(Luận văn) phân tích dòng vật chất áp dụng trong hoạt động nuôi gà tại xã đỗ động, thanh oai, hà nội và đề xuất thu hồi tài nguyên trong dòng thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Huyền Trang lu an n va to PHÂN TÍCH DỊNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG gh tn NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI p ie VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUYÊN TRONG DÒNG THẢI nl w d oa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hà Nội – 2020 an Lu n va ac th si ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Huyền Trang lu PHÂN TÍCH DỊNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG an va NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI n VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUYÊN TRONG DÒNG THẢI ie gh tn to p Chuyên ngành: Khoa học môi trường d oa nl w Mã số: 8440301.01 ll u nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC oi m NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: z at nh TS Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều z m co l gm @ an Lu Hà Nội - 2020 n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn khoa học TS.Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố hình thức Mọi nguồn thông tin sử dụng Luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên cao học lu an n va to p ie gh tn Trần Thị Huyền Trang d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều hai giảng viên đồng hướng dẫn giao đề tài, quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hà quỹ Kovalevskaia hỗ trợ em q trình thực hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn nhiệm vụ Nghị định thư NĐT 31.JPA/17 hỗ trợ tính tốn phân tích dịng thải có tiềm để thu hồi tài ngun lu Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung Bộ mơn Cơng nghệ mơi trường nói riêng giảng dạy trang bị cho em kiến thức quý giá suốt khóa học an n va tn to Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè ln chia sẻ, ủng hộ động viên em suốt thời gian qua p ie gh Cuối em xin chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học giúp em bảo vệ thành công luận văn oa nl w Em tâm huyết với đề tài cố gắng, nỗ lực để hồn thành khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận giúp đỡ góp ý thầy để luận văn em hồn thiện d Em xin trân trọng cảm ơn! an lu ll u nf va Học viên cao học oi m z at nh Trần Thị Huyền Trang z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hoạt động nuôi gà 1.1.1 Tổng quan ngành nuôi gà giới 1.1.2 Tổng quan ngành nuôi gà Việt Nam .8 1.1.3 Nguồn lượng chất thải phát sinh từ nuôi gà .12 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng phân gà 17 1.1.5 Ảnh hưởng chất thải nuôi gà đến môi trường người giải pháp xử lý, tận dụng 18 lu an 1.2 Tổng quan phân tích dịng vật chất (MFA) 22 n va 1.2.1 Khái niệm MFA .22 tn to 1.2.2 Mục tiêu nội dung MFA 24 1.2.3 Quá trình thực MFA 25 p ie gh 1.2.4 Ứng dụng MFA 26 1.2.5 Hạn chế MFA 27 nl w 1.2.6 Một số nghiên cứu áp dụng MFA giới Việt Nam 28 d oa 1.3 Phân tích dịng vật chất với phần mềm STAN 30 an lu 1.3.1 Giới thiệu STAN 30 va 1.3.2 Mô hình hóa hệ thống 31 u nf 1.3.3 Nhập liệu, tính tốn hiển thị kết 33 ll CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 m oi 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .36 z at nh 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36 z gm @ 2.2 Phương pháp