 11 Copper mg/l 1,0 12 Fluoride mg/l 1,0 13 Zink mg/l 5,0 14 Manganese mg/l 0,1 ¸ 0,5 15 Nitrate mg/l 45 16 Phenol compound mg/l 0,001 17 Iron mg/l 1 ¸ 5 18 Sulphate mg/l 200 ¸ 400 19 Mercury mg/l 0,001 20 Selenium mg/l 0,01 21 Fecal coli MPN/100 ml Not detectable 22 Coliforms MPN/100 ml 3 51
47. Vi sinh vật nước - Hệ vi sinh vật nước rất đa dạng, tuỳ theo nguồn nước - Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hệ vsv nước: hàm lượng muối pH, độ đục, nhiệt độ hàm lượng chất hữu cơ các nguồn nhiễm khuẩn - Vi sinh vật nhiễm vào nước: từ các nguồn đất chảy qua, từ chất thải, từ không khí có thể phát tiển tốt sau khi vào nước có thể chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, ví dụ vk gây bệnh 52
48. Vi sinh vật nước Thành phần vi sinh vật nước ➢ Ña soá laø caùc vi khuẩn dò döôõng C, caàn chaát dinh döôõng höõu cô phaàn lôùn laø vi khuẩn hoaïi sinh phaân huyû xaùc ñoäng thöïc vaät vi khuẩn quang töï döôõng (laáy E töø aùnh saùng) vi khuẩn hoaù töï döôõng (laáy E töø chaát voâ cô: vk nitrate hoaù, vk löu huyønh, vi khuaån Fe) - Vi khuẩn gây bệnh cơ hội & vi khuẩn gây bệnh ➢ Trong nöôùc coøn coù caùc loaïi naám (chuû yeáu laø naám men), hoaïi sinh hay kyù sinh treân caùc ñoäng thöïc vaät nöôùc ➢ Virus ➢ Ký sinh trùng & trứng hay ấu trùng 53
49. Sự tồn tại của vi sinh vật trong nước ➢ Sống tự do hay bám vào các chất rắn (hạt phù sa, lớp nhầy của tảo) ➢ Vi sinh vật tự nhiên trong nước có khả năng: - sử dụng chất dinh dưỡng những nồng độ rất thấp - phát triển được mơi trường cĩ nhiệt độ thấp - chịu được hay sử dụng năng lượng ánh mặt trời cạnh tranh với vi sinh vật nhiễm vào nước (vd, từ chất thải) ➢ Đa số vsv nhiễm vào nước chỉ tồn tại thời gian ngắn trong nước 1 số có thể sống lâu, tuỳ nguồn nước & các điều kiện khác ➢ Các vi sinh vật nhiễm vào nước có thể sống bám trên biofilm trên thành ống nước hay các bề mặt, hay tồn tại trong các động vật nước - ngộ độc thực phẩm hải sản 54
50. Vi khuẩn trong nước ➢ Khoảng 80 giống vi khuẩn không gây bệnh cư trú tự nhiên trong nước ➢ 1 số vk cơ hội có thể gây bệnh, cư trú tự nhiên trong nước: Pseudomonas, Serratia, Acinetobacter, Chromobacter, Achromobacter, Aeromonas, v v ➢ 1 số vk cơ hội cư trú trong đất, xác thực vật bị nước cuốn theo: Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Actinomyces, Streptomyces, v v ➢ vk cơ hội hay gây bệnh được thải từ con người & động vật: từ nước/chất thải sinh hoạt, bệnh viện, trại chăn nuôi, nhà máy chế biến sản phẩm động vật 55
51. - 1 số vk gây bệnh trong nước đáng chú ý là: Salmonella, Shigella, E. coli, Campylobacter jejuni, Vibrio cholerae, Leptospira, Legionella, Yersinia enterocolitica, Aeromonas, Mycobacterium 56
52. Virus trong nước ➢ Virus không phải là cư dân của hệ vsv đường ruột - Được bài tiết từ người & động vật mang bệnh ➢ Số lượng bài tiết thường ít hơn số lượng coliforms vài log - Số lượng virus không tăng bên môi ngoài, mà giảm đi nhanh chóng ➢ Khả năng truyền bệnh virus trong nước (water-borne virus deseases) tuỳ thuộc vào số lượng tối thiểu virus cĩ thể gây bệnh - Đối với nhiều bệnh chỉ 1 số lượng nhỏ virus cũng có thể gây bệnh vd, tỷ lệ người mắc bệnh do uống nước cĩ poliovirus là 1%, trong khi đối với viêm gan siêu vi A là 97% 57
53. *Các nấm gây bệnh: Candida albicans, Trichophyton * Ký sinh trùng, trứng & ấu trùng * Protozoa: Giardia & Cryptosporidium, gây bệnh cho cả người và động vật 58
54. Vi sinh vật chỉ danh ô nhiễm nước VSV chỉ danh ô nhiễm nước là những vsv: - cư trú trong ruột động vật máu nóng & người - trong điều kiện bình thường không gây bệnh - dễ phát hiện - phải hiện diện & có số lượng cao hơn số lượng vsv gây bệnh nếu có Các vsv chỉ danh ô nhiễm nước thơng thường: ➢ Nhóm coliforms (tổng số coliforms, fecal coliforms & Escherichia coli) ➢ Fecal streptococci / enterococci ➢ Clostridium perfringens ➢ Aeromonas ➢ Pseudomonas 59
