Tài liệu Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi tại thành phố thái nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh

  • Số trang: 101 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 83 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------------------------ NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG Tên đề tài: Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thế Hựng TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ THÁI NGUYấN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cảm ơn Trong quá trình học tập tại khoa Sau Đại học, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tôi đã được các thầy cô giáo truyền đạt những kiến thức cơ bản nhất để có thể đem những kiến thức đã được học ở trường góp một phần công sức của mình vào xây dựng đất nước. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học và dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng và TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ đã cho phép, tạo điều kiện, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành bản khoá luận này. Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học, PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng và TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bản khoá luận. Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo các cơ quan phối hợp: Viện Khoa học Sự Sống - Đại học Thái Nguyên, Chi cục môi trường - Sở TN&MT tỉnh Thái Nguyên, Trung tâm Kkhí tượng thuỷ văn Thành phố Thái Nguyên, Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Thái Nguyên, Tổng cục Thống kê tỉnh Thái Nguyên đã phối hợp thực hiện, tạo điều kiện, giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quí thầy cô và các bạn học viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên ngày 08 tháng 9 năm 2011 Học viên Nguyễn Thị Hồng Nhung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT 1 BOD5 Nhu cầu ôxi sinh hoá 2 COD Nhu cầu ôxi hoá học 3 ĐHNLTN Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 4 TN&MT Tài nguyên và Môi trường 5 TVTS Thực vật thủy sinh 6 TTTHTN Trung tâm thực hành thực nghiệm 7 TT Trang trại 8 TCCP Tiêu chuẩn cho phép 9 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 10 TSS Tổng chất rắn lơ lửng 11 BVMT Bảo vệ môi trường 12 TPTN Thành phố Thái Nguyên 13 UBND Uỷ ban nhân dân 14 ÔNMT Ô nhiễm môi trường 15 NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 16 VSV Vi sinh vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Các thông số đánh giá chất lượng nước thải...............................................5 Bảng 2.2. Số trang trại phân theo địa phương .............................................................7 Bảng 2.3. Giá trị sản xuất nông nghiệp theo giá thực tế phân theo ngành hoạt động ......8 Bảng 2.4. Số lượng gia súc, gia cầm của Việt Nam....................................................9 Bảng 2.5. Qui mô chăn nuôi lợn nái của Việt Nam năm 2003 .................................11 Bảng 2.6. Qui mô chăn nuôi lợn thịt của Việt Nam năm 2003 .................................12 Bảng 2.7. Tổng số lượng lợn qua các năm ................................................................13 Bảng 2.8. Số trang trại phân theo huyện, thành phố, thị xã, tỉnh Thái Nguyên .......14 Bảng 2.9. Số lượng thịt lợn hơi xuất chuồng phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Thái Nguyên .......................................................................................18 Bảng 2.10. Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu ........................................................20 Bảng 2.11. Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lí .....................20 Bảng 3.1. Các phương pháp bảo quản mẫu trước khi đem phân tích .......................46 Bảng 3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hoá học trong nước thải ...................46 Bảng 4.1. Nhiệt độ và độ ẩm trung bình tháng trong năm 2010 tại thành phố Thái Nguyên ..............................................................................................50 Bảng 4.2. Số lượng lợn phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Thái Nguyên .................59 Bảng 4.3. Số trang trại chăn nuôi phân theo đầu lợn tại thành phố