KIỂM SOÁT Ô NHIỄM CHĂN NUÔI - KHÔNG LÀM TỪ “NGỌN”

VŨ DUY GIẢNG – Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi - không làm từ “ngọn” 1 KIỂM SOÁT Ô NHIỄM CHĂN NUÔI - KHÔNG LÀM TỪ “NGỌN” GS.TS. Vũ Duy Giảng Đại Học Nông nghiệp Hà Nội ABSTRACT The animal wastes, including solid and liquid wastes are the main culprit causing environmental pollution. Livestock pollution control in our country so far focused only on the waste treatments, which can be measurable such as composting, biological treatment with bacterial preparations, earthworms, aquatic trees or biogas…Evaluating the results of pollution control also focused only on the wastewater indicators of wastewater sanitation and green house gases emissions from animal housing systems. There was a little attention on the sanitation indicators of surface water, groundwater, drinking water and green house gases emissions from feces. Such lack of comprehensive measures in livestock pollution control did not bring desired results and consequently the environmental pollution caused by livestock production is getting worse. Livestock pollution control must not only focus on waste treatment by traditional or advanced methods, but also need to be focusing on maximum utilization of the waste as fertilizer for crops, and on putting the VAC, AC systems into the regulations in planning livestock projects. In the context of cultivated land shortage, lack of surface area, there is necessary to set up the regulation for controlling the number of domestic animals, which is proportional to land and surface water area, where all the nutrients of the waste will be consumed. Key words: waste, pollution control, VAC system, regulation of planning MỞ ĐẦU Trong 10 năm qua số lượng đàn gia súc và gia cầm ở nước ta đã tăng lên không ngừng: đàn lợn từ 20 triệu con tăng lên đến 27 triệu con, đàn gia cầm từ 200 triệu con tăng lên đến 280 triệu con, đàn trâu bò từ 7,4 triệu con tăng lên đến 8,9 triệu con. Chăn nuôi phát triển, lượng thịt và trứng tính cho mỗi nhân khẩu nhờ đó hàng năm tăng lên, nếu năm 2003 lượng thịt xẻ các loại cho mỗi nhân khẩu chỉ đạt 20 kg thì năm 2010 đã đạt 31,5 kg, số trứng cho mỗi nhân khẩu từ 60 quả đã tăng lên 68 quả. Chăn nuôi còn cung cấp phân bón cho trồng trọt, giúp tăng năng suất cây trồng, đảm bảo an ninh lương thực. Chăn nuôi không chỉ là một nghề phụ, giúp người nông dân có thêm thu nhập, xoá đói giảm nghèo mà cũng là một nghề chính, giúp nông dân làm giầu. Tuy nhiên, phát triển chăn nuôi cũng đi kèm với ô nhiễm môi trường. Ô nhiễm môi trường không chỉ phát triển ở chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ mà còn cả ở chăn nuôi tập trung, quy mô vừa và lớn. Điều tra của Phùng Đức Tiến và cs. (2009) cho biết mức nhiễm Coliform và E.coli trong nước thải chăn nuôi nông hộ lớn hơn mức cho phép tương ứng là 218 và 8,9 lần; còn trong nước thải ở chăn nuôi trang trại thì mức nhiễm hai loại vi khuẩn này lớn hơn mức cho phép tương ứng là 630 và 22 lần (Bảng 1). Ô nhiễm chăn nuôi ngày càng trầm trọng đã tạo điều kiện cho việc phát sinh và lan toả các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm không chỉ cho động vật mà cho cả người. Theo Báo cáo Môi trường Quốc gia năm 2010 của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì 80% trường hợp bệnh lỵ và tiêu chảy trong năm 2010 là do nguồn nước bị ô nhiễm gây ra (ô nhiễm nước gây ra bởi hoạt động của con người, trong đó có chăn nuôi – ngưòi viết). Chỉ trong vòng 4 năm trở lại đây đã có khoảng 6 triệu ca bệnh liên quan quan đến nước, chi phí trực tiếp cho khám chữa bệnh tả, thương hàn, lỵ và sốt rét khoảng 400 tỷ đồng (báo Thanh niên số 162(5649) ra ngày 11.6.2011). Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi đã được các cơ quan chức năng đặt ra, nhiều dự án nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm chăn nuôi đã được thực hiện và triển khai vào thực tiễn. Biogas ứng dụng rộng rãi trong xử lý chất thải chăn nuôi là một thành công lớn của Việt Nam. Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm không hề giảm thiểu, các sự cố gây ô nhiễm của các cơ sở chăn nuôi làm rối loạn đến sản xuất và sinh hoạt của nhân dân luôn luôn được đưa lên các phương tiện thông tin đại chúng. VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 31 - Tháng 8 - 2011 2 Nguyên nhân nào dẫn đến việc kiểm soát chăn nuôi không hiệu quả? Có thể có nhiều nguyên nhân, nhưng nguyên nhân chủ yếu là việc kiểm soát ô nhiễm không làm từ gốc mà lại làm từ ngọn. Nói nôm na là để con vật “bậy” ra mới tìm cách “dọn” đi, dọn chưa sạch, khó phạt thậm chí chẳng phạt được ai. Chỉ những trại gây sự cố nghiêm trọng, dân phản đối tập thể thì mới buộc các chủ trang trại quan tâm xử lý với biện pháp chính là giảm bớt số lượng động vật nuôi. Bảng 1. Mức độ ô nhiễm không khí chuồng nuôi, nước thải trong chăn nuôi lợn Chăn nuôi lợn nông hộ Chăn nuôi lợn trang tại Số lượng So với mức cho phép Số lượng So với mức cho phép Không khí chuồng nuôi: - Nồng độ NH3 (mg/m3) - Tổng vi khuẩn (vk/m3) Nước thải chăn nuôi: - Coliform (MPN/100ml) - E.coli (CFU/100ml) - Samonella (FCU/100ml) 0,126 33.619 1.094.317 4492 10% dương tính 12,6 lần 18,67 lần 218,86 lần 8,9 lần - 0,170 38.571 3.152.167 11.069 10% dương tính 18,67 lần 21,42 lần 630,43 lần 22,1 lần - (Nguồn: Phùng Đức Tiến và cs, 2009) Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi: kiểm soát cả đầu vào và đầu ra Chất thải chăn nuôi bao gồm chất thải rắn và lỏng là thủ phạm chính gây ô nhiễm cho cả đất, nước và không khí. Ô nhiễm đất gây ra do lượng nitơ, phôtpho và một số kim loại như đồng, kẽm trong chất thải. Ô nhiễm không khí là ô nhiễm khí amoniac (NH 3 ), mùi hôi và bụi bẩn. Mùi hôi gây ra do 4 nhóm chất là: (1) hợp chất sunfur (khí H 2 S có mùi trứng thối nằm trong nhóm hợp chất này). (2) hợp chất indol và phenol. (3) các axit béo bay hơi, (4) amonia và các amin bay hơi (Dana Cole và cs., 2000). Ô nhiễm nguồn nước là ô nhiễm các muối nitrate (NO 3 - ), muối phôtphát (PO 4 3- ), muối amonium (NH4 + ), muối sunphat (SO 4 2- ) Ngoài ra còn có vi khuẩn và ký sinh trùng chứa trong tất cả các nguồn ô nhiễm trên, các mầm bệnh này gây những bệnh nguy hiểm cho gia súc, gia cầm và cho người. Đặc biệt chứa cả những vi khuẩn kháng kháng sinh (những vi khuẩn này hình thành và phát triển do thức ăn chăn nuôi sử dụng nhiều loại kháng sinh kích thích sinh trưởng). Kiểm soát ô nhiễm là kiểm soát cả ba đối tượng bị ô nhiễm trên, đó là kiểm soát đầu ra. Các chỉ tiêu vệ sinh môi trường tốt hay xấu của đất, nước (bao gồm nước mặt, nước ngầm và nước sinh hoạt) và không khí (bao gồm tiểu khí hậu chuồng nuôi và không khí trong cả vùng chăn nuôi) là kết quả của kiểm soát đầu vào. VŨ DUY GIẢNG – Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi - không làm từ “ngọn” 3 Kiểm soát đầu vào không chỉ là các biện pháp xử lý chất thải rắn và lỏng như ủ nóng hay ủ nguội, xử lý bằng chế phẩm vi sinh, bằng giun đất, bằng cây thuỷ sinh, bằng hồ thuỷ sinh, xử lý bằng biogas