Đánh giá thực trạng áp dụng biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn các xã phía Tây thành phố Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN TIẾN ĐÔNG ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG ÁP DỤNG BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TRÊN ĐỊA BÀN CÁC XÃ PHÍA TÂY THÀNH PHỐ THÁI

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN TIẾN ĐÔNG

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG ÁP DỤNG BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI

TRÊN ĐỊA BÀN CÁC XÃ PHÍA TÂY THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Đức Nhuận

Thái Nguyên - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi, những số liệu

và kết quả trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa hề được sử dụng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tôi đã được các thầy cô giáo truyền đạt những kiến thức cơ bản nhất để có thể đem những kiến thức đã được học ở trường góp một phần công sức của mình vào xây dựng đất nước

Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, phòng Quản lý đào tạo sau Đại học và dưới sự

hướng dẫn của TS Nguyễn Đức Nhuận đã cho phép, tạo điều kiện, hướng dẫn tôi

thực hiện và hoàn thành bản luận văn này

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học

Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, phòng Quản lý đào tạo sau Đại học, TS

Nguyễn Đức Nhuận đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích và

giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bản luận văn

Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn học viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Học viên

Nguyễn Tiến Đông

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Ý nghĩa của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học 4

1.1.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi 4

1.1.2 Các loại biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi 9

1.2 Cơ sở pháp lý 17

1.3 Cơ sở thực tiễn 18

1.3.1 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 18

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 27

1.3.3 Tình hình nghiên cứu ở Thái Nguyên 29

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 31

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 31

2.2 Nội dung nghiên cứu 31

2.3 Phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 31

2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 31

33

2.3.4 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 33

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của TP Thái Nguyên 34

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 37

Thái Nguyên 42

3.3 Tình hình áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn các xã 45

3.3.1 Tình hình chất thải chăn nuôi trên địa bàn và nhận thức của người dân về các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi 45

3.3.2 Tình hình áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi 48

3.3.3 Đánh giá kết quả và hiệu quả của các biện pháp sinh học được áp dụng 50 3.3.4 Xác định được ưu, nhược điểm của từng phương pháp áp dụng 56

3.3.5 Những thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải 59

3.4 Một số giải pháp chủ yếu nhằm mở rộng quy mô áp dụng các biện pháp sinh học trên địa bàn 60

3.4.1 Giải pháp chung 60

3.4.2 Giải pháp cụ thể 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

1 Kết luận 62

2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT

BHYT : Bảo hiểm y tế

BVMT : Bảo vệ môi trường

BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa

COD : Nhu cầu oxy hóa học

CTKSH : Công trình khí sinh học

ĐVT : Đơn vị tính

FAO : Tổ chức Nông Lương Thế giới

KSH : Khí sinh học

NN&PTNT : Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

PNN : Phi nông nghiệp

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

TT : Trang trại

UBND : Ủy ban nhân dân

VAC : Vườn ao chuồng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng phân và nước tiểu của 1 số gia súc, gia cầm thải ra trong 24h 5

Bảng 1.2 Thành phần (%) của phân gia súc gia cầm 5

Bảng 1.3 Các loại vi khuẩn có trong phân 6

Bảng 1.4 Thành phần hóa học nước tiểu lợn có khối lượng 70 – 100 kg 7

Bảng 1.5 Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm 18

Bảng 3.1 Nhiệt độ và độ ẩm trung bình tháng năm 2013 tại TP Thái Nguyên 35

Bảng 3.2 Tình hình chăn nuôi của 5 xã phía Tây TP Thái Nguyên năm 2013 43

Bảng 3.3 Lượng chất thải trung bình của vật nuôi 45

46

Bảng 3.5 Nhận thức của người dân về các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi 47

Bảng 3.6 Tình hình áp dụng các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi của các hộ điều tra 49

Bảng 3.7 Tổng chi phí đầu tư cho biogas 52

Bảng 3.8 So sánh một số chất đốt/ 1m3 khí sinh học 53

Bảng 3.9 So sánh hiệu quả kinh tế khi sử dụng biogas 53

Bảng 3.10 Phân tích về mặt kinh tế của biogas 54

Bảng 3.11 Tổng chi phí cho ủ phân 54

Bảng 3.12 Chi phí sử dụng chế phẩm đối với diện tích 20m2 nền chuồng 55

Bảng 3.13 Tổng chi phí làm đệm lót cho 20m2 chất thải chăn nuôi gà 55

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Thiết bị khí sinh học KT1 11 Hình 1.2 Thiết bị khí sinh học kiểu KT2 12 Hình 1.3 Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới 27 Hình 3.1 Nhận thức của người dân về các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải

chăn nuôi 48 Hình 3.2 Tình hình áp dụng các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi 49 của các hộ điều tra 49

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Chăn nuôi cùng với trồng trọt là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp, nó không những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng triệu người dân hiện nay Đặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng đối với nước ta khi có tới hơn

70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp (Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011) [7]

Sự gia tăng của các sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu về thực phẩm ngày càng cao của cuộc sống đã thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ Sự phát triển bùng nổ của ngành chăn nuôi để đáp ứng các nhu cầu là một tất yếu Công nghiệp hóa chăn nuôi có thể là hệ quả tất yếu của chuỗi thực phẩm liên kết theo chiều dọc và cung ứng cho các cửa hàng bán lẻ lớn, nhưng cũng có thể xảy ra một cách độc lập Những năm qua, ngành chăn nuôi phát triển khá mạnh về cả số lượng lẫn quy mô Tuy nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch, nhất là các vùng dân cư đông đúc đã gây ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp, tiêu hủy không đúng kỹ thuật Một kết quả kiểm tra mức độ nhiễm khuẩn trong chuồng nuôi gia súc cho thấy, tổng số vi khuẩn trong không khí ở chuồng nuôi cao gấp 30 - 40 lần so với

không khí bên ngoài (Đào Lệ Hằng, 2009) [10]

Đối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, các chi phí phòng trị bệnh, giảm năng suất và hiệu quả kinh tế Sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh Vì vậy, WHO khuyến cáo phải có các giải pháp tăng cường việc làm trong sạch môi trường chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững được an toàn sinh học, tăng cường sức khỏe các đàn giống Các chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường do vi sinh vật (các mầm bệnh truyền nhiễm) là đặc biệt nguy hiểm, vì nó sẽ làm phát sinh các loại dịch bệnh như ỉa chảy, lở mồm long móng, tai xanh, cúm gia cầm H5N1

Theo tính toán thì lượng chất thải rắn mà các vật nuôi có thể thải ra (kg/con/ngày) là: bò 10, trâu 15, lợn 2, gia cầm 0,2 Do vậy hàng năm, đàn vật nuôi Việt Nam thải vào môi trường khoảng 73 triệu tấn chất thải rắn (phân khô, thức ăn thừa) và 25 - 30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nước tiểu và nước rửa chuồng trại) Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu m3) xả thẳng ra môi trường, hoặc sử dụng không qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Ước tính một tấn phân chuồng tươi với cách quản

lý, sử dụng như hiện nay sẽ phát thải vào không khí khoảng 0,24 tấn CO2 quy đổi thì với tổng khối chất thải nêu trên sẽ phát thải vào không khí 17,52 triệu tấn CO2 Các nhà nghiên cứu đã ước tính được rằng chăn nuôi gây ra 18% khí gây hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên (biến đổi khí hậu toàn cầu), lớn hơn cả

phần do giao thông vận tải gây ra (Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011) [7]

Phát triển chăn nuôi bền vững, nhất là chăn nuôi lợn hàng hóa như thế nào trong hoàn cảnh cuộc sống của phần lớn các hộ nông dân còn chật vật khó khăn, đại

bộ phận người dân chăn nuôi theo kinh nghiệm; thiếu kiến thức chuyên môn, ít quan tâm về thông tin thị trường, nếu có thì thiếu cụ thể; hiểu biết về sản xuất hàng hóa chưa trở thành tiềm thức; kinh tế phát triển chưa đồng đều giữa các vùng, là những rào cản trong phát triển chăn nuôi lợn hàng hóa hiện nay

Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại đã làm cho môi trường chăn nuôi đặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, nó đã gây nên một làn sóng mới phản đối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân ở gần các trang trại Hầu hết với các trang trại quy mô nhỏ, nước thải chăn nuôi không được

xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ mà được thải trực tiếp vào môi trường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nguồn nước mặt, nước ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng

