Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi

trong đó, xử lý phế thải chăn nuôi theo phương pháp sinh học không những đạt hiệu quả cao, rút ngắn thời gian ủ, hạn chế ô nhiễm môi trường mà sản phẩm tạo thành sau khi xử lý còn có thể

BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VIỆN THỔ NHƯỠNG NÔNG HÓA

-* -  

“Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi”

Thuộc chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp và Thủy sản

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Chủ nhiệm đề tài: TS Bùi Huy Hiền

 

       

8446  

 

Hà Nội, 5/2010

 

Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện đề tài

“Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi”

I THÔNG TIN CHUNG

Tên đề tài: “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi”

Chủ nhiệm đề tài: TS Bùi Huy Hiền

Năm sinh: 11 tháng 8 năm 1956

Nam/Nữ: Nam

Học vị: Tiến sĩ Năm đạt học vị: 1985

Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính

Điện thoại: Nhà riêng: 04.8216892; Mobile: 0913238171

E-mail: bhhien@hn.vnn.vn

Tên cơ quan đang công tác: Bộ Nông nghiệp và PTNT

Địa chỉ nhà riêng: Số nhà 35, Tuệ Tĩnh, Hai Bà Trưng, Hà Nội

Tên cơ quan chủ trì đề tài: Viện Thổ nhưỡng Nông hoá

Điện thoại: 04 8362379; Fax: 04.8389924

E-mail: vpnisf@hn.vnn.vn

Địa chỉ: Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng cơ quan: Hồ Quang Đức

Số tài khoản: 931.01.016

Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Từ Liêm

Thời gian (tháng, năm)

Kinh phí (tr đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

3 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài

- Viện Chăn nuôi Quốc gia;

- Viện Công nghệ Sinh học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam;

- Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội;

- Viện Môi trường Nông nghiệp – Viện KHNN Việt Nam;

- Trung tâm Ứng dụng KH&CN Nghệ AN;

- Trung tâm Ứng dụng KH&CN Đắk Lắk

4 Cán bộ chính tham gia thực hiện đề tài:

2 Nguyễn Thu Hà Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

3 Cao Thị Thanh Tâm Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

4 Lương Hữu Thành Viện Môi trường Nông nghiệp

5 Vũ Thúy Nga Viện Môi trường Nông nghiệp

6 Nghiêm Thị Minh Thu TT Ứng dụng KHCN Đắk Lắk

7 Ngô Hoàng Linh TT Ứng dụng tiến bộ KHCN Nghệ An

9 Phạm Việt Cường Liên hiệp KHSX Công nghệ Sinh

học và Môi trường - Viện CNSH

10 Dương Văn Hợp Đại học Quốc gia Hà Nội

11 Nguyễn Thạc Hòa Viện Chăn nuôi

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi Việt Nam ngày càng được chú trọng, có tốc độ phát triển cao và góp phần quan trọng trong phát triển chung của toàn ngành nông nghiệp Kết quả điều tra về chăn nuôi tính đến thời điểm 01/4/2010 cho thấy tổng đàn trâu cả nước là 2,9 triệu con tăng 0,5% so với cùng kỳ năm 2009; đàn lợn có 27,3 triệu con, tăng 3,1%; đàn gia cầm có 277,4 triệu con, tăng 8,1% Tuy dịch tai xanh trên lợn xảy ra trong hai tháng gần đây tại nhiều địa phương làm 150 nghìn con mắc bệnh, trong đó gần 66 nghìn con bị tiêu hủy nhưng những tháng đầu năm chăn nuôi có nhiều thuận lợi về giá bán sản phẩm và giá thức ăn, bên cạnh đó dịch cúm gia cầm và dịch lở mồm long móng trên trâu, bò cơ bản được khống chế nên sản phẩm chăn nuôi 6 tháng đầu năm tăng khá so với cùng kỳ năm trước, trong đó thịt lợn hơi đạt 1,79 triệu tấn, tăng 4,7%; thịt gia cầm hơi đạt 330,7 nghìn tấn, tăng 17%; trứng gia cầm 3278,8 triệu quả, tăng 7,1% Tính đến ngày 27/6/2010, dịch bệnh chưa qua 21 ngày còn ở các tỉnh/thành phố trực thuộc trung ương là: Dịch cúm gia cầm còn ở Thái Nguyên; dịch tai xanh trên lợn ở Hà Nội, Hải Phòng, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Nghệ An, Quảng Ninh, Cao Bằng và Sơn

La Giá trị sản xuất chăn nuôi năm 2009 đạt mức tăng trưởng 5,3%, so với cùng kỳ năm 2008, chiếm một tỷ trọng đáng kể trong toàn ngành nông nghiệp

Những chính sách phát triển kinh tế, xã hội trong thời kỳ đổi mới đã khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân, các hộ cá thể mạnh dạn đầu tư để phát triển chăn nuôi thành một ngành sản xuất hàng hoá Mô hình chăn nuôi trang trại tập trung quy

mô vừa và nhỏ đang được nhân rộng trên cả nước, đáp ứng phần lớn nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Tuy nhiên, do chỉ tập trung đầu tư để nâng cao năng suất và chất lượng vật nuôi nên vấn đề kiểm soát lượng phế thải thải ra trong quá

trình chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức Đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng

Việt Nam là một nước nông nghiệp có hơn 70% dân số làm nông nghiệp, nhu cầu phân bón hữu cơ rất cao Những năm gần đây, ngành chăn nuôi nói chung, chăn nuôi lợn, gà nói riêng đã có những tiến bộ đáng kể về chất lượng con giống, kỹ thuật chăn nuôi, cơ sở chuồng trại, quản lý dịch bệnh, v.v Hình thức chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán, mang tính tận dụng, tự cung tự cấp tuy vẫn còn chiếm một tỷ lệ lớn, chủ yếu ở các vùng sâu, vùng xa, nhưng đang dần bị thay thế bởi mô hình chăn nuôi công nghiệp Các cơ sở chăn nuôi lợn, gà có quy mô tập trung này chủ yếu được xây dựng gần các khu dân cư hoặc các khu công nghiệp có đông đảo người lao động nhằm tạo vành đai cung cấp thực phẩm với số lượng lớn, đáp ứng thị hiếu sử dụng thực phẩm tươi sống (thực phẩm không qua đông lạnh) của người tiêu dùng, lượng phế phụ phẩm chăn nuôi lợn, gà còn lại được sử dụng để bón cho cây trồng

Trên thực tế, lượng phân chuồng không đủ cung cấp cho diện tích trồng trọt, thời gian ủ phân theo phương pháp truyền thống quá dài, mặt khác nước thải và bã thải thải ra sau quá trình xử lý biogas là nguyên nhân gây ô nhiễm thứ cấp đối với môi trường Việc nghiên cứu tận dụng nguồn phế thải chăn nuôi làm chất đốt và phân bón hữu cơ sinh học là rất thiết thực

Hầm ủ biogas tuy đã được triển khai trên diện rộng song quy mô các hầm ủ còn nhỏ, hiệu suất thu hồi khí chưa cao và chất thải sau biogas đã và đang trở thành nguồn gây ô nhiễm thứ cấp Thực tế chất lượng nước thải sau biogas đang cần có những nghiên cứu xử lý bằng phương pháp sinh học nhằm đảm bảo yêu cầu của nước thải loại B (TCVN 5945 – 2005)

Thành phần của phế thải chăn nuôi gia súc dạng rắn gồm phần lớn các hợp chất hữu cơ giàu các bon và các sản phẩm sau quá trình phân huỷ Quá trình chuyển hoá của các hợp chất hữu cơ trong phế thải chủ yếu dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật trong tự nhiên, quá trình phân huỷ này thường kéo dài khoảng 4-6 tháng Hiện nay, có rất nhiều biện pháp xử lý phế thải chăn nuôi như chôn lấp hoặc ủ đánh đống,

sinh học, v.v trong đó, xử lý phế thải chăn nuôi theo phương pháp sinh học không những đạt hiệu quả cao, rút ngắn thời gian ủ, hạn chế ô nhiễm môi trường mà sản phẩm tạo thành sau khi xử lý còn có thể sử dụng như nguồn phân bón có chất lượng

