(Luận văn) nghiên cứu thực trạng ô nhiễm môi trường và xây dựng quy trình chế biến phân bón hữu cơ sinh học từ bã dong riềng tại xã xuân vân, huyện yên sơn, tỉnh tuyên quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––– TẠ PHƯƠNG THU lu an va n NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ to SINH HỌC TỪ BÃ DONG RIỀNG TẠI XÃ XUÂN VÂN, p ie gh tn XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PHÂN BĨN HỮU CƠ d oa nl w HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG ll u nf va an lu m oi LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC z at nh z m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN - 2019 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -–––––––––––––––––––––– TẠ PHƯƠNG THU lu an NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ va n XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PHÂN BĨN HỮU CƠ to gh tn SINH HỌC TỪ BÃ DONG RIỀNG TẠI XÃ XUÂN VÂN, p ie HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG w oa nl NGÀNH: SINH THÁI HỌC d MÃ SỐ: 8.42.01.20 u nf va an lu ll LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC oi m z at nh z m co l gm @ Người hướng dẫn khoa học: TS LƯƠNG THỊ THÚY VÂN an Lu THÁI NGUYÊN - 2019 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn si LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi hướng dẫn TS Lương Thị Thúy Vân, giảng viên khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nếu sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm Tác giả lu an va n Tạ Phương Thu p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si LỜI CẢM ƠN lu an n va p ie gh tn to Trong suốt trình học tập thực đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh thái học, khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, nhận ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Trước tiên tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến giáo hướng dẫn TS Lương Thị Thúy Vân tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu để tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm, phòng quản lý Đào tạo Sau Đại học, tập thể thầy cô giáo khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ tơi suốt q trình tơi học tập nghiên cứu trường Tôi xin trân trọng cảm ơn Sở Giáo dục & Đào tạo tỉnh Tuyên Quang, BGH trường THPT Xuân Vân tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ thời gian học Tôi chân thành cảm ơn Sở Công thương tỉnh Tuyên Quang, hộ sản xuất chế biến tinh bột dong riềng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang tạo điều kiện giúp đỡ thực nghiên cứu đề tài địa phương Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln cổ vũ, động viên suốt thời gian qua Trong q trình thực luận văn, cịn hạn chế mặt thời gian, kinh phí trình độ chun mơn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến quý báu thầy cô giáo, nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp d oa nl w ll u nf va an lu oi m Tôi xin trân trọng cảm ơn! z at nh Thái Nguyên, tháng năm 2019 Tác giả z m co l gm @ an Lu Tạ Phương Thu va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài lu Mục tiêu nghiên cứu an Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài va n Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU tn to 1.1 Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng tác động tới môi ie gh trường từ sở chế biến Dong riềng từ làng nghề Việt Nam p 1.2 Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng tác động tới môi nl w trường Tuyên Quang oa 1.2.1 Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng Tuyên Quang d 1.2.2 Tác động tới môi trường hoạt động sản xuất, chế biến tinh bột lu va an Dong riềng Tuyên Quang u nf 1.3 Vai trò vi sinh vật chuyển hóa chất thải hữu ứng dụng để