Việc sử dụng tổng hợp các biện pháp sinh học như: xây dựng hầm ủ Biogas, chế phẩm sinh học ( EM, TMT, ), ủ sinh học,… là một giải pháp xử lý chất thải hiệu quả và thân thiện với môi trường nhất, cung cấp chất đốt và phân

bón từ tái chế chất thải phục vụ sản xuất nông nghiệp nông thôn Tuy nhiên việc tiếp cận của người dân với các biện pháp xử lý này còn hạn chế nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm

Trước thực tế trên đòi hỏi phải có sự đánh giá đúng thực trạng, thấy rõ được các tồn tại để từ đó đưa ra các giải pháp mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn Vì vậy, tôi tiến hành

đề tài: “Đánh giá thực trạng áp dụng biện pháp sinh học trong xử lý chất thải

chăn nuôi trên địa bàn các xã phía Tây thành phố Thái Nguyên”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Điều tra, thu thập thông tin về tình hình chăn nuôi trên địa bàn các xã phía

Tây thành phố Thái Nguyên

- Tiến hành điều tra, đánh giá tình hình sử dụng các biện pháp sinh học ( biogas, chế phẩm, ủ phân, ) tại vùng nghiên cứu và hiệu quả của từng biện pháp

- Đề xuất một số giải pháp nhằm nhằm mở rộng quy mô áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Cung cấp cơ sở lý luận về áp dụng biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Ứng dụng biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi đạt hiệu quả

- Là cơ sở để các nhà quản lý, lãnh đạo và các ban ngành tham khảo để đưa ra các phương hướng để phát triển tiềm năng thế mạnh, giải quyết những khó khăn, trở ngại nhằm phát triển chăn nuôi

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học

1.1.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi

Chất thải từ các trại chăn nuôi là nguồn ô nhiễm cho môi trường sống của người và gia súc Chất thải chăn nuôi chia ra thành 3 nhóm:

+ Chất thải rắn: Phân, chất độn, thức ăn thừa,

+ Chất thải lỏng: nước tiểu, nước rửa chuồng, tắm rửa gia súc, …

- Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa

- Mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và các dịch tiết niêm mạc

- Các vi sinh vật nhiễm trong thức ăn, nước uống, vi sinh vật khu trú trong đường tiêu hóa

- Vật liệu vô cơ dính vào thức ăn (bụi, tro ) (TS Đặng Xuân Bình, 2006) [4]

* Lượng phân

Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khẩu phần ăn và thể trọng của gia súc, gia cầm Căn cứ vào lượng thức ăn có thể ước tính được số lượng phân gia súc, gia cầm thải ra Lượng phân lợn thải ra trong một ngày đêm là 6 – 8% thể trọng

Lượng phân và nước tiểu thải trung bình trong 24 giờ của một số gia súc, gia cầm được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 1.1 Lượng phân và nước tiểu của 1 số gia súc, gia cầm thải ra trong 24h

Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Thay đổi theo thành phần chất dinh dưỡng của khẩu phần thức ăn, nước uống

- Thay đổi theo loại gia súc do khả năng tiêu hóa khác nhau

- Thay đổi theo nhu cầu của từng cá thể, nhu cầu cá thể cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều nên phân sẽ ít dưỡng chất và ngược lại

- Thay đổi theo sự có mặt của chất độn chuồng ở trong phân (TS Đặng Xuân

Bình, 2006) [4]

Bảng 1.2 Thành phần (%) của phân gia súc gia cầm

Lợn 82.0 0.60 0.41 0.26 0.09 0.10 Trâu, bò 83.14 0.29 0.17 1.00 0.35 0.13

Gà 56.0 1.63 0.54 0.85 2.40 0.74

(Nguồn: Trần Mạnh Hải, 2009) [9]

Trong phân còn chứa nhiều loại vi sinh vật và kí sinh trùng kể cả có lợi và có hại Trong đó, các vi khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với các loài điển hình như E.coli, Samonella, Shigella, Proteus, Kết quả phân tích của Viện Vệ sinh – Y tế công công thành phố Hồ Chí Minh năm 2001, nhiều loại vi khuẩn gây

bệnh tồn tại từ 5 – 15 ngày trong phân và đất Đáng lưu ý nhất là virus gây bệnh viêm gan Rheovirus, Adenovirus Cũng theo số liệu của viện này cho biết, trong 1 kg phân

có thể chứa 2.100 – 5.000 trứng giun sán, chủ yếu là Ascarisium (chiếm 39 – 83%), Oesophagostomum (chiếm 60 – 68,7%) và Trichocephalus (chiếm 47 – 58,3%) Điều kiện thuận lợi cho mỗi loại tồn tại phát triển và gây hại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: quá trình thu gom, lưu trữ và sử dụng phân, các điều kiện môi trường như độ ẩm

không khí, nhiệt độ, ánh sáng, kết cấu của đất, thành phần các chất trong phân (PGS

TS Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011) [7]

Bảng 1.3 Các loại vi khuẩn có trong phân

Điều kiện bị diệt Nhiệt độ

( 0 C)

Thời gian (phút)

Salmonella typhi Thương hàn 55 30 Salmonella typhi A$B Phó thương hàn 55 30

Escherichia coli 105/100ml Viêm dạ dày ruột 55 60

Sreptococcus 102/100ml Làm mủ 50 10 Ascaris lumbrucoides - Giun đũa 50 60

(Nguồn: Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011) [7]

1.1.1.2 Nước phân

Nước phân là nước từ đống phân chuồng chảy ra, phần lớn là nước tiểu của gia súc có hòa lẫn các chất hòa tan của phân nguyên với một phần nước có nguồn gốc từ nước uống, nước tắm gia súc, nước rửa chuồng Vì vậy, nước phân sẽ chứa rất nhiều dưỡng chất có giá trị làm phân bón cho cây trồng

Theo Bergmann (1965), trong 1 m3 nước phân có khoảng từ 5 – 6 kg nitơ nguyên chất; 0,1 kg P2O5; 12 kg K2O Có thể thấy nước phân chuồng nghèo lân nhưng giàu đạm và rất giàu kali

Bảng 1.4 Thành phần hóa học nước tiểu lợn có khối lượng 70 – 100 kg

* Các chất hữu cơ và vô cơ

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có

trong phân, thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vô cơ chiếm 20 - 30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…

* Nitơ (N) và photpho (P)

Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượng N-tổng

số trong nước thải chăn nuôi là 571 – 1026 mg/l, P-tổng số là 39 – 94 mg/l

sử dụng bột cá chế biến từ cá nhiễm các kim loại nặng Các chất khoáng bổ sung vào thức ăn không những gây những tác hại về vệ sinh an toàn thực phẩm mà còn gây tác hại về môi trường

Chẳng hạn, trong chăn nuôi lợn thịt người ta thường đưa thêm đồng vào thức

ăn, đồng có tác dụng kích thích tăng trưởng như kháng sinh Lượng đồng bổ sung vào thức ăn cho lợn có thể cao tới 400 ppm (400 mg/kg thức ăn), chỉ một phần đồng hấp thu được sử dụng vào quá trình chuyển hóa, một phần lớn thải ra ngoài theo

phân, gây ô nhiễm đất và nước (GS Vu Duy Giảng, 2006) [8]

1.1.1.4 Khí thải

Trong bầu tiểu khí hậu chuồng nuôi, thành phần không khí có nhiều biến đổi

do khí thể gia súc thở ra làm cho hàm lượng nitơ và cacbonic tăng cao, lượng oxy giảm thấp, hơi nước thì bão hòa Ngoài ra, còn các chất khí độc hại bải tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa như CH4, H2S

Sự phân giải các chất hữu cơ có trong thức ăn thừa, trong phân và nước tiểu của gia súc tạo thành các khí thể độc hại bay hơi như NH3, H2S, CO2 Đó là nguyên nhân

chính gây ô nhiễm bầu tiểu khí hậu chuồng nuôi (TS Đặng Xuân Bình, 2006) [4]

1.1.2 Các loại biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi

1.1.2.1 Sử dụng hầm ủ biogas

a Khí sinh học

Biogas ( khí sinh học) là một loại khí được sinh ra khi chất thải động vật và các chất hữu cơ ( phụ phẩm nông nghiệp) bị lên men trong điều kiện kỵ khí Vi sinh vật phân hủy các chất tổng hợp và khí được sinh ra Biogas là một hỗn hợp bao gồm metan, cacbon dioxit, nitơ, hydro sunfua…