Thái Nguyên ...61 Bảng 4.4. Số trang trại và số lượng lợn phân theo phường/ xã tại thành phố Thái Nguyên năm 2010 .............................................................................62 Bảng 4.5. Tình hình ứng dụng các phương pháp xử lí chất thải tại các trang trại ở thành phố Thái Nguyên năm 2010 .........................................................64 Bảng 4.6. Thực trạng môi trường và xử lí nước thải tại các trang trại chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên năm 2011 .......................................................66 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 4.7. Qui mô một số trang trại chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên năm 2010 ...................................................................................................67 Bảng 4.8. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu nước thải tại một số trang trại ở thành phố Thái Nguyên năm 2010 ............................................................70 Bảng 4.9. Sinh trưởng của thực vật thủy sinh trong thí nghiệm ...............................72 Bảng 4.10. Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí bằng thực vật thuỷ sinh ..............................................................................................74 Bảng 4.11. Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng thực vật thuỷ sinh ..............................................................................................77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học ......................25 Hình 4.1. Biểu đồ tỉ lệ số đầu lợn qua các năm của thành phố Thái Nguyên so với các huyện .............................................................................................60 Hình 4.2. Biểu đồ số trang trại chăn nuôi phân theo số đầu lợn tại thành phố Thái Nguyên ..............................................................................................61 Hình 4.3. Biểu đồ tỉ lệ số lượng trang trại lợn phân theo phường, xã tại thành phố Thái Nguyên năm 2010 ......................................................................63 Hình 4.4. Biểu đồ tỷ lệ ứng dụng các phương pháp xử lí chất thải tại các trang trại ở thành phố Thái Nguyên năm 2010 ...................................................65 Hình 4.5. Hàm lượng P tổng số trong nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí bằng thực vật thuỷ sinh ......................................................................................76 Hình 4.6. Hàm lượng N tổng số trong nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí bằng thực vật thủy sinh..............................................................................76 Hình 4.7. Hàm lượng N tổng số của nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng thực vật thủy sinh ......................................................................................79 Hình 4.8. Hàm lượng Coliform trong nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng thực vật thủy sinh ......................................................................................79 Hình 4.9. Mô hình đề xuất ứng dụng sử dụng thực vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải chăn nuôi lợn ......................................................................................81 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang PHẦN 1: MỞ ĐẦU....................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................3 1.3. Yêu cầu của đề tài .............................................................................................3 1.4. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................4 2.1. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại ...........................................................4 2.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại ...................4 2.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi.......4 2.1.3. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi .........................................5 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước ..................................................................6 2.2.1. Tình hình ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi tại Việt Nam ..............6 2.2.2. Tình hình ô nhiễm môi trường trong các trại chăn nuôi tỉnh Thái Nguyên ......13 2.3. Các loài thực vật thuỷ sinh chính ...................................................................19 2.3.1. Bèo tây .....................................................................................................21 2.3.2. Bèo cái ......................................................................................................21 2.3.3. Rau ngổ ....................................................................................................22 2.3.4. Rau muống ...............................................................................................23 2.4. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về xử lý nước thải chăn nuôi ...........23 2.4.1. Các nước trên thế giới ..............................................................................24 2.4.2. Ở Việt Nam ..............................................................................................25 2.4.3. Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn .....................................26 2.5. Khả năng và cơ chế xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ............33 2.6. Một số nghiên cứu sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lí nước thải .............36 2.7. Cơ sở pháp lý có liên quan .............................................................................41 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......43 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................43 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................43 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................43 3.1.3. Địa điểm thực hiện của đề tài ...................................................................43 3.1.4. Thời gian tiến hành ..................................................................................43 3.2. Nội dung .........................................................................................................43 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Thái Nguyên .....43 3.2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm trong nước thải của một số trang trại chăn nuôi khu vực Thành phố Thái Nguyên ...........................................43 3.2.3. Nghiên cứu phương pháp xử lí ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh .....................................................................................43 3.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................44 3.3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm trong nước thải của một số trang trại chăn nuôi khu vực Thành phố Thái Nguyên ...........................................44 3.3.2. Nghiên cứu phương pháp xử lí ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh .....................................................................................44 3.3.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ..........................................................45 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.....................................................................47 4.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Thái Nguyên ............47 4.1.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................47 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .........................................................................52 4.2. Thực trạng xử lí nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại thành phố Thái Nguyên ...59 4.2.1. Thực trạng chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên .............................59 4.2.2. Thực trạng xử lí nước thải chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên .....63 4.2.3. Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn của một số trang trại tại thành phố Thái Nguyên ...........................................................................65 4.3. Nghiên cứu khả năng xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ...........72 4.3.1. Khả năng sinh trưởng của thực vật thủy sinh trong nước thải chăn nuôi .....72 4.3.2. Khả năng xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh...................73 4.3.3. Những thuận lợi và khó khăn khi xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh .............................................................................................80 4.3.4. Đề xuất giải pháp áp dụng vào thực tiễn ..................................................81 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................82 5.1. Kết luận ...........................................................................................................82 5.2. Kiến nghị ........................................................................................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................84 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống con người và các sinh vật trên trái đất. Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như của các tổ chức chính phủ và phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Hiện nay tại Việt Nam tình trạng ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, khi người dân đô thị phải đối mặt với tình trạng tồn ứ rác thải sinh hoạt, công nghiệp, ô nhiễm nước thải, ô nhiễm không khí do khói bụi,….thì người dân ở khu vực nông thôn lại phải sống chung với tình trạng ô nhiễm môi trường do thuốc trừ sâu, hoá chất bảo vệ thực vật, rác thải nông nghiệp… Ngành Nông nghiệp, trong đó có ngành chăn nuôi, chủ yếu là gia súc, gia cầm đã và đang thải ra môi trường một lượng lớn nước thải. Năm 2008 cả nước có tổng 120.699 trang trại, đến năm 2009 đã tăng lên 135.437 trang trại. Nguồn nước thải chăn nuôi là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây ô nhiễm các tầng nước mặt, nước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc. Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho con người và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,… nếu không xử lý kịp thời. Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo ra bởi hoạt động của vi sinh vật như NH3, CO2, CH4, H2S, . . . Các loại khí này có thể gây nhiễm độc không khí. Chất ô nhiễm trong nước thải chủ yếu là nitrat (NO3-) và photphoris (PO4-) các chất này trong nước thải chăn nuôi thường ở dạng hoà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 tan nên rất khó tách chúng khỏi nước thải. Các chỉ số đại diện chất hữu cơ như BOD, COD, các chỉ số Ecoli, Coliform trong nước thải chăn nuôi đa số đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần làm ảnh hưởng đến đời sống con người và hệ sinh thái. Chính vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các trại chăn nuôi lợn là một hoạt động hết sức cần thiết. Tỉnh Thái Nguyên đã và đang có sự phát triển vượt bậc trong sản xuất, giáo dục, kinh tế và văn hoá xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh quá trình phát triển kinh tế, tỉnh Thái Nguyên cũng là nơi tập trung rất nhiều trang trại chăn nuôi có qui mô lớn. Vì thế lượng nước thải thải ra cũng rất lớn gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm đất…. Để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trường từ nước thải chăn nuôi, một số giải pháp được đưa ra như xây dựng hầm khí sinh học bioga….Tuy nhiên phương pháp này khá tốn kém đối với những hộ gia đình chưa có điều kiện về mặt kinh tế, đồng thời sẽ là nguy hiểm với những hộ gia đình chưa có những hiểu biết đầy đủ về qui trình sử dụng hầm bioga. Ở một số nước phát triển, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các phương pháp hiếu khí, kị khí và sử dụng thực vật thủy sinh. Ưu thế của việc xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học là đơn giản, tiết kiệm, tận dụng được nguồn sinh vật sẵn có trong môi trường và hạn chế đến mức tối đa các ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường trong quá trình xử lí. Đã từ lâu, thực vật thủy sinh đã rất quen thuộc với nhân dân ta vì chúng được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi cũng như làm phân bón. Từ những năm 1970, điển hình là bèo tây và bèo cái đã được một số nước trên thế giới nghiên cứu sử dụng cho quá trình xử lí nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp và đã mang lại những kết quả khả quan. Trong hệ thống này, vai trò của thực vật thủy sinh không chỉ tham gia làm giảm thiểu ô nhiễm hữu cơ mà còn giữ vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nitơ và phôtpho trong nước thải mà các phương pháp khác khó thực hiện được hoặc rất tốn kém. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Để đánh giá vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lí nước thải chăn nuôi cũng như khả năng sử dụng các loài thực vật thủy sinh trong thực tiễn như một giải pháp thân thiện với môi trường, được sự đồng ý của Ban giám hiệu Nhà trường, Khoa Sau Đại học, Đại học Thái Nguyên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh”. 1.2. Mục tiêu của đề tài - Điều tra, đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nước thải chăn nuôi lợn ở một số trang trại chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên. - Nghiên cứu, xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng thực vật thuỷ sinh. 1.3. Yêu cầu của đề tài - Nắm chắc quy chuẩn Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp. - Nắm chắc QCVN 01 - 15:2010/BNNPTNT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia điều kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học. - Nắm chắc phương pháp điều tra, phỏng vấn, đánh giá, tổng hợp số liệu. - Nắm chắc phương pháp lấy mẫu nước thải. - Nắm chắc qui trình làm thí nghiệm với các loại thực vật thuỷ sinh. - Đề xuất phương án giảm thiểu. 1.4. Ý nghĩa của đề tài Qua khảo sát, tìm hiểu thực tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm ở các trại chăn nuôi, những khó khăn, thách thức mà các trang trại chăn nuôi đang gặp phải với những vấn đề xử lí nước thải cũng như xử lí ô nhiễm môi trường. Từ đó có thể đánh giá được hiện trạng môi trường ở các trang trại chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và nghiên cứu biện pháp xử lí bằng thực vật thuỷ sinh cho nước thải chăn nuôi nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lí, đồng thời làm giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước thải trong hoạt động chăn nuôi. Nhằm mục tiêu đưa nghành chăn nuôi của nước ta phát triển một cách bền vững. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại 2.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại là sự thay đổi bất lợi môi trường không khí, môi trường đất và môi trường nước hoàn toàn hay đại bộ phận do hoạt động chăn nuôi, các hoạt động nuôi trồng thuỷ sản của con người tạo nên. Những hoạt động này gây tác động trực tiếp hay gián tiếp đến sự thay đổi về mặt năng lượng, mức độ bức xạ, về thành phần hoá học, tính chất vật lí,.....Những thay đổi đó do tác động có hại đến con người và sinh vật trên trái đất (Nguyễn Thiện, Trần Đình Miện, 2001) [21]. 2.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi - Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi chủ yếu được gây ra do nước thải trong khi rửa chuồng, nước tiểu lợn, ô nhiễm chất thải rắn là do phân, thức ăn thừa của lợn vương vãi ra nền chuồng mà không được thu gom kịp thời. Các chất này đều là những chất dễ phân huỷ sinh học: Carbonhydrate, protein, chất béo dẫn đến các vi sinh vật phân huỷ làm phát tán mùi hôi thối ra môi trường. Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất và thường thấy nhất trong các trại chăn nuôi tập trung (Phạm Thị Phương Lan, 2007) [10]. - Mức độ ô nhiễm nguồn nước từ hoạt động chăn nuôi là nặng hay nhẹ tuỳ thuộc vào lượng thải ngoài môi trường là bao nhiêu và phụ thuộc vào việc xử lí hay không xử lí lượng nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường. Hiện nay, cả nước có khoảng 135.437 trang trại chăn nuôi, tỷ trọng chăn nuôi trang trại và công nghiệp chiếm 37%. Với lượng thải của một con bò từ 10 - 15kg phân/ngày, một con lợn là 2,5 - 3,5 kg phân/ngày và gia cầm là 90 gram phân/ ngày thì tổng số lượng chất thải chăn nuôi khoảng 73.090.133 tấn/năm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Theo số liệu thống kê có 12% số trang trại có hệ thống xử lý chất thải, còn lại toàn bộ chất thải được thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, đất nghiêm trọng. Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp không đúng kỹ thuật. Kết quả kiểm tra mức độ nhiễm khuẩn trong chuồng nuôi gà tại Hà Nội cho thấy, tổng số vi khuẩn trong không khí ở chuồng nuôi cao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài. - Ta có bảng đưa ra các thông số đánh giá chất lượng nước thải: Bảng 2.1. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc thải STT Thông số Đơn vị QCVN 24:2009B 1 pH mg/l 5,5-9 2 BOD5 mg/l 50 3 COD mg/l 80 4 Coliform MNP/100ml 5.000 5 Tổng P mg/l 6 6 Tổng N mg/l 30 7 TSS mg/l 50 8 NH4+ mg/l 10 2.1.3. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường. Lựa chọn một quy trình xử lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 a. Các chất hữu cơ và vô cơ Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,… b. Nitơ (N) và Photpho (P) Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao. Hàm lượng N-tổng số trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/l, Photpho tổng số từ 39 – 94 mg/l. c. Vi sinh vật gây bệnh Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh. 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nƣớc 2.2.1. Tình hình ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi tại Việt Nam Hiện nay trên cả nước hiện có 135.437 trang trại chăn nuôi, tăng gấp 5 lần so với năm 2001, trong đó miền Nam chiếm 64,4% và miền Bắc là 35,6%. Chăn nuôi trang trại phát triển nhanh về cả số lượng, chủng loại và quy mô đã góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, tạo ra khối lượng sản phẩm hàng hoá đảm bảo nâng cao khả năng cạnh tranh trong tiến trình hội nhập kinh tế thế giới. Chăn nuôi trang trại chủ yếu tập trung ở một số vùng trọng điểm như Đồng bằng Sông Cửu Long: 57.483 trang trại (TT), Đồng bằng Sông Hồng: 17.318 TT, Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung: 18.202 TT, Đông Nam bộ: 13.792 TT. Các địa phương có số lượng TT nhiều là TP. Hồ Chí Minh: 2.631, Đồng Nai: 1.264, Bình Định: 834, Thanh Hóa: 815, Trà Vinh: 789, Gia Lai: 787, Ninh Thuận: 690, Bình Thuận: 676, Hà Tây: 641,…Trong đó chủ yếu các trang trại chăn nuôi lợn, gia cầm với các giống công nghiệp cao sản và mang tính chất đầu tư thâm canh (Lê Viết Ly, 2009) [12]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Bảng 2.2. Số trang trại phân theo địa phƣơng Năm 2005 2006 2007 2008 2009 114.362 113.699 116.222 120.699 135.437 10.960 15.222 16.085 17.318 20.581 4.545 3.850 3.835 4.423 4.680 16.788 17.378 18.015 18.202 20.420 9.623 8.730 9.240 9.481 8.835 Đông Nam Bộ 15.864 14.077 14.024 13.792 15.174 Đồng bằng Sông Cửu Long 56.582 54.442 55.023 57.483 65.747 Cả nước Đồng bằng Sông Hồng Trung du và miền núi phía Bắc Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung Tây Nguyên (Nguồn: Niên giám thống kê năm 2009)[15] Theo tổ chức FAO: Động vật nuôi thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2. Điều này có nghĩa là chăn nuôi gia súc đã được khẳng định là một tác nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính. Chăn nuôi gia súc còn đóng góp tới 64% khí Amoniac (NH3) – thủ phạm của những trận mưa axit. Ngoài ra, nhu cầu thức ăn, nước uống, tập tính bầy đàn, nhu cầu bãi chăn thả... của gia súc cũng đang được coi là một trong những tác nhân chính gây thoái hóa đất nông nghiệp, ô nhiễm nguồn nước và mất cân bằng hệ sinh thái. Nguyên nhân được FAO nhận định là do nhu cầu thịt và sữa của con người đang ngày một tăng cao và đa dạng trong khi việc quy hoạch chăn nuôi lại tùy tiện, việc xử lý chất thải chăn nuôi không đồng bộ và yếu kém. Tại Việt Nam, hiện trạng ô nhiễm do chăn nuôi gây ra đang ngày một ở mức báo động. Xã Trực Thái (Nam Định) có 91,13% hộ nuôi. Kết quả mà cơ quan chức năng thu được là mức khi độc NH3, H2S cao hơn mức cho phép 4,7 lần, mức nhiễm khuẩn không khí trong chuồng nuôi trung bình là 18.675 vi sinh vật (cao hơn tiêu chuẩn của Nga 12 lần), nước thải nhiễm E.Coli và 25% số mẫu nhiễm trứng giun với mật độ 4.025 trứng/500ml nước thải. Hàm lượng COD là 3.916 mg/L trong khi TCVN quy định mức COD trong chất thải chỉ được phép từ 100 – 400 mg/lít. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Bảng 2.3. Giá trị sản xuất nông nghiệp theo giá thực tế phân theo ngành hoạt động Năm Tổng số Ngành hoạt động Trồng trọt Chăn nuôi Dịch vụ Tỷ đồng 2007 236.935,0 175.007,0 578.030 4.125,0 2008 377.238,6 269.337,6 102.200,9 5.700,1 292.996,8 110.311,6 6.829,6 2009 Cơ cấu % 2007 100,0% 73,9% 24,4% 1,7% 2008 100,0% 71,4% 27,1% 1,5% 2009 100,0% 71,4% 26,9% 1,75 (Niên giám thống kê, 2009)[15] Ô nhiễm do chăn nuôi và đặc biệt là chăn nuôi lợn thì không chỉ làm hôi tanh không khí mà còn ảnh hưởng nặng nề tới nguồn nước và tài nguyên đất. Dịch bệnh chưa khống chế, chăn thả tràn lan, chăn nuôi nhỏ lẻ và hầu như không có công nghệ chế biến chất thải là các nguyên nhân làm chăn nuôi là ngành gây ô nhiễm môi trường lớn ở nước ta. Báo Nông nghiệp Việt Nam số 200, ngày 6/10/2006 đã có một bài phản ánh nỗi niềm bức xúc của nông dân ở Hưng Nguyên – Nghệ An vì đàn bò và các gia súc của họ lâu nay vẫn béo mượt thì nay rụng lông, toét mắt, ghẻ lở, bán rẻ mấy cũng chẳng ai mua. Nguyên nhân là do nguồn nước thải của Công ty cổ phần Giấy Sông Lam, ba cống thải ngày đêm hoạt động hết công suất đẩy dòng nước thải độc hại ấy thẩm thấu hết vào làng. Quy hoạch chăn nuôi còn lúng túng, việc xử lý hậu quả của các trang trại trước đây trót nằm trong khu dân cư như thế nào, hướng dẫn chăn nuôi nhỏ lẻ an toàn, xác định vùng nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi, bãi chăn thả, ... còn hết sức nan giải. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Bảng 2.4. Số lƣợng gia súc, gia cầm của Việt Nam Năm Trâu Lợn Bò Ngựa Dê, cừu Gia cầm Triệu con Nghìn con 2000 2.897,2 4.127,9 20.193,8 126,5 543,9 196,1 2001 2.807,9 3.899,7 21.800,1 113,4 571,9 218,1 2002 2.814,5 4.062,9 23.169,5 110,9 621,9 233,3 2003 2.834,9 4.394,4 24.884,6 112,5 780,4 254,6 2004 2.869,8 4.907,7 26.143,7 110,8 1022,8 218,2 2005 2.922,2 5.540,7 27.435,0 110,5 1314,1 219,9 2006 2.921,1 6.510,8 26.855,3 87,3 1525,3 214,6 2007 2.996,4 6.724,7 26.560,7 103,5 1777,7 226,0 2008 2.897,7 6.337,7 26.701,6 121,2 1483,4 248,3 2009 2.886,6 6.103,3 27.627,7 102,2 1375,1 280,2 (Niên giám thống kê, 2009) [15] - Tại Hà Nội, hiện nay phát triển chăn nuôi của thành phố chiếm trên 50% tỷ trọng trong nông nghiệp và đang trên đà tăng trưởng khá, góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế - xã hội, cải thiện đời sống của bà con nông dân. Tuy nhiên, bên cạnh đó hoạt động chăn nuôi, giết mổ đã và đang gây ra ô nhiễm, ảnh hưởng đến môid trường sống, sức khỏe của cộng đồng. Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT) Hà Nội, hiện tại trên địa bàn thành phố có 1.223 trang trại chăn nuôi, nhưng chủ yếu là chăn nuôi tự phát, tận dụng, phân tán, nhỏ lẻ. Trong đó, đến 80% cơ sở chăn nuôi xây dựng chuồng trại ngay trong khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường, tăng nguy cơ dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm và con người. Tuy nhiên, hiện nay việc đáng lo ngại nhất là dù chăn nuôi ở quy mô nhỏ hay lớn các loại chất thải trong chăn nuôi đa phần vẫn chưa được xử lý. Chất thải trong chăn nuôi được phân ra làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí bao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 gồm CO2, NH3… đều là những loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính; trong khi đó ước tính ở Hà Nội có khoảng 1 triệu tấn/năm chất thải rắn được thải ra môi trường. Chỉ một phần nhỏ của chất thải rắn được ủ để làm phân bón, một phần được dùng trực tiếp tưới cho hoa màu và nuôi cá. Chất thải lỏng bao gồm nước tiểu, nước tắm cho vật nuôi, nước rửa chuồng... đa phần đều chảy trực tiếp ra hệ thống cống thoát nước chung trong khu dân cư. Bà Nguyễn Thị Kim Dung, Phó phòng NN&PTNT huyện Thanh Oai cho biết, chăn nuôi ở Thanh Oai phát triển mạnh ở các xã Tân Ước, Thanh Mai, Thanh Cao... Tuy nhiên, hiện tượng chuồng gia súc, gia cầm nằm ngay cạnh khuôn viên nhà ở, chen chúc trong khu dân cư không phải là điều hiếm gặp ở đây vì chăn nuôi hộ gia đình là cách người dân tận dụng các sản phẩm dư thừa hằng ngày. Tuy nhiên, chỉ cần một gia đình nuôi 5-10 con lợn không vệ sinh chuồng trại, xử lý phân không hợp lý thì tất cả các hộ xung quanh phải cùng chịu hậu quả: nguồn nước, không khí bị ô nhiễm và nguy hiểm hơn là việc lây lan dịch bệnh rất nhanh. Không chỉ có chăn nuôi nhỏ lẻ mà chăn nuôi quy mô lớn cũng không được cải thiện nhiều, tuy các trang trại này đã nằm tách biệt với khu dân cư nhưng công nghệ xử lý chất thải phần lớn vẫn là chôn lấp do thiếu kinh phí và công nghệ. Bên cạnh đó, nhận thức của người dân về các quy định pháp luật bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn rất hạn chế. - Tại Đồng Nai, theo ước tính