sản ll xuất phân bón hữu sinh học 11 m oi 1.3.1 Vai trị chuyển hóa chất thải hữu vi sinh vật 11 z at nh 1.3.2 Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón hữu sinh học 14 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP z @ NGHIÊN CỨU 22 l gm 2.1 Đối tượng nghiên cứu thời gian nghiên cứu 22 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 22 m co 2.1.2 Thời gian nghiên cứu 23 an Lu 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si 2.3 Phương pháp nghiên cứu 23 2.3.1 Phương pháp điều tra, lấy mẫu phân tích 23 2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25 2.3.3 Phương pháp theo dõi tiêu sinh trưởng, phát triển rau Su su 26 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 26 Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 27 3.1 Điều kiện tự nhiên 27 3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 29 3.2.1 Diện tích, dân số 29 3.2.2 Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội 29 lu an Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 n va 4.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ sở sản xuất, chế biến tn to tinh bột Dong riềng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 32 4.1.1 Ô nhiễm nước thải 32 gh p ie 4.1.2 Ô nhiễm bã thải 38 4.2 Sản suất phân bón hữu từ bã thải Dong riềng 41 nl w 4.2.1 Quy trình ủ phân hữu từ bã Dong riềng 41 d oa 4.2.2 Diễn biến nhiệt độ đống ủ theo thời gian 42 an lu 4.2.3 Thành phần lý, hóa học sản phẩm sau ủ 44 va 4.2.4 Đặc điểm cảm quan sản phẩm phân hữu sau ủ 45 ll u nf 4.3 Ứng dụng phân bón hữu sinh học sản xuất từ bã Dong riềng bón oi m cho rau su su xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 46 z at nh 4.3.1 Đặc tính hóa học đất trồng su su xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 46 z 4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu sinh học sản xuất từ bã thải @ gm Dong riềng đến sinh trưởng phát triển suất rau Su su 47 l KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN an Lu PHỤ LỤC m co TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si DANH MỤC VIẾT TẮT lu an n va Biochemical oxygen Demand BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường C/N Tỉ lệ cacbon nitơ C/P Tỉ lệ cacbon photpho COD Chemical Oxygen Demand CT Công thức DL1 Dương Liễu DL2 Dương Liễu DL3 Dương Liễu NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Việt Nam STT Số thứ tự gh tn to BOD5 TCCP Tiêu chuẩn cho phép ie Tiêu chuẩn ngành p TCN Tiêu chuẩn Việt Nam Ủy ban nhân dân u nf va an VSV Trách nhiệm hữu hạn lu UBND d TNHH Thí nghiệm oa TN nl w TCVN Vi sinh vật ll oi m z at nh z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Chất lượng phân bón hữu ủ từ bã thải Dong riềng 19 Bảng 1.2 Tính chất lý, hóa học bã thải dong riềng sau ủ so với ban đầu 19 Bảng 1.3 Hiệu phân hữu đến suất lúa đất bạc màu 20 Bảng 1.4 Định lượng bã thải công đoạn sản xuất 21 Bảng 4.1 Chất lượng nước thải số sở sản suất tinh bột Dong riềng xã Xuân Vân 33 Bảng 4.2 Thành phần lý, hóa học mẫu bã thải xã Xuân Vân 39 Bảng 4.3 Nhiệt độ đống ủ bã thải dong riềng Xuân Vân(oC) 42 lu an Bảng 4.4 Tính chất lý hóa học sản phẩm sau ủ so với ban đầu 44 n va Bảng 4.5 Tính chất cảm quan sản phẩm sau ủ có chế phẩm đối chứng 45 tn to Bảng 4.6 Đặc tính hóa học đất trồng su su xã Xuân Vân 46 ie gh Bảng 4.7 Ảnh hưởng phân hữu sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng p đến sinh trưởng, phát triển rau Su su 47 nl w Bảng 4.8 Ảnh hưởng phân hữu sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng d oa đến suất Su su 48 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Nước thải bã thải Dong riềng thải suối 32 Hình 4.2 Đồ thị đánh giá chất lượng nước thải số sở sản xuất bã thải Dong riềng xã Xuân Vân 34 Hình 4.3 Suối