Phế thải chăn nuôi rắn ở quy mô nhỏ được chế biến thành phân hữu cơ (phân chuồng) theo phương pháp truyền thống hoặc sử dụng trực tiếp làm thức ăn cho cá hay bón phân cho cây trồng Trường hợp sử dụng trực tiếp phế thải chăn nuôi rắn có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao, ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ cộng đồng và hiệu quả chăn nuôi Sản xuất phân ủ theo phương pháp truyền thống sẽ không thể áp dụng tại các cơ sở chăn nuôi tập trung vì không có đủ điều kiện cơ sở hạ tầng và nhân công Nghiên cứu phương pháp ủ nhanh có sự trợ giúp của vi sinh vật khởi động là hướng đi đáp ứng được yêu cầu của sản xuất Phân hữu cơ sản xuất theo phương pháp này không chỉ bảo đảm độ an toàn về vệ sinh thực phẩm mà còn là một sản phẩm hàng hóa có giá trị, đáp ứng yêu cầu quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng

và phát triển nông nghiệp bền vững

Để đạt được mục đích trên, đề tài “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi” thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng

công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020

đã được phê duyệt thực hiện theo Quyết định số 3201 QĐ/BNN-KHCN ngày 30 tháng 10 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT

II MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục tiêu của đề tài

- Đối với phế thải chăn nuôi lỏng: Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm VSV xử lý có hiệu qủa nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi qui mô tập trung

2.2 Nội dung nghiên cứu của đề tài

2.2.1 Điều tra, đánh giá hiện trạng phế thải và tình hình xử lý phế thải tại 5-10

cơ sở chăn nuôi gà, lợn tập trung tại một số tỉnh đồng bằng sông Hồng và miền Đông Nam bộ, lấy mẫu và phân tích đánh giá tính chất vật lý, hoá học và sinh học của mẫu phế thải

2.2.2 Tuyển chọn bộ giống vi sinh vật có khả năng chuyển hoá các hợp chất hữu cơ (cacbonhydrat, protein, lipit,…) và ức chế, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh

2.2.3 Đánh giá trong phòng thí nghiệm khả năng sử dụng hỗn hợp các vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn và lỏng

22.4 Phân loại và xác định mức độ an toàn sinh học của bộ giống vi sinh vật tuyển chọn

2.2.5 Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas ở qui mô phòng thí nghiệm

2.2.6 Sản xuất thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn

và nước thải sau biogas

2.2.7 Đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm trong xử lý nhanh phế thải rắn và nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi

2.2.8 Đánh giá khả năng sử dụng phế thải chăn nuôi rắn sau xử lý trong sản xuất nông nghiệp

2.2.9 Xây dựng mô hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas tại các cơ sở chăn nuôi tập trung Tiến độ thực hiện các nội dung như sau:

- Nội dung và kết quả năm 2006:

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian

hoàn thành

1 Đánh giá hiện trạng phế thải và

tình hình xử lý tại cơ sở chăn nuôi

tập trung, phân tích một số chỉ tiêu

vật lý, hóa học và sinh học của

mẫu phế thải

- Số liệu điều tra 5 cơ sở chăn nuôi

- Số liệu phân tích chỉ tiêu lý, hóa học và sinh học của mẫu phế thải của

5 cơ sở chăn nuôi

3/2007

2 Tuyển chọn bộ giống vi sinh vật

sử dụng trong xử lý phế thải chăn

nuôi rắn và lỏng

6-8 chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cacbonhydrat, protein, lipit, tinh bột, ức chế vi sinh vật gây bệnh, H2S,

NH3

3/2007

- Nội dung và kết quả năm 2007

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian

12/2007

3

Bước đầu nghiên cứu công nghệ

sản xuất chế phẩm vi sinh vật quy

mô phòng thí nghiệm

Một số thông số kỹ thuật

về điều kiện sinh trưởng phát triển của 6 chủng vi sinh vật chọn lọc

12/2007

- Nội dung và kết quả năm 2008:

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian

hoàn thành

1

Tiếp tục nghiên cứu công nghệ sản

xuất chế phẩm vi sinh vật quy mô

PTN

Các thông số kỹ thuật lên men sinh khối vi sinh vật, số liệu về khả năng tồn tại trong chất mang của các vi sinh vật chọn lọc

12/2008

3

Đánh giá khả năng sử dụng chế Số liệu bước đầu của các

12/2008

phẩm vi sinh vật trong xử lý nhanh

phế thải rắn và nước thải sau

biogas tại cơ sở chăn nuôi

nghiên cứu về khả năng

sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn, lỏng

và chất lượng chế phẩm

- Nội dung và kết quả năm 2009:

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian

hoàn thành

1

Tiếp tục đánh giá khả năng sử

dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử

lý nhanh phế thải rắn và nước thải

sau biogas tại cơ sở chăn nuôi

Số liệu của các nghiên cứu về khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn, lỏng và chất lượng chế phẩm

12/2009

- Nội dung và kết quả năm 2010:

TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian

5/2010

2 Tổng kết nghiệm thu Báo cáo được nghiệm

thu

6/2010

III TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3.1 Giới thiệu chung về tình hình chăn nuôi tại Việt Nam

3.1.1 Vai trò của chăn nuôi trong nền kinh tế quốc dân

Chăn nuôi luôn chiếm một vị trí quan trọng trong hệ thống sản xuất nông nghiệp Trong 10 năm gần đây, ngành chăn nuôi ở Việt Nam đã phát triển có định hướng, coi trọng phát triển và sản xuất sản phẩm gia súc, gia cầm có nhu cầu tiêu thụ lớn, đáp ứng tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi đạt mức tăng trưởng khá vào khoảng 5,4% bình quân hàng năm, trong khi đó tổng giá trị sản xuất của toàn ngành nông nghiệp chỉ đạt mức tăng trưởng bình quân 4,5% hàng năm

Bảng 1: Số lượng gia súc, gia cầm giai đoạn 1999 – 2009

Lo i v t nuôi (1000con)  Năm 

Bảng số liệu 1 cho thấy đàn gia súc, gia cầm của nước ta tăng liên tục theo các năm với tốc độ cao, giá trị sản phẩm chăn nuôi giai đoạn 2000-2009 được trinhg bày trong 2

Bảng 2: Giá trị sản phẩm chăn nuôi giai đoạn 2000 -2009

Năm

Giá trị sản phẩm chăn nuôi ( tỷ đồng)

Tỷ trọng trong nông nghiệp (%)

Chỉ số phát triển (%)

giết mổ đã được thành lập, tạo công ăn việc làm cho nhiều người lao động, đóng góp một phần đáng kể cho ngân sách quốc gia

3.1.2 Thực trạng chăn nuôi và các vấn đề về phế thải chăn nuôi

3.1.2.1 Thực trạng chăn nuôi ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, do tác động của cơ chế thị trường và bùng phát một

số đại dịch bệnh như cúm gia cầm, lở mồm long móng ngành chăn nuôi Việt Nam

đã và đang đứng trước những thách thức mới, gây thiệt hại đáng kể cho người sản xuất nói riêng và ngành nông nghiệp nói chung Theo Cục Chăn nuôi, mặc dù dịch cúm gia cầm đã được khống chế nhưng nguy cơ bùng phát dịch lại rất lớn, dịch lở mồm long móng bước đầu đã được kiểm soát, công tác tiêm phòng gia súc được đẩy mạnh Tuy nhiên công tác kiểm dịch, kiểm soát lưu thông gia súc nhiễm bệnh hiện rất khó khăn, đặc biệt là các tỉnh biên giới Điều này đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến tình hình sản xuất chăn nuôi và giết mổ của cả nước, vì vậy chăn nuôi gia súc, gia cầm trong thời gian tới vẫn sẽ gặp nhiều khó khăn và biến động