Chất thải của động vật ( phân, nước tiểu) trong chăn nuôi nông nghiệp là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo biogas Khối lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tùy theo từng loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm ngành

của từng quốc gia (Lương Đức Phẩm, 2003) [19]

b Nguyên lý của quá trình chuyển hóa

Về nguyên tắc, khi một lượng sinh khối được lưu giữ trong hầm kín vài ngày

sẽ chuyển hóa và sản sinh ra một hợp chất dạng khí – khí sinh học ( biogas), có khả năng cháy được với thành phần chính là metan và cacbon dioxide, trong đó thành phần metan chiếm khoảng trên 50% Quá trình này được gọi là quá trình lên men kỵ khí hoặc quá trình sản xuất khí metan sinh học

Quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra qua 3 giai đoạn chính:

 Giai đoạn thủy phân

 Giai đoạn hình thành axit

 Giai đoạn lên men metan

Các giai đoạn này được thực hiện bởi 2 loại vi khuẩn – vi khuẩn axit hóa và vi khuẩn metan hóa Chu trình chuyển chất thải hữu cơ thành biogas qua các phản ứng phức tạp, về cơ bản có thể chia thành 2 pha chính:

 Pha 1 – pha axit: Bao gồm giai đoạn thủy phân và giai đoạn tạo axit liên kết với nhau, trong đó các chất thải hữu cơ sẽ chuyển hóa phần lớn thành acetate

 Pha II – pha metan: Là giai đoạn 3 trở lên, trong đó khí CH4 và CO2 được tạo thành

c Thành phần, tính chất biogas

Biogas là một hỗn hợp khí nhẹ hơn không khí, nhiệt độ bốc lửa khoảng

7000C Nhiệt độ ngọn lửa sử dụng biogas khoảng 870 0C

Thành phần biogas bao gồm 50-70% CH4; 35-50%CO2, hàm lượng hơi nước khoảng 30-160 g/m3; hàm lượng H2S 4-6 g/m3

d Các yếu tố hóa lý ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học

Quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ tạo biogas được thực hiện bởi các nhóm VSV Các VSV này sử dụng một số enzym để làm chất xúc tác cho phản ứng sinh học Hoạt động của các enzym này đòi hỏi các điều kiện hóa lý riêng ( hay còn gọi là điều kiện môi trường) nhằm tối ưu hóa quá trình chuyển hóa sinh học Các yếu tố hóa lý quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng sinh khối bao gồm nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N, điều kiện dinh dưỡng, yếu tố gây độc của các thành phần dạng vết, tốc độ oxy hóa khử của cơ chất, thành phần độ ẩm, thời gian lưu trong hầm

e Một số kiểu hầm biogas ở Việt Nam

* Loại nắp nổi khí

Bộ phận chứa là một nắp có dạng một cái thùng, được úp trực tiếp vào dịch phân hủy Khí sinh ra ở bể phân hủy được thu giữ ở lắp và làm cho lắp nổi lên Khí được tích lại càng nhiều thì nắp càng nổi cao Trọng lượng của nắp tạo ra áp suất nén vào khí Khi lấy khí sử dụng, nắp sẽ chìm dần xuống Khi nạp nguyên liệu mới qua ở đầu vào qua bể nạp thì nguyên liệu đã phân hủy sẽ tràn ra qua lối ra Kiểu này

đã được cải tiến ở một số nước bằng cách xây thêm vài vành đai chứa nước quanh

cổ bể phân hủy và úp nắp vào đây để phân hoàn toàn được che kín, không tiếp xúc với không khí, đảm bảo kỵ khí tốt hơn, tránh cho phân phải chịu tác dộng trực tiếp của mưa nắng

* Loại nắp cố định

Bộ phận chứa khí và bể phân hủy được gắn liền với nhau thành một bể kín Khí sinh ra được tích lại ở phía trên sẽ tạo ra áp suất nén xuống mặt dịch phân hủy, đẩy một phần dịch phân hủy tràn lên bể điều áp được nối với lối ra Giữa bề mặt dịch phân hủy trong bể và mặt thoáng ở ngoài không khí có một độ chênh nhất

định, thể hiện áp suất khí trong thiết bị Khí tích lại càng nhiều thì độ chênh này càng lớn Khi lấy khí sử dụng, dịch phân hủy từ bể điều áp lại dồn vào bể phân hủy

và đẩy khí ra ngoài

* Loại túi chất dẻo

Có thể coi đây là biến thể của loại nắp cố định Bể phân hủy là một túi bằng chất dẻo hoặc cao su Phần dưới là bể phân hủy, còn phần trên là nơi chứa khí áp suất Khí cần thiết có thể tạo ra được bằng cách đặt vật nặng lên phía trên túi, nhờ vậy không cần bể điều áp

Nhìn chung, chăn nuôi tại địa phương chủ yếu với quy mô hộ gia đình và trang trại nhỏ Do vậy, loại thiết bi khí sinh học nắp cố định vòm cầu kiểu KT1, KT2 thuộc tiêu chuẩn CTKSH nhỏ do Bộ NN và PTNT ban hành

 Hầm xây KT1: Hầm kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất

tốt, mực nước ngầm thấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp (Lương Đức

Phẩm, 2003) [19]

Hình 1.1 Thiết bị khí sinh học KT1

 Hầm xây KT2: Hầm Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu,

mực nước ngầm cao, khó đào sâu và diện tích mặt bằng rộng

Hình 1.2 Thiết bị khí sinh học kiểu KT2

1.1.2.2 Phương pháp ủ phân

a Ủ phân

Là biện pháp cần thiết trước khi đem phân chuồng ra bón ruộng Bởi vì trong phân chuồng tươi còn có nhiều hạt cỏ dại, nhiều kén nhộng côn trùng, nhiều bảo tử, ngủ nghỉ của nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn và tuyến trùng gây bệnh Ủ phân vừa có tác dụng sử dụng nhiệt độ tương đối cao trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ để tiêu diệt hạt cỏ dại và mầm mống côn trùng, bệnh cây vừa thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ, đẩy nhanh quá trình khoáng hoá để khi bón vào đất phân hữu cơ có thể nhanh chóng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây

Mặt khác, trong phân tươi tỷ lệ C/N cao, là điều kiện thuận lợi cho các loài vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ ở các giai đoạn đầu hoạt động mạnh Chúng sẽ sử dụng nhiều chất dinh dưỡng nên có khả năng tranh chấp chất dinh dưỡng với cây

Ủ phân làm cho trọng lượng phân chuồng có thể giảm xuống, nhưng chất lượng phân chuồng tăng lên Sản phẩm cuối cùng của quá trình ủ phân là loại phân hữu cơ được gọi là phân ủ, trong đó có mùn, một phần chất hữu cơ chưa phân huỷ, muối khoáng, các sản phẩm trung gian của quá trình phân huỷ, một số enzym, chất kích thích và nhiều loài vi sinh vật hoại sinh

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta với ẩm độ cao, nắng nhiều, nhiệt

độ tương đối cao, quá trình phân huỷ các chất hữu cơ diễn ra tương đối nhanh… Sử dụng phân chuồng bán phân giải là tốt nhất, bởi vì ủ lâu phân ủ sẽ mất nhiều đạm Chất lượng và khối lượng phân ủ thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào thời gian và phương pháp ủ phân Thời gian và phương pháp ủ phân ảnh hưởng đến thành phần

và hoạt động của tập đoàn vi sinh vật phân huỷ và chuyển hoá chất hữu cơ thành mùn, qua đó mà ảnh hưởng đến chất lượng và khối lượng phân ủ

Để đảm bảo cho các quá trình hoạt động của vi sinh vật được tiến hành thuận lợi, nơi ủ phân phải có nền không thấm nước, cao ráo, tránh ứ đọng nước mưa Đống phân ủ phải có mái che mưa và để tránh mất đạm Cạnh nơi ủ phân cần có hố để chứa nước từ đồng phân chảy ra Dùng nước phân ở hố này tưới lại đống phân để giữ độ ẩm cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho tập đoàn vi

sinh vật hoạt động mạnh (Nguyễn Khoa Lý, 2008) [16]

b Các phương pháp ủ phân

Có 3 phương pháp ủ phân:

* Ủ nóng : Khi lấy phân ra khỏi chuồng để ủ, phân được xếp thành từng lớp ở

nơi có nền không thấm nước, nhưng không được nén Sau đó tưới nước phân lên, giữ độ ẩm trong đống phân 60 – 70% Có thể trộn thêm 1% vôi bột (tính theo khối lượng) trong trường hợp phân có nhiều chất độn Trộn thêm 1 – 2% supe lân để giữ đạm Sau đó trát bùn bao phủ bên ngoài đống phân Hàng ngày tưới nước phân lên đống phân

Sau 4 – 6 ngày, nhiệt độ trong đống phân có thể lên đến 60 0C Các loài vi sinh vật phân giải chất hữu cơ phát triển nhanh và mạnh Các loài vi sinh vật háo khí chiếm ưu thế Do tập đoàn vi sinh vật hoạt động mạnh cho nên nhiệt độ trong đống phân tăng nhanh và đạt mức cao Để đảm bảo cho các loài vi sinh vật háo khí hoạt động tốt cần giữ cho đống phân tơi, xốp, thoáng

Phương pháp ủ nóng có tác dụng tốt trong việc tiêu diệt các hạt cỏ dại, loại trừ các mầm mống sâu bệnh Thời gian ủ tương đối ngắn Chỉ 30 – 40 ngày là ủ xong, phân ủ có thể đem sử dụng Tuy vậy, phương pháp này có nhược điểm là để mất nhiều đạm

* Ủ nguội : Phân được lấy ra khỏi chuồng, xếp thành lớp và nén chặt Trên

mỗi lớp phân chuống rắc 2% phân lân Sau đó ủ đất bột hoặc đất bùn khô đập nhỏ, rồi nén chặt Thường đống phân được xếp với chiều rộng 2 – 3 m, chiều dài tuỳ thuộc vào chiều dài nền đất Các lớp phân được xếp lần lượt cho đến độ cao 1,5 – 2

m Sau đó trát bùn phủ bên ngoài

Do bị nén chặt cho nên bên trong đống phân thiếu oxy, môi trưởng trở nên yếm khí, khí cacbonic trong đống phân tăng Vi sinh vật hoạt động chậm, bởi vậy nhiệt độ trong đống phân không tăng cao và chỉ ở mức 30 – 35oC Đạm trong đống phân chủ yếu ở dạng amôn cacbonat, là dạng khó phân huỷ thành amôniăc, nên lượng đạm bị mất giảm đi nhiều

Theo phương pháp này, thời gian ủ phân phải kéo dài 5 – 6 tháng phân ủ mới dùng được Nhưng phân có chất lượng tốt hơn ủ nóng

* Ủ nóng trước, nguội sau : Phân chuồng lấy ra xếp thành lớp không nén

chặt ngay Để như vậy cho vi sinh vật hoạt động mạnh trong 5 – 6 ngày Khi nhiệt

độ đạt 50 – 60 oC tiến hành nén chặt để chuyển đống phân sang trạng thái yếm khí Sau khi nén chặt lại xếp lớp phân chuồng khác lên, không nén chặt Để 5 – 6 ngày cho vi sinh vật hoạt động Khi đạt đến nhiệt độ 50 – 60 oC lại nén chặt

Cứ như vậy cho đến khi đạt được độ cao cần thiết thì trát bùn phủ chung quanh đống phân Quá trình chuyển hoá trong đống phân diễn ra như sau: ủ nóng cho phân bắt đầu ngấu, sau đó chuyển sang ủ nguội bằng cách nén chặt lớp phân để giữ cho đạm không bị mất

Để thúc đẩy cho phân chóng ngấu ở giai đoạn ủ nóng, người ta dùng một số phân khác làm men như phân bắc, phân tằm, phân gà, vịt… Phân men được cho thêm vào lớp phân khi chưa bị nén chặt

Ủ phân theo cách này có thể rút ngắn được thời gian so với cách ủ nguội, nhưng phải có thời gian dài hơn cách ủ nóng

Tuỳ theo thời gian có nhu cầu sử dụng phân mà áp dụng phương pháp ủ phân thích hợp để vừa đảm bảo có phân dùng đúng lúc vừa đảm bảo được chất lượng phân

(Nguyễn Khoa Lý, 2008) [16]

1.1.2.3 Phương pháp sử dụng chế phẩm sinh học

Có rất nhiều loại chế phẩm hiện đang sử dụng trên thị trường như E.M, TMT, Biomix,…trong đó được sử dụng rộng rãi nhất là E.M

a Khái niệm chế phẩm E.M

E.M (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980 Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kị khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men Bao gồm 5 nhóm vi sinh vật:

Năm nhóm vi khuẩn này tạo ra axít amin tự do, axít hữu cơ, vitamin hòa tan

trong nước, kháng sinh tự nhiên và tạo ra các hoóc môn tự nhiên Vì thế khi các vi khuẩn này được sử dụng vào trong tự nhiên sẽ tạo ra mối liên kết nhằm khống chế các vi khuẩn gây hại đối với các loại cây trồng và vật nuôi, giúp xử lý hiệu quả mùi hôi, thối từ chất thải chăn nuôi

* Công nghệ E.M

Là công nghệ sản xuất và sử dụng chế phẩm E.M, là nội dung kỹ thuật quan trọng trong và cốt lõi của “Nông nghiệp thiên nhiên cứu thế” do các nhà khao học Nhật Bản mà đứng đầu là tiến sỹ nông học Teruo Higa của trường đậi học Ryukyus (Nhật bản) phất minh và khởi xướng với bốn mục tiêu lớn là:

- Sản xuất đủ lương thực và thực phẩm cho xã hội

- Sản xuất các sản phẩm nông nghiệp sạch và an toàn cho sức khoẻ con người

- Sản xuất có hiệu quả kinh tế và tinh thần cho cảc người sản xuất và tiêu dùng

- Đảm bảo sự bền vững của nông nghiệp và môi trường

* Nguyên lý dẫn đến sự ra đời của chế phẩm E.M

Với quan điểm sử dụng các chủng vi sinh vật có ích trong nông nghiệp chế phẩm E.M ra đời dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau:

- Nguyên lý thứ nhất:

Sản xuất nông nghiệp bắt đầu bằng quá trình quang hợp của cây xanh

để tiến hành quá trình quang hợp thì cây xanh cần phải có ảnh sáng mặt trời, nước và khí cabonic(CO2)

Những nguyên liệu này hoàn toàn có sẵn trong tự nhiên, nhưng hiện tại nông nghiệp vẫn còn ở tình trạng hiệu quả thấp do hiệu suất sử dụng năng lượng mặt trời của cây trồng còn thấp Tình theo lý thuyết, tỷ lệ sử dụng năng lương mặt trời có thể đạt 10-20%, nhưng thực tế cho đến nay chỉ mưói nhỏ hơn 1% Tác giả tìm cách đưa

vi khuẩn quang hợp vào trong chế phẩm E.M nhằm làm tăng khả năng và công suất quang hợp cho cây trồng thông qua việc sử dụng ánh sáng có bước sóng từ 700-1200mm, mà cây xanh bình thường không có khả năng sử dụng sóng này

- Nguyên lý thứ 2:

Các vi sinh vật có khả năng phân huỷ các hợp chất hữu cơ để phóng thích ra hồn hợp tổng hợp như: Amino acid…, cho cây trồng Do vậy làm tăng hiệu quả của các chất hữu cơ Tác giả lựa chọn đưa các vi sinh vật có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ vào chế phẩm chình là nhân tố chìa khoá để đẩy mạnh khả năng sản xuất của cây trồng thông qua con đường khai thác đặc tính có sẵn của các chất hữu cơ

Từ hai nguyên lý cơ bản cho thấy: Nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời và các vi sinh vật có ích, các chất hữu cơ được phân giải cứ như vậy hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời sẽ tăng lên và sức sản xuất của cây trồng cũng tăng lên

- Nguyên lý thứ 3:

Trong tự nhiên có khoảng 5-10 vi sinh vật có lợi, 5-10% vi sinh vật có hại và có tới 80-90% vi sinh vật ở dạng trung gian Đưa tăng cường vi sinh vật có lợi vào tự nhiên, có tác dụng lôi kéo vi sinh vật trung gian chuyển sang có ích Vì vậy khi đưa chế phẩm EM

vào, vi sinh vật có ích sẽ tăng lên 8-9 lần so với bình thường EM được coi như nhà lãnh

