Series “Nước mặn” cho người mới bắt đầu (tập 4): Vi lượng

Bổ sung dung dịch vi lượng

Đây là vấn đề phổ biến nhất, gây tranh cãi nhiều nhất, và làm đau đầu cả người chơi lẫn giới khoa học sinh vật biển.

Dung dịch vi lượng hoặc các hệ thống dosing balling, all for reef, ABCD… thường được gọi chung là bổ sung vi lượng. Tác dụng thường được nhắc đến của nhóm này là hỗ trợ hoạt động sinh học, thậm chí duy trì sự sống, hoặc nhẹ nhàng hơn là làm tăng màu cho san hô. Về mặt khoa học, vi lượng tham gia xúc tác các phản ứng sinh hóa, tham gia vào quá trình chuyển đổi chất và tạo nên những enzyme quan trọng. Khoa học chứng minh rằng vi lượng là yếu tố bắt buộc đối với các loài sinh vật và sinh vật biển không ngoại lệ. Tuy nhiên, vấn đề ở đây, bao nhiêu vi lượng? vi lượng nào và bổ sung như thế nào? Liệu có cần thiết bổ sung gì ngoài thay nước? Trước hết hãy cùng chúng tôi tham khảo một hệ thống hồ vô cùng nổi tiếng, thành công và trưởng thành 10+ năm

Rất đẹp phải không? Đây là hệ thống hồ đã phát triển hơn 10 năm và, KHÔNG châm vi lượng.

Định nghĩa

Vi lượng ở linh vực biển được định nghĩa là những nguyên tố tồn tại tự nhiên ở nồng độ cực thấp dưới 50 nanomol ~ dưới 0.001ppm.

Nguyên tố vi lượng là một trong những lĩnh vực phức tạp nhất trong hóa học nước biển, không chỉ đối với những người chơi san hô mà cả các nhà nghiên cứu san hô cũng gặp khó khăn. Điều này bởi vì đo lường các nguyên tố này ở nồng độ rất thấp là một thách thức, đồng thời chúng thường kết hợp với các hợp chất hữu cơ, khiến khả năng sinh học của chúng phụ thuộc không chỉ vào nồng độ mà còn vào cách chúng liên kết với các phân tử hữu cơ. Ví dụ, Đồng (Cu-copper) thường gây độc ở nồng độ cao đối với san hô, tuy nhiên, đó là đồng vô cơ, các hợp chất đồng hữu cơ – chelated chưa chắc đã có hại mặc dù nồng độ là như nhau. Hoặc như sắt, được hấp thu bới các loài rêu tảo, không phải là các loại sắt vô cơ, bạn không thể bổ sung cây đinh sắt cho hồ và hy vọng chúng hấp thu được, các loại sắt được sủ dụng bởi thực vật phải là các chelate hữu cơ và còn tùy vào môi trường pH nước hòa tan (Fe-EDTA, Fe-EDDHA, Fe-Gluconate)…

Một quan niệm sai lầm

Đối với người chơi san hô, việc hiểu rõ khái niệm “nguyên tố vi lượng” cũng là một thách thức. Thuật ngữ này thường được sử dụng một cách tùy tiện bởi các nhà sản xuất và người chơi san hô. Nguyên tố vi lượng thường có mặt ở nồng độ rất thấp, thường dưới 50 nanomol; tương đương với 1-10 phần tỷ, tuỳ thuộc vào khối lượng của ion. Trong nước biển, hầu hết các nguyên tố vi lượng là các kim loại, và một số trong số chúng có thể cần thiết cho sự phát triển của san hô. Tuy nhiên, rất nhiều nguyên tố nhóm này cũng có thể gây độc ở nồng độ cao hơn so với mức tự nhiên, ví dụ như đồng. Để hiểu rõ hơn về vai trò của các nguyên tố vi lượng trong hồ san hô, cần tiến hành các nghiên cứu và thử nghiệm chi tiết. Sự liên kết giữa các nguyên tố này với sự phát triển của san hô và hệ sinh thái nước biển vẫn còn nhiều điều chưa được hiểu rõ.