Mặc dù đứng trước nhiều khó khăn, nhưng với những chính sách và sự hỗ trợ kịp thời của Nhà nước, ngành chăn nuôi ở Việt Nam đang dần khôi phục và trở thành ngành sản xuất hàng hoá có quy mô trong nông nghiệp Phương thức tổ chức sản xuất chăn nuôi hàng hoá quy mô trang trại những năm gần đây ngày càng nhân rộng và phát triển, tính đến hết năm 2009, cả nước có khoảng 20.800 trang trại chăn nuôi, đã xuất hiện mô hình trang trại tư nhân với quy mô lớn, ứng dụng khoa học kỹ thuật tốt, đạt hiệu quả kinh tế cao

Phát triển chăn nuôi theo quy mô trang trại là hình thức chăn nuôi tập trung số lượng lớn vật nuôi có áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật và các biện pháp quản lý kinh tế chăn nuôi nhằm tìm kiếm một hệ thống sản xuất cho phép thu được lợi nhuận cao nhất một cách lâu dài Sử dụng hoàn toàn thức ăn công nghiệp trong các trang trại chăn nuôi là giải pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí, sức lao động lại cung cấp đầy đủ cân đối dinh dưỡng và hợp vệ sinh cho vật nuôi sinh trưởng phát triển

3.1.2.2 Phế thải chăn nuôi và ảnh hưởng của nó đến môi trường sinh thái

Khi chăn nuôi ở quy mô nhỏ, phân tán, vấn đề môi trường chưa được đề cập nhiều Chăn nuôi theo hướng trang trại hoặc các làng nghề chăn nuôi mang tính hàng hóa được hình thành và phát triển thì vấn đề vệ sinh môi trường thu hút sự quan tâm đặc biệt của các nhà quản lý môi trường Các chất thải từ quá trình chăn nuôi đã gây

ra nhiều vấn đề về môi trường, Hartung và Philips phân tích và đưa ra mô hình về mối quan hệ giữa chăn nuôi và các yếu tố ô nhiễm môi trường từ chăn nuôi như sau:

Sơ đồ 1: Mô hình phát tán chất thải chăn nuôi của Hartung và Philips

Mô hình của Hartung và Philips cho thấy phế thải khi thải ra môi trường bao gồm những chất bất lợi cho sức khỏe con người và môi trường xung quanh Phân chuồng, một chất thải có khối lượng lớn do vật nuôi bài tiết trong quá trình sinh sống

sẽ gây ô nhiễm không chỉ không khí, đất mà cả nguồn nước ngầm, vì chúng sinh khí độc, chứa các nguyên tố như nitơ, phốt pho, kali, chì, asen, cadimi… và các loại mầm

bệnh, kí sinh trùng, vi sinh vật gây hại khác như Enterbacteriae, E.Coli, Sallmonella, Streptococcus fecalis Đó là những tác nhân có thể gây hại trực tiếp hoặc gián tiếp

Chất bài tiết (phân, nước giải…)

Thức ăn

đến sức khỏe con người Khối lượng phân rắn thải ra hàng ngày của mỗi loại vật nuôi

được trình bày trong bảng 3:

Bảng 3: Ước tính chất thải rắn chăn nuôi trong năm 2009

Loại vật nuôi Đơn vị Số đầu vật nuôi năm

(1000 con

Chất thải rắn bình quân con/ngày(kg)

Tổng chất thải rắn/ngày (tấn)

Số liệu bảng 3 cho thấy đàn gia súc, gia cầm của Việt Nam thải ra 539.733,15

tấn chất thải rắn/ngày, phần lớn chất thải này được sử dụng làm phân bón hữu cơ,

trong số đó, khoảng 50% được xử lý bằng phương pháp ủ truớc khi bón ruộng, số còn

lại sử dụng không qua xử lý Đây là một nguy hiểm đe dọa đến sự trong sạch của môi

trường Ngoài ra theo ước tính mỗi năm đàn gia súc nước ta thải khoảng 25-30 triệu

khối chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng, nước từ sân chơi, bãi vận động, bãi chăn), trong số đó, có khoảng 20% được xử lý qua hầm Biogas hoặc qua hệ thống xử

lý chất thải của các trang trại chăn nuôi Phần còn lại được sử dụng ngay hoặc cho thải trực tiếp ra môi trường đã làm tăng độ ô nhiễm và hủy hoại môi trường

Khi chăn nuôi còn nhỏ lẻ, phân tán, vấn đề môi trường chưa được chú ý đề cập nhiều nhưng chăn nuôi tập trung theo hướng trang trại phát triển hoặc các làng nghề chăn nuôi mang tính hàng hoá thì vệ sinh môi trường lại là vấn đề cấp bách cần quan tâm Các tính chất lý, hoá và sinh học của mỗi loại phế thải chăn nuôi rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn thức ăn, khả năng tiêu hoá của vật nuôi và các yếu

tố môi trường

Lượng phế thải khổng lồ hàng ngày vật nuôi thải ra môi trường tồn đọng lại đã ảnh hưởng xấu tới nguồn nước, không khí, đất, các sản phẩm từ vật nuôi Trong phân chứa nhiều nitơ, photpho, kẽm, đồng, chì, asen, niken; các khí độc sinh ra: CO2, H2S,

CH4, NH3, N2O; các vi sinh vật gây bệnh

3.2.1.2.3 Một số tác nhân sinh học gây bệnh nguy hiểm đối với vật nuôi

Mức độ vệ sinh của nguồn thức ăn, nước uống cho vật nuôi, hệ vi sinh vật và kí sinh trùng đường ruột Các điều kiện lý, hoá và sinh học ngoài môi trường sống là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần sinh học của phế thải Yếu tố sinh học có ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống, sức khoẻ con người và vật nuôi là những vi sinh vật và kí sinh trùng gây bệnh

Giun, sán:

Giun, sán kí sinh đa dạng về chủng loại: giun đũa, giun tóc, giun móc, giun kim, sán dây, sán lá, kí sinh thường xuyên trong hệ tiêu hoá của người và động vật, chúng bám vào thành ruột, hút chất dinh dưỡng từ kí chủ để sinh trưởng và phát triển, gây suy dinh dưỡng và tổn thương các bộ phận nội tạng như gan, mật cho người và động vật

Trứng giun, sán có đặc điểm, kích thước, hình dạng khác nhau: trứng giun thường có hình bầu dục, hình ôvan, kích thước khoảng từ 50-70 µm Khi bị bài xuất

ra môi trường, nếu gặp điều kiện thuận lợi, trứng giun sán nhiễm vào cơ thể người và vật nuôi qua con đường tiêu hoá và tiếp tục kí sinh gây bệnh cho kí chủ Khi gặp điều kiện không thuận lợi: khô nóng (nhiệt độ > 450C) thì trứng giun sán không phát triển được, dần bị phá huỷ Đặc điểm dễ nhận biết trứng giun sán đã bị hỏng dưới kính hiển vi là chúng bắt màu toàn bộ khi nhuộm xanh Metylen