đạo điều tiết các vi sinh vật có ích phát triển (Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011) [7]

1.2 Cơ sở pháp lý

Công tác quản lí Nhà nước về môi trường phải được dựa trên các văn bản pháp luật, pháp qui của các cơ quan quản lí Nhà nước Từ năm 1993 đến nay đã có các văn bản chính sau trong lĩnh vực quản lí Nhà nước về bảo vệ môi trường (BVMT):

- Thông tư liên tịch số 69/2000/TTLT- BNN- TCTK ngày 26/3/2000 của liên

Bộ Nông nghiệp và Tổng Cục Thống kê Qui định về tiêu chí đánh giá qui mô của một trang trại chăn nuôi

- Thông tư số 125/2003//TTLT- BTC- BTNMT: Về việc hướng dẫn thực hiện Nghị định số 67/2003/NĐ- CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính Phủ về phí BVMT đối với nước thải

- Luật bảo vệ môi trường năm 2005

- Quyết định số 22/2006/QĐ- BTNMT: Về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường

- Nghị định số 80/2006/NĐ- CP: Về việc qui định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật BVMT

- Nghị định số 81/2006/NĐ- CP: Về việc hướng dẫn xử phạt hành chính trong lĩnh vực BVMT

- Nghị định số 108/2006/NĐ- CP: Về việc thi hành một số điều luật đầu tư để

có chính sách hỗ trợ cơ sở hạ tầng cho các khu chăn nuôi tập trung

- Thông tư số 07/2007/TT- BTNMT V/v hướng dẫn phân loại danh mục cơ

sở gây ÔNMT cần phải xử lí

- Nghị định số 21/2008/NĐ- CP: Về việc sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số 80/2006 của Chính phủ về việc qui định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật BVMT 2005

- QCVN 01 - 15: 2010/BNNPTNT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia điều kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học

- Quyết định số 35/2008/QĐ- UBND: Về việc ban hành qui định về BVMT trong hoạt động chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

1.3 Cơ sở thực tiễn

1.3.1 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

1.3.1.1 Hiện trạng chăn nuôi

Bảng 1.5 Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm

(Đơn vị: %)

Năm

Trồng trọt 3,4 6,1 5,4 5,5 Chăn nuôi 3,4 5,8 6,7 8,5

Nông nghiệp khác 3,4 6,0 5,5 4,1

(Nguồn: Viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam, 2009) [26]

Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc độ nhanh Tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2001 – 2006 đạt 8,9% Tổng đàn trâu, bò từ 6,7 triệu con năm 2001 tăng lên 9,7 triệu con năm 2007 (tăng 7,4%/năm) Trong đó, đàn bò sữa tăng bình quân 15,0%/năm, đàn bò thịt tăng 9,7%/năm và đàn trâu tăng 1,1%/năm; đàn lợn tăng từ 21,8 triệu con năm 2001 lên 26,6 triệu con năm 2007 (tăng 3,3%/năm); đàn gia cầm trước khi có dịch cúm tăng mạnh từ 218 triệu con năm 2001 lên 254 triệu con năm 2003 (tăng 8,4%/năm)

Chăn nuôi nước ta thời gian qua chủ yếu vẫn là phân tán nhỏ lẻ, tập trung chủ yếu ở các hộ nông dân với 2 - 3 con trâu bò, 5 - 10 con lợn và 20 – 30 con gia cầm/hộ Những năm gần đây, chăn nuôi phát triển theo xu hướng trang trại, tập trung sản xuất hàng hóa Tính đến tháng 10/2006 cả nước có 17.721 trang trại và chủ yếu phát triển ở các tỉnh vùng Đông Nam Bộ, đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng Trong đó: có 7.475 trang trại chăn nuôi lợn, với 2.990 trang trại nuôi lợn nái Số trang trại chăn nuôi gia cầm là 2.837 trang trại Số trang trại

chăn nuôi bò là 6.405 trang trại, trong đó 2.011 trang trại chăn nuôi bò sữa Số trang

trại chăn nuôi trâu là: 247 trang trại Số trang trại chăn nuôi dê là: 757 trang trại

(Nguyễn Khoa Lý, 2008) [16]

Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): Ngành chăn nuôi đến năm 2020 vẫn tiếp tục phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm đảm bảo cho sức khỏe cộng đồng và gia tăng dân số Sản xuất chăn nuôi đang có xu hướng chuyển dịch từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, từ phương Tây sang các nước Châu Á Thái Bình Dương Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất Sự thay đổi về chăn nuôi ở khu vực này

có ảnh hưởng quyết định đến “cuộc cách mạng” về chăn nuôi trên toàn cầu Nhu cầu tiêu thụ thịt, sữa cho xã hội tăng nhanh ở các nước đang phát triển, ước tính tăng khoảng 7 – 8%/năm Cũng như các nước trong khu vực, chăn nuôi Việt Nam đứng trước yêu cầu vừa phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu Chăn nuôi phải phát triển bền vững gắn với nâng cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, khả năng cạnh tranh và bảo vệ môi trường là xu hướng tất yếu hiện nay Dự kiến mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2010 – 2015 đạt khoảng 6 – 7% và giai đoạn 2015 – 2020 đạt

khoảng 5 – 6% năm (Nguyễn Khoa Lý, 2008) [16]

Tình hình chăn nuôi 6 tháng đầu năm 2013, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho biết, tình hình chăn nuôi trên cả nước đang đi vào ổn định sau thiên tai và dịch bệnh Xu hướng chăn nuôi quy mô lớn đang được quan tâm, chăn nuôi nông hộ giảm dần Hiện ngành nông nghiệp đang chỉ đạo việc quy hoạch phát triển chăn nuôi theo các vùng sinh thái và theo sản phẩm chăn nuôi trên phạm vi cả nước, bảo đảm phát triển chăn nuôi theo hướng bền vững Bên cạnh đó, ngành chăn nuôi vẫn phải đối mặt với rất nhiều khó khăn do tình hình thiên tai, dịch bệnh xảy ra Trong các đợt rét đậm, rét hại kéo dài từ cuối năm 2012 đến tháng 2/2013 và một số đợt rét đậm bất thường sau đó cho đến cuối tháng 3/2013 đã làm gần 100 ngàn trâu,

bò và gia súc ăn cỏ bị chết Ngoài ra còn xuất hiện trở lại các loại dịch bệnh như dịch lở mồm long móng, dịch cúm gia cầm, dịch tai xanh Theo số liệu thống kê đánh giá sơ bộ về tình hình sản xuất chăn nuôi, tính đến nay, đàn lợn trên cả nước

có khoảng 26,3 triệu con, giảm 3,71% so với cùng kỳ năm 2012; đàn trâu, bò có hơn 8,5 triệu con, giảm 4,6%; đàn gia cầm có 293,77 triệu con, tăng 5,87% so với

cùng thời điểm năm trước (Báo Điện tử - Đảng Cộng sản Việt Nam, 2013) [3]

1.3.1.2 Tình hình về quản lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam

Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi chủ yếu được gây ra do nước thải trong khi rửa chuồng, nước tiểu Ô nhiễm chất thải rắn là

do phân, thức ăn thừa của gia súc vương vãi ra nền chuồng mà không được thu gom kịp thời Các chất này đều là những chất dễ phân hủy sinh học: Carbonhydrate, protein, chất béo dẫn đến các vi sinh vật phân hủy làm phát tán mùi hôi thối ra môi trường Đây

là các chất gây ô nhiễm nặng nhất và thường thấy nhất trong các trang trại chăn nuôi

tập trung (Phạm Thị Phương Lan , 2007) [15]

Mức độ ô nhiễm nguồn nước từ hoạt động chăn nuôi là nặng hay nhẹ tùy thuộc vào lượng thải ngoài môi trường là bao nhiêu và phụ thuộc vào việc xử lý hay không

xử lý lượng nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường

Tính đến 01/10/2006, theo báo cáo của 60/64 tỉnh, thành có tổng số 16.012 trang trại (TT), trong đó miền Bắc có 6.101 TT, miền Nam có 9.911 TT (theo tiêu chí của Thông tư liên tịch số 69/2000/TTLT-BNN-TCTK ngày 26/3/2000 của Liên Bộ Nông nghiệp – Tổng cục Thống kê)