Dosing vi lượng là không cần thiết

Hãy để chúng tôi giải thích, chúng tôi sẽ chứng minh tại sao dosing vi lượng là không cần thiết và có thể phản tác dụng. Dựa trên 2 tinh thần mà chúng tôi đã đề cập:

• Thay nước 10% là đủ

• Play it safe

Để cụ thể hóa, chúng tôi sẽ chọn ra 1 sản phẩm bổ sung vi lượng được tin dùng rất nhiều ở Việt Nam: Tropic Marin All For Reef, kèm với muối của chính hãng này: Tropic Marin Pro. Chúng tôi chọn sản phẩm để phản biện là Tropic Marin không phải vì lý do hãng này tốt hơn hãng kia, hay mục đích khen hay chê, chỉ là vì tính phổ biến của sản phẩm bổ sung và thành phần cố định của công thức hóa học pha muối. Do Tropic Marin Pro là sản phẩm muối hóa học, công thức cố định (không bị thay đổi thành phần thường xuyên như muối tổng hợp từ tự nhiên, như Red Sea) nên những nghiên cứu nồng độ sẽ giữ được độ chính xác. Và bản thân FitReef cũng sử dụng rất nhiều và rất chuộng sản phẩm của Tropic Marin.

All For Reef (Tropic Marin) với thành phần được ghi trên website hãng:

Ingredients: organic calcium salts, salts of magnesium, strontium and trace elements (barium, boron, bromine, chrome, iron, fluorine, iodine, cobalt, copper, lithium, manganese, molybdenum, nickel, selenium, strontium, vanadium and zinc)

Trước tiên có thể khẳng định đây là dung dịch bổ sung Ca-kH cân bằng rất tiện dụng và hiệu quả. Tuy nhiên, chúng ta chỉ chú ý đến phần trong dầu ngoặc () – trace elements – nguyên tố vi lượng.

Hầu hết, đều KHÔNG phải nguyên tố vi lượng. Boron, Bromide-Fluorine đều là các đa lượng. Boron tồn tại ở dạng anion (BO3) với nồng độ trong nước biển tự nhiên với nồng độ 0.42mmol/kg, quy đổi tương đương 25.53ppm. Bromide thuộc nhóm halogen tồn tại dưới dạng anion (Br-), có nồng độ trong nước biển tự nhiên vào khoảng trung bình 65ppm. Bromide tham gia nhiều vào cấu trúc sinh vật, đặc biệt là cơ chế tự vệ của các loài sinh vật biển, thường được tiết ra dưới dạng các hợp chất tự vệ hoặc đánh dấu lãnh thổ. Tuy nhiên cân bằng của các loài sinh vật biển là tạo ra bromide thay vì tiêu thụ. Nhiều reefer thường báo cáo nồng độ Br- cao hơn hẳn mức độ thường gặp ở nước biển tự nhiên. Và việc thiếu hụt Br- thường được báo cáo là do ít có sự xung đột của các loài san hô trong bể thay vì gây ra tác hại nào. Br- thường có nhiều trong các loại rêu tảo và có thể được đưa vào hồ thông qua thức ăn cá. BO3 thường có mặt trong nước biển với chức năng duy nhất được ghi nhận là chất đệm pH (pH buffer), có tác dụng tương tự như kH. Do đó việc bổ sung các nguyên tố này thường không mang lại tác dụng nào. Nếu bạn thật sự có ý định bổ sung (được khuyến nghị bởi ICP test), một liều bổ sung duy nhất đơn lẻ hoặc thay nước có nồng độ chất cao hơn được khuyên thực hiện thay vì châm cả dung dịch vi lượng, làm các chất khác bị kéo nồng độ lên rất cao. Ngoài ra bạn không thể tính liều dose vì không có thành phần cụ thể.