Kiểm soát đầu vào còn phải chú ý đến 3 đối tượng: - Diện tích đất nông nghiệp có khả năng sử dụng được hết nguồn dinh dưỡng trong chất thải. - Hệ thống chăn nuôi có khả năng sử dụng hiệu quả nguồn chất thải, ví dụ hệ thống VAC (vườn-ao-chuồng), AC (ao-chuồng) hay VC (vườn-chuồng). - Khẩu phần ăn, hàm lượng nitơ và photpho của thức ăn hay các chất khoáng trong thức ăn được kiểm soát thì các chất dinh dưỡng này trong chất thải cũng được kiểm soát. Những con đường kiểm soát toàn diện ô nhiễm chăn nuôi - kiểm soát cả đầu vào và đầu ra được tóm tắt ở sơ đồ 1. ĐẤT TRỒNG TRỌT CÓ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẤT THẢI KHÔNG KHÍ HỆ THỐNG CN NƯỚC NGẦM SỬ DỤNG HIỆU NƯỚC MẶT QUẢ CHẤT THẢI NƯỚC SINH HOẠT KHẨU PHẦN TACN ĐẤT XỬ LÝ CHẤT THẢI (Ủ, BIOGAS ) Sơ đồ 1: Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi cả đầu vào và đầu ra Dưới đây xin giải thích việc kiểm soát 3 đối tượng trên: 1. Kiểm soát diện tích đất nông nghiệp có khả năng sử dụng hết nguồn dinh dưỡng trong chất thải, diện tích đất này có quan hệ tỷ lệ thuận với số đầu vật nuôi. Chỉ tiêu này nước ta chưa đặt ra, nhưng là một chỉ tiêu kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi quan trọng ở nhiều nước châu Âu. Hà Lan quy định mỗi hectare đất nông nghiệp chỉ được phép nuôi 102 con lợn thịt hoặc 12,6 con lợn nái cùng với đàn lợn con nuôi đến 26 kg, nếu căn cứ vào lượng nitơ trong chất thải mà đất có thể hấp thụ được trong một năm. Tuy nhiên nếu căn cứ vào lượng P mà đất có thể hấp thụ được trong một năm thì số lượng lợn thịt chỉ có 59 con và lợn nái chỉ có 5,9 con (theo Age W Jongbloed, 2007); nếu tính theo lượng Cu hay Zn thì số lượng lợn được phép nuôi còn thấp hơn (Bảng 2). Bảng 2. Số lượng lợn thịt hay lợn nái /1ha đất nông nghiệp được phép nuôi khi tính theo lượng N, P, Cu hay Zn trong chất thải ở Hà lan Loại lợn N P Cu Zn Lợn thịt (26-114kg) Lợn nái + lợn con nuôi tới 26kg 102 12,6 59 5,9 43 5,0 35 3,8 (Nguồn: Jongbloed Age W., 2007) CHẤT THẢI CHĂN NUÔI VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 31 - Tháng 8 - 2011 4 Đan Mạch quy định số lượng lợn phù hợp với diện tich đất mà có thể sử dụng hết lượng phân bón là 1,4 đơn vị lợn cho 1 hectare (1 đơn vị lợn viết tắt là AU là số lượng lợn sản xuất một lượng phân chứa 100kg nitơ, con số này tương đương 4,6 lợn nái cùng với đàn lợn con nuôi đến 7 kg hay 36 con lợn thịt từ 30-100kg). Đan Mạch gọi diện tích đất để sử dụng hết nguồn phân thải ra là diện tích đất hài hoà (harmony area). Ngoài ra, Đan Mạch còn quy định thêm: nếu chủ trại nuôi tới 120 AU thì phải là chủ sở hữu thực sự của 25% diện tích đất hài hoà, nuôi từ 120-250 AU thì phải là chủ sở hữu thực sự của 60% đất hài hoà và nuôi trên 250 AU thì phải là chủ sở hữu thực sự của toàn bộ diện tich đất hài hoà (Pedersen, 2003). Cần biết rằng Đan Mạch là nước có số dân chỉ bằng 1/17 số dân nước ta, diện tích đất nông nghiệp chỉ bằng 1/3 (2.670.000 ha), nhưng có số đầu lợn gần bằng nước ta (25 triệu con). Đan Mạch là nước xuất khẩu thịt lợn đứng đầu thế giới, giá trị thịt lợn xuất khẩu chiếm 6% tổng giá trị sản phẩm xuất khẩu. Chỉ có quản lý môi trường chăn nuôi chặt chẽ thì Đan mạch mới có nền chăn nuôi tiên tiến và phát triển mạnh mẽ như vậy. Nước ta là một nước nông nghiệp, việc sử dụng phân chuồng cho cây trồng vẫn là một biện pháp canh tác chủ yếu. Theo điều tra của Trịnh Quang Tuyên và cs., (2010) thì các trại chăn nuôi lợn quy mô nhỏ sử dụng 64% phân chuồng vào trồng trọt, 14,1% bán cho nơi khác; ở các