Vi khuẩn Salmonella

Salmonella là trực khuẩn gram (-), kích thước trung bình 3x5µm, có nhiều lông xung quanh, sống hiếu khí không bắt buộc, phát triển tốt ở 37oC, trên môi trường

nghiên cứu thông thường, pH thích hợp là 7,2 Salmonella có khả năng hình thành

khuẩn lạc trên một số môi trường có chất ức chế đặc biệt (sử dụng để phân lập), ở

môi trường dịch thể làm đục nhanh môi trường trong thời gian ngắn nhất

Salmonella thuộc họ Enterobacteriaceae có hơn 2000 loài thuộc các nhóm A,

B, C1, D1, E1 Salmonella thường gặp ở các loài động vật, đặc biệt là trâu bò, ngan,

ngỗng, vịt và chuột Vi khuẩn này dễ lây nhiễm vào các sản phẩm thịt, vì vậy nhiễm độc do Salmonella trước đây gọi là nhiễm độc thịt

Nguồn nhiễm Salmonella là từ phân người bệnh (hoặc người đã khỏi bệnh

nhưng còn mang mầm bệnh) và từ động vật (trâu, bò, cừu, dê, lợn, ngựa, chó ) ở động vật vi khuẩn thường gây bệnh khác nhau: Phó thương hàn ở bê, nghé, lợn, thương hàn ở lợn con Nhiều động vật khoẻ mạnh vẫn mang mầm bệnh và điều này rất nguy hiểm với người

Theo một số tài liệu nghiên cứu của Việt Nam thì Salmonella đã gây bệnh cho

một số loài gia súc Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Nội và cộng sự năm 1989

cho thấy rằng có 82 – 90% lợn bị ỉa chảy do nhiễm Salmonella Theo kết quả công

bố của Lê Văn Tạo và cộng sự thì có 50% thuộc S.cholerae suis, 12% S.enteritidis, 6,25% S.typhimurium còn lại là các serotype khác gây bệnh cho lợn

Đường lây nhiễm chủ yếu của Salmonella là đường tiêu hoá Theo kết quả công bố của Lowry và Bate thì có 42 trường hợp bị nhiễm độc do Salmonella trong

tổng số các trưòng hợp bị ngộ độc thịt Bệnh thương hàn ở người chủ yêu do ăn phải

thịt nhiễm Salmonella Các triệu chứng như sốt, nôn, đau bụng, ỉa chảy và có thể bị viêm dạ dày xuất hiện sau khi ăn thức ăn bị nhiễm Salmonella trong khoảng từ 12 đến 24 giờ Cũng theo Lowry và Bates thì một lượng nhỏ vi khuẩn Salmonella thuộc các serotype S.typhi, S.paratyphi A và B có mặt trong thực phẩm cũng đủ để phản

ánh tình trạng kém vệ sinh trong quá trình giết mổ

Salmonella là vi khuẩn nguy hiểm đối với sức khoẻ con người nên yêu cầu tất

cả các loại phẩm không được có loại vi khuẩn này trong 25g mẫu thực phẩm theo

tiêu chuẩn của WHO, theo tiêu chuẩn Việt Nam Salmonella không được có mặt

trong thực phẩm

V i khuẩn E.coli

Vi khuẩn Escherichia coli luôn luôn có mặt trong phân tươi nên được coi là vi khuẩn

chỉ thị về độ sạch, độ nhiễm phân của nước Để đánh giá độ sạch của nước người ta

dùng chỉ số coliform

Vi khuẩn E.coli sản sinh hai loại độc tố: Độc tố chịu nhiệt và độc tố không chịu

nhiệt Những chủng có khả năng sản sinh độc tố này là nguyên nhân gây bệnh ỉa chảy

ở người Những serotype có khả năng gây ngộ độc thức ăn như: 026, 056, 086, 0111,

0119, 0125, 0127, 0157:H7

E.coli được coi như nhân tố chỉ điểm tình trạng vệ sinh của thực phẩm Theo

ICMSF-Uỷ ban quốc tế chuyên về thực phẩm có chứa vi khuẩn thì sự có mặt và số

lượng của vi khuẩn E.coli trong thực phẩm có thể không liên quan trực tiếp đến sự có

mặt của vi khuẩn gây bệnh, nhưng nếu chúng có mặt với số lượng lớn thì có nguy cơ nhiễm vi khuẩn gây bệnh càng nhiều Vì vậy đối với thực phẩm tươi sống, nhất là

sản phẩm động vật, bắt buộc phải xác định tổng số E.coli Đây là một tiêu chuẩn cần

thiết để đánh giá tình trạng vệ sinh an toàn thực phẩm

Virut H5N1:

Cúm gà hay cúm gia cầm là một loại bệnh do virus gây ra cho các loài gia cầm hay chim và có thể xâm nhiễm vào một số loài động vật có vú Virus này được phát hiện lần đầu tiên tại Ý vào đầu thập niên 1900 và giờ đây phát hiện hầu hết ở mọi nơi trên thế giới Virus cúm gà có tên khoa học là Avian influenza thuộc nhóm virus cúm

A, họ Orthomyxociridae Đây là những retrovirus, mang vật liệu di truyền là những đoạn phân tử RNA, sợi đối mã ( sợi âm tính) Biến chủng H5N1 của virus cúm gà bắt đầu hoành hành từ năm 1997 và có nguy cơ bùng phát thành đại dịch cúm đối với con người trong tương lai

Theo báo cáo tại Hội nghị tổng kết 2 năm phòng chống dịch cúm gia cầm diễn

ra tại Hà Nội vào ngày 18/4, dịch cúm đầu năm 2004 đã làm giảm 0,5% tăng trưởng GDP quốc gia, tuơng đương trên 3000 tỷ đồng Nhiều hộ, trang trại, doanh nghiệp chăn nuôi gia cầm lâm vào cảnh mất trắng Một số vùng tuy không có dịch nhưng việc duy trì đàn gia cầm rất khó khăn, đặc biệt đối với những cơ sở chăn nuôi tập trung, quy mô lớn, do không tiêu thụ được gia cầm, sản phẩm gia cầm

Cúm gà không chỉ gây thiệt hại về vật chất, mà nguy hiểm hơn là đe doạ sức khoẻ con người Theo báo cáo của Bộ Y tế, dịch cúm gia cầm đã kéo theo sự xuất hiện của cúm A phân tuýp H5N1 trên người Kể từ truờng hợp mắc bệnh đầu tiên đến nay, 3 đợt dịch xảy ra với 71 trường hợp mắc bệnh tại 26 tỉnh thành trên cả nước trong đó có 36 trường hợp đã tử vong Gần 73% trường hợp mắc bệnh có liên quan đến cúm gia cầm bị bệnh và 52% do ăn thịt và làm thịt gia cầm bệnh Bộ y tế nhận định, dịch cúm gia cầm đã lặp đi lặp lại, hiện tại mầm bệnh trong gia cầm là khá phổ biến Đã có biểu hiện người lành mang virus, không có triệu chứng lâm sàng làm cho virus lây lan nhanh trong cộng đồng, không bị phát hiện là rất lớn

Virut gây bệnh lở mồm long móng

Bệnh lở mồm long móng gây ra bởi một loại virut nhỏ nhất trong các virut qua

lọc, thuộc họ Picornaviridae, nhóm Aphtovirut, nhân virut là ARN, capsomer có 4

loại protein ( VP1, VP2 , VP3, VP4), trong đó VP1 có vai trò quan trọng nhất trong việc gây bệnh cũng như là loại kháng nguyên chính tạo ra kháng thể chống lại bệnh

lở mồm long móng Cấu trúc hình cầu của các hạt virut ngoài việc giữ tính ổn định

và bảo vệ vật liệu di truyền với những tác nhân có hại của môi trường còn có khả năng gây tác dụng phụ khi xâm nhập tế bào Có 2 loại hạt virut là hạt lớn và hạt nhỏ, đặc tính gây nhiễm và gây miễn dịch liên quan đến các hạt lớn

Virut lở mồm long móng là virut không có vỏ bọc do vậy chúng có sức đề kháng cao với các dung môi hữu cơ như cồn, ete Virut lở mồm long móng sản sinh trong tế bào chất của tế bào, có tính hướng thượng bì và hướng cơ