Chăn nuôi trang trại tập trung phát triển chủ yếu là TT chăn nuôi lợn và bò Hai loại hình này chiếm 42,5% và 35,9% trong tổng số trang trại Chăn nuôi gia súc khác như trâu, dê, chỉ chiếm 6,2% Chăn nuôi gia cầm chiếm 15,4% Tuy nhiên, chăn nuôi lợn và chăn nuôi gia cầm phần lớn là các giống công nghiệp cao sản, đầu tư tập trung, thâm canh Trang trại chăn nuôi gia cầm có thể bị giảm sút do ảnh hưởng của 3 năm bị dịch cúm gia cầm Các giống gia súc lớn như bò, trâu, dê, cừu thích ứng với điều kiện chăn thả tận dụng thức ăn tự nhiên thích hợp với các vùng trung du, miền núi và chủ yếu là chăn nuôi thả đàn, số trang trại tập trung không nhiều

Chăn nuôi trang trại tập trung phát triển mạnh ở Đông Nam Bộ: 6.034 TT chiếm 37,7%; tiếp theo là Đồng bằng sông Hồng: 3.142 TT chiếm 19,7%; Bắc Trung Bộ: 1.546 TT chiếm 9,7% Trong đó các tỉnh có nhiều trang trại nhất là thành

phố Hồ Chí Minh: 2.631 TT; Đồng Nai: 1.261 TT; Bình Định: 834 TT; Thanh Hóa:

815 TT; Gia Lai: 787 TT; Ninh Thuận: 690 TT; Hà Tây: 641 TT; Thái Bình: 507 TT; Hưng Yên: 460 TT; Hải Phòng: 342 TT; Hà Nam: 327 TT Các vùng Đông Bắc, Tây Bắc với đất đai rộng lớn nhưng số lượng trang trại chỉ chiếm vài % và chủ yếu là trang trại chăn nuôi đại gia súc Đồng bằng sông Cửu Long cũng chưa phát

triển nhiều TT, chỉ có 1.006 TT, chiếm 6,3% so với toàn quốc (Thông tin gia cầm –

Hiệp hội chăn nuôi gia cầm Việt Nam, 2007) [22]

Theo tổ chức FAO: Động vật nuôi thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2 Điều này có nghĩa là chăn nuôi gia súc đã được khẳng định là một tác nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính Chăn nuôi gia súc còn đóng góp tới 64% khí Amoniac (NH3) – thủ phạm của những trận mưa axit Ngoài ra, nhu cầu thức ăn, nước uống, tập tính bầy đàn, nhu cầu bãi chăn thả của gia súc cũng đang được coi là một trong những tác nhân chính gây thoái hóa đất nông nghiệp, ô nhiễm nguồn nước và

mất cân bằng hệ sinh thái

Nguyên nhân được FAO nhận định là do nhu cầu thịt và sữa của con người đang ngày một tăng cao và đa dạng trong khi việc quy hoạch chăn nuôi lại tùy tiện, việc xử lý chất thải chăn nuôi không đồng bộ và yếu kém Tại Việt Nam, hiện trạng

ô nhiễm do chăn nuôi gây ra đang ngày một ở mức báo động Xã Trực Thái (Nam Định) có 91,13% hộ nuôi Kết quả mà cơ quan chức năng thu được là mức khí độc

NH3, H2S cao hơn mức cho phép 4,7 lần, mức nhiễm khuẩn không khí trong chuồng nuôi trung bình là 18.675 vi sinh vật (cao hơn tiêu chuẩn của Nga 12 lần), nước thải nhiễm E.Coli và 25% số mẫu nhiễm trứng giun với mật độ 4.025 trứng/500ml nước thải Hàm lượng COD là 3.916 mg/l trong khi TCVN quy định mức COD trong chất

thải chỉ được phép từ 100 – 400 mg/l

Ô nhiễm do chăn nuôi và đặc biệt là chăn nuôi lợn thì không chỉ làm hôi tanh không khí mà còn ảnh hưởng nặng nề tới nguồn nước và tài nguyên đất Dịch bệnh chưa khống chế, chăn thả tràn lan, chăn nuôi nhỏ lẻ và hầu như không có công nghệ chế biến chất thải là các nguyên nhân làm chăn nuôi là ngành gây ô nhiễm môi

trường lớn ở nước ta (ThS Đào Lệ Hằng, 2007) [11]

Chất thải trong chăn nuôi được phâm ra làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí (bao gồm: CO2, NH3, đều là những loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính) Chất thải lỏng bao gồm nước tiểu, nước tắm cho vật nuôi, nước rửa chuồng, đa phần đều chảy trực tiếp ra hệ thống cống thoát nước chung trong khu dân cư

Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, giết mổ, chôn lấp, tiêu hủy gia súc không đúng kỹ thuật Hiện nay, còn nhiều trang trại chăn nuôi lợn, bò hàng ngày thải ra một lượng lớn chất thải không được xử lý và đổ trực tiếp vào hệ thống thoát nươc, kênh mương trong vùng làm nhiều hộ dân không có nước sinh hoạt, tỷ lệ người dân bị mắc bệnh tiêu chảy, mẩn ngứa và ghẻ lở cao Theo tính toán, đàn vật nuôi Việt Nam thải vào môi trường khoảng 75 triệu tấn chất thải rắn và 25 – 30 triệu khối chất thải lỏng Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 – 24 triệu

m3) xả thẳng ra môi trường, hoặc sử dụng không qua xử lý gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Ước tính một tấn phân chuồng tươi với cách quản lý, sử dụng như hiện nay sẽ phát thải vào không khí khoảng 0,24 tấn CO2 quy đổi thì với tổng khối chất thải nêu trên sẽ phát thải vào không khí 17,52 triệu tấn CO2 Các chuyên gia môi trường đã chỉ ra rằng, chất thải trong chăn nuôi gây ra 18% khí gây hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên, lớn hơn cả phần do giao thông vận tải

gây ra (Xuân Hợp, 2012) [13]

- Thời gian qua, ngành chăn nuôi của thành phố Hà Nội đã có bước tăng trưởng khá, góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế, xã hội, nâng cao thu nhập cho bà con nông dân Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích thấy rõ, nhiều bất cập đã nảy sinh gây ô nhiễm môi trường, đe dọa sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng trực tiếp đến môi sinh

Hà Nội hiện có đàn gia súc, gia cầm lớn nhất nước với 17,9 triệu con gia cẩm, 1,52 triệu con lợn và hơn 200.000 con trâu, bò Tính trung bình mỗi năm lĩnh vực chăn nuôi của Hà Nội thải ra môi trường gần 2,2 triệu tấn chất thải các loại Do chăn nuôi còn mang nặng tính tự phát, tỷ lệ chăn nuôi nhỏ lẻ trong khu dân cư

chiếm tới trên 60% và thiếu sự quan tâm xử lý chất thải chăn nuôi đúng mức nên chỉ một phần nhỏ số đó được ủ làm phân bón cho cây trồng, còn lại thải trực tiếp ra kênh mương, ao hồ và hệ thống cống rãnh thoát nước trong khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng làm tăng nguy cơ phát sinh dịch bệnh cho đàn gia

súc, gia cầm và con người (Hữu Hoài, 2012) [12]

- Chăn nuôi hộ ở Hà Nam vốn được coi là mũi nhọn, góp phần nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống nông dân Tuy nhiên, tình trạng ô nhiễm môi trường trong khu dân cư từ nguồn chất thải, nước thải do chăn nuôi đã ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người dân

Tuy là xã đa nghề, đất chật, người đông nhưng nghề chăn nuôi lợn vẫn được người dân xã Đồng Hóa, huyện Kim Bảng duy trì, phát triển Với tổng đàn lợn hơn bảy nghìn con, nhưng cả xã chỉ có một khu chăn nuôi tập trung (gồm 20 hộ) còn lại

là trong nông hộ và nguồn chất thải chủ yếu được thải thẳng ra các cống, rãnh thoát nước trong khu dân cư Cũng như Đồng Hóa, thôn I, xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục

có 200 hộ gia đình thì có đến 90% hộ chăn nuôi lợn, với tổng đàn lợn khoảng năm nghìn con, trong đó có nhiều hộ có quy mô nuôi tới hàng trăm đầu lợn thịt/lứa Song nguồn chất thải chủ yếu vẫn được thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên Thực tế, vấn

đề ô nhiễm môi trường từ chất thải trong chăn nuôi, nhất là nuôi lợn ở các làng quê