bị ô nhiễm nước thải từ sản xuất tinh bột Dong riềng 35 Hình 4.4 Sông Gâm bị ô nhiễm nước thải từ sản xuất tinh bột Dong riềng 36 Hình 4.5 Người dân sử dụng nước suối nhiễm bị bệnh ngồi da 36 Hình 4.6 Gia súc uống nước, ăn cỏ nơi ô nhiễm bị bệnh miệng 37 lu Hình 4.7 Cá chết hàng loạt nước nhiễm chất thải từ sản xuất Dong riềng 37 an Hình 4.8 Cây trồng héo úa nước nhiễm độc 38 va n Hình 4.9 Bã thải bỏ vườn nhà 38 tn to Hình 4.10 Bã thải bỏ ruộng 39 p ie gh Hình 4.11 Đồ thị diễn biến nhiệt độ đống ủ phân hữu từ bã Dong riềng 43 d oa nl w Hình 4.12 Hình thái đặc điểm sản phẩm phân hữu trước sau ủ 46 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đối với người dân miền núi nói chung tỉnh Tuyên Quang nói riêng, Dong riềng loại trồng gần gũi quen thuộc Ở số nơi, người dân quen gọi loại “cây trời đánh không chết” lẽ Dong riềng trồng nhiều loại đất có khả chống chịu cao [5] Dong riềng loại trồng nơng nghiệp có giá trị kinh tế cao, sử dụng cho nhiều mục đích khác cơng nghiệp thực phẩm Trong y dược học, Dong riềng dùng để chế huyết ưu trương lu an đẳng trương Củ Dong riềng luộc ăn trực tiếp, tinh cất thành bột để làm va n miến, bánh đa, hạt chân trâu vv… tn to Trong năm qua, nhiều làng nghề truyền thống chế biến miến dong ie gh khôi phục phát triển mạnh mẽ Việc sản xuất, chế biến tinh bột Dong p riềng làm miến dong cải thiện đáng kể sống người dân, tạo giá nl w trị cao mặt kinh tế, giải nhu cầu việc làm cho đại phận lao động nhàn d oa rỗi tăng thu nhập cho người dân, tác động lớn tới phát triển xã hội an lu Tuy nhiên, phát triển kéo theo hệ lụy mơi trường va thơn có chế biến tinh bột Dong riềng Mỗi ngày có hàng trăm củ ll u nf Dong riềng nghiền xát thành bã thải xuống sơng, suối; hàng nghìn mét oi m khối nước không qua xử lý, tạo dịng nước đen, bốc mùi thối gây z at nh nhiễm môi trường nghiêm trọng Nguồn nước thải chảy qua số thơn bản, sau đổ dồn sông, đầu nguồn suối làm chết cá động vật z thủy sinh khác Nhiều đoạn kênh mương bị tắc nghẽn, nước đặc quánh, đen sì, @ gm … Một thực tế đáng báo động trình sản xuất tinh bột Dong riềng, m co l tỷ lệ thành phẩm sau chế biến 25 - 30%, lại 70% trọng lượng tồn dạng chất thải rắn lỏng vỏ, bã Dong riềng Do không an Lu có nơi tập kết nên chủ hộ đành đổ vệ đường, ven sông, suối nên hầu hết va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn n ac th si 35.FAO (1980), A manual of rural composting, FAO/UNDP Regional Project RAS/75/004 Field Document No.15.Rome 36.Gascoigne T.A, Gascoigne M.M (London 1960), Biologycal degredation of celluloza material, page 7-21 37.Hemann, M (1996), Starch noodles from edible canna, In Janick J Progress in new crop Am.Soc Hort Sci Alexandrian, VAP, page 507- 508 38.Hermann, M et al (2007), Crop growth and starch productivity of edible canna 39.Isman M.B (1998), Neem and related natural products, in: Biopesticidesuse and delivery lu 40.Jeris J.S and A.W.Regan (1973) an n va 41.Jeris J.S and A.W.Regan (1973), The effect of pH, nutrient, storage and tn to paper content, Controllong environmental for oplimal composting, p16- 22 42.Smith, R.C (1995), Composting practices, NDSU Extension service North gh p ie Dakota State University of Agricalture and Applied Science, and USDA nl w III Tài liệu webside: d oa 43.Sản xuất phân Compost để giảm áp lực môi trường, an lu http://tnmt.gov.vn/30.12.2008 va 44.Sản xuất phân Compost từ rác thải sinh hoạt, u nf http://3w.vista.gov.vn/psl/portal.2007 ll 45.Sản xuất phân hữu vi sinh từ phế thải nông nghiệp, oi m z at nh http://3w.l aodong.com.vn/home/2007 z m co l gm @ an Lu n va ac th 53 si PHỤ LỤC CÁC HÌNH ẢNH CỦA TÁC GIẢ CHỤP TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU TỪ THÁNG NĂM 2018 ĐẾN THÁNG NĂM 2019 lu an n va tn to