Ở Việt Nam, bệnh lở mồm long móng được phát hiện lần đầu tiên ở Nha Trang năm 1898, dịch phát ra lẻ tẻ ở một số các địa phương trong cả nước vào các thời kỳ:

1920 – 1922 bệnh phát ra ở Bắc, Trung, Nam bộ Từ năm 1954, bệnh vẫn xảy ra ở nhiều tỉnh miền Nam Bệnh ít thấy ở miền Trung mà thường xảy ra ở các tỉnh biên giới giáp với Campuchia rồi do vận chuyển động vật, sản phẩm động vật mà bệnh tiến vào sau trong một số địa phương thuộc lãnh thổ nước ta Năm 1969, bênh phát nặng cả ở trâu bò, lợn từ Sài Gòn rồi lan ra các tỉnh

Cuối năm 1992 đến đâu năm 1993, sau một thời gian dài miền Bắc không có bệnh lở mồm long móng, bệnh lở mồm long móng đột nhiên bùng phát ra ở 4 tỉnh thuộc khu 4 cũ và bệnh còn kéo dài đến năm 1994

Năm 1995, bệnh lại phát mạnh, rộng khắp 26 tỉnh, thành phố phía nam; riêng vùng khu 4 cũ bệnh phát ra lẻ tẻ Đặc biệt từ giữa tháng 6/1999 bệnh lở mồm long móng gia súc đã bùng phát ở Cao Bằng, sau đó xảy ra ở một số tỉnh thuộc các vùng trong cả nước, tính đến 31/12/1999 đã có 55 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương

có trâu bò mắc bệnh với số lượng trâu bò mắc bệnh lên tới 112.579 con; trong đó

52 tỉnh có lợn mắc bệnh với tổng số lợn mắc bệnh là 25.820 con

3.1.2.4 Tình hình sử dụng phế thải chăn nuôi trong sản xuất nông nghiệp

Dinh dưỡng trong phân chuồng tươi chủ yếu nằm dưới dạng các hợp chất hữu cơ cây trồng khó có thể hấp thụ được Ở nhiều nơi nông dân Việt Nam đã có kinh nghiệm xử lý phân chuồng trước khi đưa ra bón trực tiếp cho cây trồng Để tăng khả năng sử dụng nhanh các chất dinh dưỡng cần thiết phải được chế biến để chuyển hoá

các chất hữu cơ phân tử lớn thành các chất vô cơ phân tử nhỏ hơn và các chất khoáng

dễ tiêu Hiện tại việc chế biến phân chuồng chủ yếu là áp dụng biện pháp ủ phân Nguyên lý của quá trình ủ phân chuồng là dưới tác động của các vi sinh vật háo khí

và yếm khí, cấc chất hữu cơ phân tử lớn sẽ chuyển thành chất hữu cơ phân tử nhỏ và nhờ vậy các chất khoáng khó tiêu chuyển thành dễ tiêu

Phân tích một đơn vị khối lượng phế thải chăn nuôi, người ta đã thu được kết quả thành phần dinh dưỡng trong từng loại tập hợp trong bảng 4

Bảng 4: Thành phần hoá học của một số loại phân gia súc, gia cầm

Thành phần ( %) Vật nuôi

lượng dinh dưỡng đa, trung lượng tương đối cao Theo Phạm Văn Toản và Trương Hợp Tác sử dụng phân hữu cơ cho đất và cây là cách tiết kiệm nhất, hiệu quả nhất để trả lại cho đất chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng mà cây trồng đã lấy đi để sinh trưởng, phát triển như: đạm, lân, kali và các chất khoáng Phân hữu cơ không những

có tác dụng cung cấp dinh dưỡng cho cây mà còn có khả năng cải tạo độ màu mỡ cho đất, giữ ẩm đất và cải tạo môi trường sống tốt cho hệ vi sinh vật đất, chống xói mòn, thoái hoá, bạc màu ngoài ra còn tăng hiệu lực của phân bón vô cơ lên 8-10%

Ngoài ra trong phân gia súc, gia cầm còn chứa các yếu tố vi lượng với lượng như sau:

3.2 Kỹ thuật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi

Trong nông nghiệp, người nông dân đã biết sử dụng phân ủ (compost) sản xuất

từ phế thải chăn nuôi phục vụ cho sản xuất trồng trọt, nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo độ phì nhiêu của đất Thông thường để phế thải chăn nuôi hoai mục hoàn toàn đòi hỏi thời gian ủ từ 4-6 tháng

Trước năm 1970, công ty Groeikraga Organic Fertilizea ở Nam Phi đã sản xuất phân ủ (compost) từ nguồn nguyên liệu là phân chim và amoni carbonat Năm

1982, Công ty Dickerson Composting Plant ở Mỹ đã sản xuất 100.000 tấn compost trị giá 7.000.000 USD Theo T.C Juang, từ năm 1986 ở Đài Loan đã phát triển sản xuất compost Hàng chục loại compost được tung ra thị trường phục vụ cho sản xuất thuốc

lá, chè, ngô Cũng như Đài Loan, các nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Philippin, Indonesia đã sản xuất và sử dụng compost rộng rãi cho nhiều loại cây trồng: cọ dầu, cao su, mía, lúa Tại Ấn Độ sản lượng phân hữu cơ từ các nguồn phế thải khác nhau là 1750 triệu tấn đạt giá trị hàng hoá 536 triệu USD Tại Thái Lan số lượng phân hữu cơ do các cơ sở nhà nước sản xuất là 24.000 tấn cùng với 100.000 tấn do các công ty tư nhân sản xuất

Tại Việt Nam, trong khuôn khổ dự án sản xuất thử nghiệm KC 04 - DA11, năm

2005 Bộ môn Vi sinh vật - Viện Thổ nhưỡg Nông hóa đã sản xuất thử nghiềm thành công 2500 kg chế phẩm Compost Maker phục vụ cho sản xuất hàng nghìn tấn phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế thải chăn nuôi

Để rút ngắn thời gian ủ cũng như hạn chế tối đa các ảnh hưởng không có lợi của quá trình chế biến phân ủ đến môi trường, kỹ thuật ủ nhanh (Rapid Composting)

đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi tại Ấn Độ, Mỹ, Canada trong đó ngoài các yếu tố cân bằng tỷ lệ C/N, điều khiển nhiệt độ, độ thông khí của khối ủ, các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến vai trò của vi sinh vật khởi động (microbial activator) và vi sinh vật làm giàu dinh dưỡng phân ủ

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ủ:

Độ ẩm

Nước là một yếu tố rất cần thiết cho quá trình chuyển hóa của vi sinh vật, Nếu

độ ẩm của nguyên liệu quá khô, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ sẽ diễn ra chậm, nếu độ ẩm quá cao, trong đống ủ sẽ xảy ra quá trình phân giải yếm khí Nên điều chỉnh độ ẩm ban đầu từ 50-60%, sản phẩm sau quá trình ủ sẽ đạt khoảng 30%

Nhiệt độ

Quá trình ủ compost luôn gắn liền với việc giải phóng năng lượng Nhiệt độ đống ủ tăng nhanh hay chậm phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và sự hoạt động của vi sinh vật Nhiệt độ phù hợp nhất cho quá trình ủ được nghiên cứu xác định khoảng

550C Nhiệt độ tăng lên quá 600C quần thể vi sinh vật trong đống ủ sẽ giảm mạnh Với nhiệt độ trên 700C độ hoạt động của vi sinh vật sẽ giảm 10-15% so với nhiệt độ

600C ở nhiệt độ 75-820C người ta không còn xác định được hoạt động nào của vi sinh vật