của ngành môi trường, mỗi ngày có khoảng 5 tấn phân lợn, phân gà và 12.000 m3 nước thải chăn nuôi trên địa bàn thành phố Biên Hoà được thải trực tiếp ra sông Đồng Nai. Các trại không có hệ thống xử lí nước thải và tất cả đều được đổ ra dòng suối Săn Máu đã và đang dần giết chết dòng sông này, những bao phân tươi được đặt ngay trên đường đi, khiến cho môi trường không chỉ trong các khu chăn nuôi bị ô nhiễm nặng nề, mà còn gây mùi hôi thối nồng nặc ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân vùng lân cận. Theo số liệu thống kê Biên Hoà hiện có khoảng 140.000 đầu lợn và 1 triệu con gia cầm được nuôi trong hơn 8000 hộ chăn nuôi qui mô lớn ở Tân Hoà, Tân Biên, Tân Phong nhưng trong đó chỉ có khoảng 15% số Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 hộ sử dụng hầm Bioga để tận dụng chất thải làm nguồn năng lượng chất đốt, còn lại đều thải vô tư ra môi trường xung quanh (Phương Liễu, 2008) [11]. - Tại thành phố Hồ Chí Minh theo Cục trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn), chất thải từ hệ thống chăn nuôi tập trung đang ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khoẻ con người. Cụ thể, với chất thải rắn, tổng lượng phân tươi lưu trữ là 26%, sử dụng làm hầm Bioga 21%, thải ra đất và nguồn nước 19%, ủ 10%...còn đối với chất thải lỏng, có tới 60% được thải trực tiếp ra đất hoặc nguồn nước, 12% là chất trực tiếp vào ao cá, trong khi đó chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cây trồng đang có chiều hướng giảm. Do vậy, một nghiên cứu mới đây cho thấy, chất thải chăn nuôi có mức BOD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 500mg/l, có chứa số lượng vi khuẩn E.coli và trứng ký sinh trùng ở mức cao không thể chấp nhận được. Lượng vi khuẩn tăng nhanh trong nước ngầm , 100% mẫu rau xanh có sử dụng chất thải chăn nuôi làm phân bón đều có E.coli. Kiểm tra thịt tại các chợ ở thành phố Hồ Chí Minh cho thấy 2,2% mẫu bị nhiễm Salmonella và nhiễm E.coli (Lê Hằng, 2007) [6]. Quy mô chăn nuôi lợn nái và chăn nuôi lợn thịt được thể hiện trong bảng sau: Bảng 2.5. Qui mô chăn nuôi lợn nái của Việt Nam năm 2003 STT 1 2 3 4 5 6 Quy mô (con) 20 – 50 50 – 100 100 – 150 150 – 250 250 – 500 > 500 Số trang trại 2.131 508 181 85 54 31 Tỉ lệ (%) 71,3 17,0 6,1 2,8 1,8 1,0 (Nguồn: Phùng Đức Tiến và cs, 2009) [25]. Trong 3 năm gần đây, quy mô chăn nuôi lợn trong các trang trại có xu hướng tăng nhanh do có tương quan giữa tỷ lệ lợi nhuận và số lượng đầu con chăn nuôi. Số nái tăng dần từ 20 con/trại lên mức phổ biến là 40-50 con/trại. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 Vùng có quy mô chăn nuôi lợn nái lớn nhất là Đông Nam Bộ có 20 TT với quy mô 250 - 500 con/TT và 16 TT với quy mô trên 500 con/TT; tiếp đến là Đồng bằng sông Hồng có 10 TT với quy mô 250-500 con/TT và 11 TT với quy mô trên 500 con/TT; Đồng bằng sông Cửu Long có 5 TT với quy mô 250-500 con/TT. Bảng 2.6. Qui mô chăn nuôi lợn thịt của Việt Nam năm 2003 STT Quy mô (con) Số trang trại Tỉ lệ (%) 1 100 – 200 3.388 75,5 2 200 – 300 606 13,5 3 300 – 500 241 5,4 4 500 - 1.000 149 3,3 5 1.000 - 1.500 63 1,4 6 1.500 - 2.500 24 0,5 7 > 2.500 140 0,3 (Nguồn: Phùng Đức Tiến và cs, 2009) [25]. Vùng có quy mô chăn nuôi lợn thịt lớn nhất là Đông Nam Bộ có 14 TT với số đầu con từ 1.500 - 2.500 con/TT và 8 TT trên 2.500 con/TT; tiếp đó là Đồng bằng sông Hồng có 3 TT quy mô từ 1.500 - 2.500 con/TT và 6 TT có quy mô trên 2.500 con/TT. Quy mô lợn thịt phổ biến từ 100-200 con/TT, chiếm 75,5% đã cho thấy về cơ bản chăn nuôi lợn TT còn ở quy mô nhỏ, TT hộ gia đình là chính. Số TT quy mô lớn hàng trăm nái hoặc hàng ngàn lợn thịt/TT còn rất ít. Vùng có quy mô TT lớn nhất vẫn là Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Hồng. Với những số lượng trang trại như vậy nên hiện nay Việt Nam đang đứng trước một thực trạng đó là ô nhiễm môi trường do hoạt động chăn nuôi từ các trang trại tập trung gây ra. Chủ yếu là chất thải trong chăn nuôi lợn bao gồm phân, nuớc tiểu, chất độn chuồng, thức ăn rơi vãi và nước làm vệ sinh chuồng trại. Không giống như phân bò hay phân của gia cầm khác, việc quản lí chất thải trong chăn nuôi lợn gặp rất nhiều khó khăn (Hồ Thị Kim Thoa và cs, 2002) [20]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Xem thêm -