nghiên cứu .36 2.2.1 Phương pháp tổng quan, phân tích tài liệu 36 l m co 2.2.2 Phương pháp điều tra, vấn, khảo sát thực địa 36 2.2.3 Lấy mẫu bảo quản mẫu 37 an Lu 2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu 39 n va ac th si 2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 39 2.2.6 Phương pháp phân tích dịng vật chất MFA 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Hiện trạng hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động 42 3.1.1 Quy mô chăn nuôi 42 3.1.2 Đánh giá nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi 51 3.2 Kết phân tích định tính dịng vật chất 52 3.3 Kết phân tích định lượng MFA với phốt .54 3.4 Đánh giá tiềm thu hồi đề xuất giải pháp thu hồi tài nguyên 61 Kết luận 65 lu an Kiến nghị 65 n va TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 Tài liệu nước 66 gh tn to Tài liệu nước .66 p ie Tài liệu internet .69 w PHỤ LỤC 70 oa nl Phụ lục 01 71 Phụ lục 02 74 d ll u nf va an lu Phụ lục 03 77 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cơ cấu nuôi gà theo vùng miền Việt Nam Bảng 1.2 Sự gia tăng số lượng loại gà qua năm 10 Bảng 1.3 Ước tính khối lượng chất thải chăn ni phát sinh 12 Bảng 1.4 Lượng phân thải đầu gà 13 Bảng 1.5 Thành phần số nguyên tố đa lượng phân gà khô 14 Bảng 1.6 Thành phần số nguyên tố đa lượng phân gà tươi 14 Bảng 1.7 Thành phần số nguyên tố vi lượng có phân gà 14 Bảng 2.1 Danh sách trang trại chăn nuôi tiến hành vấn 37 Bảng 2.2 Danh sách mẫu phân tích 38 lu Bảng 2.3 Các thơng số cần khảo sát, đo đạc, tính toán nghiên cứu 41 an va Bảng 3.1 Cơ cấu đàn gia cầm xã Đỗ Động 42 n Bảng 3.2 Thông tin điều tra hoạt động nuôi gà hộ nuôi gà khảo sát 44 gh tn to Bảng 3.3 Thông tin khảo sát thành phần dinh dưỡng thức ăn gà 45 ie Bảng 3.4 Thành phần Phốt nước uống gà 48 p Bảng 3.5 Thành phần hóa học đặc trưng vỏ trấu 48 nl w Bảng 3.6 Thành phần nguyên tố hóa học vỏ trấu 49 oa Bảng 3.7 Các dòng phốt (P) sơ đồ MFA hoạt động nuôi gà 53 d Bảng 3.8 Hàm lượng phốt (P) đầu vào hoạt động nuôi gà 55 lu va an Bảng 3.9.Kết phân tích hàm lượng phốt (P) chất thải rắn 56 u nf từ hoạt động nuôi gà 56 ll Bảng 3.10 Hàm lượng P đầu phân thải nuôi gà theo số liệu phân tích 56 m oi theo lý thuyết 56 z at nh Bảng 3.11 Hàm lượng phốt chất thải rắn từ hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động 61 z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Số lượng gà giới từ năm 2010 đến năm 201 Hình 1.2 Số gà theo quốc gia tồn giới năm 2018 Hình 1.3 Giao diện bên ngồi phần mềm STAN 31 Hình 1.4 Sơ đồ ngun lý phân tích dịng vật chất 31 Hình 1.5 MFA hệ thống hóa STAN 32 Hình 1.6 MFA sau nhập số liệu 33 Hình 1.7 Bảng hiển thị kết tính tốn MFA 34 Hình 3.1 Trại gà chị Nguyễn Thị Thu (thôn Cự Thôn, xã Đỗ Động) 43 (Chụp ngày 7/12/2019) 43 lu Hình 3.2 Trại gà chị Nguyễn Thị Loan (thôn Tam Đa, xã Đỗ Động) 43 an va (Chụp ngày 7/12/2019) 43 n Hình 3.3 Trại gà chị Phạm Thị Tâm (thôn Động Giã, xã Đỗ Động) 44 gh tn to (Chụp ngày 7/12/2019) 44 ie Hình 3.4 Quy trình ni gà sở khảo sát 51 p Hình 3.5 Sơ đồ tổng qt dịng đầu vào đầu liên quan đến hoạt động 52 nl w nuôi g 52 d oa Hình 3.7 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS01 (theo số liệu phân tích) 58 lu u nf va an Hình 3.8 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS01 (theo số liệu lý thuyết) 58 ll Hình 3.9 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS02 (theo số