55. ➢ Không 1 chỉ tiêu vsv chỉ danh nào có thể bảo đảm chất lượng nguồn nước - Các vsv gây bệnh Aeromonas, Pseudomona, Plesiomonas, Yersenia, Vibrio, Legionella & Mycobacterium không liên quan với các chỉ số coliforms - Các chỉ tiêu vsv chỉ danh không liên quan tới virus & ký sinh trùng trong các nguồn nước nước ngầm, nước vùng cửa sông hay nước biển ➢ Sự chọn lựa chỉ tiêu vsv chỉ danh kiểm tra tuỳ thuộc vào mối liên quan giữa chỉ tiêu này với vsv gây bệnh nghi ngờ. ❖ Tuy nhiên các chỉ tiêu vi khuẩn chỉ danh trong phân & E. coli rất hữu dụng vì hiếm khi phân lập được vk gây bệnh trong nguồn nước không bị nhiễm phân 60
56. Một số chỉ tiêu khác cũng được kết hợp để đánh giá khả năng & mức độ ô nhiễm vsv gây bệnh, như: - Tổng số vk dị dưỡng (heterotrophic plate count): (Tổng số vk hiếu khí) - Các chỉ tiêu vật lý hoá học: nhiệt độ, độ đục, pH, ô xy hoà tan, BOD & COD, ammonia, độ mặn 61
57. Water contaminants - Microorganisms Sources of Contaminant in Contaminant Potential Health Effects from Ingestion of Water Drinking Water Cryptosporidium GI illness (e.g., diarrhea, vomiting, cramps) Human & fecal animal waste Giardia lamblia GI illness (e.g., diarrhea, vomiting, cramps) Human & animal fecal waste Heterotrophic plate HPC has no health effects, to measure the variety of HPC measures a range of bacteria count bacteria that are common in water. The lower the that are naturally present in concentration of bacteria, the better maintained the environment the water system is. Legionella Legionnaire's Disease, a type of pneumonia Found naturally in water; multiplies in heating systems Coliforms Not a health threat in itself; to indicate whether other fecal coliforms & E. coli only come potentially harmful bacteria may be present5 from human & animal fecal waste Turbidity to indicate water quality and filtration effectiveness. Soil runoff Higher turbidity levels are often associated with higher levels of disease-causing microorganisms Viruses (enteric) GI illness (e.g., diarrhea, vomiting, cramps) Human & animal fecal waste 62
58. Coliforms Gồm 1 vài giống trực khuẩn đường ruột (thuộc họ Enterobacteriaceae) - Gram âm, yếm khí tuỳ nghi, không bào tử, - Lên men đường lactose sinh acid & sinh khí ở 35-37 oC trong 24-48 giờ. - Coliforms gồm các giống: – Citrobacter - Enterobacter – Escherichia - Hafnia – Klebsiella - Serratia – Yersinia Environmental Agency; UK, 2002 63
59. Coliforms ➢ Fecal coliforms (CF): - cư trú trong ruột người & động vật máu nóng, - phát triển tốt & lên men lactose sinh acid & sinh khí ở 45.5 oC ➢ Non-fecal coliforms: - hoại sinh trong đất & nước, - ưa lạnh, không phát triển & khơng lên men lactose sinh acid & sinh khí ở 45.5 oC 64
60. Xác định tổng số coliforms - Màng lọc (filter membrane): pore size 0.45 um 65
61. ses/env108/lesson9.htm 67
62. Pha loãng tới hạn (MPN) ❑ Tổng số coliforms - Pha loãng (10, 100, 1000, ) với NaCl 0.085 % hay PBS pH 7.2 Nước sạch: không pha loãng - Lauryl tryptose broth (hay lactose broth) ủ, 35-37 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) - BGBB (brilliant green bile lactose broth) ủ, 35-37 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) 72
63. ❑ Tổng số fecal coliforms - EC (Enrichment coli broth) ủ, 44,5 oC, 24 – 48 giờ - dương tính: môi trường đục & có khí (trong ống sinh hơi) ❑ Tổng số E. coli - EMB (eosin methylene blue) ủ, 35-37 oC, 24 giờ - dương tính: khuẩn lạc tím đen có (hay không có) ánh kim - Thử IMViC - dương tính: Indol ±; MR +; VP -; SC - 73
64. MPN – Most probable numbers 74
65. Fecal streptococci/ enterococci Gồm 1 số loài Streptococcus, thuộc nhóm D phân loại Landcefield’s: S. feacalis S. faecalis subsp. liquefaciens, S. faecalis subsp. Zymogenes S. faecium S. avium S. bovis S. equinus S. gallinarum; S. avium đôi khi cho phản ứng dương tính với kháng huyết thanh nhóm Q ➢ Cư trú trong ruột người & động vật máu nóng ➢ 1 loài nào đó thường chiếm ưu thế trong một loài vật chủ nhất định (Tuy nhiên, chúng không phải chỉ hiện diện trong 1 loài vật chủ duy nhất) 76
66. Fecal enterococci - Thuộc nhóm FS, gồm S. faecalis, S. faecium, S. gallinarum, & S. avium - Phân biệt với những streptococci khác: phát triển ở 6.5% NaCl, pH 9.6, ở 10 oC & 45 oC - Là nhóm chỉ danh quan trọng nhất cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nước hồ bơi, bãi tắm hay các khu giải trí nước 77