Hình Cây Dong riềng trồng địa phương p ie gh (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si Hình Cơ sở chế biến tinh bột Dong riềng nhà Ơng Khúc Văn ThìnXn Vân (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) lu an n va p ie gh tn to nl w Hình Bã thải Dong riềng thải trực tiếp ruộng d oa (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si lu an n va tn to Hình Nước thải Dong riềng thải trực tiếp suối thôn Đô Thượng gh xã Xuân Vân p ie (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN ac th si Hình Bã thải Dong riềng lấp đầy suối tự nhiên (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) lu an n va ie gh tn to p Hình Nước thải sở sản xuất Dong riềng suối thôn Soi Đen w oa nl xã Xuân Vân d (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN ac th si lu an va n Hình Phơi bã Dong riềng cho giảm bớt nước đạt độ pH tối ưu tn to (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) p ie gh d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN an Lu Hình 8.Đảo trộn bã Dong riềng với chế phẩm sinh học ac th si (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) lu an n va p ie gh tn to w Hình Chế phẩm sinh học sử dụng ủ phân từ bã Dong riềng d oa nl (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si lu an va n Hình 10 Đảo trộn sau ủ với chế phẩm 15 ngày to p ie gh tn (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z l gm @ m co Hình 11 Bã Dong riềng sau ủ với chế phẩm 40 ngày http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ac th si lu an n va tn to (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) p ie gh Hình 12 Phân hữu sinh học từ bã Dong riềng sau 90 ngày d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z Hình 13 Tập huấn ủ phân hữu sinh học từ bã thải Dong riềng @ m co l gm (Nguồn: Sở Khoa học công nghệ Tuyên Quang, năm 2017) an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si Hình 14 Phương pháp ủ phân hữu sinh học từ bã Dong riềng bể ủ có mái che (Nguồn: Sở Khoa học cơng nghệ Tuyên Quang, năm 2017) lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu va an Hình 14 Trồng rau Su su ll u nf (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si lu an n va tn to Hình 15 Rau Su su bón phân hữu sinh học p ie gh (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z l gm @ m co Hình 16 Đo tiêu sinh trưởng rau Su su http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ac th si lu an n va tn to Hình 17 Sản phẩm Su su bón phân hữu sinh học từ bã thải Dong gh riềng p ie (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN ac th si Hình 18 Bón phân hữu sinh học từ bã Dong riềng cho rau vườn rau gia đình (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) lu an n va p ie gh tn to w Hình 19 số hộ dân địa phương tự ủ bã Dong riềng bón cho Ngô d oa nl (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si lu an n va ie gh tn to p Hình 20.Sử dụng bã Dong riềng ủ hoai + phân chuồng làm bầu cho nl w trồng thay đất oa (Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu) d Phiếu điều tra thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng an lu Nghề nghiệp: Ý kiến người dân Thời vụ sản xuất, chế biến tinh l bột Dong riềng http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu Phương thức sản xuất Ghi m co Thực trạng sản xuất gm @ TT z Địa chỉ: Giới tính: z at nh Năm sinh: oi m Họ tên: ll u nf va xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang ac th si Thời điểm ô nhiễm mơi trường năm Ơ nhiễm nguồn nước Hình thức xả thải nước từ sở chế biến Ảnh hưởng đến sức khỏe người ảnh hưởng đến động vật, thực vật lu Ảnh hưởng bã thải đến môi an n va trường trồng p ie gh tn to Nhận thức người dân d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si