Giá trị pH

Khoảng pH thích hợp cho quá trình ủ compost rất rộng, tuy nhiên đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu cho thấy giá trị pH trong quá trình ủ compost không nên cao hơn 8, pH cao là nguyên nhân làm bay hơi khí NH3 dẫn đến tình trạng thất thoát đạm ra không khí

Kích cỡ nguyên liệu, nồng độ oxy và quá trình sục khí

Oxy rất cần thiết cho các vi sinh vật hiếu khí Để đảm bảo oxy cung cấp cho vi sinh vật, thể tích khí trong đống ủ phải đạt khoảng 20-30% Điều này phụ thuộc vào tính chất vật lý của nguồn nguyên liệu, khoảng cách giữa các đơn vị nguyên liệu với nhau và áp suất khí trao đổi Kích cỡ nguyên liệu nhỏ có tác dụng làm tăng khả năng phân giải của vi sinh vật song lại hạn chế lưu lượng khí trao đổi, vì vậy phải cân đối sao cho hai yếu tố này không đối nghịch nhau cung cấp khí trong quá trình ủ có tác dụng ổn định nhiệt độ khối ủ và làm khô nguyên liệu đồng thời tăng cường oxy cho

vi sinh vật hoạt động Lượng khí cần thiết được xác định khoảng 2,5 l/1g nguyên liệu khô

Thành phần dinh dưỡng

Vi sinh vật có nhu cầu sử dụng C, N, P, K như những nguồn dinh dưỡng cơ bản Tỷ lệ C/N tốt nhất là từ 25:1 đến 30:1 Nếu tỷ lệ cao hơn 40:1 sẽ hạn chế sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, làm cho quá trình ủ bị kéo dài Nếu tỷ lệ C/N thấp hơn 20:1 sẽ dẫn đến sự bay hơi đạm trong quá trình ủ Tỷ lệ tốt nhất khi kết thúc quá trình ủ là 10:1 đến 15:1 Tỷ lệ C/P phù hợp trong quá trình phân giải được xác định là 75:1 đến 150:1 Để tạo thuận lợi cho các chủng vi sinh vật phát triển, thông thường người ta bổ sung thêm rỉ mật vào đống ủ nhằm cung cấp nguồn đường và acid amin cần thiết cho các chủng vi sinh vật

Đảo trộn

Khi quá trình phân giải trong đống ủ bắt đầu thì sự đảo trộn được xem như một quá trình cung cấp không khí cho vi sinh vật phát triển Sự đảo trộn không những cung cấp không khí cho quá trình ủ mà còn làm giảm nhiệt độ của đống ủ Nhiệt độ quá cao sẽ hạn chế sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật và làm gián đoạn quá trình chuyển hóa nguyên liệu

Vi sinh vật khởi động và vi sinh vật làm giàu dinh dưỡng

Năm 1980 các kết quả nghiên cứu của Gaur và cộng sự cho thấy việc bổ sung các loại vi sinh vật có khả năng phân huỷ xenlulo cao cùng các nguyên tố dinh dưỡng như đạm dạng hữu cơ, lân dạng quặng photphorit và một số điều kiện môi trường khác đã giúp rút ngắn thời gian ủ phân chuồng từ 4 -6 tháng xuống còn 2 - 4 tuần Các chủng vi sinh vật phân giải hợp chất hữu cơ được bổ trong quá trình ủ đóng vai trò vi sinh vật khởi động sản xuất nhanh phân hữu cơ từ nguồn phế thải giàu xenlulo

là Aspergillus, Trichoderma và Penicillium Cũng từ các kết quả nghiên cứu và thực

tiễn sản xuất, vào năm 1982 Gaur và cộng sự đã đề xuất kỹ thuật bổ sung thêm

quặng photphat với liều lượng 5% và vi sinh vật phân giải lân (Aspergillus,

Penicillium, Pseudomonas, Bacillus) với mật độ 106-108 VSV/gr cùng với vi sinh vật

cố định nitơ tự do Azotobacter nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

IV VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Phương pháp điều tra và phân tích các chỉ tiêu lý, hoá, sinh học

Để giải quyết các nội dung nghiên cứu đề ra đề tài đã tiến hành điều tra, đánh giá hiện trạng phế thải chăn nuôi và thực tế xử lý phế thải rắn và lỏng tại một số cơ sở chăn nuôi tập trung, lấy mẫu và phân tích các tính chất vật lý, hoá học và sinh học của các mẫu phế thải theo các phương pháp sau:

- Đo nồng độ các khí gây ô nhiễm: CO2, H2S, CH4, NH3, N2O bằng thiết bị phòng thí nghiệm

- Phân tích hàm lượng: hữu cơ, N, P, Cu, Zn, Pb trong phế thải rắn theo TCVN 6496: 1999

- Phân tích các chỉ số BOD, COD, hàm lượng chất lơ lửng, P, N, Cu, Zn, Pb trong chất thải dạng lỏng theo TCVN 6496: 1999; TCVN 5989: 1995

- Phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí tổng số, kỵ khí tổng số, một số vi sinh vật gây bệnh đối với người, động vật trong phế thải chăn nuôi dạng rắn và dạng lỏng theo TCVN 4829: 2001; TCVN 6187: 1996; TCVN 4883: 1993; và bộ kít sinh học phân tử sử dụng trong chuẩn đoán nhanh vi sinh vật gây bệnh

4.2 Các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật đang được áp dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm

4.2.1 Đánh giá hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật phân giải xenluloza

Sử dụng phương pháp khuyếch tán trên thạch đĩa để xác định hoạt tính phân giải xenluloza (TCVN 6168-2002):

- Nguyên tắc: Enzym CMC-aza thuỷ phân CMC trong môi trường sẽ tạo thành vòng thuỷ phân màu vàng xung quanh lỗ được nhỏ enzym và được hiện màu bằng dung dịch ligol Dựa vào hiệu số giữa đường kính vòng thuỷ phân (D) và đường kính của lỗ đục (d) mà ta có thể xác định được hoạt tính CMC-aza của vi sinh vật

- Tiến hành: Dùng môi trường thạch – cơ chất Môi trường CMC gồm: 1g CMC (xenluloza tự nhiên), 15g thạch, 1.000 ml nước cất

Phân phối đều vào bình tam giác có dung tích 250 ml khử trùng ở 1 atm trong

30 phút, đợi nguội đến 40oC thì đổ môi trường ra đĩa petri (thường đổ khoảng từ 7-9 đĩa, mỗi đĩa dày khoảng 1,5 cm) Sau chờ thạch đông lại, dùng dụng cụ đục một lỗ tròn (đường kính 0,8 cm) vào giữa hộp petri (nếu đục một lỗ), nếu đục hai lỗ thì đục đối xứng Tiếp theo nhỏ 0,1 ml dịch enzym/1 lỗ Sau khi thạch khô (khoảng 15 phút), thì để các đĩa đó vào tủ lạnh sau 5-6 giờ thì lấy ra để vào tủ ấm ở 30oC (không lật ngược đĩa) để enzym tác dụng với cơ chất CMC Sau 24 giờ thì nhuộm bằng 5 ml dịch lugol (1 g I2 và 2 g KI trong 300 ml nước cất) chờ 15-30 phút Sau đó gạt bỏ hết dịch lugol, đo vòng thuỷ phân màu vàng trên nền đỏ tím

Hoạt tính CMC-aza được hiển thị bằng hiệu số giữa đường kính vòng phân giải (D) và đường kính lỗ khoan (d), (D-d), đơn vị đo là cm

4.2.2 Đánh giá hoạt tính phân giải tinh bột

Xác định hoạt tính phân giải tinh bột bằng phương pháp khuấch tán trên thạch đĩa Phương pháp nghiên cứu được tiến hành như phương pháp xác định hoạt tính phân giải xenluloza (TCVN 6168-2002) đã nêu ở trên chỉ thay CMC bằng tinh bột tan Hoạt tính thuỷ phân tinh bột được hiển thị bằng hiệu số giữa đường kính vong phân giải (D) và đường kính lỗ khoan (d); đơn vị đo là cm