trại chăn nuôi lợn quy mô lớn phân chuồng sử dụng vào trồng trọt chỉ có 12,5% nhưng bán cho nơi khác tới 58,6%. Mặc dù một phần lớn chất thải chăn nuôi được đưa vào sử dụng trong nông nghiệp, nhưng phần này chủ yếu là chất thải rắn, phần chất thải lỏng thường đổ ra ao hồ, sông, rạch. Chất thải lỏng đang là yếu tố gây ô nhiễm khó xử lý, số lượng đầu vật nuôi càng lớn, ô nhiễm càng nghiêm trọng. Như vậy không thể không có chế tài kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi dựa trên tiêu chí diện tích đất nông nghiệp trong mối quan hệ với số đầu vật nuôi. 2. Hệ thống chăn nuôi có khả năng sử dụng hiệu quả nguồn chất thải, đó là hệ thống VAC (vườn-ao-chuồng), AC (ao-chuồng) hay VC (vườn-chuồng). Trong các hệ thống này chất thải chăn nuôi được đưa xuống ao hồ để nuôi cá hoặc được đưa vào vườn ruộng; các hoá chất như nitơ, phôtpho trong chất thải được cây trồng sử dụng, nguồn ô nhiễm được hạn chế khá hiệu quả. Chất thải chăn nuôi nếu được xử lý biogas trước khi thải ra ao, hồ thì còn hạn chế ô nhiễm nguồn nước rõ rệt hơn. Kết quả nghiên cứu của Đào Tiến Khuynh và Vũ Đình Tôn (2010) cho thấy: với hệ thống VAC, AC hay VC thì một số chỉ tiêu vệ sinh nguồn nước ngầm (nước lấy từ các giếng khoan trong trại chăn nuôi) đếu thấp hơn so với nước ngầm lấy từ hệ thống chăn nuôi đơn thuần không có ao hay vườn (Bảng 3). Như vậy cần khuyến khích cũng như cần có chế tài cho việc xây dựng các trại chăn nuôi có các hệ thống nông nghiệp kết hợp giữa chuồng với vườn hay ao hồ. Với chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ thì tổ chức hệ thống VAC theo đơn vị thôn, xã; không lấp ao hồ cũ đã có và đào thêm ao hồ mới theo với số đầu vật nuôi. Bảng 3. Một số chỉ tiêu vệ sinh nước ngầm (Mẫu lấy tại các giếng khoan trong trại chăn nuôi) Chỉ tiêu VAC AC VC C pH COD mg/lít NH + mg/lít NO 3 - mg/lit 7,22 260 0,62 0,33 7,35 262 0,50 2,33 6,99 400 5,64 0,53 7,05 640 2,26 0,31 Nguồn: Đào Tiến Khuynh, Vũ Đình Tôn, 2010 VŨ DUY GIẢNG – Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi - không làm từ “ngọn” 5 3- Kiểm soát thức ăn để giảm thiểu lượng N và P trong chất thải Nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy hàm lượng protein trong khẩu phần lợn thịt giảm được 2 đơn vị thì nitơ thải tiết giảm 20% (Jongbloed, 2007). Để tăng trưởng của lợn không thay đổi khi giảm protein khẩu phần, người ta bổ sung axit amin công nghiệp để cân đối axit amin, đảm bảo khẩu phần có “protein lý tưởng”. Giảm hàm lượng protein khẩu phần thì cũng giảm thiểu thải phát NH 3 vào không khí, cứ giảm một đơn vị protein khẩu phần thì giảm 10% NH 3 thải phát (sơ đồ 2) (Cnockaert và Sonck., 2007; Le., 2006). Ngoài ra các nghiên cứu gần đây cũng đã chứng minh rằng tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng thuộc nhóm NSP (Non Starch Polysaccharide: polysaccharide không phải tinh bột) trong khẩu phần sẽ làm giảm tỷ lệ N nước tiểu/N phân, từ đó giảm thải phát NH 3 . Việc bổ sung muối axit như canxi benzoate, canxi sunphate sẽ làm giảm pH nước tiểu, từ đó cũng làm giảm NH 3 thải phát. pH nước tiểu cứ giảm được 1,6-1,8 đơn vị thì giảm được 26- 53% NH 3 thải phát. Sơ đồ 2. Giảm NH3 thải phát khi giảm hàm lượng protein khẩu phần (Nguồn Jongbloed Age W., 2007) Giảm thải phát NH 3 không chỉ giảm nguy cơ gây bệnh đường hô hấp của gia súc, gia cầm trong chuồng nuôi mà còn giảm nguy cơ gây bệnh đường hô hấp và tim mạch cho người sống trong vùng chăn nuôi. Kết quả phân tích của trường Đại học bang North Carolina cho biết: nếu giảm được 50% NH 3 thải phát từ các trại lợn của miền tây North Carolina thì sẽ tiết kiệm được 190 triệu USD cho chi phí y tế để khắc phục các bệnh gây ra do NH 3 thải phát (Rudek, 2008). KẾT LUẬN Hoạt động chăn nuôi gây ô nhiễm đất, nước, không khí và góp phần không nhỏ vào hiệu ứng nhà kính. Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi không chỉ xử lý chất thải chăn nuôi bằng các biện pháp truyền thống hay tiến tiến mà còn phải tăng cường tận dụng nguồn chất thải làm phân bón cho cây trồng, đưa hệ thống VAC hay AC vào chế tài quy họach các dự án chăn nuôi. Protein kh ẩu phần (g/kg) VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 31 - Tháng 8 - 2011 6 Trong hoàn cảnh thiếu đất, thiếu diện tích mặt nước thì cần có chế tài khống chế số đầu vật nuôi sao cho cân đối với đất và diện tích mặt nước có khả năng tiêu thụ hết nguồn dinh dưỡng của chất thải. TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo Thanh niên số 162 (5649) ra ngày 11.6.2011: Ô nhiễm gây thiệt hại khoảng 1,5-3% GDP. Đào Tiến Khuynh, Vũ Đình Tôn, 2010: Đánh giá độ ô nhiễm nguồn nước của một số hệ thống chăn nuôi lợn trang trại tại huyện Văn Giang - Hưng yên. Luận văn Thạc sĩ Nông nghiệp. ĐHNN Hà Nội Trịnh Quang Tuyên, Nguyễn Quế Côi, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Tiến Thông, Đàm Tuấn Tú, 2010: Thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi lợn trang trại tập trung. Tạp chi Khoa học Công nghệ Chăn nuôi, Viện Chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp và PTNT Phùng Đức Tiến, Nguyễn Duy Điều, Hoàng Văn Lộc, Bạch Thị Thanh Dân: Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi. Tạp chí Chăn nuôi - Hội Chăn nuôi Việt Nam, 4-2009 Cnockaert, H. Sonck, B., 2007: Effect of different feeding strategies on the ammonia emission from a fattening pig house. In: ammonia conference abstract book (G.J. Monteny, E. Hartung, M. van den Top and D. Starmans, Eds), p. 48 Dana Cole, Lori Todd and Steve Wing, 2000: Concentrationed Swine Feeding Operations and Public Health: A Review of Occupation and Community Health Effects. Environnmental Health Perspectives, Vol 108, 8/2000 Le D.P., 2006: Odor from pig production: Its relation to diet. PhD thesis, WIAS, Wageningen, The Netherlands, 206 pp Jongbloed Age W., 2007 : Environnmental impact of pig production and nutritional strategies to reduce nitrogen, ammonia, odour and mineral excretion and emission. (http://www.eaap.org/Previous_Annual_Meetings/2007Dublin/Papers/S5_02_Jongbloed.pdf) Pedersen Poul, 2003: Point-source pig manure management processes in Denmark ( http://www.livestocktrail.uiuc.edu/uploads/sowm/papers/p276-284.pdf) Rudek Joseph, 2008: Ammonia emissions from hog farms pose a serious public health threat. Environmental Defense Fund, Incorporated, March, 2008 Người phản biện: PGS.TS. Mai Văn Sánh . VŨ DUY GIẢNG – Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi - không làm từ “ngọn” 1 KIỂM SOÁT Ô NHIỄM CHĂN NUÔI - KHÔNG LÀM TỪ “NGỌN” GS.TS. Vũ Duy Giảng Đại Học Nông nghiệp Hà Nội ABSTRACT. hoạt) và không khí (bao gồm tiểu khí hậu chuồng nuôi và không khí trong cả vùng chăn nuôi) là kết quả của kiểm soát đầu vào. VŨ DUY GIẢNG – Kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi - không làm từ “ngọn”. chính, giúp nông dân làm giầu. Tuy nhiên, phát triển chăn nuôi cũng đi kèm với ô nhiễm môi trường. Ô nhiễm môi trường không chỉ phát triển ở chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ mà còn cả ở chăn nuôi tập trung,