Lithium, Iod, Strotium, Barium cũng không phải vi lượng: Strontium thường có nồng độ 8ppm trong nước biển tự nhiên và range ok trong hồ cá biển 5-15ppm; barium là 37ppm trong nước biển tự nhiên. Chúng tôi đã phân tích về strotium ở phần trước và barium cũng có công dụng (hoặc không có công dụng) tương tự như strontium. 2 nguyên tố này được tìm thấy trong thành phần các sinh vật biển. Nhưng thật sự đóng góp của chúng vào quá trình phát triển không rõ rệt, hoặc chỉ là tạp chất trong bộ khung calcium. Chưa kể, thành phần barium trong muối Tropic Pro là 0.32 mmol/kg so với 0.04mmol/kg nước biển. Có nghĩa, thay nước 10% sẽ khiến nồng độ Barium trong bể tăng từ 0->~0.032mmol/kg gần tương tự nồng độ tự nhiên. Vậy tại sao phải dosing? Đối với iod chúng tôi đã phân tích ở tập trước, và bạn chắc chắn sẽ muốn dose liều lẻ cho iod thay vì dùng dung dịch tất cả các loại vi lượng để bổ sung iod. Lithium có nồng độ trong nước biển cao gấp đôi calcium và với đặc tính hóa học tương tự sodium. Lithium trong nước biển hiện nay chưa tìm được bất cứ tác dụng nào, có thể chỉ là một tạp chất cùng nhóm của sodium (natri), do đó việc kiểm soát nồng độ được bỏ qua, do đó việc châm bổ sung là không cần thiết.

Chúng tôi không chỉ nhấn mạnh việc định nghĩa sai, còn nhấn mạnh cả công dụng và liều dose của từng chất kể trên, và chỉ ra việc dosing là không cần thiết hoặc không nên bổ sung bằng dung dịch vi lượng. Sau khi loại bỏ, phần còn lại thực sự là những vi lượng đúng với định nghĩa: chrome, iron, cobalt, copper, molybdenum, nickel, selenium, vanadium and zinc. Một phân tích thành phần thú vị giữa các loại muối pha và tổng nồng độ trung bình tự nhiên của nước biển dẫn đến 1 kết quả vi lượng rất đáng chú ý

Nồng độ đơn vị là umol/kg, kết quả nghiên cứu được công bố bởi đại học Hawaii SeaGrant Program, số nghiên cứu NOAA, NA36RG0507 R/EL-1

Thống kê trên cho thấy, 10% thay nước có thể lập tức mang các vi lượng về với mức mong muốn. Khả năng bổ sung này sở dĩ vượt qua nồng độ trong nước biển vì chưa trải qua quá trình chelate hóa – tạo phức, hoặc bonding vào bề mặt vật liệu. Tuy nhiên, điều này cho thấy khả năng bổ sung vi lượng bởi các muối nhân tạo thậm chí còn tốt hơn các sản phẩm bổ sung với cùng cơ chế (bổ sung ion vô cơ chưa qua chelate hoặc phức hóa).

Các bạn có thể tìm nghiên cứu trên để tham khảo thêm. 

Nếu kết quả ICP thiếu vi lượng?

Đơn giản, hãy bổ sung bằng đúng vi lượng mà bạn thiếu. Hãy dosing riêng lẻ một hoặc vài nguyên tố thiếu. Nhà cung cấp duy nhất có thể cung cấp riêng lẻ các vi lượng thiếu là Triton lab. Chắc chắn bạn không muốn dosing “dung dịch tăng màu”, “hỗn hợp vi lượng” chỉ vì duy nhất 1 vi lượng thiếu phải không? Điều đó chẳng khác nào chơi cờ mà tất cả các quân cờ bị trói vào nhau. 

Hiện tại trên thị trường chỉ có bộ vi lượng của triton là chia lẻ từng chất, phù hợp cho những ai test ICP và châm vi lượng.

Kết luận

Đây là vấn đề gây ra rất nhiều tranh cãi. Chúng tôi khuyến khích chế độ thay nước định kỳ có thể đáp ứng nhu cầu của hầu hết người chơi về vi lượng. Với những dẫn chứng ở trên, chúng tôi hy vọng sẽ giải đáp cho các bạn về vấn đề vi lượng. Đối với các reefer chuyên nghiệp có thực hiện đo ICP-MS/OES, phương pháp bổ sung riêng lẻ duy nhất loại vi lượng thiếu của Triton sẽ hợp lý hơn các dung dịch vi lượng với liều lượng không rõ ràng và chứa rất nhiều chất khác nhau. Với chúng ta, những người chơi cơ bản có thể đạt được thành tựu rất cao như hồ mẫu ở đầu bài mà vẫn không cần ngó ngàng đến vi lượng và test tốn kém như ICP.

Happy Reefing!