4.2.3 Phương pháp xác định hoạt độ proteaza với cơ chất casein

Xác định hoạt tính phân giải protein bằng phương pháp khuấch tán trên thạch đĩa, các bước tiến hành tương tự như phương pháp xác định hoạt tính phân giải

xenluloza (TCVN 6168-2002) đã nêu ở trên chỉ thay CMC bằng cazein

4.2.4 Phương pháp xác định khả năng phân giải phốt phát hữu cơ

Khả năng phân giải phốt phát khó tan được xác định bằng phương pháp đo vòng phân giải Ca3(PO4)2 trên môi trường Piko, đó là vòng tròn trong suốt bao quanh khuẩn lạc (đối với trường hợp cấy điểm) hoặc lỗ thạch (đối với trường hợp khoan lỗ thạch – phương pháp khuyếch tán trên thạch đĩa), nơi mà vi sinh vật phân giải lexitin

4.2.5 Phương pháp phân lập vi sinh vật tham gia vào sự chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh

Vi sinh vật chuyển hóa hợp chất lưu huỳnh được phân lập trên môi trường Starkey bằng phương pháp pha loãng của Koch

Để xác định lượng H2S tạo thành, người ta thường nuôi cấy chúng trong các bình có dung tích 500 ml trong vòng 20 – 30 ngày, sao đó xác định H2S sinh ra bằng các phương pháp phân tích hóa học thông thường

4.2.6 Phương pháp xác định tên vi sinh vật bằng kỹ thuật phân tử

Xác định tên vi sinh vật bằng phương pháp phân loại học phân tử dựa trên cơ

sở giải trình tự đoạn gien 16s ARN riboxom của các chủng vi khuẩn nghiên cứu, so sánh với các trình tự có sẵn trong ngân hàng gien quốc tế EMBL bằng phương pháp FASTA 33 để định loại đến loài các chủng vi sinh vật Cặp mồi được thiết kế dựa

trên trình tự đoạn gien mã hóa 16s ARN riboxom của chủng E.coli (J01695), tương

ứng với các vị trí nucleotit 15-33 (cho mồi xuôi) và 1548-1532 (cho mồi ngược) Trình tự nucleotit của các chủng nghiên cứu được giải trình trên máy tự động ABI-

377 của Hãng Perkin-Elmer (Mỹ), sau đó được xử lý bằng chương trình SeqEd1.03

và chương trình AssemblyLIGN 1.9 trong hệ chương trình MacVector 6.5.3 (Oxford Molecular Inc.), thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm Công nghệ Sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội Truy cập Ngân hàng Gien bằng chương trình Entrez/nucleotide/ tìm kiếm các trình tự gien 16s ARN riboxom của vi khuẩn So sánh đối chiếu và xử lý số liệu của tất cả các chuỗi bằng chương trình GENDOC2.5 Thành phần nucleotit được thu nhận bằng cách sử dụng bộ mã của vi sinh vật bậc thấp (vi khuẩn) trong Ngân hàng Gien (bảng mã di truyền số 11) thông qua chương trình GENDOC 2.5 Tên vi sinh vật được xác định với xác xuất tương đồng cao nhất

4.2.7 Phương pháp sản xuất chế phẩm

- Chuẩn bị sinh khối vi sinh vật:

Vi sinh vật sau khi nhân giống cấp 1 được chuyển nhân sinh khối cấp II được kiểm tra độ thuần khiết, hoạt tính sinh học

4.2.8 Phương pháp thí ngiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải chăn nuôi dạng rắn

- Nguyên liệu: Phân lợn dạng rắn

Chế phẩm vi sinh vật, đạm, lân super, kali, rỉ mật

- Tiến hành:

Thí nghiệm 1 đối với phân lợn dạng rắn gồm 2 công thức:

Đối chứng 1(ĐC1): không xử lý

Công thức thí nghiệm: Phân lợn + chế phẩm vi sinh vật

Sử dụng chất độn than bùn để điều chỉnh độ ẩm và vôi bột để điều chỉnh pH của nguyên liệu, tiến hành ủ theo từng công thức trộn, độ ẩm nguyên liệu khi ủ khoảng 50-60% Sau khi phối trộn xong, đánh đống ủ (mỗi đống ủ có khối lượng 500 kg), dùng ni lông chịu nhiệt phủ kín đống ủ Sau 7 ngày đảo trộn lần thứ nhất Ngày thứ 15 đảo trộn lần thứ hai, sau đó tiến hành ủ chín, không đảo trộn (trong 6-7 ngày)

- Các chỉ tiêu theo dõi

Trong quá trình ủ tiến hành theo dõi nhiệt độ, biến động quần thể vi sinh vật trong đống ủ

Chỉ tiêu vật lý, hoá học, cảm quan được đánh giá trước và sau khi ủ theo các

phương pháp phân tích thông thường

4.2.9 Phương pháp thí nghiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải

chăn nuôi dạng lỏng sau biogas

- Nguyên liệu: phế thải chăn nuôi lợn sau biogas

thải sau biogas

- Các chỉ tiêu theo dõi

Chỉ tiêu vật lý, hoá học, cảm quan được đánh giá trước và sau khi xử lý theo

các phương pháp phân tích thông thường

4.2.10 Phương pháp đánh giá độ chín và độ an toàn của phân ủ

Đánh giá độ chín của nguyên liệu theo TCVN 7185: 2002:

Sử dụng nhiệt kế có mức đo nhiệt độ từ 00C đến 1000C, cắm sâu 50 cm đến 60

cm vào trong đơn vị bao gói có khối lượng không nhỏ hơn 10 kg Sau 15 phút, đọc

nhiệt độ lần thứ nhất Đo, ghi chép và theo dõi sự thay đổi về nhiệt độ trong thời gian

3 ngày liên tiếp, mỗi ngày đo một lần (đo vào 9 giờ hoặc 10 giờ) Phân hữu cơ bảo

đảm độ chín khi nhiệt độ không thay đổi trong suốt thời gian theo dõi

4.3 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

Phân bón hữu cơ sinh học (HCSH) sản xuất từ nguồn phế thải chăn nuôi rắn

được đánh giá hiệu quả đối với một số loại cây trồng: rau, lạc, lúa qui mô đồng ruộng

theo 10TCN (216-2005): Qui phạm khảo nghiệm đồng ruộng hiệu lực của phân bón

đối với cây trồng

- Phương pháp bố trí thí nghiệm theo phương pháp ngẫu nhiên toàn toàn

- Số lần lặp: 3 lần

1 Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của phân bón HCSH đối với giống lúa Bắc Thơm 7 được thực hiện trong 2 vụ (vụ xuân và vụ mùa) năm 2009, tại xã Hải Toàn, Hải Hậu, Nam Định

Mật độ cấy: 45 khómm2

- Công thức thí nghiệm: 4 công thức

CT1: 100% NPK + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT2: 75% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT3: 50% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT4 (ĐC): Nền 100% NPK + 5 tấn phân chuồng

NPK: 60:90:60

2 Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của phân bón HCSH đối với cây rau cải mơ được thực hiện tại xã tại Vân Nội - Đông Anh – Hà Nội trong hai vụ xuân hè và vụ thu đông năm 2009

- Công thức thí nghiệm: 4 công thức

CT1: 100% NPK + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT2: 75% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT3: 50% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT4 (ĐC): Nền 100% NPK + 5 tấn phân chuồng

NPK: 60:30:30

3 Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của phân bón HCSH đối với giống lạc L23 được thực hiện tại tại xã Long Sơn, huyện Anh Sơn, tỉnh Nghệ An và xã Nghi Ân, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An trong hai vụ xuân và vụ hè thu năm 2009

