Vai trò của ORP và biện pháp kiểm soát

ORP là gì?

ORP (Oxygen Reduction Potential) là khả năng khử các chất ôxy hóa của một chất, hay còn gọi là chỉ số đo lường mức độ ôxy hóa, nghĩa là sự cho đi hoặc tăng điện tử cho những chất bị ôxy hóa. Trên thực tế, vật chất xung quanh và trong cơ thể con người liên tục xảy ra sự trao đổi electron. Để đạt được sự cân bằng, những chất không có hoặc thiếu điện tử sẽ tìm mọi cách để có electron, các chất này được gọi là chất ôxy hóa. Ngược lại, các chất dư điện tử, có thể cho electron của chúng cho những chất khác gọi là chất khử hay các chất chống ôxy hóa. Như vậy, chỉ số ORP dương cho biết hợp chất là chất ôxy hóa, chỉ số ORP dương càng cao thì mức độ ôxy hóa càng lớn. Chỉ số ORP âm cho biết hợp chất là chất khử, chỉ số ORP âm càng thấp thì mức độ chống ôxy hóa càng lớn. Cùng với pH, ORP là một trong hai chỉ số song hành để xác định chất lượng nước.

Vai trò

Sử dụng ORP để đánh giá chất lượng môi trường đã được áp dụng trong NTTS. ORP có thể được dùng để biểu thị mức độ của điều kiện kỵ khí trong bùn đáy ao. Nó phụ thuộc vào tất cả chất ôxy hóa và khử hiện diện trong hệ thống. Trong nước, ORP liên quan chặt chẽ với nhiệt độ, pH, độ mặn, hàm lượng ôxy và các chất ôxy hóa hòa tan như ozone. ORP có thể ảnh hưởng đến những biến đổi vật chất do vi khuẩn ưu thế, sản sinh các độc tố và tính hòa tan của chất khoáng, cũng như chất lượng nước trong lớp nước tiếp xúc với bùn đáy, là nơi tôm sống trong ao. Wiyoto và ctv. (2016) đã tiến hành thí nghiệm về ảnh hưởng của ORP và mật độ đến TTCT. Kết quả cho thấy, ORP ở mức -206 mV đã làm giảm tăng trưởng, tỷ lệ sống và năng suất, và làm tăng hệ số thức ăn của tôm so với các mức -65 và -108 mV. Ngoài ra, ở mức này cũng làm giảm sự đề kháng của tôm với virus đốm trắng (WSSV), đặc biệt ở mật độ cao.

ORP được đo bằng millivolts (mV) và dao động từ -2.000 đến +2.000 mV. ORP phản ánh độ sạch của nước và khả năng phân giải các chất ô nhiễm trong ao, đặc biệt đáy ao. Nó cũng phản ánh gián tiếp hàm lượng ôxy hòa tan. ORP có giá trị âm phản ánh ao nuôi ở điều kiện bị yếm khí (thích hợp cho quá trình lên men kị khí), ORP giá trị dương phản ánh ao nuôi có điều kiện hiếu khí. ORP có giá trị âm và điều kiện yếm khí sẽ kích thích sự phát triển của tảo lam, gây độc cho ao tôm. Ngoài ra, khi yếm khí sẽ kích thích các vi khuẩn Vibrio khử sulfate (DesulfoVibrio) phát triển để ôxy hóa vật chất hữu cơ và sản sinh khí H2S. Ao nuôi ở điều kiện ôxy hóa sẽ có ORP mang giá trị dương và nước sử dụng trong NTTS cần có giá trị ORP trong khoảng +150 đến +250 mV. Ở khoảng ORP từ +100 đến + 350 mV là khoảng thích hợp cho hoạt động của các vi khuẩn nitrate hóa (Nitrosomonas sp. và Nitrobacter sp.) và các vi khuẩn dị dưỡng có lợi, thúc đẩy quá trình phân giải hiếu khí các hợp chất hữu cơ tốt hơn, làm cho chất lượng nước ao nuôi tốt hơn và đáy ao sạch hơn.

Kiểm soát

Để kiếm soát ORP, ở giai đoạn cải tạo ao, cần loại bỏ sạch bùn đáy ao có màu xám đậm hay đen. Đồng thời, cần phơi khô và bón vôi đáy ao giữa các vụ nuôi là biện pháp hữu hiệu để ôxy hóa bất kỳ vật chất hữu cơ có thể phân hủy cao từ vụ nuôi trước. Hoạt động này làm giảm số lượng vật chất hữu cơ dễ phân hủy xuất hiện ở đầu vụ nuôi mới.

Ngoài ra, cần sử dụng ao lót bạt, định kỳ loại bỏ chất thải ở nền đáy. Bên cạnh đó, cần bổ sung sục khí đáy sẽ giúp duy trì chất lượng của điều kiện môi trường ao nuôi.

Thường xuyên theo dõi chỉ tiêu ORP trong nước bằng máy đo ORP là biện pháp được các chuyên gia khuyến cao, đặc biệt ở cuối vụ nuôi. Hiện trên thị trường có nhiều máy hoặc bút đo chuyên dụng ORP hay người nuôi cũng có thề tham khảo một số máy đo pH cũng có chức năng đo ORP.

Đặc biệt, trong quá trình nuôi, để kiểm soát ORP bằng cách gia tăng hàm lượng ôxy hòa tan cần sử dụng thiết bị tạo ôxy hòa tan trong nước, sản phẩm ôxy hóa khử chất hữu cơ (khoáng, chlorine hoạt tính ở nồng độ thấp…). Bổ sung các sản phẩm phân bón chứa nitrate và silic kích thích tảo khuê phát triển (Nitrate – NO3 và Silicate – SiO2), và kiểm soát sinh học đáy ao. Sự có mặt của phân bón chứa NO3 trong ao nuôi sẽ ngăn ngừa việc giảm khả năng khử và tăng khả năng ôxy hóa cũng như ngăn ngừa sự thành lập sulfides (Avnimelech, 2012).

Trần Tiến