liệu phân tích) 59 oi m z at nh Hình 3.10 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS02 (theo số liệu lý thuyết) 59 z Hình 3.11 Hàm lượng phốt vào, ra, thất thoát hoạt động nuôi gà CS03 (theo số liệu phân tích) 60 @ m co l gm Hình 3.12 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động nuôi gà CS03 (theo số liệu lý thuyết) 60 an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT lu an n va Tên tiếng việt CS Cơ sở CP Cổ phần DD Dung dịch DHMT Duyên hải miền Trung ĐB Đồng FAO Tổ chức Nông Lương Food and Agriculture Organization EU Liên minh châu Âu European Union KTMT Kỹ thuật môi trường HPAI Cúm gia cầm có khả gây bệnh Highly Pathogenic Avian cao Influenza Tên tiếng anh gh tn to Tên viết tắt Phân tích dịng vật chất NN & PTNT Nơng nghiệp phát triển nông thôn MFA p ie Quy chuẩn Việt Nam Túi nhựa mỏng, dẻo, nhẹ an lu PE d oa nl QCVN Nhiều người khác w Nnk Material Flow Analysis Sở Nông nghiệp Phát triển nông thơn SFA Phân tích dịng chất STNMT Sở Tài ngun Môi trường VAC Vườn – Ao – Chuồng VAHIP Dự án phòng dịch cúm gia cầm, cúm Projects to prevent avian người dự phòng đại dịch Việt influenza, human influenza Nam and pandemic prophylaxis in Vietnam u nf va SNN & PTNT ll Substance flow analysis oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Theo số liệu điều tra chăn nuôi Tổng cục Thống kê, 2018 tổng đàn gà Việt Nam năm 2018 có 316 triệu con, tăng 14,96 % so với năm 2017 Trong đó, đàn gà thịt có mức tăng tốt so với gà lấy trứng (mức tăng gà lấy thịt 6,9%, lại gà lấy trứng 5,0%) Xét thị phần, gà lấy thịt chiếm 77,5% tổng đàn gà nước Trong cấu nuôi gà Việt Nam, khu vực miền Bắc (gồm tỉnh từ Bắc Trung Bộ trở ra) chiếm tỷ trọng lớn so với khu vực miền Nam (từ Duyên hải Nam trung trở vào), chiếm tới 61,54% tổng đàn gà nước Đồng sông lu Hồng Trung du miền núi phía Bắc khu vực có tổng đàn gà lớn an năm 2018 va n Với tốc độ phát triển ngành nuôi gà nay, theo tính tốn dựa tn to sở khoa học sinh lý vật ni số liệu thống kê thấy, lượng phát thải chất thải ie gh tăng tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng quy mô, theo tính tốn Vụ Khoa học Cơng p nghệ Môi trường (Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thơn, 2018) ước tính mức nl w thải trung bình gà thải khoảng 3,6 – 5,0 kg phân/tháng hay 43,2 – 60 oa kg/năm, với tổng đàn vật nuôi nước riêng lượng phân phát thải trung bình d 63,2 triệu năm bao gồm lượng chất rắn (phân, chất độn chuồng, loại lu va an thức ăn thừa rơi vãi), lượng chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng, ) u nf Tại Hội thảo Quản lý, bảo vệ môi trường chăn nuôi chất thải chăn nuôi thực ll trạng giải pháp Ủy ban Khoa học công nghệ môi trường Quốc hội tổ chức m oi (tháng 3/2018), đại diện Tổng cục trưởng Tổng cục môi trường cho biết, theo thống z at nh kê có 80 triệu chất thải từ hoạt động chăn nuôi, gấp nhiều lần so với lượng rác thải sinh hoạt hàng năm (khoảng 23 triệu tấn), phần khơng nhỏ từ chất z gm @ thải chăn nuôi gia cầm Đáng lưu ý có 60 % chất thải từ trình chăn ni xử lý, nhiên khơng đạt chuẩn cho phép Đây nguyên nhân l m co khiến mơi trường nước, đất, khơng khí xung quanh vùng chăn nuôi bị ô nhiễm nghiêm trọng an Lu n va ac th si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si lu an v an g t n ot p e hi w o d nl d a o lu a a v n u nf l lm o h n i z t a z @ gm l m o c Lu an v an t c a h si Phụ lục 02 