- Công thức thí nghiệm: 4 công thức

CT1: 100% NPK + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT2: 75% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

CT3: 50% NP + 100% K + 5 tấn phân hữu cơ sinh học;

Ngoài các kỹ thuật vi sinh vật thường quy sử dụng trong nhân, xử lý sinh khối

vi sinh vật và tạo chế phẩm đề tài cũng sử dụng các TCVN, TCN để đánh giá chất lượng chế phẩm

Xác định khả năng sử dụng phế thải chăn nuôi dạng rắn sau xử lý làm phân bón thông qua các thử nghiệm, khảo nghiệm đồng ruộng theo 10TCN216: 2003 – Quy phạm khảo nghiệm đồng ruộng hiệu lực của phân bón đối với cây trồng

V KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

5.1 Kết quả khoa học công nghệ

5.1.1 Hiện trạng phế thải và tình hình xử lý phế thải tại cơ sở chăn nuôi tập trung

Phương thức chăn nuôi:

+ Chăn nuôi lợn:

Kết quả điều tra tại 4 cơ sở chăn nuôi lợn tập trung (Hà Nội - bao gồm cả Hà Tây cũ, Ninh Bình, Bình Dương, Đồng Nai) cho thấy hiện có 3 phương thức chăn nuôi phổ biến, đó là:

- Ô chuồng trên nền bê tông: chủ yếu để chăn nuôi lợn thịt thương phẩm

- Cũi sắt: phổ biến để nuôi lợn nái sinh sản

- Ô chuồng trên sàn bê tông

+ Chăn nuôi gà:

Số liệu điều tra tại 4 cơ sở chăn nuôi gà (Hà Nội, Ninh Bình, Bình Dương, Đồng Nai) cho thấy có hai loại hình chuồng nuôi phổ biến cho nuôi gà thịt và gà đẻ trứng:

+ Hệ thống chuồng mở: không có hệ thống tường bao kín xung quanh, không

có hệ thống quạt hút thông gió, tạo ẩm

+ Hệ thống chuồng kín: Có tường bao kín xung quanh, có hệ thống quạt hút thông gió, tạo ẩm

Quy mô chăn nuôi

Số liệu điều tra tại các cơ sở chăn nuôi lợn đã lựa chọn cho thấy các cơ sở chăn nuôi đều có quy mô trên 400 đầu lợn thường xuyên, bao gồm cả chăn nuôi lợn nái sinh sản, lợn đực giống, lợn con giống và lợn thương phẩm (lợn con giống và lợn thịt thương phẩm), thậm chí có những trang trại thường xuyên có 10.000 đầu lợn, trong

đó có 1.000 lợn nái và 6.000 lợn thịt như: Trang trại chăn nuôi của Công ty Gia Nam (Bến Cát, Bình Dương) Thời gian gần đây do dịch lở mồm, long móng và đặc biệt là bệnh tai xanh ở lợn diễn biến phức tạp nên tuy không bị dịch nhưng quy mô đàn có giảm so với năm 2006

Số liệu điều tra tại các trang trại chăn nuôi gà cho thấy các cơ sở chăn nuôi gà đều xây dựng theo mô hình chuồng kín và có qui mô trên 5.000 gà đẻ trứng và 10.000

gà thịt, các cơ sở này đều chăn nuôi gia công cho các công ty thức ăn chăn nuôi lớn

như: CP, Jafa,

Quản lý chuồng trại và chất thải chăn nuôi

Tất cả các cơ sở chăn nuôi lợn và gà được điều tra đều chú ý đến khâu vệ sinh khử trùng tiêu độc định kỳ Các loại hoá chất khử trùng được sử dụng phổ biến là: Han Iodil, Ben cocid, BKA, Cloramin, Allside dưới dạng phun sương hoặc pha loãng theo nồng độ quy định

a) Quản lý chất thải rắn:

Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa và đôi khi là xác gia súc, gia cầm chết hàng ngày Kết quả điều tra hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi cho thấy cả 5 cơ sở chăn nuôi lợn và 1 cơ sở chăn nuôi gà (100%) đều chưa tiến hành xử lý chất thải rắn trước khi chuyển ra ngoài khu vực chăn nuôi Các

cơ sở này đều có khu vực tập trung chất thải ở vị trí cuối trại, đa số làm ở cuối hướng gió chính Chất thải rắn được thu gom và thường được tập trung đóng gói vào bao tải

để bán cho người tiêu thụ làm phân bón hoặc nuôi cá Mỗi tuần 1 hoặc 2 lần các chất thải chăn nuôi dạng rắn này được vận chuyển bằng xe công nông hoặc xe ô tô tải đến địa chỉ cần tiêu thụ Phần lớn các bao tải này được tái sử dụng nhiều lần, không được

vệ sinh tiêu độc nên nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và lây lan dịch bệnh từ cơ sở này sang cơ sở khác là rất cao

b) Quản lý chất thải dạng lỏng

Chất thải lỏng của các cơ sở chăn nuôi lợn bao gồm: nước tiểu, nước rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm rửa cho lợn hàng ngày Cả 5 cơ sở chăn nuôi lợn được điều tra đều có hệ thống xử lý chất thải lỏng bằng công nghệ biogas và nguồn nước được sử dụng là nước giếng khoan Kết quả điều tra cũng cho thấy các cơ

sở chăn nuôi gà không có hệ thống xử lý bằng công nghệ biogas do đặc thù của chăn

nuôi gia cầm là không sử dụng nước để rửa chuồng hoặc để tắm rửa cho chúng, việc

vệ sinh chuồng trại chỉ được tiến hành khi bị ướt hoặc quá nhiều phân

+ Các chỉ tiêu môi trường tại các cơ sở chăn nuôi

Với mục đích đánh giá một cách chính xác, khách quan chất lượng môi trường tại các cơ sở chăn nuôi, bao gồm môi trường không khí chuồng nuôi, chất thải rắn, chất thải lỏng (trước và sau khi xử lý) đề tài đã tiến hành đo và phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hoá học và sinh học đối với môi trường không khí cũng như nước thải sau biogas thải ra trong quá trình chăn nuôi Kết quả đo và phân tích được thể hiện trong các bảng 5, 6, 7

Bảng 5: Môi trường không khí tại các trang trại nuôi lợn

Chỉ tiêu

Trại lợn Đan Phượng

TTNC Lợn Thụy Phương

Trại lợn Tam Điệp

Cty Gia Nam

Trại lợn Hồng Điệp

TB±SD

Giới hạn tối đa*

Độ bụi

KK

(mg/m3)

0,5800 0,6267 0,7467 0,7650 0,7650 0,69±0,09 10 Nồng độ

H2S

(ppm)

0,00063 0,0008 0,0008 0,0009 0,0009 0,0008±0,0001 5 Nồng độ

Bảng 6: Môi trường không khí tại các trang trại nuôi gà

Tiên Phương,

Hà Nội

Bến Cát, Bình Dương TB±SD

Giới hạn tối đa*

độ nhiễm khuẩn không khí xấp xỉ mức giới hạn cho phép theo TCN 678-2006

Bảng 7: Kết quả kiểm tra một số chỉ tiêu trong nước thải trước và sau biogas

TT Chỉ tiêu Đơn vị Trước biogas X±mx Sau biogas X±mx (5945-2005) TCVN

Ngoài các chỉ tiêu về vật lý, hóa học đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường thì

vi sinh vật gây bệnh là một trong những chỉ tiêu quan trọng thể hiện mức độ ô nguy hại đến sức khỏe cộng đồng, kết quả phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh trong mẫu phế thải chăn nuôi sau 1 tuần thải ra môi trường được trình bày trong các bảng 8, 9