đã trở nên bức xúc và được chính quyền, nhân dân các địa phương quan tâm tìm hướng giải quyết Theo số liệu thống kê từ Chi cục chăn nuôi tỉnh Hà Nam, tổng đàn lợn của tỉnh có 40 nghìn con, tập trung ở trên 20 nghìn hộ gia đình, trong đó có đến 94% số lợn được nuôi trong nông hộ, 6% được nuôi tại các khu chăn nuôi tập trung Cùng với đó, đàn gia cầm của tỉnh cũng đang duy trì khoảng 3,3 triệu con

Từ số lượng gia súc, gia cầm này, mỗi năm thải ra hàng nghìn tấn chất thải rắn và hàng triệu m3

chất thải lỏng (gồm cả lượng nước rửa chuồng trại) Hầu hết lượng nước thải rất lớn này không được xử lý mà xả thẳng ra môi trường tự nhiên Ngoài

30 khu chăn nuôi tập trung được bố trí xa khu dân cư, còn lại phần lớn chuồng trại chăn nuôi vẫn nằm xen kẽ trong các khu dân cư Thực tế là các hộ chăn nuôi đều đưa chuồng trại ra một khu tách biệt so với nhà ở của gia đình, nhưng lại sát với hộ

liền kề Vì thế, ở những nơi chăn nuôi phát triển như xã Nhật Tân huyện Kim Bảng,

xã Ngọc Lũ, An Ninh huyện Bình Lục, xã Nhân Chính huyện Lý Nhân gần như toàn bộ hệ thống cống, rãnh, ao, hồ đều chuyển màu đen, mùi hôi thối bốc lên nồng nặc, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đe dọa hàng ngày đến sức khỏe của

người dân (Đào Phương, 2012) [20]

- Tại Đồng Nai, theo ước tính của ngành môi trường, mỗi ngày có khoảng 5 tấn phân lợn, phân gà và 12.000 m3 nước thải chăn nuôi trên địa bàn thành phố Biên Hoà được thải trực tiếp ra sông Đồng Nai Các trại không có hệ thống xử lý nước thải và tất cả đều được đổ ra dòng suối Săn Máu đã và đang dần giết chết dòng sông này, những bao phân tươi được đặt ngay trên đường đi, khiến cho môi trường không chỉ trong các khu chăn nuôi bị ô nhiễm nặng nề, mà còn gây mùi hôi thối nồng nặc ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân vùng lân cận Theo số liệu thống kê Biên Hoà hiện có khoảng 140.000 đầu lợn và 1 triệu con gia cầm được nuôi trong hơn 8000

hộ chăn nuôi quy mô lớn ở Tân Hoà, Tân Biên, Tân Phong nhưng trong đó chỉ có khoảng 15% số hộ sử dụng hầm Biogas để tận dụng chất thải làm nguồn năng lượng

chất đốt, còn lại đều thải vô tư ra môi trường xung quanh (Nguyễn Thị Hồng Nhung,

2011) [18]

- Tại thành phố Hồ Chí Minh theo Cục trồng trọt (Bộ NN&PTNT), chất thải từ

hệ thống chăn nuôi tập trung đang ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khoẻ con người Cụ thể, với chất thải rắn, tổng lượng phân tươi lưu trữ là 26%, sử dụng làm hầm Biogas 21%, thải ra đất và nguồn nước 19%, ủ 10% còn đối với chất thải lỏng,

có tới 60% được thải trực tiếp ra đất hoặc nguồn nước, 12% là chất trực tiếp vào ao

cá, trong khi đó chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cây trồng đang có chiều hướng giảm Do vậy, một nghiên cứu mới đây cho thấy, chất thải chăn nuôi có mức BOD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 500mg/l, có chứa số lượng vi khuẩn E.coli và trứng ký sinh trùng ở mức cao không thể chấp nhận được Lượng vi khuẩn tăng nhanh trong nước ngầm , 100% mẫu rau xanh có sử dụng chất thải chăn nuôi làm phân bón đều có E.coli Kiểm tra thịt tại các chợ ở thành phố Hồ Chí Minh cho thấy

2,2% mẫu bị nhiễm Salmonella và nhiễm E.coli (Nguyễn Thị Hồng Nhung, 2011) [18]

Hiện nay Việt Nam đang đứng trước một thực trạng đó là ô nhiễm môi trường do hoạt động chăn nuôi từ các trang trại tập trung gây ra Chủ yếu là chất thải trong chăn nuôi lợn bao gồm phân, nước tiểu, chất độn chuồng, thức ăn rơi vãi và nước làm vệ

sinh chuồng trại (Nguyễn Thị Hồng Nhung, 2011) [18]

Nhìn chung, việc quản lý chất thải chăn nuôi đang gặp nhiều khó khăn Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi trong nông nghiệp còn rất thấp Vì vậy cần có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề quản lý và khắc phục sự ô nhiễm môi trường do một lượng lớn chất thải chăn nuôi gây ra

a Chất thải rắn

Công tác quản lý chất thải trong chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn, việc

sử dụng phân lợn trong nông nghiệp vẫn còn bị hạn chế do phân lợn không giống phân bò hay gia cầm khác Phân lợn ướt và hôi thối nên khó thu gom và vận chuyển, phân lợn là phân “nóng” khó sử dụng, hiệu quả không cao và có thể làm chết hoặc mất năng suất cây trồng (sầu riêng mất mùi, nhãn không ngọt ) Trong thực tế, chất thải rắn chăn nuôi chủ yếu được xử lý bằng ủ nóng và hầm Biogas Sau khi xử lý, phân được đem sử dụng hoặc được buôn bán có thể trực tiếp hoặc qua các chợ Khoảng 40 – 70% chất thải rắn được ủ, đóng gói bán làm phân bón tùy từng vùng Khoảng 30 – 60% (tùy vùng) chất thải rắn còn lại thường được xử trực tiếp ra

ao nuôi cá, ra môi trường kênh, rạch, mương, đất ) hoặc ủ cùng nước thải trong hầm Biogas Hầu hết các cơ sở chăn nuôi không có nhà xử lý phân hoàn chỉnh Các chất thải rắn khác ngoài phân (một số dụng cụ chăn nuôi, vật tư thú y, ) hầu như

chưa được xử lý trước khi thải vào môi trường (Ths Đào Lệ Hằng, 2009) [10]

Theo điều tra tình hình quản lý chất thải chăn nuôi ở một số huyện thuộc thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận chỉ có 6% số hộ nuôi lợn có bán phân cho các đối tượng sử dụng để nuôi cá và làm phân bón, khoảng 29% số hộ chăn nuôi lợn

sử dụng phân cho bể biogas và 9% hộ dùng phân lợn để nuôi cá (Bùi Xuân An,

2007) [1]

Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung ở Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy: 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 Kết quả điều tra hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi cho thấy 100% số

cơ sở chăn nuôi đều chưa tiến hành xử lý chất thải rắn trước khi chuyển ra ngoài khu vực chăn nuôi Các cơ sở này chỉ có khu vực tập trung chất thải ở vị trí cuối trại, chất thải được thu gom và đóng bao tải để bán cho người tiêu thụ làm phân bón hoặc nuôi cá 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 nhiễm lan truyền dịch bệnh từ trang trại này sang trang trại khác là rất cao Đối với phương thức nuôi lợn trên sàn bê tông phía dưới là hầm thu gom thì không thu được chất thải rắn Toàn bộ chất thải, bao gồm phân, nước tiểu, nước rửa chuồng được hòa lẫn và dẫn về bể biogas

b Chất thải lỏng

Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do:

- Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng và tắm cho lợn là 30-50 lít nước/1con.ngày đêm

- Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản

- Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất canh tác xung quanh

Trên thực tế, nước thải lỏng trong chăn nuôi được xử lý như sau:

- Khoảng 30% lượng nước thải lỏng này được xử lý qua hầm Biogas

- Khoảng 30% lượng nước thải được xử lý bằng hồ sinh học

- Khoảng 40% dùng trực tiếp để tưới hoa màu, nuôi cá hoặc đổ thẳng vào các

hệ thống thoát nước chung của cộng đồng (Ths Đào Lệ Hằng, 2009) [10]

Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy: nước thải của các

cơ sở chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm rửa cho lợn Cả 10 cơ sở chăn nuôi lợn được điều tra đều có chỉ có hệ thống xử

lý chất thải lỏng bằng công nghệ Biogas Kết quả điều tra của cho thấy hệ thống xử

lý nước thải tại các trang trại trên là: Nước thải  bể Biogas  hồ sinh học  thải

ra môi trường Hầu hết các trang trại chăn nuôi lợn khác cũng có sơ đồ xử lý chất

thải như trên (Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát, 2012) [2]

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn đã được nghiên cứu triển khai ở các nước phát triển từ cách đây vài chục năm Các công nghệ áp dụng cho xử lý nước thải trên thế giới chủ yếu là các phương pháp sinh học Ở các nước phát triển, quy mô trang trại hàng trăm hecta, trong trang trại ngoài chăn nuôi lợn quy mô lớn (trên 10.000 con lợn), phân lợn và chất thải lợn chủ yếu làm phân vi sinh và năng lượng Biogas cho máy phát điện, nước thải chăn nuôi được sử dụng cho các mục đích nông nghiệp

Hình 1.3 Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới

Cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ lẻ

Nuôi thả, chuông hở

Hệ thống nuôi trên sàn

Kho chứa chất thải rắn

Land Application

Trang trại lớn quy mô

công nghiệp

Dòng nước thải Dòng chất thải rắn

Ruộng, cánh đồng

Tại các nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu, ứng dụng và cải tiến trong nhiều năm qua

Tại Đan Mạch, việc kiểm soát ô nhiễm chăn nuôi rất được chú ý Quản lý môi trường chăn nuôi của Đan Mạch tập trung vào 2 nhóm vấn đề, một là luật pháp và hai là kỹ thuật Về luật pháp, Đan Mạch nhắm vào việc kiểm soát lượng nitơ (N) và photpho (P) thải vào môi trường đất và nước, kiểm soát lượng khí amoniac (NH3)

và mùi hôi phát thải vào không khí của các cơ sở chăn nuôi Để kiểm soát lượng N

và P của chất thải thải vào môi trường đất và nước, Đan Mạch quy định số lượng lợn nuôi phải phù hợp với diện tích đất canh tác Ngoài ra, Đan Mạch cũng buộc chủ trang trại nuôi lợn phải có kế hoạch phân bón hàng năm, trong kế hoạch phân bón này chủ trang trại phải tận dụng nguồn phân chuồng và hạn chế dùng phân hóa học Để mùi hôi của trại lợn không gây khó chịu, phiền toái cho người dân, Đan Mạch quy định khoảng cách tối thiểu giữa trại lợn với nơi ở của dân

Về kỹ thuật xử lý chất thải, Đan Mạch tập trung vào các giải pháp xử lý phân và chất thải để giảm thiểu NH3 và mùi hôi phát thải Công nghệ Biogas trong xử lý

chất thải chăn nuôi cũng được Đan Mạch coi trọng (Trung tâm Nghiên cứu khoa

học Nông vận, 2011) [25]

Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ SBR qua 2 giai đoạn: giai đoạn hiếu khí, giai đoạn kỵ khí Photphat được loại bỏ từ pha lỏng bằng định lượng vôi vào bể sục khí (Willers et al,1994)

Tại Tây Ban Nha, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng quy trình VALPUREN (được cấp bằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761) Đây là quy trình xử lý kết hợp phân hủy kỵ khí tạo hơi nước và làm khô bùn bằng nhiệt năng được cấp bởi hỗn hợp khí sinh học và khí tự nhiên

Tại Thái Lan, công trình xử lý nước thải sau Biogas là UASB Đây là công trình xử lý sinh học kỵ khí ngược dòng Nước thải được đưa vào từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dạng các bông bùn mịn Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúc với các bông bùn này Một phần khí sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính với các

bông bùn và kéo các bông bùn lên lơ lửng trong bùn, tạo sự khuấy trộn đều giữa bùn và nước Khi lên đến đỉnh bể, các bọt khí được giải phóng với khí tự do và bùn

sẽ rơi xuống Để tăng tiếp xúc giữa nước thải với các bông bùn, lượng khí tự do sau

khi thoát ra khỏi bể được tuần hoàn trở lại hệ thống (Luận văn Trần Mạnh Hải,

2009) [9]

1.3.3 Tình hình nghiên cứu ở Thái Nguyên

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, khu vực kinh tế nông thôn

có nhiều khởi sắc và chuyển biến rõ rệt Cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn có nhiều thay đổi, ngành chăn nuôi đang từng bước phát triển và giữ vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Tăng trưởng chăn nuôi kéo theo các vấn đề về môi trường, tác hại môi trường của chất thải chăn nuôi đã bắt đầu rõ nét ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam Chất thải chăn nuôi có mùi hôi, thối, làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước gây nên các bệnh về tiêu hóa, đường

hô hấp, viêm da, viêm gan…ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống người dân

Tỉnh Thái Nguyên đang đẩy mạnh việc ứng dụng các thành tựu về phát triển công nghệ phát triển CTKSH vào cuộc sống dân sinh, đặc biệt đối với khu vực nông thôn Từ năm 1998 đến nay bên cạnh việc đẩy mạnh công tác thông tin, giáo dục, tuyền thông vì việc sử dụng khí sinh học, chương trình phát triển hầm khí sinh học đã đầu tư xây dựng trên 500 công trình thí điểm cho các hộ dân bằng sự tài trợ một phần từ ngân sách sự nghiệp khoa học của tỉnh Sự thành công của mô hình đã thúc đẩy nhanh việc mở rộng xây dựng CTKSH trong dân cư, theo ước tính đến nay

đã có trên 1000 CTKSH đang hoạt động trong các hộ gia đình

Riêng tại các xã phía Tây thành phố Thái Nguyên với đa số người dân sống dựa vào hoạt động sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi Lượng chất thải chăn nuôi và nước thải là rất lớn Phần lớn các chất thải đều xả trực tiếp ra cống rãnh, ao hồ, kênh mương Nồng độ cao các chất ô nhiễm có trong chất thải làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, các cống rãnh thường xuyên bị ứ đọng, ùn tắc, tạo nên mùi hôi thối bao quanh các hộ gia đình, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân Vì vậy việc xử lý chất thải trước khi xả thải ra môi trường là vấn đề cần được quan tâm

Việc sử dụng tổng hợp các biện pháp sinh học như: xây dựng hầm ủ Biogas, chế phẩm sinh học ( EM, TMT, ), ủ sinh học,… là một giải pháp xử lý chất thải hiệu quả

và thân thiện với môi trường nhất, cung cấp chất đốt và phân bón từ tái chế chất thải phục vụ sản xuất nông nghiệp nông thôn Tuy nhiên việc tiếp cận của người dân với các biện pháp xử lý này còn hạn chế nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm

Trước thực tế trên đòi hỏi phải có sự đánh giá đúng thực trạng, thấy rõ được các tồn tại để từ đó đưa ra các giải pháp mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn

Chương 2 , NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các hộ gia đình và các trang trại chăn nuôi trên địa bàn các xã phía Tây thành phố Thái Nguyên: xã Thịnh Đức, xã Phúc Xuân, xã Quyết Thắng, xã Phúc Trìu và xã Tân Cương

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Đề tài được thực hiện trên địa bàn các xã phía Tây thành phố Thái Nguyên:

xã Thịnh Đức, xã Phúc Xuân, xã Quyết Thắng, xã Phúc Trìu và xã Tân Cương

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của các xã phía Tây TP Thái Nguyên

- Hiện trạng chăn nuôi tại địa bàn các xã phía Tây TP Thái Nguyên

- Đánh giá thực trạng áp dụng các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi tại địa bàn các xã phía Tây TP Thái Nguyên

- Đề xuất giải pháp xử lý chất thải tại các trang trại chăn nuôi trên địa bàn

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn nghiên cứu Các số liệu, tư liệu chủ yếu được thu thập tại: Sở Tài nguyên và Môi trường Thái Nguyên, phòng Quản lý Môi trường thành phố Thái Nguyên, Sở NN&PTNT…

- Các kết quả nghiên cứu, báo cáo khoa học, báo, tạp chí có liên quan đến các biện pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi

- Các chính sách hỗ trợ, tài liệu tập huấn

- Báo cáo chi tiết về việc thực hiện các nhiệm vụ kinh tế xã hội của địa phương

- Danh sách, thông tin về các hộ điều tra

2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp

- Lập phiếu điều tra theo mẫu