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH Xác định tổng phốt phân gà theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6499:1999 (ISO 11263 : 1994) chất lượng đất - xác định phốt - phương pháp quang phổ xác định phốt hòa tan dung dịch natri hidrocacbonat Bộ Công nghệ Môi trường ban hành a Hóa chất thiết bị Hóa chất - Nước cất nước có độ tinh khiết tương đương - Dung dịch natri hidroxit (NaOH 1mol/lit) lu an - Dung dịch chiết (NaHCO3) n va - Cácbon hoạt hóa tn to - Axit Sunfuric - Thuốc thử sunfomolybdic p ie gh - Axit Sunfuric lỗng (5 mol/lít) w - Dung dịch tiêu chuẩn gốc octophôtphat chứa 450 mg/l phốt oa nl - Dung dịch tiêu chuẩn với nồng độ d - Các thuốc thử dùng để màu nhiệt độ thường (Dung dịch natri lu an thiosunfat, 12g/l, Dung dịch natri metabisunfit 200 g/l, Dung dịch kali antimonyl (III) Thiết bị ll u nf va oxit tactrat, 0,5 g/l, Thuốc thử mầu) oi m - Cân phân tích, có độ xác đến ± 0,0001 g; - Chén bạch kim; z at nh - Cân kỹ thuật, có độ xác đến ± 0,01 g; z - Cốc chịu nhiệt dung tích 1000 ml; @ gm - Giấy lọc chậm; l - Thiết bị phá mẫu; m co - Máy quang phổ; an Lu - Tủ sấy; n va ac th 74 si - pH - mét; - Bình nón: dung tích 100 ml, 250 ml; - Bình định mức: dung tích 50 ml, 100ml, 1000 ml; - Phễu lọc có đường kính từ cm đến 10 cm; - Pipet dung tích ml, ml, ml, 10 ml; - Bình phá mẫu, dung tích 100 ml b Xử lý mẫu Bước Phá mẫu Cân 5,00 g ± 0,01 g mẫu phân xử lý sơ cho vào bình 250 ml Thêm vào 1,0 g cacbon hoạt tính 100 ml ± 0,5 ml dung dịch chiết Đậy nút bình đặt lu an bình trực tiếp lên máy lắc Lắc xác 30 phút 20 oC ± oC (Lắc để ngăn cản n va đất lắng xuống dung dịch chiết ) Trong vòng phút sau kết thúc lắc, lọc tn to vào bình khơ, dùng giấy lọc khơng có phơtpho gh Tiến hành mẫu lặp mẫu trắng không chứa phân, bước tiến hành với p ie mẫu thử w Bước Hiện màu nhiệt độ phòng d mức 50 ml oa nl Chuyển 5,00 ml dung dịch sau vào dãy bình định an lu - dung dịch trắng điều chế theo bước dịch chiết đất điều chế u nf va theo bước 1, dung dịch chuẩn Bảng: Các dung dịch gốc nồng độ phốt ll Nồng độ phôtpho 0,000 mg/l z at nh ml oi m Dung dịch chuẩn gốc 0,45 z 1,000 0,000 @ gm 5,00 4,50 m co l 10,00 2,25 20,00 9,00 an Lu n va ac th 75 si Sau cẩn thận thêm 0,5 ml axit sunfuric lỗng vào bình cịn chưa đậy nắp xoay trịn nhẹ nhàng để giải phóng cacbon dioxit Thêm vào 4,0 ml dung dịch natri metabisunfit 6,0ml dung dịch natri thiosunfat Đậy nắp bình Lắc kỹ chờ 30 phút Sau thêm vào 30,0 ml thuốc thử mầu, thêm nước đến vạch mức, đậy nắp bình lắc kỹ Đợi 60 phút cho mầu Bước 3: Đo quang phổ Đo độ hấp thụ dung dịch với dung dịch so sánh nước, bước sóng 880 nm, sử dụng cuvét quang học, 30 phút sau mầu Ghi giá trị Chú thích: Có thể chấp nhận sử dụng bước sóng 710 nm độ nhạy thấp lu an sau kiểm tra độ tuyến tính khơng phạm sai số độ lệch n va 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 n va ac th 76 si Phụ lục 03 PHIẾU KẾT QUẢ PHÂN TÍCH lu an n va 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 n va ac th 77 si an lu n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf a nv a lu oi m at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th si an lu n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf a nv a lu oi m at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th si an lu n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf a nv a lu oi m at nh z z om l.c gm @ an Lu n va ac th si